空時分組碼及其聯(lián)合波束成形技術(shù)仿真研究.pdf

1、空時編碼是一種基于多輸入多輸出(Multiple-Input-Multiple-Onput，MIMO)系統(tǒng)的信道編碼技術(shù)，其不僅能夠大幅度地提高無線通信系統(tǒng)的容量，而且能夠在不犧牲系統(tǒng)帶寬的情況下提供分集增益和編碼增益，這樣就大大提高了頻譜利用率。因此，空時編碼技術(shù)是實現(xiàn)寬帶資源日益緊張的高速無線數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的重要技術(shù)之一。
　　 本論文主要研究空時碼技術(shù)中的空時分組碼(Space-Time BlockCoding，STBC)，

2、包括對正交空時分組碼，準(zhǔn)正交空時分組碼，旋轉(zhuǎn)型空時分組碼及波束成形技術(shù)(Beamforming，BF)與STBC結(jié)合的研究。主要研究內(nèi)容如下：
　　 首先，較深入的研究了正交空時分組碼的設(shè)計和譯碼算法。該編碼的優(yōu)點是編譯碼簡單，能夠全速率傳輸，系統(tǒng)的性能得到顯著的提高，但是當(dāng)發(fā)射天線數(shù)大于2時，該編碼不能實現(xiàn)全速率傳輸。
　　 其次，重點研究了改進(jìn)型空時分組碼，包括準(zhǔn)正交空時分組碼，矩陣旋轉(zhuǎn)空時分組碼，星座旋轉(zhuǎn)空時分組碼

3、。采用Givens旋轉(zhuǎn)和星座旋轉(zhuǎn)方法對準(zhǔn)正交空時分組碼進(jìn)行編碼改進(jìn)處理，不但能夠消除準(zhǔn)正交編碼內(nèi)部干擾，而且能夠獲得全速率和全分集，使系統(tǒng)性能進(jìn)一步得到提高。仿真分析表明，盡管現(xiàn)有文獻(xiàn)提出了不同的準(zhǔn)正交空時分組碼編碼矩陣，以實現(xiàn)全速率傳輸，但是其性能基本相同；通過編碼改進(jìn)處理得到的旋轉(zhuǎn)式準(zhǔn)正交空時分組碼使系統(tǒng)性能得到很好的改善。另外，論文還研究了成對最大似然譯碼算法(DML)、快速譯碼算法(FML)和QR分解最大似然譯碼算法。仿真分析表

4、明，快速譯碼算法性能最差，而QR分解譯碼方案在幾乎不犧牲系統(tǒng)性能的前提下降低了譯碼復(fù)雜度，提供了與最大似然譯碼近似相同的性能。
　　 最后，重點研究了STBC與波束成形技術(shù)的結(jié)合?？諘r分組碼可以有效抵抗多徑衰落，但卻無法有效抑制各種干擾。而波束成形技術(shù)能夠增強(qiáng)期望信號、抑制用戶間同信道干擾。仿真分析表明，結(jié)合波束成形的空時分組碼系統(tǒng)性能要優(yōu)于單獨(dú)的空時分組碼的系統(tǒng)性能；同時本論文給出的改進(jìn)型準(zhǔn)正交空時分組碼結(jié)合波束成形的方案使系