论文摘要
多入多出（MIMO）通信系统通过在发射端和接收端设计多个天线,能最大程度地利用无线信道的信道容量,实现高速可靠通信。正交频分复用（OFDM）技术能够有效地对抗多径传播引起的频率选择性衰落,将频率选择性衰落信道转化为平坦衰落信道。将MIMO技术和OFDM技术结合起来构成的MIMO-OFDM系统充分发挥了二者的优势,具有非常实际的意义。本文在上述的MIMO系统以及MIMO-OFDM系统的基础上,研究了接收端的检测技术和发射端的预编码技术。对于MIMO系统中接收端的检测技术虽然已经相当的成熟,但是基于快衰落信道下已编码的MIMO-OFDM系统中的软输出检测算法还缺乏研究。本论文的第三章针对现有的大多数带信道编码的系统,在原有的检测算法基础上研究了四种不同检测算法的软输出算法,包括联合最大似然检测,简化最大似然检测,迫零检测以及判决反馈检测,并对其中的判决反馈检测算法提出了抑制错误传播的改进算法。本论文第四章研究了通过在接收端进行实际的信道估计和噪声方差估计,发射端如何利用反馈回来的信道信息和噪声方差信息进行自适应的功率分配以获得系统误码率性能的提高。研究了等功率分配、等SNR功率分配以及拉格朗日功率分配三种功率分配方案下系统的误码率性能差异。通过研究发现,拉格朗日功率分配算法性能最优,等SNR功率分配算法算法简单且性能与拉格朗日功率分配算法十分接近且算法简单,具有很大的实用价值。二者相对于等功率分配算法都有相当的性能提升,因此当拉格朗日功率分配算法出现分配盲点时,可以联合等SNR功率分配算法进一步改善性能。在强相关信道下,仅通过功率分配不足以改善此时严重恶化的误码率性能,此时通过选择部分发射天线并且在已选的部分发射天线上有效分配功率能够提高发射天线上的信噪比,最终获得更大的性能增益。在第五章研究了发射端未知信道状态信息时,基于空频码的循环延迟分集技术的预编码发射方案。该方案通过在多天线的OFDM调制信号中引入不同的循环延迟,增加了信道的频率选择性,提高了频率分集增益,能够很大程度的改善系统的误码率性能。并分析比较了该发射方案和3GPP提案中CDD Precoding的循环延迟分集方案的性能差异。最后通过仿真验证了基于空频码的循环延迟分集发射方案选择合适的循环延迟,可以达到逼近经典的Alamouti空时编码方案的分集增益,实现简单且不受发射天线数的限制。
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摘要ABSTRACT第一章 绪论1.1 论文的研究背景和意义1.2 论文的主要贡献1.3 论文的主要研究工作及结构安排第二章 多天线技术基本理论2.1 无线信道特性2.2 MIMO系统模型2.3 空时编码技术2.3.1 分层空时码2.3.2 空时分组码2.3.3 空时格码2.4 MIMO系统中的常见译码算法2.4.1 最大似然译码2.4.2 迫零检测2.4.3 最小均方误差检测2.4.4 非线性译码算法——排序干扰抵消的迫零检测2.4.5 非线性译码算法——排序干扰抵消的最小均方误差检测2.5 本章小结第三章 快衰落信道下 Alamouti编码的OFDM系统中的检测技术3.1 引言3.2 软输出检测算法3.3 Alamouti编码的STBC-OFDM系统中的软输出检测算法3.3.1 技术背景3.3.2 Alamouti编码的 STBC-OFDM系统模型3.3.3 联合最大似然检测算法3.3.4 简化最大似然检测算法3.3.5 迫零检测算法3.3.6 判决反馈检测算法3.3.7 算法小结及仿真分析3.4 Alamouti编码的 SFBC-OFDM系统中的软输出检测算法3.4.1 Alamouti编码的 SFBC-OFDM系统模型3.4.2 仿真分析3.5 本章小结第四章 MIMO系统中的功率分配技术和天线选择技术4.1 引言4.2 功率分配技术4.2.1 技术背景4.2.2 采用自适应功率分配的V-BLAST系统4.2.3 采用发射功率分配的ZF-OSUC检测4.2.4 采用发射功率分配的MMSE-OSUC检测4.2.5 拉格朗日功率分配算法4.2.6 等 SNR功率分配算法4.2.7 不同功率分配算法的性能比较及仿真分析4.2.8 小结4.3 天线选择技术4.3.1 技术背景4.3.2 系统模型4.3.3 天线选择算法描述4.3.4 包含天线选择和功率分配的MMSE-OSUC检测算法4.3.5 拉格朗日功率分配算法确定功率因子4.3.6 仿真分析4.4 本章小结第五章 循环延迟分集发射方案5.1 引言5.2 基于循环延迟分集的空频码方案5.2.1 SFC-CDD系统的编码方案5.2.2 SFC-CDD系统的ML软输出译码方案5.2.3 SFC-CDD系统的MMSE-OSUC软输出译码方案5.2.4 循环延迟量的选取5.2.5 仿真分析5.3 3GPP LTE提案中基于循环延迟分集的预编码方案5.4 两种方案的性能比较及仿真分析5.5 本章小结第六章 结论6.1 全文总结6.2 对下一步研究的建议和未来研究方向致谢参考文献个人简历攻读硕士学位期间的研究成果
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