固定天线数的自适应混合空时编码方案

摘要

引入发射分集和接收分集的多输入多输出(MIMO)技术有效的增加了无线通信系统的容量、数据传输速率和频谱利用率，抵抗了信道衰落，实现了可靠的通信。空时分组码(STBC)利用正交设计的原理获得了分集增益，从而保证了一定的抗衰落能力，但信息速率较低；垂直贝尔实验室分层空时(VBLAST)结构本质上是将高速数据业务分为若干低速数据业务，通过普通并行信道编码器后，进行分层空时编码，调制后用多个天线发送。它充分利用无线信道的多径传播特性来达到区分同信道信号的目的。其特点是结构简单，易于实现，提供了较高的频带利用率，但抗衰落性能较差。 本文综合了两种编码技术的特点，在获得的分集增益和复用增益之间取折中，提出了一种4×4 STBC与VBLAST相结合的混合编码系统，同时提出了在接收端采用分组干扰抑制的译码方法，极大的降低了该混合编码系统的译码复杂度。为了进一步提高系统的性能，本文探讨了在发射端采用天线选择技术，即将4根发射天线看成是系统的4个天线子集，通过计算每个天线子集对应的接收信噪比，来比较4个发射天线对应的信道性能的好坏。在此基础上，推导了每个天线子集的接收信噪比与其对应的信道增益矩阵列的2-范数平方的大小成正比，从而可以通过比较信道增益矩阵每列的2-范数平方的大小来反映每根发射天线对应的信道传输性能的好坏。目的是发射端在已知信道状态信息(CSI)的情况下，根据每根天线的信道传输性能的好坏实时的调整每根天线上发送的编码符号，通过在信道性能较差的天线上传输分集增益较高的空时编码达到提高整个系统性能的目的，目标是在相同天线数下减小系统的误码率。仿真结果表明，加入天线选择算法后，混合编码系统的误符号率性能有了很大的提高。

目录

文摘

英文文摘

声明

1 绪论

1.1本课题研究的意义

1.2 MIMO技术国内外研究的现状

1.3本文的内容安排

2 MIMO系统信道模型和系统信道容量

2.1无线衰落信道

2.1.1时间色散参数

2.1.2频率色散参数

2.1.3角度色散参数

2.1.4衰落信道的统计模型

2.2 MIMO系统信道模型

2.3 MIMO系统容量

2.4 自适应发送功率分配的MIMO系统信道容量

2.5具有随机信道系数的MIMO系统容量

2.5.1快瑞利衰落和块瑞利衰落信道的MIMO信道容量

2.5.2慢瑞利衰落信道的MIMO信道容量

2.6影响MIMO系统容量的因素

2.6.1天线距离对MIMO系统容量的影响

2.6.2相关性对MIMO系统容量的影响

3空时编码概述

3.1空时分组码(STBC)编码方案及其性能

3.1.1 Alamouti空时编码

3.1.2空时分组码(STBC)

3.2垂直的贝尔实验室分层空时(VBLAST)结构及其性能

4 4×4 MIMO系统自适应STBC-VBLAST混合编码方案

4.1 4×4 STBC-VBLAST混合编码方案

4.1.1系统发射端编码方案

4.1.2系统接收端译码方案

4.1.3仿真结果与分析

4.2 4×4自适应STBC-VBLAST混合编码方案

4.2.1 自适应混合编码方案的天线选择算法

4.2.2仿真结果与分析

结 论

参考文献

致 谢