超准正交非满速率空时编码技术研究

摘要

随着无线通信技术的不断发展，提高频谱利用率已经成为评价通信系统先进性和时效性的一项关键指标。多输入多输出（MIMO）的空时编码技术是实现未来带宽资源日益紧张的高速无线数据通信系统的重要技术，它结合了信道编码、调制和接收端的信号处理，能够充分利用无线信道中多散射体环境所造成的多径，提高信号的抗衰落性能。在接收端已知信道的状态信息（CSI）的情况下，空时编码技术主要包括空时网格码（STTC）和空时分组码（STBC）。为了取得更好的系统性能，近几年来相继提出了许多新的空时编码。在准静态平坦Rayleigh衰落信道条件下，根据空时编码准则，编码应在取得全分集的基础上追求更大的编码增益。 因此，本文首先对近年出现的几种主要空时码：空时网格码（STTC）、空时分组码（STBC）、准正交空时分组码（QOSTBC）、超正交空时网格码（SOSTTC）和超准正交空时网格码（SQOSTTC）进行研究，包括这些编码的编解码、性能分析和仿真比较。目的是为了寻求一种具有满分集全速率，高编码增益的空时码。为了得到全分集，在编码速率和编码增益上面达到一种平衡，对准正交编码和超正交进行了深入研究，主要工作如下：（1）对基于旋转因子的准正交编码进行了深入研究，这种编码是在准正交编码的基础上加入了旋转因子，获得满分集全速率的编码。（2）提出了准正交非满速率空时编码。这种编码是在准正交编码分集的基础上，结和非满速率编码的理念设计出来的。这种编码能够获得全分集，在编码速率和编码增益上面获得完美的平衡，显著改善了编码性能。（3）在准正交非满速率编码的基础上结合超正交思想，设计出超正交非满速率编码，这种编码的复杂度和超正交编码相同。本文对这种编码进行了详细的理论分析和仿真比较，结果表明，在相同的频谱利用率以及相同的信道下，这种编码比准正交编码，以及超正交编码的效果要好。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章引言

1.1研究背景

1.2论文的主要研究意义

1.3本文的主要工作安排

第2章空时编码信道模型及其设计准则

2.1空时编码信道模型

2.2空时编码设计准则

2.3空时分组码(STBC)

2.3.1 Alamouti编码方案

2.3.2 Alamouti方案的译码

2.3.3仿真结果

第3章超正交空时编码

3.1超正交码设计

3.2超正交编码的分区

3.3超正交空时网格码的设计

第4章超准正交非满速率空时编码

4.1准正交空时码

4.1.1准正交空时分组编码与译码

4.1.2基于旋转的准正交空时分组编译码

4.1.3准正交空时分组编码的性能比较

4.2超准正交空时网格码

4.2.1超准正交空时网格码的分区

4.2.2超准正交空时网格码的CGD分析

4.2.3全速率满增益的编码设计

4.3非满速率准正交空时码

4.4超准正交非满速率空时码

4.5性能分析及其仿真

第5章结论

5.1文章总结

5.2未来可扩展研究方向

参考文献

致 谢

作者在攻读硕士学位期间发表的论文