基于超正交空时网格码的MIMO-OFDM系统性能分析

论文摘要

随着无线通信技术的不断发展，可用的频谱资源越来越匮乏，而人类对通信系统的要求却变得越来越高，提高频谱利用率，已成为评价通信系统先进性和有效性的一项关键指标。多入多出正交频分复用（MIMO-OFDM）系统，结合了MIMO系统和OFDM传输的优点，能在高速的无线移动通信环境中，在不增加带宽和传输功率的前提下，有效地对抗信道的多径衰落，从而提高系统的通信质量与容量，因此成为了未来无线与移动通信系统最具前景的物理层技术。在MIMO-OFDM系统的研究中，空时间分组编码和空时网格编码是两种研究最广泛的编码技术。前者能结合MIMO系统提供全额空间分集增益，后者能提供有效的编码增益。2003年后发展起来的超正交空时网格编码（SOSTTC），能结合上述两种空时编码的优点，目前已引起了广泛的关注，但尚未见其在MIMO-OFDM系统中应用研究的公开报道。本文在对空时编码和MIMO-OFDM系统进行研究的基础上，主要对基于超正交空时网格编码的MIMO-OFDM系统的性能进行了研究与仿真分析，并结合系统对无线移动通信的信道模型进行了研究。主要的研究工作如下：（1）将国际上目前存在适用于MIMO信道的单环信道模型扩展到多径传播模型，使其更加符合高速无线通信系统的信道环境。（2）针对适用于高速率数据传输的16QAM调制方式，提出了一种超正交空时编码方案。（3）将上述的信道模型和编码方案应用于MIMO-OFDM系统，搭建了一条完整的MIMO-OFDM物理层仿真链路，并采用不同的天线间距、功率时延分布和最大多普勒频移，对该系统的性能进行了仿真与分析。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 引言
• 1.1 研究背景
• 1.2 论文研究意义
• 1.3 本文的主要工作及论文内容安排
• 第2章 空时编码、MIMO与OFDM技术简介
• 2.1 空时编码的技术简介
• 2.1.1 空时分组码
• 2.1.2 空时网格码
• 2.2 MIMO技术简介
• 2.3 正交频分复用技术简介
• 第3章 单环移动信道模型
• 3.1 信道的几何模型
• 3.2 信道仿真模型
• 3.3 多径信道仿真模型
• 3.4 信道参数计算方法
• 3.5 信道估计
• 第4章 基于16QAM的超正交空时网格码
• 4.1 超正交空时网格码的编码原理
• 4.2 超正交空时网格码的解码原理
• 第5章 基于SOSTTC的MIMO-OFDM性能研究
• 5.1 通信系统的建立
• 5.1.1 信道编码
• 5.1.2 正交频分复用调制
• 5.1.3 信道模型
• 5.1.4 正交频分复用解调
• 5.1.5 维特比解码算法
• 5.1.6 信道估计
• 5.2 信道模型参数的测试及其分析
• 5.2.1 天线间隔
• 5.2.2 信道延时路径能量分布
• 5.2.3 最大多普勒频移
• 5.2.4 STBC同SOSTTC在MIMO-OFDM系统中的性能比较
• 第6章 总结及其未来研究方向
• 6.1 总结
• 6.2 未来研究方向
• 参考文献
• 致谢
• 作者在攻读硕士学位期间发表的论文