無線MIMO通信系統(tǒng)中酉空時編碼調(diào)制技術(shù)研究.pdf

1、中國第3代移動通信系統(tǒng)(3G)已投入商用，超3代(B3G)或第4代(4G)移動通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)也趨于成熟。通信技術(shù)的發(fā)展使人們之間的距離變短，對整個社會的發(fā)展起到變革性作用。作為通信技術(shù)的一個重要分支，無線通信已經(jīng)成為當(dāng)今世界發(fā)展最快的技術(shù)之一，并已成為社會發(fā)展的重要標(biāo)志。
　　 更快的傳輸速率、更優(yōu)的傳輸質(zhì)量和更廣的適用范圍永遠(yuǎn)是無線通信的追求目標(biāo)。然而，實際的通信系統(tǒng)面臨著諸多復(fù)雜的問題，多徑、頻移、噪聲、多址干擾、符號問

2、干擾以及帶寬的限制都嚴(yán)重影響通信鏈路的質(zhì)量和系統(tǒng)容量，并已成為制約通信發(fā)展的關(guān)鍵因素。
　　 九十年代提出的多輸入多輸出(MIMO)無線通信技術(shù)為無線通信系統(tǒng)引入了又一維可利用的空間，并以其能夠充分挖掘空間資源，最大限度地提高頻譜利用率和功率效率而受到廣泛重視?？諘r信號處理理論提供了解決問題的有效途徑，該理論屬于信息科學(xué)的一個新的分支，涉及時域信號處理、空域信號處理、信道編碼等諸多學(xué)科。其中，酉空時調(diào)制技術(shù)因發(fā)、收兩端均無需信道

3、信息而十分適合高速移動的通信環(huán)境，但是它在低信噪比條件下存在差錯性能較差的問題。本論文主要就酉空時調(diào)制的差錯性能、符號設(shè)計以及與信道編碼的級聯(lián)和綜合設(shè)計等方面進(jìn)行了研究，分析了目前的研究難點并提出了合理的解決方案。
　　 本文的學(xué)術(shù)貢獻(xiàn)主要在于：
　　 1)對現(xiàn)有的空時碼提出一種新的分類標(biāo)準(zhǔn)；利用矩生成函數(shù)獨立推導(dǎo)了酉空時調(diào)制的成對差錯概率，避免了對復(fù)數(shù)構(gòu)成本身的討論，給出被積分式的收斂域，并根據(jù)二元檢測的一般原理推導(dǎo)出

4、了Chernoff上界，此方法可擴(kuò)展到其它類型的空時碼。
　　 2)提出了簡化搜索和星座降維方案，可適用于不同的實際設(shè)計準(zhǔn)則中，在不降低實際差錯性能的前提下可使計算量分別降至原先的10-6和10-20以下。
　　 3)提出酉空時符號及差分酉空時符號級的Turbo碼方案，包括分量碼的并行級聯(lián)和串行級聯(lián)，相對于比特級處理方案，可在不降低差錯性能的前提下減少計算量；提出酉空時符號級的多進(jìn)制MAP、Log-MAP、Max-Log

5、-MAP及SOVA迭代譯碼算法；并且首次分析了發(fā)射分集在酉空時調(diào)制和Turbo碼級聯(lián)方案中的實際作用。
　　 4)受網(wǎng)格編碼調(diào)制星座集分割理論的啟發(fā)，提出比特交織編碼酉空時調(diào)制方案，該技術(shù)的信道編碼和酉空時調(diào)制各自獨立，利用硬判決反饋實現(xiàn)迭代解調(diào)一譯碼，可在不降低數(shù)據(jù)速率的前提下大大降低系統(tǒng)的誤比特率。相比網(wǎng)格編碼酉空時調(diào)制有更好的差錯性能，且計算復(fù)雜度不高，是一種實用的編碼調(diào)制相結(jié)合的方案。
　　 5)分別提出Cayl

6、ey差分酉空時凋制和多級空時調(diào)制與并行Turbo碼的級聯(lián)方案，并給出與之適應(yīng)的譯碼算法。其中，Cayley差分酉空時調(diào)制與Turbo碼的級聯(lián)可以在準(zhǔn)靜態(tài)或連續(xù)性衰落信道中提供可靠的高數(shù)據(jù)率；而多級空時調(diào)制與Turbo碼的級聯(lián)經(jīng)過迭代譯碼后可在短相干時間和低信噪比條件下實現(xiàn)可靠的無線通信。
　　 綜上所述，本論文針對目前MIMO空時系統(tǒng)存在的問題，以提高非相干空時調(diào)制的有效性和可靠性為核心進(jìn)行了研究，包括酉空時調(diào)制本身的理論以及與