论文题目: 串行级联空时码的研究与设计
论文类型: 博士论文
论文专业: 通信与信息系统
作者: 李颖
导师: 王新梅
关键词: 多天线通信系统,空时编码,串行级联空时码,广义递归网格空时码,外信息转移特性
文献来源: 西安电子科技大学
发表年度: 2005
论文摘要: 如何在带宽和功率都受限的条件下减小多径衰落的影响，提高无线通信系统的信道容量，实现高速、可靠的信息传输是目前无线通信领域中最重要的研究课题之一。利用多发送多接收天线阵技术，可将无线信道中散射路径等效为若干个相互独立的并行空间子信道，用于传输信息，可同时提高信息速率和通信质量。因此，基于多天线阵的空时编码技术正日益成为近年来的研究热点之一，其中用传统二进制纠错码和空时码构造的串行级联码(SCSTC)最为实用。在迭代译码算法的作用下，SCSTC利用空时码提高信息速率，同时利用二进制纠错码提供编码增益，可达到接近信道容量的性能。 本文对网格空时码及串行级联空时码的理论与设计进行了深入研究，获得了几个关键性的研究成果，主要概括为： 1．推导了正交分组空时码(OSTBC)的受限信道容量计算方法，系统地分析比较了三种典型空时编码技术的受限信道容量(包括分层空时码、正交分组空时码和网格空时码)。 2．给出了一种网格空时码优化新方法。系统地分析了STTC的距离谱特性，在此基础上推导了基于距离谱的STTC设计准则，并给出一种简化搜索算法。 3．研究了非满秩网格空时码应用于串行级联系统的可行性，提出了一类带有并行分支的网格空时码，可在不损失性能的前提下降低系统编译码复杂度； 4．设计了一类适于串行级联的广义递归网格空时码(G-RSTTC)。给出广义递归网格空时码的基本编码器结构，讨论了G-RSTTC的参数选取，证明了以G-RSTTC为内码的构成的串行级联空时码在独立衰落信道下的分集增益至少为2M(M为接收天线数)，在此基础上给出G-RSTTC的生成矩阵，分析了G-RSTTC在独立衰落信道和准静态衰落信道下的信道容量，最后比较了以G-RSTTC为内码的SCSTC和其他几种现有SCSTC的性能。 5．应用EXIT Charts分析方法，设计了一类可逼近信道容量的串行级联空时码。首先将EXIT Charts分析方法推广到多天线系统，分析了影响BLAST和递归网格空时码EXIT Charts曲线特性的若干因素，分析了卷积码、重复码和混合卷积码的EXIT Charts曲线特性，给出了设计可逼近信道容量SCSTC的方法及相关结果。6.利用信号星座图旋转和Almouti方案，设计了一类多层分组空时码 (MsTBC)，分别给出了在块衰落信道和准静态衰落信道下的MSTBc设计 方法，分析了MSTBC的信道容量，并与Almouti的信道容量进行了比较.。关键词:多天线通信系统空时编码串行级联空时码广义递归网格空时码外信息转移特性(ExIT Charts)
论文目录:
第一章 绪论
1．1 多天线通信系统
1．2 空时信道容量的研究概况
1．3 空时编码技术的发展
1．4 级联空时码
1．5 论文研究工作及内容安排
第二章 空时衰落信道特性
2．1 空时信道容量
2．1．1 空时信道容量
2．1．2 遍历信道容量
2．1．3 传输中断概率
2．2 几种典型空时码的信道容量
2．2．1 BLAST系统
2．2．2 OSTBC的信道容量
2．2．3 STTC的信道容量
2．3 本章小结
第三章 网格空时编码及优化
3．1 引言
3．2 STTC基本概念及生成矩阵描述
3．2．1 延时分集及生成矩阵
3．2．2 STTC及生成矩阵
3．3 STTC基本设计准则
3．3．1 STTC在准静态衰落信道下的设计准则
3．3．2 独立衰落信道下的设计准则
3．3．3 块衰落信道下的设计准则
3．4 基于距离谱的STTC设计准则
3．4．1 基于距离谱设计准则的导出
3．4．2 一种近似搜索算法
3．5 仿真结果及分析
3．6 本章小结
第四章 非满秩网格空时码的研究
4．1 引言
4．2 非满秩STTC的性能分析
4．3 非满秩STTC在SCSTC中的可行性
4．3．1 SCSTC系统模型
4．3．2 非满秩STTC在SCSTC中的可行性
4．3．3 非满秩STTC举例及性能仿真
4．4 低复杂度SCSTC的设计
4．4．1 复杂度分析
4．4．2 仿真
4．5 小结
第五章 广义递归STTC的设计
5．1 引言
5．2 递归STTC基本知识
5．3 G-RSTTC的设计
5．3．1 G-RSTTC的基本编码器结构
5．3．2 构成G-RSTTC的卷积编码形式
5．3．3 基于G-RSTTC的SCSTC在独立衰落信道下的分集增益特性
5．3．4 编码比特与发送符号之间的映射规则
5．3．5 G-RSTTC设计举例
5．3．6 G-RSTTC的容量分析
5．4 仿真与性能分析
5．4．1 迭代次数对性能的影响
5．4．2 对称和非对称结构对性能的影响
5．4．3 与基于R-STTC的SCSTC的性能比较
5．4．4 与Turbo-BLAST的性能比较
5．5 小结
第六章 接近信道容量的SCSTC的设计
6．1 引言
6．2 SCSTC的收敛性分析
6．2．1 内码译码器输出外信息特性
6．2．2 外码译码器输出外信息特性
6．2．2 级联码收敛性的判断
6．3 各种空时码的EXIT Charts曲线特性分析
6．3．1 BLAST的EXIT Charts特性
6．3．2 STTC的EXIT Charts特性
6．4 接近信道容量的SCSTC设计
6．4．1 重复码和卷积码的EXIT Charts
6．4．2 混合卷积码的EXIT Charts
6．4．3 接近信道容量的SCSTC
6．6 本章小结
第七章 多层STBC设计和容量分析
7．1 引言
7．2 多层分组空时码设计方法
7．2．1 基本设计方法
7．2．2 准静态衰落信道下设计方法
7．3 旋转矩阵选取规则
7．4 多层分组空时码的译码算法
7．4．1 ZF译码算法
7．4．2 最小均方误差译码算法
7．5 多层STBC的容量分析
7．6 仿真结果
7．7 本章小结
第八章 结束语
致谢
参考文献
攻读博士期间完成的论文和科研工作
发布时间: 2005-04-26
参考文献
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标签：多天线通信系统论文; 空时编码论文; 串行级联空时码论文; 广义递归网格空时码论文; 外信息转移特性论文;