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MIMO系统中的空时编码研究

作　者: 杨黎
导　师: 裴昌幸；郭永明
学　校: 西安电子科技大学
专　业: 电子与通信
关键词: 多输入多输出发射分集空时分组编码分层块空时码
分类号: TN919.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

在未来的移动通信系统中,人们对通信业务的追求将从单纯的语音业务扩展到包括视频、图像在内的大数据量、高速率的多媒体业务。这种高速无线数据接入业务与用户数量的迅速增长,需要更高速率、更大容量的无线链路的支持。然而单纯以增加带宽、功率的方式来扩展信道容量是不切实际的。多输入多输出(MIMO)技术是无线通信领域的重大突破。它通过增加在空间中的无线传输信道,即在发送端和接收端采用多天线(或天线阵列)同时发送信号,由于各发射天线同时发送的信号只占用同一个频带,所以并未增加带宽,因而能够成倍的提高系统的容量和频谱利用率。MIMO技术被公认为无线通信技术的未来发展趋势。空时编码技术是一种建立在MIMO技术的基础上来提高系统频带利用率的编码技术,在不同天线发送的信号间引入了时域和空域相关,可在不增加带宽和发送功率的情况下,极大地提高信息传输速率和改善信息传输性能,因而为实现高速可靠的无线数据通信提供了一条新的解决途径。本论文的主要工作如下：1、介绍了MIMO系统的数学模型、MIMO系统的信道容量和分集技术。2、介绍了空时编码的系统模型,以及平坦衰落信道下的空时编码设计准则；详细论述了三种类型的空时编码方式：空时分组码、空时网格码和分层空时码。3、详细阐述了代数空时码,引入分层空时编码的思想,介绍了一种高速率全分集的分层块空时码,并通过仿真结果对其进行了性能分析。4、针对分层块空时码译码较复杂的特点,提出了一种改进的编码方案以及简化的译码算法,最后对不同的方案进行了性能仿真和比较。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-6
目录  6-8
第一章绪论  8-16
  1.1 研究背景  8-9
  1.2 MIMO与空时编码技术  9-11
    1.2.1 MIMO技术  9-10
    1.2.2 空时编码技术  10-11
  1.3 空时编码的历史和研究现状  11-14
    1.3.1 分层空时编码(LAST)  12
    1.3.2 空时网格码(STTC)  12
    1.3.3 空时分组码(STBC)  12-14
  1.4 本文的主要工作  14-16
第二章 MIMO系统与分集技术  16-22
  2.1 MIMO系统  16-18
    2.1.1 MIMO系统的数学模型  16-17
    2.1.2 MIMO系统的信道容量  17-18
  2.2 分集技术  18-20
    2.2.1 时间分集  18-19
    2.2.2 频率分集  19
    2.2.3 空间分集  19-20
  2.3 本章小结  20-22
第三章空时编码系统  22-36
  3.1 空时编码模型  22-23
  3.2 空时编码的设计准则  23-26
  3.3 空时格形码  26-30
    3.3.1 空时格形码模型  26-27
    3.3.2 空时格形码编码  27-29
    3.3.3 空时格形码译码  29-30
  3.4 空时分组码  30-35
    3.4.1 空时分组码模型  30-31
    3.4.2 空时分组码编码  31-32
    3.4.3 空时分组码译码  32-35
  3.5 本章小结  35-36
第四章高速率代数空时码  36-52
  4.1 对角代数空时码  36-42
    4.1.1 满调制分集  36-38
    4.1.2 DAST-BC的编解码过程  38-41
    4.1.3 仿真结果  41-42
  4.2 分层块空时分组码  42-46
    4.2.1 LBST分组码的编码结构  43-44
    4.2.2 译码算法  44-45
    4.2.3 仿真结果  45-46
  4.3 改进的分层块空时分组码  46-51
    4.3.1 编码结构  47
    4.3.2 译码算法  47-48
    4.3.3 简化的译码算法  48-49
    4.3.4 仿真结果  49-51
  4.4 本章小结  51-52
第五章结论与展望  52-54
参考文献  54-58
致谢  58

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