一种新的酉空时星座图设计

论文摘要

MIMO系统相对于单天线系统具有较高的频谱利用率,将空时编码应用于MIMO系统,能够对抗平坦衰落,获得潜在的信道容量。但传统的空时编译码方案需要接收端估计信道状态信息,这在高速移动环境中很难做到或毫无意义。[1]提出酉空时调制的思想,证明在两种条件下,酉空时调制对信道状态已知和未知时都可达到最大容量,但两种情况下设计准则不同。之后,[14]提出了差分酉空时调制（DUSTM）方案,统一了信道状态已知和未知两种情况下的设计准则。[14]中的差分酉空时星座设计方法基于群结构,使用最大化分集因子的方法,此方法只对满足特定条件的天线数目及星座图大小存在星座图,且设计前提存在缺陷。本文在前人研究的基础上,介绍了一种新的差分酉空时星座设计方法。提出一种更加合理的性能指数,并以此指数作为成本函数,进行基于梯度速降法的星座图搜索,达到误码率的最小化设计。仿真验证,获得了误码率为10?4下优于[1]等文献2dB的误码性能。在此基础上,本文把搜索得到的星座图与Turbo编译码相结合,修正了文献[21]的度量值计算公式以适应我们的方案。Matlab仿真结果显示, Turbo码码率为1/2时,通过2次迭代,我们的方案在9.4dB处就可以获得10?5的误码性能。针对TTCM-本文还提出了一种将CT-TCM（级联两状态网格码）与DUST相结合的编码调制方案。理论研究表明此方案具有高频谱利用率,低译码复杂性的优点。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 1 引言
• 2 标准差分酉空时调制（DUSTM）
• 2.1 多天线信道模型与信道容量
• 2.1.1 多天线系统信道模型
• 2.1.2 信道容量的定义
• 2.2 酉空时调制（USTM）信号结构和解调方法
• 2.2.1 酉空时调制信号结构
• 2.2.2 酉空时调制的解调方式
• 2.3 差分酉空时调制
• 2.3.1 标准的单天线差分调制
• 2.3.2 多天线差分调制
• 2.4 经典差分酉空时星座设计
• 2.4.1 性能指数选择
• 2.4.2 群星座结构选择
• 2.4.3 星座设计与搜索方法
• 3 一种新的差分酉空时星座设计方法
• 3.1 填充问题与酉空时星座设计
• 3.2 梯度速降法及其在星座图最优化搜索中的应用
• 3.2.1 基于梯度的最速下降法
• 3.2.2 梯度方法最优化星座图设计
• 3.3 过参数化方法快速计算梯度
• 3.4 一种新的星座图设计方法
• 3.4.1 简介
• 3.4.2 梯度方法最优化星座图设计
• 3.4.3 搜索步骤
• 3.5 仿真结果及性能分析
• 4 DUST 调制与Turbo 码的结合（Turbo-DUST）
• 4.1 Turbo 码的编码原理
• 4.1.1 Turbo 编码器的组成
• 4.1.2 CDMA2000 中采用的编码器
• 4.2 Turbo 码的迭代译码原理
• 4.2.1 Turbo 码译码器的结构
• 4.2.2 成员译码器
• 4.2.3 Turbo 码译码过程
• 4.2.4 改进的SOVA 算法
• 4.3 交织器的设计
• 4.3.1 交织器的作用
• 4.3.2 交织器的种类[34][35][36][37][38][39]
• 4.4 DUST 调制与Turbo 码的结合
• 4.4.1 Turbo- DUSTM 的发射方案
• 4.4.2 Turbo- DUSTM 的发射方案的接收方案
• 4.5 仿真实现及性能分析
• 5 DUST 调制与CT-TCM（二进制双状态网格码）相结合
• 5.1 Turbo-TCM 编码调制
• 5.1.1 TCM 编码调制
• 5.1.2 Turbo-TCM 编码调制
• 5.1.3 符号交织的TTCM
• 5.1.4 比特交织的TTCM
• 5.2 CT-TCM 编码调制
• 5.2.1 时变网格码
• 5.2.2 基于时变网格的TTCM 的结构
• 5.3 DUST 与CT-TCM 相结合（CT-TC-DUSTM）
• 参考文献
• 作者简历
• 学位论文数据集