输出阈值的广义选择合并在瑞利衰落信道下的精确性能分析

摘要

在无线通信系统中，移动台常常工作在城市建筑群或其他复杂的地理环境中，而且移动台的速度和方向是任意的。 发送的信号经过直射、反射和散射等传播路径后，到达接收端的信号往往是多个幅度和相位各不相同的信号叠加，使接收到的信号幅度出现随机起伏变化，形成多径衰落。 分集技术是无线通信系统中为对抗多径衰落、提高传输可靠性的一项重要技术。 分集技术利用多个不相关接收信号同时处于衰落可能性小的特点，接收端通过各种合并技术对接收信号进行合并，从而获得分集增益。 本文首先介绍了移动无线信道的传播特性，包括移动无线信道的特征，多径衰落对信号传输的影响，衰落信道的统计模型。 然后详细研究了分集技术的基本原理、分集方式和合并方式，并且讨论了常用合并方式的性能。由于传统合并方式在系统性能、接收机硬件复杂度和功率消耗方面不能兼顾，因此有必要对非传统的合并方式进行研究。 于是对OT-MRC和GSC这两种非传统合并方式进行了研究，并且分别通过仿真分析验证了它们各自的性能，OT-MRC合并方式在系统性能和接收机功耗之间得到了权衡，GSC合并方式在系统性能和接收机复杂度之间得到了权衡。 最后研究了一种能同时兼顾系统性能、接收机硬件复杂度和功率消耗的合并方式--OT-GSC，介绍了其工作原理，并根据其原理进一步分析了在独立同分布瑞利衰落信道下的性能，分别推导出了其中断概率和平均误码率的精确表达式，通过MATLAB仿真比较分析了其系统性能、接收机硬件复杂度和功率消耗三者之间的关系，并得出了相关结论，对实际通信系统的设计具有重要的指导意义。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 绪论

1.1 分集技术的研究背景

1.2 分集技术的研究现状

1.3 本文研究意义及组织结构

第二章 移动无线信道传播特性

2.1 移动无线信道的特征

2.1.1 传输衰减

2.1.2 多径传播

2.2 多径衰落对信号传输的影响

2.3 衰落信道的统计模型

2.3.1 Rayleigh衰落统计模型

2.3.2 Rician衰落统计模型

2.3.3 Lognormal衰落的统计模型

2.3.4 Nakagami衰落统计模型

2.4.本章小结

第三章 无线通信中的分集技术

3.1分集技术的基本原理

3.2分集方式的研究

3.2.1显分集技术

3.2.2隐分集技术

3.3 合并方式的研究

3.3.1选择合并

3.3.2最大比合并

3.3.3等增益合并

3.3.4常用合并方式的性能比较

3.4本章小结

第四章非传统合并方式的研究

4.1基于输出阈值的最大比合并方式的研究

4.1.1 OT-MRC合并方式的原理

4.1.2 OT-MRC在瑞利衰落信道下的性能仿真与分析

4.2 广义选择合并方式的研究

4.2.1 GSC合并方式的原理

4.2.2 GSC在瑞利衰落信道下的性能仿真与分析

4.3本章小结

第五章 OT-GSC在瑞利衰落信道下的性能分析

5.1 OT-GSC的基本原理

5.1.1 OT-GSC接收机系统模型

5.1.2 OT-GSC的操作原理

5.2 OT-GSC在瑞利衰落信道下的性能分析

5.2.1累积分布函数和中断概率的分析

5.2.2 BPSK调制下的精确误码率分析

5.3 OT-GSC在瑞利衰落信道下的仿真结果及分析

5.3.1 BPSK调制下的误码率仿真与分析

5.3.2 OT-GSC功率消耗的仿真与分析

5.4 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 论文工作总结

6.2 对下一步工作的展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文