协作通信系统中空时频分组码的性能研究

摘要

空时频分组编码(STFBC)正交频分复用(OFDM)系统通过在不同的发射天线、不同的OFDM符号块以及不同的子载波上同时进行编码,能够获得空间、时间和频率三维分集增益,可以有效降低时间和频率选择性衰落信道上由多普勒频移和多径时延造成的误码性能恶化。将STFBC-OFDM应用到协作通信系统中,可以进一步提高抗衰落能力。功率放大器(PA)的非线性效应会使OFDM信号的频谱展宽,降低信号幅度,增大误码率,导致OFDM系统性能下降。因此本文分别研究STFBC-OFDM译码前传(DF)协作通信系统的误码性能以及PA非线性对采用OFDM或STFBC-OFDM的放大前传(AF)协作通信系统性能的影响。
　　 第一章介绍空时频码(STFC)、协作通信技术、PA非线性OFDM系统的研究现状。
　　 第二章利用矩生成函数(MGF)方法推导时间和频率选择性瑞利衰落信道上采用M进制相移键控(MPSK)和矩形M进制正交幅度调制(MQAM)的STFBC-OFDM系统平均误符号率(SER)精确闭合表达式。将STFBC-OFDM技术应用到DF协作通信系统,推导采用STFBC-OFDM的DF单中继协作系统、两跳中继系统、中继选择系统在MPSK、MQAM调制下的平均SER精确闭合表达式。数值计算和仿真结果表明,STFBC-OFDM系统可以有效降低由多普勒频移和多径时延造成的误码性能恶化,其性能明显优于高时间选择性信道上的STBC-OFDM系统和高频率选择性信道上的SFBC-OFDM系统;在相同信道条件和天线配置下,单中继系统误码性能优于两跳和中继选择协作系统;增加接收天线数目,可以改善上述系统的误码性能。
　　 第三章研究瑞利衰落信道上PA非线性对OFDM协作通信系统的影响,推导MPSK、MQAM调制下采用OFDM和STFBC-OFDM的AF两跳中继系统的平均误比特率(BER)精确闭合表达式。数值结果表明PA非线性恶化了上述系统的误码性能,调节源节点和中继节点的功率回退参数可以有效减轻恶化,使误码性能接近线性PA时的性能。
　　 第四章为本文结论。