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空间相关信道下MIMO与RA码的联合设计

作　者: 燕兵
导　师: 史治平
学　校: 电子科技大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: MIMO RA码空间相关迭代均衡列表球形译码
分类号: TN919.31
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

在通信系统中,良好的发送端及接收端技术是决定系统性能的关键。在发送端的众多技术中,信道编码技术以及数据发送方案的选择是其中的重要方面。信道编码技术主要在于编译码方案的设计,发送方案主要是利用时间和空间上的分集技术。在接收端技术中,主要涉及同步、均衡、检测、译码等技术。多天线收发技术(Multiple-Input Multiple-Output, MIMO)是当前的热点。它具有好的发送分集和接收复用特性。但是同时由于其多天线协作的特殊性,会带来时间、空间、以及频域的干扰,造成信道的复杂性。如果信号在时间上的衰落过快,就会出现多普勒频移的现象;如果信号经过的空间上的散射体过于集中,就会使信道出现空间相关性;如果信道在频域上的带宽窄于信号的带宽,就会导致频率选择性(Frequency Selective, FS)信道的出现。针对具有频域平坦衰落信道的MIMO,在已有的VBLAST检测技术的基础上,本文重点研究了具有空间相关性和频率选择性信道(Spatial Correlated and Frequency Selective, SCFS)的MIMO系统。目的是通过采用良好的发送端技术和接收端技术在考虑复杂度的前提下,尽量提升这种复杂信道下MIMO系统的性能。重复累积(Repeat-accumulate, RA)码是一种复杂度和性能兼备的信道纠错码,本文将它与MIMO系统结合,以期达到满意的性能。另外考虑到多元RA码的低复杂度特点和在高阶调制下的优势,将探讨多元RA码与MIMO结合的技术及误码率性能。在频率选择信道下,采用滑动窗口的迭代均衡技术是解决符号间干扰(Inter Symbol Interference, ISI)的一种方案,而在空间相关信道下,由于性能较差,考虑采用最大似然检测(Maximum Likelihood, ML)方案,但由于ML的高复杂度,本文引用一种低复杂度的近似ML的球形译码技术,并针对迭代系统的需要,引用列表球形译码技术(List Sphere Decoding, LSD)。基于以上的介绍,下面列出本文的主要工作内容:1.给出了MIMO信道的模型,并具体给出FS信道和SCFS信道的成因及建模方法。2.给出了二元及多元RA码的编译码方案。3.详细介绍了ABA MMSE及JAD MMSE的原理。4.介绍了球形译码原理,球半径选择方法,已经LSD和CLSD的原理。5.给出RA码与MIMO的联合检测方案,其中包括使用RA+JAD MMSE检测以及RA+JAD MMSE+LSD检测的方案,并给出了在发送端当编码域阶数大于、等于和小于调制域时的发送方案在系统中的应用方法。最后,通过一系列的仿真结果,将给出本文提出的系统的性能情况分析。

空间相关信道下MIMO与RA码的联合设计

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