STBC与V-BLAST相结合的MIMO系统研究

论文摘要

空时编码技术是一种利用多天线发送和接收来提高系统频带利用率的编码技术,由于它在实现宽带无线通信方面的巨大潜力而成为通信界的一个研究热点。本文主要讨论了基于发射分集技术的空时分组码和基于空间复用技术的垂直分层空时码。文中通过对这两种码性能的仿真、分析,我们发现,空时分组码能够获得较大的分集增益,但是其频谱效率较低,而垂直分层空时码具有较好的频带利用率但是抗衰落性能较差。结合空时分组码和空时分层码各自的优点,本文给出了基于这两种空时码的组合编码方法,并讨论了不同天线分组方式下该方法的性能和频谱效率。同时,还在相同的传输速率下比较了组合编码系统和V-BLAST系统的性能。最后,本文提出了将线性预编码技术用于该组合的编码方法中,并对改进前后的系统性能进行仿真分析比较,结果表明,改进后的方案进一步提高了系统的性能。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 无线通信系统中MIMO 技术研究概况
• 1.3 本文的主要工作及内容安排
• 第二章 MIMO 系统的信道模型和信道容量
• 2.1 无线衰落信道
• 2.1.1 多普勒扩展引起的衰落效应
• 2.1.2 多径时延扩展产生的衰落效应
• 2.1.3 几种常用的信道模型
• 2.2 MIMO 系统容量分析
• 2.2.1 MIMO 系统模型
• 2.2.2 MIMO 系统容量推导
• 2.2.3 自适应发送功率分配的MIMO 信道容量的推导
• 2.3 具有随机信道参数的MIMO 系统容量
• 2.3.1 快瑞利衰落和块瑞利衰落信道的MIMO 信道容量
• 2.3.2 慢瑞利衰落信道的MIMO 信道容量
• 2.4 影响MIMO 系统容量的因素
• 2.4.1 天线距离对MIMO 系统容量的影响
• 2.4.2 相关性对MIMO 系统容量影响
• 2.5 本章小结
• 第三章 空时分组码
• 3.1.A lamouti 空时编码
• 3.1.1 Alamouti 空时编码器
• 3.1.2 合并和最大似然译码
• 3.1.3 Alamouti 方案的性能
• 3.2 正交空时分组码
• 3.2.1 正交空时分组码的编码
• 3.2.2 正交空时分组编码的译码
• 3.2.3 正交空时分组编码的性能仿真
• 3.3 本章小结
• 第四章 空时分层码
• 4.1 空时分层码的编码
• 4.1.1 空时分层码的结构
• 4.1.2 V-BLAST 系统模型
• 4.2 分层空时码的译码原理
• 4.2.1 最大似然译码ML 算法
• 4.2.2 线性译码算法
• 4.2.3 非线性译码算法
• 4.3 本章小结
• 第五章 STBC 与 V-BLAST 相结合的 MIMO 系统研究
• 5.1 系统结构
• 5.2 译码原理
• 5.2.1 分组干扰抑制原理
• 5.2.2 译码原理
• 5.2.3 仿真结果
• 5.3 组合空时编码系统的性能研究
• 5.3.1 组合空时编码系统不同分组方式性能分析
• 5.3.2 组合编码方案频谱效率分析
• 5.3.3 组合编码方案对接收天线数目要求分析
• 5.4 带有预编码的组合编码系统
• 5.4.1 GMD 算法
• 5.4.2 GMD 算法应用于组合编码系统
• 5.4.3 带有预编码的组合编码系统性能仿真
• 5.5 本章小结
• 第六章 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 在读期间的研究成果