基于解析誤比特率分析的空間調(diào)制系統(tǒng)性能優(yōu)化.pdf

1、多輸入多輸出系統(tǒng)（MIMO, Multiple Input Multiple Output）通過在收發(fā)兩端配置多根天線，將無線信道劃分為多個(gè)平行子信道，從而在不增加額外帶寬的前提下極大提高系統(tǒng)信道容量，有效提升頻譜利用率。在頻譜資源日益緊張的今天，MIMO技術(shù)已然成為下一代無線通信系統(tǒng)的核心技術(shù)。
　　MIMO系統(tǒng)可以使用多根天線方式實(shí)現(xiàn)空間分集和空間復(fù)用。然而，隨之而來的是系統(tǒng)復(fù)雜度和成本的增加。為了在復(fù)雜度受限及成本壓縮的前提

2、下獲取多天線帶來的復(fù)用增益，R.Meslesh等基于單射頻MIMO的思想提出了空間調(diào)制（Spatial Modulation,SM）系統(tǒng)?，F(xiàn)有研究表明，相同天線陣列配置及傳輸速率條件下，合理配置的空間調(diào)制系統(tǒng)誤比特性能優(yōu)于傳統(tǒng)空時(shí)分層碼。為了探索典型無線信道場(chǎng)景下性能最優(yōu)的空間調(diào)制系統(tǒng)配置，本文基于瑞利無線信道下 SM解析誤比特率，通過理論推導(dǎo)和數(shù)值仿真等方法，分析得出瑞利無線信道下空間調(diào)制系統(tǒng)配置對(duì)誤比特性能的影響，并最終給出性能最優(yōu)

3、的系統(tǒng)配置方案。
　　本文采用矩生成函數(shù)法給出瑞利信道下SM系統(tǒng)解析誤比特率（Bit Error Ratio, BER）上界。并通過對(duì)比解析BER上界與蒙特卡洛（Monte Carlo，MC）驗(yàn)證解析 BER上界的緊致性。結(jié)果表明，當(dāng)信噪比足夠大的情況下，解析 BER上界與MC仿真吻合。解析BER上界緊致性驗(yàn)證結(jié)果表明，在優(yōu)化SM系統(tǒng)性能的過程中，采用解析BER上界代替精確BER作為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)是可行的。
　　在此基礎(chǔ)上，通過分

4、析發(fā)射天線數(shù)量與信號(hào)調(diào)制階數(shù)等 SM系統(tǒng)配置參數(shù)對(duì)BER的影響，尋求在典型瑞利信道下誤比特性能最優(yōu)的SM系統(tǒng)配置。首先，當(dāng)傳輸速率固定時(shí)，探討不同SM系統(tǒng)配置對(duì)系統(tǒng)性能的影響，仿真結(jié)果表明，SM系統(tǒng)誤比特性能均隨發(fā)射天線數(shù)量增加而顯著改善，且采用QPSK信號(hào)調(diào)制的空間調(diào)制系統(tǒng)具有最優(yōu)誤比特性能；其次，當(dāng)發(fā)射天線數(shù)量固定時(shí)，討論不同信號(hào)調(diào)制階數(shù)對(duì)系統(tǒng)性能的影響，仿真結(jié)果表明，調(diào)制階數(shù)大于4時(shí) SM系統(tǒng)性能隨調(diào)制階數(shù)的增大而顯著下降；最后，