脉冲噪声环境下STBC-OFDM系统的性能分析

论文摘要

随着互联网和多媒体业务在新一代无线通信中的引入,宽带高速数据通信服务的需求正在不断增长。在未来宽带移动通信中,存在两个最严峻的挑战:多径衰落信道和带宽效率。为了克服这两个挑战,MIMO与OFDM成为当前广受关注的两种无线传输技术。作为MIMO核心技术之一的空时编码技术,在MIMO-OFDM系统中具有极为重要的地位。多输入多输出（MIMO）技术在发射端和接收端使用多根天线,能够在不增加系统带宽和发射功率的前提下,提高系统容量和性能。空时编码（STC）是基于发射分集而能有效提高MIMO系统可靠性能的编码技术。空时分组码（STBC）通过在发射端进行正交的编码设计,可以在接收端使用复杂度较低的最大似然译码算法进行译码,因其简单的编译码结构和良好的性能,已经被列入W-CDMA和CDMA2000的标准。正交频分复用（OFDM）技术使用正交子载波,把高速数据传输变成并行的低速数据传输,可以抵抗频率选择性衰落。本文首先介绍了多输入多输出技术和多载波复用技术,讨论了无线信道的特点。在此基础之上介绍了空时分组编码,对平坦信道上空时分组码的性能进行了仿真。另一方面,对OFDM技术的原理及其关键技术进行了描述。本文的研究重点在于频率选择性信道中STBC-OFDM系统的性能,文中选取典型的COST207模型对信道传播环境建模,针对COST 207模型中乡村地区（RA）、城市地区（TU）、有山坡的城市地区（BU）及山区地形（HT）四种不同地形描述的信道环境,对系统的误码性能分别进行了仿真分析,给出了仿真结果。值得一提的是上述研究都是在高斯噪声环境下进行的,而实际通信系统中的噪声一般表现为非高斯特性。因此,本文对非高斯噪声环境下的STBC-OFDM系统的性能也进行了研究,以典型的Middleton Class A噪声模型对非高斯噪声环境进行建模,对非高斯噪声环境下COST 207衰落信道中STBC-OFDM系统的性能进行了探索性研究,给出了仿真分析的结论。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 本文研究背景
• 1.2 MIMO和空时编码技术
• 1.2.1 MIMO技术
• 1.2.2 空时编码技术
• 1.3 多载波技术
• 1.4 本文研究内容及章节安排
• 第2章 移动通信中的传播环境
• 2.1 实际无线移动信道的传播模型
• 2.2 无线通信信道的统计模型
• 2.2.1 平坦衰落信道的统计模型
• 2.2.2 频率选择性信道的统计模型
• 2.3 MIMO信道模型
• 2.4 本章小结
• 第3章 空时分组码
• 3.1 Alamouti空时码
• 3.2 正交空时分组编码
• 3.2.1 正交空时分组码的编码
• 3.2.2 正交分组空时码的译码
• 3.3 空时分组编码的性能
• 3.3.1 不同数字调制方式下系统的性能
• 3.3.2 不同空时分组编码方案下系统的性能
• 3.4 本章小结
• 第4章 正交频分复用技术
• 4.1 正交频分复用技术
• 4.1.1 OFDM的概述
• 4.1.2 OFDM技术的发展
• 4.2 OFDM技术的基本原理
• 4.2.1 FFT的实现
• 4.2.2 保护间隔
• 4.2.3 循环前缀
• 4.3 OFDM的性能分析
• 4.3.1 OFDM传输系统的频带利用率
• 4.3.2 OFDM的抗衰落特性
• 4.3.3 OFDM传输的抗码间干扰的特性
• 4.4 本章小结
• 第5章 STBC-OFDM系统及其性能
• 5.1 OFDM系统
• 5.2 STC-OFDM系统
• 5.3 频率选择性衰落信道仿真结果及分析
• 5.4 本章小结
• 第6章 非高斯噪声环境下的系统性能
• 6.1 信号模型
• 6.2 噪声模型
• 6.3 Middleton Class A噪声环境下的STBC-OFDM性能
• 6.4 本章小结
• 第7章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 研究生履历