短波Watterson信道下STBC-OFDM性能研究

论文摘要

短波通信是远距离通信的主要手段之一。近年来,短波通信因其发射功率小、抗干扰能力强等优点,被广泛应用于多种通信领域。目前,在短波通信领域,提高通信速率是研究短波通信的主要方向之一。同时,空时编码技术作为一种能够提高信道容量的有效技术,也得到了广泛的研究。本文提出了将空时编码技术应用到短波通信中这一设计思想。由于空时编码技术仅适用于平坦衰落信道,鉴于短波信道特性,如果直接应用空时编码技术,会使编码变得非常复杂,因此,可以通过引入正交频分复用技术（OFDM）来解决。正交频分复用技术可以把频率选择性衰落转化为平坦衰落,并且有较强的抗衰落特性,因此,将空时编码技术和OFDM技术相结合,优势互补,可以达到很好的通信效果。本文首先介绍了短波信道的多径时延和衰落特性,构建出了短波信道Watterson模型,并实现了模型的仿真。其次,详细阐述了空时分组码（STBC）的基本原理以及不同空时分组码的编译码方法,给出了平坦衰落信道下STBC误码性能仿真结果。同时,还对OFDM技术原理进行了描述,对STBC-OFDM系统性能进行了仿真分析。在此基础上,对短波Watterson信道下的STBC和STBC-OFDM系统进行了分析,建立了系统及信号模型,给出了仿真结果和分析结论。仿真结果表明,在短波通信中结合OFDM技术的STBC系统,能够充分利用频谱资源获得更低的误码率,提高通信系统性能,达到短波通信的要求。

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 短波信道模型
• 2.1 短波的传播
• 2.1.1 地波传播
• 2.1.2 天波传播
• 2.2 短波信道的特性
• 2.2.1 短波电离层反射信道
• 2.2.2 短波信道的传输特性
• 2.3 短波信道的建模
• 2.3.1 Watterson模型
• 2.3.2 Watterson信道建模仿真算法
• 2.3.3 仿真结果
• 第3章 空时分组码
• 3.1 Alamouti空时分组码
• 3.1.1 编码原理
• 3.1.2 译码原理
• 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 正交空时分组码的译码
• 3.3 空时分组码的性能
• 第4章 正交频分复用系统
• 4.1 OFDM技术的基本原理
• 4.1.1 OFDM的概述
• 4.1.2 OFDM系统的基本模型
• 4.1.3 OFDM系统的保护间隔和循环前缀
• 4.2 OFDM系统的性能分析
• 4.2.1 OFDM传输系统的频带利用率
• 4.2.2 OFDM传输系统的抗码间干扰特性
• 4.2.3 OFDM系统的抗衰落性能
• 4.3 OFDM系统在短波通信中的应用
• 第5章 OFDM技术在空时编码中的应用
• 5.1 STC—OFDM系统模型
• 5.2 STBC—OFDM系统模型
• 5.3 仿真结果及其性能分析
• 5.4 本章小结
• 第6章 Watterson信道下STBC—OFDM系统性能
• 6.1 Watterson信道下STBC系统的性能
• 6.1.1 Watterson信道下STBC系统
• 6.1.2 Watterson信道下的仿真结果及其分析
• 6.2 Watterson信道下STBC—OFDM系统的性能
• 6.2.1 Watterson信道下STBC—OFDM系统
• 6.2.2 Watterson信道下的仿真结果及其分析
• 6.3 本章小结
• 第7章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 研究生履历