STBC与V-BLAST结合的MIMO系统解码算法及性能研究

论文摘要

通信信息网络正经历巨大的变革,在未来几年里移动通信市场仍会保持持续增长的势头。无论是GSM网络还是CDMA网络以及即将到来的3G网络,通信系统在提供高质量、高速率、高可靠性方面,一直存在着很高的要求,如何更有效地利用频率资源成为无线通信领域研究的一个重点。MIMO技术能在不增加带宽的情况下成倍地提高通信系统的容量和频谱利用率,是新一代无线通信系统必须采用的关键技术。本文重点对STBC与V-BLAST各自优点组成的MIMO系统进行了深入研究。课题主要研究两个方面:一是系统性能分析,二是译码算法。传输速率和可靠性是评估MIMO系统的两个指标,一个好的编码结构和译码算法能提高系统性能。性能方面,从容量和分集增益复用增益对STBC-VBLAST系统进行分析。容量是评估系统好坏的重要指标,这里将STBC-VBLAST系统和传统的STBC和V-BLAST系统容量进行仿真对比分析;对STBC-VBLAST系统和传统的STBC和V-BLAST系统的分集复用进行推导,通过对比可得出STBC和V-BLAST结合系统能在速率和可靠性之间达到折中。在译码算法方面,对STBC-VBLAST系统译码进行研究。对一种典型的四发射天线的STBC-VBLAST系统进行译码,推导出在接收端基于ZF准则的两种检测算法和组干扰抑制算法,对比分析了几种算法的性能。最后根据实际需要提出新的编码方案,针对这一系统框架,推出两种译码算法。研究表明,这种空时编码结构与传统的STBC、V-BLAST系统相比具有更优性能。新算法性能良好,具有较高实用价值。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 无线通信的现状
• 1.2 MIMO技术发展趋势
• 1.3 空时编码技术发展及分类
• 1.4 课题主要工作
• 第2章 分集复用技术
• 2.1 通信系统主要技术指标
• 2.2 通信系统中的多径干扰
• 2.2.1 瑞利衰落信道
• 2.2.2 瑞利信道下MIMO系统模型
• 2.3 MIMO系统中的分集技术
• 2.3.1 分集技术的分类
• 2.3.2 MIMO系统的分集
• 2.3.3 基于发送分集的空时码
• 2.3.4 Alamouti空时分组码
• 2.4 MIMO系统的复用技术
• 2.5 本章小结
• 第3章 STBC-VBLAST系统性能分析
• 3.1 STBC-VBLST编码方案
• 3.2 信道容量分析
• 3.2.1 瑞利信道下MIMO系统信道容量
• 3.2.2 随机信道下MIMO系统信道容量
• 3.2.3 STBC-VBLAST系统信道容量
• 3.3 误差性能分析
• 3.4 STBC-VBLAST系统分集增益复用增益分析
• 3.4.1 最优折中曲线
• 3.4.2 STBC-VBLAST系统分集复用折中分析
• 3.5 本章小结
• 第4章 STBC-VBLAST系统译码算法的研究
• 4.1 三种常见的STBC-VBLAST结构
• 4.2 现有空时译码算法分析
• 4.3 典型STBC-VBLAST结构及其译码算法
• 4.3.1 基于ZF译码算法一
• 4.3.2 ZF译码算法二
• 4.3.3 组干扰抑制译码算法
• 4.4 本章小结
• 第5章 部分正交空时块编码及其译码算法
• 5.1 三发射天线的POSTBC结构
• 5.2 连续干扰抵消算法
• 5.3 一种改进译码算法
• 5.4 基于ZF的译码算法
• 5.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢