脉冲噪声环境下STBC-OFDM系统的性能分析

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。空时分组码(STBC)通过在发射端进行正交的编码设计,可以在接收端使用复杂度较低的最大似然译码算法进行译码,因其简单的编译码结构和良好的性能,已经被列入W-CDMA和CDMA2000的标准。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分组编码,对平坦信道上空时分组码的性能进行了仿真。另一方面,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STBC-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。值得一提的是上述研究都是在高斯噪声环境下进行的,而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STBC-OFDM系统的性能也进行了研究,以典型的Middleton Class A噪声模型对非高斯噪声环境进行建模,对非高斯噪声环境下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

摘要

Abstract

第1章 绪论

1.1 本文研究背景

1.2 MIMO和空时编码技术

1.2.1 MIMO技术

1.2.2 空时编码技术

1.3 多载波技术

1.4 本文研究内容及章节安排

第2章 移动通信中的传播环境

2.1 实际无线移动信道的传播模型

2.2 无线通信信道的统计模型

2.2.1 平坦衰落信道的统计模型

2.2.2 频率选择性信道的统计模型

2.3 MIMO信道模型

2.4 本章小结

第3章 空时分组码

3.1 Alamouti空时码

3.2 正交空时分组编码

3.2.1 正交空时分组码的编码

3.2.2 正交分组空时码的译码

3.3 空时分组编码的性能

3.3.1 不同数字调制方式下系统的性能

3.3.2 不同空时分组编码方案下系统的性能

3.4 本章小结

第4章 正交频分复用技术

4.1 正交频分复用技术

4.1.1 OFDM的概述

4.1.2 OFDM技术的发展

4.2 OFDM技术的基本原理

4.2.1 FFT的实现

4.2.2 保护间隔

4.2.3 循环前缀

4.3 OFDM的性能分析

4.3.1 OFDM传输系统的频带利用率

4.3.2 OFDM的抗衰落特性

4.3.3 OFDM传输的抗码间干扰的特性

4.4 本章小结

第5章 STBC-OFDM系统及其性能

5.1 OFDM系统

5.2 STC-OFDM系统

5.3 频率选择性衰落信道仿真结果及分析

5.4 本章小结

第6章 非高斯噪声环境下的系统性能

6.1 信号模型

6.2 噪声模型

6.3 Middleton Class A噪声环境下的STBC-OFDM性能

6.4 本章小结

第7章 结论

参考文献

致谢

研究生履历