MIMO准正交空时码算法研究及改进设计

摘要

随着数据通信与多媒体业务需求的发展，适应移动数据、移动计算及移动多媒体运作需要的第四代移动通信开始兴起，对数据传输的速率和可靠性要求越来越高。现有的点对点通信方式受频谱资源和信道衰落等的限制已经无法满足需求。多输入多输出(MIMO)天线系统由于采用空间分集技术，有效提高无线通信系统的容量和信息率，正成为新一代移动通信结构发展的主流。除了在接收端实现分集接收信号，近几年MIMO技术侧重发展的方向集中在基站端发射分集的研究上，而能够实现全发射分集增益和全速率的正交空时分组码(STBC)因此成为主要的编码技术之一。
　　 目前对空时分组码的性能研究已经比较全面，研究重点开始转移到优化编码结构和降低译码复杂度等方面。本文在平坦慢衰落MIMO信道模型平台上提出一种准正交空时分组码算法，克服当天线数大于2，全分集增益的正交空时分组码不能达到全速率传输的缺陷，能够在任意天线配置下实现全分集全速率，而且译码采用准正交译码算法，结构复杂度低，译码性能损失小。
　　 本文还将MIMO准正交空时分组码与正交频分复用(OFDM)调制技术结合，克服无线通信信道中多径效应的影响。
　　 信道编码技术作为提高通信系统可靠性的重要手段一直以来受到广泛关注。而其中的LDPC编码由于其接近香农限的好码特性及较低的译码复杂度，越来越受到业界的重视。本文将MIMO准正交空时码技术结合多元LDPC信道编码技术建立系统模型，通过软件仿真验证了MIMO准正交空时编译码技术能够降低系统误码率，提高系统性能。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 绪论

1.1课题来源及研究意义

1.2国内外研究现状

1.3本文研究内容及论文结构

第二章 MIMO系统的信道模型

2.1电波的空间传播特性

2.1.1自由空间的传播

2.1.2阴影衰落的统计特性

2.2多径衰落信道的相关性质及参数

2.2.1频率选择性参数(时间色散)

2.2.2时间选择性参数(频率色散)

2.2.3空间选择性参数(角度色散)

2.2.4小尺度多径信道色散特性的总结

2.3 MIMO通信信道的包络统计特性

2.3.1瑞利衰落分布

2.3.2莱斯衰落分布

2.3.3对数正态分布

2.4平坦慢衰落MIMO信道模型

2.4.1模型的数学描述

2.4.2平坦慢衰落MIMO信道的系统容量

2.5本章小结

第三章 MIMO准正交空时编译码的原理

3.1 Alamouti码

3.1.1空时码相关理论背景介绍

3.1.2Alamouti编译码的实现

3.2准正交空时分组码

3.3分块迭代法的应用

3.3.1正交局部方阵

3.3.2准正交局部方阵

3.4本章小结

第四章 一种改进的MIMO准正交空时码的设计

4.1 MIMO准正交空时码的编码改进设计

4.1.1 MIMO准正交空时码的合理性分析

4.1.2 MIMO准正交空时码的信道编码矩阵

4.2 MIMO准正交空时码的译码设计

4.2.1信道编码矩阵的分解过程

4.2.2译码的算法实现流程

4.3基于准正交空时码的MIMO正交频分复用系统

4.4结合多元LDPC信道编码的MIMO系统

4.5系统的仿真结果及分析

4.6本章小结

第五章 全文总结

致 谢

参考文献

攻硕期间取得的研究成果