频率选择性信道下STTC-OFDM系统性能研究

摘要

随着互联网和多媒体业务在新一代无线通信中的引入，宽带高速数据通信服务的需求正在不断增长。在未来宽带移动通信中，存在两个最严峻的挑战：多径衰落信道和带宽效率。为了克服这两个挑战，MIMO与OFDM成为当前广受关注的两种无线传输技术。作为MIMO核心技术之一的空时编码技术，在MIMO-OFDM系统中具有极为重要的地位。多输入多输出(MIMO)技术在发射端和接收端使用多根天线，能够在不增加系统带宽和发射功率的前提下，提高系统容量和性能。空时编码(STC)是基于发射分集而能有效提高MIMO系统可靠性能的编码技术。空时网格码(STTC)把编码和调制结合起来，能够达到编译码复杂度、性能和频带利用率之间的折衷，是一种最佳码。正交频分复用(OFDM)技术使用正交子载波，把高速数据传输变成并行的低速数据传输，可以抵抗频率选择性衰落。
　　 本文首先介绍了多输入多输出技术和多载波复用技术，讨论了无线信道的特点。在此基础之上介绍了空时网格码的编译码原理和平坦衰落信道下的编码准则。之后对OFDM技术的原理及其关键技术进行了描述。本文的研究重点在于频率选择性信道中STTC-OFDM系统的性能，文中选取典型的COST207模型对信道传播环境建模，针对COST207模型中乡村地区(RA)、城市地区(TU)、有山坡的城市地区(BU)及山区地形(HT)四种不同地形描述的信道环境，对系统的误码性能分别进行了仿真分析，给出了仿真结果。值得一提的是实际通信系统中的噪声一般表现为非高斯特性。因此，本文对非高斯噪声环境下的STTC-OFDM系统的性能也进行了研究，以典型的MiddletonClass A噪声模型为例，对非高斯噪声和高斯噪声环境下COST207衰落信道中STBC-OFDM系统的性能进行了探索性研究，给出了仿真分析的结论。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1空时编码的研究背景

1.2多载波调制技术

1.3本文的主要研究内容及章节安排

第2章移动通信系统的传播环境

2.1无线通信的信道特征

2.2频率选择性信道模型

2.3仿真中的噪声模型

2.4本章小结

第3章正交频分复用技术

3.1正交频分复用的概述

3.2正交频分复用的基本原理

3.3本章小结

第4章空时网格码

4.1 STTC信号模型和编码器结构

4.1.1 STTC信号模型

4.1.2 STTC编码器结构

4.2 STTC译码

4.3 STTC编码设计准则

4.3.1准静态衰落信道条件下STTC的设计准则

3.2.2快衰落信道下STTC设计准则

4.4本章小结

第5章空时网格码成对差错概率的推导

5.1 Weibull信道下STTC的成对差错概率的推导

5.2快衰落赖斯信道下STTC成对差错概率的推导

5.3慢衰落赖斯信道下STTC成对差错概率的推导

5.4本章小结

第6章频率选择信道下STTC-OFDM系统的性能

6.1 STTC-OFDM系统模型

6.1.1发送模型

6.1.2信道模型

6.1.3接收模型

6.2 STTC-OFDM系统的成对差错概率分析

6.3 STTC-OFDM系统仿真的信道参数设定

6.4 STTC-OFDM系统性能的仿真分析

6.4.1频率选择信道下QPSK不同状态时的性能

6.4.2频率选择信道Middleton Class A噪声环境下的性能

6.4.3频率选择信道下接收天线不同时的性能

6.5本章小节

第七章结论和展望

参考文献

附录

致谢

研究生履历