非高斯噪声下空时网格码的性能分析

摘要

随着3G技术推广，宽带多媒体业务不断涌现，移动数据传输速率变得越来越高，频谱资源日趋贫乏，高效地利用有限的通信资源是现代无线通信技术发展的关键。多输入多输出(MIMO)技术在不增加带宽和发射功率的情况下，能够大幅提高系统容量、误码率性能和频带利用率。作为MIMO关键技术之一的空时编码，通过在发射端引入空间和时间相关，实现了接近理论容量的信息速率，为解决无线通信系统中的传输速率问题提供了一条新思路。空时网格码(STTC)是通过构造网格编码结构来满足空时编码的设计准则，实现了编译码复杂度、性能和频带利用率等因素之间的折衷的一种最佳码。 然而无线通信系统不可避免受到信道的多径衰落和噪声干扰，正交频分复用技术(OFDM)是一种对抗多径衰落的高效的多载波调制技术；其中噪声干扰除典型高斯噪声外，很多现象产生的噪声满足非高斯分布，即非高斯噪声总是存在的，并且在许多通信应用中呈现为脉冲干扰，长拖尾性等。因而非高斯噪声干扰也成为关注的焦点所在。 本文主要研究STTC在非高斯噪声下的性能。首先，对无线信道传输环境进行描述，然后在对非高斯噪声环境进行研究的基础上，建立K分布、对称α-稳定分布(SαS)、Class A分布等典型的非高斯噪声模型，并分别用球不变随机过程法、直方图法产生相应的噪声随机变量。其次，对STTC在快、慢衰落信道下的成对差错概率进行分析，并利用蒙特卡洛仿真法对非高斯噪声模型下相关和非相关衰落信道的STTC的误符号率、误帧率等性能进行研究。此外，为了实现宽带下信息的高效传输，结合OFDM技术，在频率选择性信道中对宽带STTC-OFDM系统的性能进行研究，其中频率选择性信道选取典型的COST207模型，针对COST207模型中乡村地区(RA)、城市地区(TU)两种不同信道环境，对系统的误码率性能分别进行了仿真，仿真结果表明非高斯噪声环境下STTC-OFDM性能较差。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1空时编码的发展

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章无线通信的传播环境

2.1无线通信的信道特征

2.2衰落信道的统计模型

2.2.1平坦衰落信道模型

2.2.2频率选择性信道模型

2.3衰落信道性能的改善方法

2.4本章小结

第3章非高斯噪声

3.1非高斯噪声模型的建立

3.1.1 K分布模型

3.1.2 SaS分布模型

3.1.3 Class A模型

3.1.4混合高斯模型

3.2非高斯噪声变量的产生与实现

3.2.1 K分布随机变量的产生

3.2.2 SaS分布随机变量的产生

3.3本章小结

第4章空时网格码

4.1空时网格码的编译码

4.1.1 STTC编码

4.1.2 STTC译码

4.2空时网格码的设计准则

4.2.1快衰落信道下空时网格码的设计

4.2.2慢衰落信道下空时网格码的设计

4.3衰落信道下的空时网格码性能仿真与分析

4.3.1衰落信道下系统性能

4.3.2不同的调制方式下的性能

4.3.3相关衰落信道下的性能仿真

4.4本章小结

第5章非高斯噪声下STTC的性能

5.1系统模型

5.2 K分布杂波环境下的STTC性能仿真与分析

5.3 SaS分布噪声环境下的STTC性能仿真与分析

5.4 Class A噪声环境下的STTC性能仿真与分析

5.5非高斯噪声相关衰落信道下STTC的性能

5.6本章小结

第6章宽带空时网格码系统的性能

6.1 OFDM技术的基本原理

6.2 STTC-OFDM系统模型

6.2.1 STTC和OFDM系统结合的理论基础

6.2.2 STTC和OFDM相结合的通信系统

6.3信道参数设定

6.4 STTC-OFDM系统性能仿真分析

6.4.1高斯信道下系统性能

6.4.2频率选择性信道下的系统性能

6.5本章小结

第7章结论与展望

参考文献

附录

致 谢

研究生履历