多天线无线高速通信系统中多输入多输出（MIMO）链路空时编码（STC）技术研究

论文摘要

个人通信目标的实现对信息的传输速率、信息容量、频带利用率以及信息传输可靠性提出了更高的要求。因此,各国规划了第三代（3G）和第四代（4G）移动通信,并提出了许多关键技术。其中的多输入多输出（MIMO）天线系统是一种可以有效提高频谱利用率、系统容量的关键技术之一。基于此,人们提出了空时编码（Space-Time Coding）技术,它能够实现非常高的频谱利用率和数据传输率。因此,空时编码被越来越来越多地应用于提供高数据传输率的业务（如视频技术）和宽带无线信道中的移动计算。空时编码已经写入3GPP 的标准中。目前,针对空时编码的研究主要侧重于两个方面:其一,优化空时编码解码算法本身,如减少运算的复杂度,或者设计一种新的编码矩阵和算法;其二是将空时编码和其他技术的结合,形成各种高速无线通信传输方案,典型的是将空时编码与调制技术和信道编码结合提出各种比较优的方案。本论文首先介绍了目前世界和中国的移动通信技术的发展情况,并分析了在第三代和第四代移动通信中纳入标准并且使用的MIMO 系统和空时编码技术。本文针对空时编码中的空时分组码率先研究了在两个发射天线和一个和两个接收天线的情况下,空时分组码结合PSK 和QAM 的各种传输方案,蒙特卡罗仿真结果表明这两种方案都较Amoulti 提出的BPSK/QPSK+STBC 传输方案有较好的性能。文章最后介绍了空时编码的发展前景:酉空时码。这种码与空时格码、空时分组码和分层空时码最大的不同之处在于它们的解码不需要信道状态信息（CSI）。

论文目录

• 第一章 绪论
• 1.1 移动通信的历史、现状和未来发展趋势
• 1.2 第四代移动通信系统
• 1.3 中国移动通信研究的必要性及其发展状况
• 1.4 本文所作的工作和创新
• 第二章 多输入多输出无线通信系统
• 2.1 MIMO 系统模型
• 2.2 MIMO 的信息论基础
• 第三章 空时编码技术介绍和分析
• 3.1 空时编码
• 3.2 空时分组码
• 3.2.1 STBC 编码
• 3.2.2 STBC 译码
• 第四章 PSK+STBC+MIMO 和 QAM+STBC+MIMO 高速传输方案的研究
• 4.1 PSK+STBC+MIMO 传输方案
• 4.1.1 系统传输原理
• 4.1.2 Monte Carlo 仿真结果
• 4.2 QAM+STBC+MIMO 传输方案
• 4.2.1 系统传输原理
• 4.2.2 Monte Carlo 仿真结果
• 4.3 几种组合方案的比较
• 第五章 结论
• 第六章 将来的工作
• 6.1 信道状态信息估计所面临的挑战
• 6.2 酉空时编码
• 6.2.1 酉空时编码
• 6.2.2 酉空时编码的译码
• 6.2.3 星座图的设计
• 参考文献
• 研究生阶段发表的论文
• 致谢