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MIMO-OFDM系统中的空时编码技术的研究

作　者: 张伟岗
导　师: 尚宇
学　校: 西安工业大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 空时编码 正交频分复用 空时分组码 空时频分组码 多输入多输出
分类号: TN919.31
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


作为4G的一项核心,MIMO-OFDM已经被越来越多的人所关注,它可以在复杂的无线通信环境中,在不增加频谱带宽和额外的发射功率的前提下,极大的提高无线通信系统的传输速率和可靠性。空时编码技术是实现MIMO-OFDM系统性能的一种有效的方式,本文在对国内相关研究的基础上,主要是围绕着空时编码进行了分析研究。首先,阐述了在现代通信中所面临的困境以及MIMO技术与传统的通信技术相比的巨大优势及其原因,并且对多输入多输出(Multiple Input Multiple Output,MIMO)的天线技术和正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM)技术分别进行了分析研究。其次,在MIMO系统模型建立的基础上介绍了几种常用的空时编码技术,分析、比较了它们的优缺点,针对Alamouti的经典算法做了进一步的研究和拓展,并且对编码后和未编码的OFDM系统仿真结果进行了分析和比较,仿真结果表明,编码后的OFDM系统的可靠性和误码率都得到了很大的改善。然后,针对MIMO技术在宽带情况下受限的问题,将MIMO和OFDM结合了起来。对MIMO-OFDM系统中的空时分组编码和空时频分组编码(Space-time frequency block code, STFBC)技术进行了理论分析,并且与OFDM系统相结合,从误码率的角度进行仿真分析,在误码率为10-2时,编码后的系统相对于STBC-OFDM系统所需信噪比约下降3dB,提高了系统的可靠性。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-7
1 绪论  7-11
  1.1 课题研究背景  7-9
  1.2 空时编码研究现状  9-10
  1.3 本文主要工作以及内容安排  10-11
2 MIMO系统的模型和分集技术简介  11-20
  2.1 无线通信信道技术  11-14
    2.1.1 多普勒频移的衰落效应  11
    2.1.2 衰落信道的统计模型  11-14
  2.2 MIMO系统模型  14-17
    2.2.1 MIMO系统模型  14-15
    2.2.2 MIMO系统容量分析  15-17
  2.3 分集技术的分类  17-19
    2.3.1 空间分集  17-18
    2.3.2 时间分集  18
    2.3.3 频率分集  18
    2.3.4 分集技术的结合方法  18-19
  2.4 本章小结  19-20
3 空时编码技术在MIMO系统中的应用  20-37
  3.1 空时网格码  20-22
    3.1.1 空时网格码的编码方案  20-21
    3.1.2 空时网格码译码方案  21
    3.1.3 空时网格码性能分析  21-22
  3.2 空时分组编码  22-29
    3.2.1 Alamouti空时分组编码方案  23-24
    3.2.2 Alamouti空时分组译码方案  24-26
    3.2.3 Alamouti方案的性能分析  26-27
    3.2.4 Alamouti方案的仿真验证  27-28
    3.2.5 空时分组编码的正交设计  28-29
  3.3 分层空时编码  29-36
    3.3.1 分层空时编码方案的原理  29-32
    3.3.2 分层空时编码方案的接收原理  32-33
    3.3.3 MMSE干扰抑制和干扰抵消  33-36
  3.4 本章小结  36-37
4 MIMO-OFDM技术  37-52
  4.1 OFDM系统基本理论  37-38
  4.2 OFDM系统的基本原理  38-45
    4.2.1 串并转换  39
    4.2.2 子载波调制  39-40
    4.2.3 使用FFT进行调制解调  40-42
    4.2.4 循环前缀  42-43
    4.2.5 OFDM仿真结果分析  43-45
  4.3 STBC-OFDM系统  45-48
    4.3.1 STBC-OFDM系统性能分析  46-47
    4.3.2 STBC-OFDM系统仿真  47-48
  4.4 空时频编码方案  48-51
    4.4.1 STFBC-OFDM系统性能分析  48-50
    4.4.2 STFBC-OFDM系统性能仿真  50-51
  4.5 本章小结  51-52
5 结论  52-55
  5.1 本文总结  52
  5.2 研究展望  52-55
参考文献  55-58
攻读硕士学位期间发表的论文  58-59
致谢  59-61

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 通信 > 数据通信 > 数据传输技术 > 编码
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