基于分層空移鍵控調(diào)制的MIMO技術(shù)研究.pdf

1、多輸入多輸出(Multiple Input Multiple Output， MIMO)技術(shù)因其采用多根收發(fā)天線(xiàn)，從而極大地提高了系統(tǒng)的容量。因此MIMO技術(shù)成為未來(lái)無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)的核心技術(shù)之一。空移鍵控調(diào)制（Space Shift Keying Modulation，SSK）技術(shù)作為MIMO系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一，其采用天線(xiàn)序號(hào)信息傳輸數(shù)據(jù)，克服了傳統(tǒng) MIMO系統(tǒng)收發(fā)復(fù)雜度較高的問(wèn)題，同時(shí)降低了信道間干擾、避免了接收端同步等問(wèn)題，從而獲得

2、越來(lái)越多的關(guān)注，有望成為未來(lái)移動(dòng)通信系統(tǒng)的候選技術(shù)。
　　本文對(duì)現(xiàn)有的基于空移鍵控調(diào)制及空間調(diào)制(Spatial Modulation，SM)的MIMO技術(shù)進(jìn)行了深入研究，在傳統(tǒng)的空移鍵控調(diào)制技術(shù)基礎(chǔ)上，提出了一種基于分層空移鍵控調(diào)制的MIMO技術(shù)（Layered Space Shift Keying Modulation，LSSK），該方法能克服傳統(tǒng)空移鍵控調(diào)制技術(shù)在頻譜效率方面的劣勢(shì)，大大提高傳統(tǒng)空移鍵控調(diào)制技術(shù)的系統(tǒng)容量。在

3、此基礎(chǔ)之上，本文還深入研究了基于低復(fù)雜度的分層空移鍵控調(diào)制的檢測(cè)算法，以及分層空移鍵控調(diào)制技術(shù)下的多用戶(hù)預(yù)編碼技術(shù),提出了一種基于分層信道信息保留（Layered Channel Information Preservation，LCIP）的預(yù)編碼方案。最后本文針對(duì)空移鍵控調(diào)制的發(fā)射分集方案，又提出了一種高速率發(fā)射分集輔助的空時(shí)空移鍵控調(diào)制技術(shù)（High Rate Transmit-Diversity-Assisted Space Sh

4、ift Keying Modulation，HT-SSK）。
　　第一章詳細(xì)闡述基于空移鍵控調(diào)制MIMO技術(shù)的背景。比較了空移鍵控調(diào)制及空間調(diào)制算法的異同。另外重點(diǎn)調(diào)研了現(xiàn)有的幾種具有較高頻譜效率的空移鍵控調(diào)制技術(shù)及空間調(diào)制技術(shù)，并在后文中與提出 LSSK調(diào)制技術(shù)作比較。在第一章結(jié)尾闡明了本論文的主要研究?jī)?nèi)容、貢獻(xiàn)及邏輯結(jié)構(gòu)。
　　第二章提出了分層空移鍵控調(diào)制（LSSK）的系統(tǒng)模型，并詳細(xì)闡述了 LSSK系統(tǒng)的調(diào)制及解調(diào)方案

5、。本章另分析了 LSSK的最優(yōu)檢測(cè)的系統(tǒng)性能，并給出了LSSK系統(tǒng)的誤碼率緊上界（Tight upper bound）及松上界（Loose upper bound）。最后對(duì) LSSK系統(tǒng)誤碼率性能與第一章論述的現(xiàn)有技術(shù)做了大量的仿真比較，證明了LSSK系統(tǒng)在頻率效率及誤碼率性能方面的優(yōu)越性。
　　第三章針對(duì) LSSK系統(tǒng)隨頻譜效率的提高其最大似然檢測(cè)復(fù)雜度呈指數(shù)增加的情況，提出了一種基于分層聯(lián)合檢測(cè)（Layered-and-Joi

6、nt detection，LJ）的低復(fù)雜度檢測(cè)算法。通過(guò)恰當(dāng)?shù)睦碚摲治鲋鸩浇忉屃薒J檢測(cè)中各種參數(shù)的意義，最終綜合前述給出詳細(xì)的檢測(cè)步驟。本章另外對(duì)算法的可行性進(jìn)行了理論分析，并與最大似然檢測(cè)做了復(fù)雜度運(yùn)算量的比較。最后通過(guò)仿真及理論分析驗(yàn)證了分層聯(lián)合檢測(cè)算法能夠在獲得近似最大似然檢測(cè)算法的同時(shí)極大地降低接收端運(yùn)算的復(fù)雜度。
　　第四章初步研究了 LSSK系統(tǒng)下多用戶(hù)的預(yù)編碼方案，通過(guò)對(duì)信號(hào)在發(fā)送端進(jìn)行預(yù)處理而消除了層與層之間的干

7、擾，降低了接收端的檢測(cè)復(fù)雜度。本章詳細(xì)闡述了所提出的LSSK預(yù)編碼生成方案——分層信道信息保留（Layered Channel Information Preservation，LCIP）預(yù)編碼算法，并對(duì)其誤碼性能做了理論分析。最后仿真了多用戶(hù)預(yù)編碼方案下的各用戶(hù)性能，并與傳統(tǒng)的ZF預(yù)編碼算法進(jìn)行了比較。
　　第五章將空移鍵控調(diào)制技術(shù)與發(fā)射分集相結(jié)合，提出了一種高速率下的空移鍵控與發(fā)射分集相結(jié)合的方案（High Rate Tran