基于闭环准正交空时分组码的研究

摘要

基于多输入多输出(MIMO)的空时编码技术将信道编码和天线分集相结合，能在不增大发射功率和扩展频带的前提下提高无线衰落信道的通信系统的容量和质量，满足未来无线移动通信对高速数据传输的要求。作为一种新兴的技术，空时编码在近年来倍受人们的关注，不仅在第三代移动通信标准中采纳了空时编码，在其它的一些无线通信系统中也得到了很好的应用。准正交空时分组码(QOSTBC)是在正交空时分组码(OSTBC)的基础上发展起来，通过牺牲一定的正下交性来获取全速率。 本文主要研究偶数根发送天线和多根接收天线，采用速率为1的准正交空时分组码的MIMO系统，首先系统地介绍了三种传统的准正交空时分组码及其等效信道模型，干扰参数的特性。在此基础上推导了其遍历容量的闭合解析式，并与正交空时分组码作比较。 大多数空时编码的设计都是假定发送端不知道信道状态信息(CSI)，而事实上接收端反馈部分信道状态信息给发送端会提高系统性能．本文将改进的发送天线重排(TAS)方案应用于最大化其遍历容量，避免了发送天线强相关时所引起的容量损失，并给出了该方法遍历容量的上界的精确闭合解。通过MATLAB分析，仿真结果与理论推导的结果一致。 最后将改进的TAS方案应用于最小化误比特率(BER)，通过线性的迫零接收(ZF)和最大似然(ML)接收，提出了一种简单的ML解码方法，避免了用不同的解码公式所带来的复杂度，也没有带来星座扩展。并与传统的QOSTTBC和基于星座旋转的QOSTBC的BER相比较。改进的方案只需要有限的信道反馈，就可以获得与理想全分集相近的性能。对于ZF接收，从已有的单根接收天线的情况推广到多根接收天线的情况，并分析了干扰参数特性与接收天线数量的关系。 总之，本文在已有的对QOSTBC的的研究基础上，针对QOSTBC的遍历容量和线性接收，将改进的TAS方案引用到多根发送天线和多根接收接收天线的情况，通过理论分析和仿真证明其可行性．

目录

文摘

英文文摘

论文说明：符号说明

声明

第一章概论

1.1研究背景及意义

1.2国内外研究现状

1.3本文的研究内容及章节安排

第二章空时分组码

2.1引言

2.2 Alamouti发射分集方案

2.2.1 Alamouti空时编码器

2.2.2合并方案和最大似然译码

2.2.3 Alamouti空时码的传输性能

2.3正交空时分组码

2.3.1正交空时分组码的编码原理

2.3.2复信号星座的正交空时分组码

2.3.3正交空时分组码的译码算法

第三章准正交空时分组码

3.1引言

3.2 QOSTBC的系统模型

3.2.1四根发送天线等价信道模型

3.2.2八根发送天线等价系统模型

3.2.3 Grammian矩阵特征值分析

3.3 QOSTBC的分集分析

3.4本章小结

第四章准正交空时分组码的闭环发送方案

4.1引言

4.2 OSTBC容量分析

4.3 QOSTBC容量分析

4.3.1 QOSTBC容量的闭合解析式

4.4闭环发送方案

4.4.1闭环发送方案模型

4.4.2闭环发送方案容量上界的闭合解析式

4.5仿真结果

4.6本章小结

第五章准正交空时分组码的线性接收

5.1引言

5.2 ML接收方案

5.3 ZF接收方案

5.3.1四根发送天线的方案

5.3.2干扰参数的特性分析

5.3.3八根发送天线的方案

5.4仿真结果

5.5本章小结

第六章总结与展望

6.1全文总结

6.2下一步工作展望

参考文献

在校期间发表的论文、科研成果等

致谢