多用户MIMO系统空时分组编码联合波束成形技术研究

论文摘要

多输入多输出技术（MIMO,Multiple-Input-Multiple-Output）能够在不额外增加系统带宽的前提下有效地提高系统的传输速率,而基于多天线阵的空时编码技术（STC,Space Time Code）是达到或接近MIMO无线信道容量的一种可行方式;波束成形（Beamforming）技术源于智能天线,其实质是通过对阵列数据进行加权处理,来达到增强有用信号、抑止干扰的目的,增强期望、抑制用户干扰是其技术优势;正交频分复用（OFDM,Orthogonal Frequency Division Multiplexing）技术通过串并变换把高速数据流变换成低速数据流分配至多个相互正交的子载波上进行传输,把频率选择性信道变成了平坦衰落信道,可以有效抵抗信道多径衰落的影响。本文首先对MIMO系统以及系统容量、多天线分集技术和发射波束成形技术的基本原理进行分析,然后对用于发射分集的空时编码技术,以及OFDM基本原理加以介绍。对多用户MIMO系统中下行链路抗多用户干扰的波束成形技术结合空时编码以及OFDM技术作重点研究。在窄带多用户MIMO系统已有的波束成形联合空时分组编码加权向量算法的基础上,改进了向量计算算法,提高系统的传输性能;并在发射端存在信道误差的情况下,对两种向量算法进行了性能比较。在MIMO-OFDM系统中,在现在的空时编码方案的基础上提出一种基于某种特性的特殊信道的空时频编码方案,通过数据仿真表明,此编码方案提高了系统的抗多普勒频移性能。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 MIMO 无线通信技术
• 1.3 本文研究主要内容及结构安排
• 第二章 MIMO 系统研究及OFDM 技术介绍
• 2.1 MIMO 系统介绍
• 2.1.1 MIMO 系统模型
• 2.1.2 MIMO 系统容量分析
• 2.2 STBC 空时编码
• 2.2.1 Alamouti 的编译码方案
• 2.2.2 有多根接收天线的Alamouti 方案
• 2.2.3 空时分组编码
• 2.2.4 STBC 译码
• 2.3 OFDM 技术
• 第三章 多用户MIMO 波束成形联合空时分组编码
• 3.1 发射波束成形
• 3.1.1 波束成形加权向量算法介绍
• 3.1.2 波束成形抑制多用户干扰性能仿真比较
• 3.2 多用户MIMO 波束成形联合空时分组编码
• 3.3 存在信道状态信息误差的情况下的性能分析
• 3.4 小结
• 第四章 多用户宽带MIMO 波束成形联合空时编码
• 4.1 单用户MIMO-OFDM 系统
• 4.1.1 STBC-OFDM
• 4.1.2 SFBC-OFDM
• 4.1.3 SFBC-OFDM-NEW
• 4.1.4 性能分析和结果仿真
• 4.2 宽带多用户MIMO 系统
• 4.2.1 STBC-OFDM 结合波束成形性能仿真
• 4.2.2 SFBC-OFDM 结合波束成形性能仿真
• 4.2.3 SFBC-OFDM-NEW 结合波束成形性能仿真
• 4.3 小结
• 第五章 总结
• 5.1 总结
• 5.2 进一步研究工作
• 致谢
• 参考文献
• 作者在读期间研究成果