Turbo空時碼在MIMO無線通信系統(tǒng)中的應用研究.pdf

1、　　高數(shù)據(jù)速率、高可靠性的數(shù)據(jù)傳輸將成為未來無線通信的主流。為保障移動環(huán)境下數(shù)據(jù)的可靠傳輸,需要采用各種各樣的有效的差錯控制技術。Turbo碼的出現(xiàn)是糾錯碼領域的一個重要突破,由于Turbo碼在接近Shannon限的低信噪比下仍然具有較低的誤比特率性能,所以近幾年成為編碼理論界研究的熱門領域,在下一代移動通信系統(tǒng)的開發(fā)中,Turbo碼被普遍認為是高速數(shù)據(jù)通信的糾錯編碼方式。為了提高系統(tǒng)的接收性能,還需要充分利用移動多徑環(huán)境下分集接收所帶

2、來的空間分集增益?；贛IMO技術的時空編碼技術是未來寬帶無線移動通信中提高頻譜效率改善系統(tǒng)性能的關鍵技術。本文對無線移動通信中的Turbo空時編碼技術進行了研究,主要內(nèi)容涉及Turbo碼的譯碼算法,Turbo碼交織器的分析設計,Turbo編碼調(diào)制技術,MIMO信道容量,空時格碼的設計準則以及好成員碼的設計,頻率選擇性信道下OFDM系統(tǒng)中多級編碼和空時級聯(lián)碼的設計。本文的主要工作和創(chuàng)新點如下：
　　1.論文討論了二元輸入、連續(xù)輸出

3、的AWGN信道和Rayleigh衰落的信道容量,用以衡量Turbo碼的性能與理論限的差距,在最大后驗概率算法的基礎上推導了適用于Turbo碼的MAP、Log-MAP、Max-Log-MAP以及SOVA算法,總結出了適用于級聯(lián)碼迭代譯碼的通用SISO算法。詳細分析了Turbo碼的四種算法的優(yōu)劣并給出了實驗結果。
　　2.在SOVA算法的基礎上提出了改進方案的思想,給出了一種改進方案的算法結構并詳細分析了改進方案的優(yōu)點以及和其他算法在

4、復雜度上的比較,并最終給出了試驗驗證。
　　3.通過詳細分析Turbo碼的性能界找到了一種新型交織器的設計方法。這種交織器是在Code-Matched交織器的基礎上改進而來的,改進后的交織器不僅更具有通用性而且其性能比原來的Code-Matched交織器還有提高。本文在詳細研究幾種隨機型交織器的基礎上提出了這種新型Code-Matched交織器的算法結構和設計參數(shù),并給出了實驗仿真結果。
　　4.在認真研究幾種現(xiàn)有的Turb

5、o編碼調(diào)制方案的基礎上提出了一種Turbo TCM方案,這種方案以多進制Turbo碼為基礎。給出了這種方案的編譯碼結構和算法,同時研究了不同集分割對Turbo TCM的性能影響,最后得出了一個很有意義的結果；UP映射在Turbo編碼調(diào)制方案中具有魯棒性。
　　5.在MIMO信道容量理論的基礎上,推導了準靜態(tài)Rayleigh衰落信道和快衰落信道下空時編碼的設計準則。研究了Turbo空時碼的算法,性能和設計準則,提出了簡化非二進制SO

6、VA算法。同時提出了幾種新的成員碼結構,試驗證明這幾種成員碼構成的Turbo空時碼具有良好的性能。
　　6.設計了多級編碼調(diào)制和空時分組碼級聯(lián)的編譯碼結構,并將其應用于頻率選擇性信道的OFDM系統(tǒng)中,通過試驗仿真也證明了這種級聯(lián)編碼能夠在頻率選擇性衰落信道下同時獲得編碼增益和分集增益。特別是當采用非標準的MLC/MQAM時,系統(tǒng)在獲得頻帶有效性的同時,譯碼復雜度較低,時延較小。仿真表明,UP或UP/UP是OFDM系統(tǒng)中MLC-ST