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MIMO系统中空时编码技术的应用研究
作 者: 孔啸
导 师: 傅海阳
学 校: 南京邮电大学
专 业: 通信与信息系统
关键词: MIMO MIMO信道容量 空时分层码 空时格码 空时分组码
分类号: TN919.3
类 型: 硕士论文
年 份: 2012年
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内容摘要
随着包括社交、语音和视频等多媒体应用的发展,人们对可靠高速率无线通信的需求正在不断增长。研究表明,多输入多输出(MIMO)系统在提高系统容量方面有很大潜力。空时编码可以实现发射分集和空分复用,是使得信道容量接近理论容量的有效方法。空时编码的基本思想是在发射端引入空间域和时间域上的相关来获得编码增益和分集增益,同时提高频谱利用率。本文从无线信道特性和分集理论出发,分析了MIMO系统的信道模型并对其理论信道容量进行了推导。文中分析了三种具体的编码方案:空时分层码,空时格码和空时分组码,并对其性能进行了模拟比较。其中空时分层码是最早被提出的一种编码方式,它的基本思想是将信源数据分成多个低速子数据流,在并行信道上进行独立的编码和调制,然后从多根天线上发送出去。而空时格码则继承了卷积码和网格编码的思想,将编码和调制结合在一起考虑。信源数据经过串并转换、信道编码和符号映射之后被多根天线同时发送出去。空时分组码则将信源信号经过复数域的线性处理映射为空时码的码字矩阵,利用线性这一特性,接收端可以用复杂度相对较低的解码算法检测出发送符号。本文还分析了未知信道信息的情况下适用的差分空时分组编码方案,并针对不同的发射天线数进行了模拟仿真。
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全文目录
摘要 4-5 Abstract 5-8 第一章 绪论 8-14 1.1 无线通信发展概论 8-9 1.2 无线通信系统中的MIMO技术 9-10 1.3 空时编码技术概论 10-13 1.3.1 分层空时码 11 1.3.2 空时网格码 11-12 1.3.3 空时分组码 12-13 1.4 本文的主要研究内容 13-14 第二章 无线信道与分集 14-26 2.1 无线信道模型 14-18 2.1.1 大尺度衰落 15-16 2.1.2 小尺度衰落 16-18 2.2 衰落信道的统计模型 18-20 2.2.1 瑞利衰落模型 18-19 2.2.2 赖斯衰落模型 19-20 2.3 分集 20-22 2.3.1 时间分集 20-21 2.3.2 频率分集 21 2.3.3 空间分集 21-22 2.4 分集合并办法 22-25 2.4.1 选择合并 22-23 2.4.2 最大比合并 23-24 2.4.3 等增益合并 24-25 2.5 本章小结 25-26 第三章 MIMO信道模型及系统容量 26-37 3.1 MIMO信道模型 26-27 3.2 MIMO信道容量 27-33 3.2.1 发射端未知信道信息时的信道容量 27-31 3.2.2 发射端已知信道信息时的信道容量 31-32 3.2.3 具有随机信道系数的MIMO信道容量 32-33 3.3 MIMO信道容量影响因子 33-36 3.3.1 空时衰落相关对信道容量的影响 34 3.3.2 针孔效应对信道容量的影响 34-36 3.4 本章小结 36-37 第四章 空时编码技术 37-62 4.1 空时分组码 37-45 4.1.1 Alamouti空时编码 37-40 4.1.2 空时分组码 40-43 4.1.3 空时分组码的译码 43 4.1.4 空时分组码的性能 43-45 4.2 空时格码 45-52 4.2.1 2 发射天线空时格码 45-47 4.2.2 空时格码设计 47-49 4.2.3 空时格码的性能 49-52 4.3 分层空时码 52-61 4.3.1 基本BLAST编码结构 52-53 4.3.2 基本BLAST检测算法 53-57 4.3.3 对角空时分层结构DBLAST 57-61 4.4 本章小结 61-62 第五章 差分空时分组码 62-73 5.1 单根发射天线的STBC 62-63 5.2 发射天线数为2 的STBC 63-68 5.2.1 差分编码 63-65 5.2.2 差分译码 65-67 5.2.3 性能仿真 67-68 5.3 发射天线数大于2 的差分STBC 68-72 5.3.1 差分编码 68-69 5.3.2 差分译码 69-71 5.3.3 性能仿真 71-72 5.4 本章小结 72-73 结束语 73-74 致谢 74-75 参考文献 75-78 攻读硕士学位期间的研究成果 78
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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
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