四元素空时分组码及其性能研究

摘要

随着移动技术的不断发展，人们对传输速率和稳定性提出了越来越高的要求。多输入多输出(MIMO)技术被认为是新一代无线通信技术的革命，MIMO技术已经成为无线通信领域的关键技术之一，通过近几年的持续发展，MIMO技术将越来越多地应用于各种无线通信系统。而空时分组编码技术是一种基于MIMO系统的编码技术，由于其具有构造简单和译码复杂度低等特点，在蜂窝移动通信和无线局域网中已经有了较深入地研究。 本文的研究主要包括以下三个方面： (1)介绍了四元素正交设计，并构建了一种四元素正交设计的极化空时分组码(OSTPB)，该码满足正交设计关系，可以通过极化天线进行满码率发射和接收。发射天线数为N=3，分别采用BPSK、QPSK和8PSK调制，与正交设计空时分组码进行了性能仿真比较，当BER=10-3时，所设计的码字与正交码相比分别获得6dB、5.5dB和5.3dB的增益：当BER=10-5时，所设计的码字与正交码相比分别获得8dB、8dB和7dB的增益。结果表明所设计的四元素正交极化空时分组码在不增加发射天线和接收天线的情况下可以有效降低误码率，提高系统信能。 (2)提出了一种基于四元素准正交设计的空时分组码，该种码满足准正交设计关系，可以通过极化天线进行满码率发射和接收。首先建立了信道模型，然后设计出发射天线数为N=6的四元素准正交空时分组码，并采用快速最大似然译码算法进行译码，最后采用BPSK调制，将其与传统准正交设计空时分组码分别进行了性能仿真比较，频谱利用率为1bit/(s·Hz)，当BER=10-3时，所设计的码字与准正交码相比获得5dB的增益，当BER=10-5时，所设计的码字与准正交码相比获得8dB的增益。结果表明所设计的四元素准正交设计空时分组码在不增加发射天线和接收天线的情况下，可以降低系统误码率，提高系统性能。 (3)提出了一种基于坐标交织的对角正交设计的空时分组码，该码速率为3/4，发射天线数N=8，接收端采用成对译码。分别采用BPSK、QPSK调制方式，与正交设计空时分组码进行了性能仿真比较，当BER=10-3时，所设计的码字与正交码相比分别获得5dB、5.2dB的增益；当BER=10-5时，所设计的码字与正交码相比分别获得6.8dB，6.5dB的增益。结果表明，基于坐标交织对角正交设计空时分组码与正交设计空时分组码相比具有更低的误码率，能够显著改善系统性能。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1概述

1.2国内外研究现状

1.3 MIMO信道模型

1.4 Alamouti码及正交空时分组码

1.4.Alamouti码

1.4.2正交空时分组码

1.5准正交空时分组码

第二章基于四元素正交设计的极化空时分组编码

2.1简介

2.2三发射天线下的四元素正交设计

2.2.1信道模型

2.2.2四元素正交空时分组码的编码

2.2.3快速最大似然译码

2.3仿真和结论

第三章基于四元素准正交设计的极化空时分组编码

3.1简介

3.2四元素准正交设计

3.2.1信道模型

3.2.2四元素准正交空时分组码的编码

3.2.3快速最大似然译码

3.3仿真和结论

第四章基于坐标交织对角正交设计的极化空时分组码

4.1简介

4.2对角正交极化空时分组码的设计

4.2.1信道模型

4.2.2对角正交极化空时分组码的编码

4.2.3成对译码

4.3仿真与结论

第五章结束语

参考文献

作者攻读硕士期间完成的学术论文目录

攻读学位期间参加的项目

致谢