新型空間調(diào)制技術(shù)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用.pdf

1、隨著信息化社會(huì)的不斷發(fā)展，無線通信技術(shù)將滲透到社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域，為人們提供全方位的信息生態(tài)系統(tǒng)。為滿足下一代及未來無線通信高速率低延時(shí)等高質(zhì)量的傳輸要求，需要新的通信技術(shù)以支撐其發(fā)展?；诙噍斎攵噍敵鱿到y(tǒng)的多天線技術(shù)在發(fā)射端和接收端分別配置多根天線，可在不增加系統(tǒng)帶寬和發(fā)射天線功率的情況下，大幅提高系統(tǒng)的信道容量和頻譜效率，給亟需解決的通信系統(tǒng)頻譜資源日益緊張的問題提供了可行性方案，成為當(dāng)前及未來無線通信的關(guān)鍵技術(shù)之一。但在實(shí)際應(yīng)用中，信

2、道間干擾問題、天線間同步問題以及多條射頻鏈路導(dǎo)致的成本增加問題都會(huì)制約多輸入多輸出通信系統(tǒng)的發(fā)展。
　　空間調(diào)制技術(shù)作為一種新型的多天線技術(shù)，將待發(fā)送的信息比特一部分映射到調(diào)制域通過符號(hào)調(diào)制進(jìn)行傳輸，另一部分映射到天線域通過天線序號(hào)選擇進(jìn)行傳輸，天線的空間位置將承載部分發(fā)送信息。相比傳統(tǒng)多天線技術(shù)，在空間調(diào)制技術(shù)中，每時(shí)隙有且僅有一根發(fā)射天線處于激活狀態(tài)，其余發(fā)射天線靜默，該特征可完全避免信道間干擾，且不需要發(fā)射天線間的同步定時(shí)，

3、另外，由于僅需一條射頻鏈路，也有效降低了系統(tǒng)成本?；谶@些技術(shù)優(yōu)勢(shì)，空間調(diào)制技術(shù)在未來無線通信系統(tǒng)中具有良好的應(yīng)用前景。本文在此情況下，開展了新型空間調(diào)制技術(shù)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用研究。具體來說，本論文研究內(nèi)容與創(chuàng)新點(diǎn)如下:
　　1)深入研究了廣義空間調(diào)制技術(shù)的基本原理，結(jié)合網(wǎng)格編碼調(diào)制，提出了網(wǎng)格編碼廣義空間調(diào)制技術(shù)，以提高系統(tǒng)在萊斯相關(guān)信道下的魯棒性。設(shè)計(jì)了天線域的集分割映射準(zhǔn)則，通過集分割映射，增大相關(guān)性較強(qiáng)的發(fā)射天線組的距離，從而在

4、萊斯相關(guān)信道下降低系統(tǒng)的誤比特率?？紤]到該技術(shù)與傳統(tǒng)廣義空間調(diào)制技術(shù)在調(diào)制域的相似性，著重研究了網(wǎng)格編碼廣義空間調(diào)制技術(shù)天線域的誤比特率，進(jìn)行了理論性能的推導(dǎo)。仿真結(jié)果表明，對(duì)比傳統(tǒng)的廣義空間調(diào)制技術(shù)，網(wǎng)格編碼廣義空間調(diào)制技術(shù)在萊斯相關(guān)信道下具有更好的系統(tǒng)性能，對(duì)比已有的網(wǎng)格編碼空間調(diào)制技術(shù)，新型技術(shù)采用了更少的發(fā)射天線，有效節(jié)約了系統(tǒng)成本。
　　2)深入研究了采用PSK調(diào)制以及多圈APSK調(diào)制的差分空間調(diào)制，在此基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了一

5、種非相干空間調(diào)制技術(shù)，通過對(duì)上一時(shí)隙發(fā)送符號(hào)的估計(jì)而非差分機(jī)制來避免系統(tǒng)對(duì)信道狀態(tài)信息需求的限制，同時(shí)可將更加通用的APSK星座圖應(yīng)用于系統(tǒng)中。對(duì)該技術(shù)進(jìn)行了誤碼率理論性能的推導(dǎo)，基于得到的理論性能，提出了達(dá)到系統(tǒng)性能最優(yōu)的多圈APSK調(diào)制星座圖算法。另外，研究了發(fā)送符號(hào)錯(cuò)誤估計(jì)導(dǎo)致的錯(cuò)誤傳播給系統(tǒng)性能帶來的影響。仿真結(jié)果驗(yàn)證了理論推導(dǎo)的正確性，且表明與采用現(xiàn)有不同調(diào)制方式的方案相比，結(jié)合最優(yōu)多圈APSK星座圖的方案能夠有效地降低誤碼率

6、，給系統(tǒng)帶來性能增益。
　　3)設(shè)計(jì)了采用去噪轉(zhuǎn)發(fā)策略的雙向中繼系統(tǒng)中的差分空間調(diào)制方案和差分空移鍵控方案，對(duì)系統(tǒng)的分集增益進(jìn)行了理論研究。對(duì)于系統(tǒng)，利用集合與子集的概念，著重設(shè)計(jì)了中繼節(jié)點(diǎn)處的物理層網(wǎng)絡(luò)編碼，即矩陣的多對(duì)一映射準(zhǔn)則，以及信源節(jié)點(diǎn)的矩陣生成準(zhǔn)則。仿真結(jié)果驗(yàn)證了理論推導(dǎo)的正確性，顯示了設(shè)計(jì)的差分空間調(diào)制技術(shù)以及差分空移鍵控技術(shù)在采用去噪轉(zhuǎn)發(fā)策略的雙向中繼系統(tǒng)中具有較好的可行性，且對(duì)比傳統(tǒng)差分調(diào)制具有更低的誤比特率和更