空时码性能与天线选择技术研究

摘要

多输入多输出MIMO技术是无线通信领域智能天线技术的重大突破，它不仅能使通信系统的容量成倍增加，显著提高无线通信系统的频谱利用率，还能极大的提高无线通信系统的抗衰落性能。作为提高数据传输率的重要手段，MIMO得到人们极大的关注，是未来移动通信系统(4G)的备选关键技术之一。 空时编码技术是研究多天线配置下，如何实现发送信息流到天线之间的映射，以获得最大的编码增益和分集增益。它利用空间和时间上的编码，结合了编码、调制和分集等技术，对抗无线移动信道的多径衰落，提高传输质量，同时提高信道的利用率。MIMO技术可以增加系统容量，改进误比特率，而获得这些增益的代价就是硬件的复杂度的提高，无线系统前端的复杂度、体积和价格随天线数目的增加而增加。天线选择技术是一种降低成本和硬件复杂度的方法，同时还可以获得MIMO系统大部分优势。MIMO天线选择作为减少复杂度的方案受到广泛的关注。 本文的主要工作内容如下： 1.本文首先分析了MIMO技术产生的背景、现状，并讨论了分集的技术及其分类。 2.对两大类空时编码进行了全面分析，并对各种空时编码的性能进行了分析比较。 3.推导了发射相关下酉空时码最大似然译码规则，利用矩生成函数和数值积分计算了存在发射相关时酉空时码的成对错误概率，仿真分析了空间发射相关信道下空时码的性能。 4.对天线选择技术的理论作了介绍，并分析了天线选择的分类和算法。在现有算法和研究文献的基础上提出了一种改进的天线选择算法，这种算法比现有算法的运算复杂度大大降低，并通过仿真分析了算法的性能。

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1.多入多出无线通信技术研究背景

1.2.多入多出无线通信技术的研究现状

1.3.本文的研究工作和内容安排

第二章分集技术与空时信道

2.1.分集技术

2.1.1.分集的方式

2.1.2.发射分集技术

2.2.MIMO空时信道

2.2.1.基本无线通信信道

2.2.2.空时信道容量

2.2.3.信道空间相关性

2.3.天线选择技术

第三章空时编码技术

3.1.空时编码发展的背景

3.2.空时信道模型

3.3.Ⅰ类空时码

3.3.1.分层空时码

3.3.2.网格空时码

3.3.3.分组空时码

3.3.4.空时编码性能比较

3.4.Ⅱ类空时码

3.4.1.酉空时码

3.4.2.差分空时码

3.5.今后研究方向和展望

第四章空间相关信道下空时码性能研究

4.1.概述

4.2.空间发射相关信道模型

4.3.Ⅰ类空时码

4.3.1.成对错误概率PEP

4.3.2.仿真分析

4.4.Ⅱ类空时码

4.4.1.ML译码规则与成对错误概率PEP

4.4.2.仿真分析

4.5.小结

第五章MIMO系统的天线选择技术

5.1.天线选择的必要性

5.2.天线选择系统结构

5.3.天线选择的分类总结

5.3.1.接收天线选择

5.3.2.发射天线选择

5.3.3.发射/接收联合选择

5.4.天线选择算法

5.4.1.最优天线选择算法

5.4.2.基于范数的天线选择算法

5.4.3.逐步削减天线选择算法

5.4.4.基于相关的天线选择算法

5.5.一种改进的天线选择算法

5.5.1.算法原理

5.5.2.性能仿真

5.6.小结

第六章总结

致谢

参考文献

附录：攻读硕士学位期间发表的论文