空時編碼及其在自適應MIMO系統中的應用研究.pdf

1、空時編碼(STC)技術是一種用于多發(fā)射天線的編碼方法。該編碼在多根發(fā)射天線和多個時間周期的發(fā)射信號之間產生空域和時域相關，這種空時相關性可以起到發(fā)射分集的作用，在不犧牲帶寬和功率的情況下使接收機克服信道衰落，提高系統可靠性。 首先，本論文分別研究了空時分組碼(STBC)和線性疏散碼(LDC)這兩種空時編碼。由于編碼矩陣的正交性，STBC可以實現完全發(fā)射分集，并且每個發(fā)射符號在接收端可以獨立的進行最大似然檢測，大大地降低了計算復雜

2、度。論文中比較了不同碼率的STBC在瑞利平衰落不相關準靜態(tài)信道下的誤碼率性能，隨著發(fā)射天線的個數增加，分集增益提高，空時編碼系統的誤碼性能變好，但是STBC的最大互信息量越來越低于信道容量，因此不適合用于高頻譜效率的通信系統中。而基于信道容量準則，同時考慮分集度準則設計出的LDC適合用于高頻譜效率和高可靠性通信系統中，論文中分別比較了LDC和V-BLAST、LDC和STBC的誤碼率和頻譜利用率性能，驗證了LDC的優(yōu)點，但其檢測復雜度變大

3、。 接著，論文分別討論了空間相關信道和頻率選擇性信道下的空時編碼。在實際信道中，多天線之間存在空間相關，論文中推導了在準靜態(tài)平衰落相關信道中成對錯誤概率(PEP)的精確表達式和契爾諾夫上界，分別在漸進高和漸進低信噪比(SNR)分析空間相關對空時編碼PEP的影響，得出接收端相關總是降低系統的PEP性能，在低SNR發(fā)射端相關有可能改善系統PEP性能的結論。在頻率選擇性信道中，通信系統通常采用帶有循環(huán)前綴的單載波分塊傳輸(CP-SCB

4、T)以抵抗多徑干擾。本論文將平衰落信道中的STBC推廣應用在CP-SCBT中，可同樣獲得滿空間分集度，相對于單天線系統，額外的計算復雜度僅為o(M log<,2> K)或者o(2M log<,2> K)，但其頻譜利用率不高。 在實際的傳播環(huán)境中，MIMO無線通信系統的信道極為復雜多變，尋求適于各種信道環(huán)境的自適應傳輸方法顯得尤為重要。本論文研究了一種基于特征模式閉環(huán)傳輸(ECLT)的自適應MIMO技術，該技術通過反向鏈路將信道狀