中文摘要
在数字移动通信的技术及应用快速发展的今天,为了满足人们对各种移动通信业务,特别是宽带数据通信业务的需求,移动通信必须改善通信质量。多输入多输出技术(MIMO)是未来移动通信系统中的关键技术,而空时分组码(STBC)是MIMO中的一个重要的技术方案,它是基于正交设计的基础上提出的,可以实现最大的分集增益,最大似然译码可以通过简单的线性处理来实现大降低了系统的复杂性。我们知道多径衰落是移动通信中影响信号质量的最主要因素,而分集技术是抗多径衰落的一种行之有效的方法,空时分组码技术结合了接收分集和发射分集的一种新型编码技术,在性能上有明显的优势,而且编码和解码都比较简单,它在发射端和接收端都引入了多根天线,也就是通常所说的MIMO ,这种分集技术具有很强的抗多径衰落能力。由于同时引入了空域相关和时域相关使得空时分组码技术有了不同于普通信道编码的优良性能,空时分组码技术作为一项十分有潜力的抗衰落技术已经被3G标准列为关键技术,因此对它的研究是十分必要的。
本文首先介绍了空时分组码的一些发展历史概况和现在的发展情况,以及研究空时分组码技术的意义,接下来介绍了空时编码的基本原理,然后详细的阐述了空时分组码的原理,然后在理论的推导的基础上,对空时分组码进行了仿真,得到了在瑞利衰落信道下空时分组码的性能,并对仿真的结果进行了性能分析以及影响系统的各种原因,我们可以得出随着天线数的增加,空时分组码的性能大大的提升。
关键词:空时分组码,多输入多输出,空时编码
目录
第一章 绪论 1
1.1 引言 1
1.2 研究背景 1
1.3 国内外在空时编码技术的研究状况 2
1.3.1 国外研究情况 2
1.3.2 国内研究情况 3
1.4 本文的主要工作和内容安排 4
1.5 小结 4
第二章 空时编码 5
2.1 引言 5
2.2 MIMO的基本原理和信道容量 5
2.3 分集 6
2.3.1 空间分集 6
2.3.2 时间分集 6
2.3.3 频率分集 7
2.3.4 合并技术 7
2.3.4.1 选择合并 7
2.3.4.2 切换合并 7
2.3.4.3 最大合并比 7
2.3.4.4 增益合并 7
2.3.5 发送分集 8
2.4 空时编码的基本概念和分类 8
2.5 空时编码模型 8
2.6 空时编码设计准则 9
2.7 小结 10
第三章 空时分组码 11
3.1 引言 11
3.2一种简单的空时分组码——Alamouti空时分组码 11
3.2.1 Alamouti空时编码器 11
3.3 空时分组码 13
3.4 利用正交设计的空时分组码 14
3.4.1 码率为1/2的空时分组码 14
3.4.2 码率为3/4的空时分组码 15
3.5 空时分组码的译码 16
3.5.1 码率为1/2的空时分组码的译码 16
3.5.2 码率为3/4的空时分组码的译码 18
3.6 小结 19
第四章 仿真模型的建立 20
4.1 引言 20
4.2 信源 20
4.3 衰落信道模型 20
4.4 调制方式 21
4.4.1 PSK调制 21
4.4.2 16QAM调制 22
4.5总体模型设计 23
4.6 小结 23
第五章 空时分组码仿真结果分析 25
5.1 引言 25
5.2 四种调制方式下不同编码方案的性能仿真 25
5.2.1 二发射天线不同接收天线用BPSK调制的误码性能的分析 25
5.2.2 单一接收天线时1bit/s/Hz的空时分组的性能分析 26
5.2.3 单一接收天线时2bit/s/Hz的空时分组码的性能分析 27
5.2.4 单一接收天线时3bit/s/Hz的空时分组码的性能分析 28
5.2.5 用8-PSK星座调制不同分集方案的空时分组码性能分析 29
5.2.6 用16QAM星座调制的空时分组码性能分析 30
5.2.7 相同发射天线数和接收天线数不同速率的空时分组码的性能分析 31
5.3 分集阶数对系统的影响 32
5.4 小结 33
结论 34
致谢 35
参考文献 36
第一章 绪论
1.1 引言
无线通信系统中存在严重的多径衰落,它是影响通信质量的主要因素,当信道为深衰落时,接收机有可能无法恢复出发送信号,现在在大多数的发射环境中,天线分集是一种有效的抗多径衰落的方法。用于发射分集的空时编码(Space-time code)能够在不牺牲带宽的情况下提高数据传输速率,改善系统的误码性能,增大系统的容量。空时分组码是空时编码中的一种,由于其利用了正交设计的理论,使得译码复杂度很低,还能得到最大的分集发射增益,因而是一个研究的热点。

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