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多入多出（MIMO）系统中的空时处理及资源分配技术

作　者: 唐岚
导　师: 王树勋
学　校: 吉林大学
专　业: 信号与信息处理
关键词: MIMO 系统平衰落信道频率选择性衰落信道空时编码空分复用自适应比特交织自适应编码调制多用户分集
分类号: TN925
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
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内容摘要

本论文主要研究多入多出(MIMO)系统的空时编码、空分复用技术及多用户MIMO 系统的资源分配问题。在分析MIMO 系统的研究现状、工作原理,MIMO 信道容量及MIMO 空时处理基本技术的基础上,对MIMO-CDMA 系统中的分组空时处理技术,自适应MIMO 空时比特交织技术,及MIMO 自适应多用户分集技术进行了较为深入的研究。在采用分组空时码的MIMO-CDMA 系统中,发射天线被分成若干相互独立的天线组,每组天线进行独立的空时编码,同时对分组块码进行最优功率分配;在接收端用干扰分组抑制的方法对各子块进行线性阵列处理及最大似然解码。该系统能在不增加设备复杂度的基础上,有效提高系统的误码性能和传输速率。为增强MIMO 系统在多径信道中的抗衰落能力,本论文提出采用空时分层交织器的自适应空时比特交织技术,在系统吞吐量一定的情况下最小化系统的误码率,该系统在瑞利衰落信道中能获得比无交织系统更好的性能。在多用户MIMO 系统中,多用户分集技术将资源分配给信道矩阵与随机波束成形矩阵最匹配的用户以获得最大的系统吞吐量。为进一步提高系统性能,本文将自适应编码调制技术运用到MIMO 多用户分集系统中。在频率选择性衰落信道中,采用正交频分复用(OFDM)技术将信道分为不同的空频子信道,通过增加系统的频率分集增益进一步提高系统性能。

全文目录

第一章绪论  8-13
  1.1 MIMO 系统的研究背景  8-9
  1.2 MIMO 系统的原理  9-10
  1.3 MIMO 系统的优势  10-11
  1.4 MIMO 的系统实现及应用  11
  1.5 本文的主要工作及内容安排  11-13
第二章 MIMO 系统的信道容量  13-27
  2.1 信道容量的基本结论  14-15
  2.2 MIMO 系统的信息论容量  15-26
    2.2.1 固定MIMO 信道容量  15-16
    2.2.2 衰落MIMO 信道容量  16-26
  2.3 本章小结  26-27
第三章 MIMO 空分复用系统的接收机设计  27-33
  3.1 平衰落信道中的解码算法  27-29
  3.2 在频率选择性衰落信道中的解码算法  29-31
  3.3 本章小结  31-33
第四章 MIMO-CDMA 系统的联合分组空时编码与功率分配技术  33-43
  4.1 空时块码  33-35
  4.2 MIMO-CDMA 系统中的空时分组码  35-42
    4.2.1 系统模型  35-37
    4.2.2 干扰分组抑制  37-39
    4.2.3 误码率分析  39
    4.2.4 最优功率分配  39-41
    4.2.5 仿真结果及分析  41-42
  4.3 本章小结  42-43
第五章 MIMO 空分复用系统在快衰落信道中的自适应资源分配技术  43-59
  5.1 贝尔实验室分层空时处理算法(BLAST)  44-46
  5.2 天线选择技术  46-48
  5.3 自适应比特交织编码调制(ABICM)技术  48-57
    5.3.1 系统模型  48-49
    5.3.2 自适应速率、功率分配  49-51
    5.3.3 分层空时比特交织器  51-53
    5.3.4 SIC 检测算法  53-55
    5.3.5 仿真结果  55-57
  5.4 本章小结  57-59
第六章 MIMO 系统的自适应多用户分集技术  59-87
  6.1 自适应调制技术  59-60
  6.2 比例公平调度算法  60-61
  6.3 平衰落信道中的自适应多用户分集技术  61-67
    6.3.1 系统模型  61-62
    6.3.2 随机波束成形技术  62-64
    6.3.3 自适应多用户分集技术  64-65
    6.3.4 性能分析  65-67
  6.4 频率选择性衰落信道中的多用户分集  67-85
    6.4.1 系统模型  68-69
    6.4.2 随机波束成形技术  69-72
    6.4.3 天线分配技术  72-73
    6.4.4 自适应多用户分集技术  73-78
    6.4.5 系统仿真  78-85
  6.5 本章小结  85-87
第七章全文总结  87-90
  7.1 本文的主要工作  87-88
  7.2 MIMO 商业化面临的问题  88-90
参考文献  90-95
攻读硕士期间发表的论文  95-96
摘要  96-99
ABSTRACT  99-103
致谢  103-104
导师及作者简介  104

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