非高斯噪聲衰落信道中空時編碼性能的研究.pdf

1、提供高速率、高質(zhì)量的服務(wù)是未來無線通信系統(tǒng)的主要目標(biāo)，實現(xiàn)這種高速率業(yè)務(wù)的主要技術(shù)突破便是使用多輸入多輸出(MIMO)系統(tǒng)。作為未來無線通信的關(guān)鍵技術(shù)，MIMO技術(shù)能夠在不增加帶寬和發(fā)射功率的情況下，大幅度提高衰落道信道容量、誤碼性能和頻帶利用率。基于MIMO技術(shù)用于多天線系統(tǒng)的空時編碼是可以使信息容量接近理論容量的一種實用編碼。自從空時編碼基礎(chǔ)理論提出以來，得到了廣泛的關(guān)注和深入研究。然而，當(dāng)前多數(shù)研究均是針對系統(tǒng)處于高斯白噪聲環(huán)境中

2、這一假設(shè)條件進行的。而通信中很多現(xiàn)象產(chǎn)生的噪聲滿足非高斯分布，即非高斯噪聲總是存在的，并且在許多通信應(yīng)用中呈現(xiàn)為脈沖干擾。因此，選擇非高斯噪聲環(huán)境應(yīng)該是更為合理的。與當(dāng)前多數(shù)研究工作不同，本文主要針對非高斯噪聲環(huán)境下衰落信道中空時編碼系統(tǒng)的性能分析問題進行了探索性研究，主要研究內(nèi)容和取得的成果概括如下：
　　 1.提出了基于MGF分析法進行正交空時分組碼(OSTBC)誤碼性能分析的方法。詳細推導(dǎo)了針對獨立同分布(i.i.d.)R

3、ayleigh、Rician及Nakagami-m衰落信道以及相關(guān)Nakagami-m衰落信道下采用不同調(diào)制方案的OSTBC系統(tǒng)平均誤符號率(SER)的閉式表達式。對OSTBC在各種不同典型衰落信道中的誤碼性能進行了研究，分別從空時分組編碼方案、頻譜利用率、調(diào)制方式及信道相關(guān)性等方面對平坦衰落信道中的OSTBC性能進行了全面分析，給出了一些新的觀察結(jié)果。
　　 2.提出了高斯混合噪聲環(huán)境下OSTBC性能分析的方法。采用ε-高斯混

4、合模型來描述STBC系統(tǒng)所處的噪聲環(huán)境，信道分別建模為Rayleigh、Rician和Nakagami-m等平坦衰落信道?；趯有曰旌显肼曅诺赖臉?biāo)量等效，可以建立混合噪聲環(huán)境下OSTBC的MISO近似等效模型，得到等效模型瞬時信噪比SNR的概率密度函數(shù)及MGF。采用MGF分析方法和概率密度函數(shù)直接積分法推導(dǎo)出了上述三種衰落信道中采用M-PSK和M-QAM不同數(shù)字調(diào)制方式的SER的閉式表達式。對混合噪聲環(huán)境下OSTBC誤碼性能進行了估計

5、，給出了不同噪聲環(huán)境及信道衰落條件下系統(tǒng)SER性能的解析和仿真結(jié)果，二者吻合良好。
　　 3.對Middleton Class A噪聲及對稱α-穩(wěn)定分布噪聲環(huán)境下衰落信道中的OSTBC系統(tǒng)性能進行了研究。首先，對于Middleton Class A統(tǒng)計物理模型，通過將非高斯ClassA分布變換成條件高斯分布，在空間依賴時間獨立假設(shè)條件下，給出了OSTBC系統(tǒng)模型中噪聲信號的聯(lián)合概率密度函數(shù)。推導(dǎo)出了Middleton Class

6、 A噪聲環(huán)境下采用ML接收機的OSTBC的成對差錯概率的上界。其次，對于SaS分布噪聲，通過引入等效離差參數(shù)、幾何功率及幾何信噪比等概念，對承載信息的信號和具有無限方差的信道噪聲之間的相對強度進行了數(shù)學(xué)及概念上的描述。利用蒙特卡洛仿真對Middleton Class A及對稱α-穩(wěn)定分布噪聲環(huán)境下OSTBC的性能進行了研究，分別給出了系統(tǒng)在Rician和Nakagami-m兩種不同衰落信道中的性能仿真結(jié)果和分析結(jié)論。
　　 4.

7、提出了高斯混合噪聲環(huán)境下STTC性能分析的方法。利用MGF分析方法，推導(dǎo)出了在Rician和Nakagami-m衰落信道中STTC的成對差錯概率的單變量積分形式的準確表達式。通過建立混合噪聲下系統(tǒng)瞬時信噪比與高斯噪聲下瞬時信噪比之間的關(guān)系，推導(dǎo)了混合噪聲環(huán)境下STTC的近似PEP表達式，利用PEP，分別針對快衰落和慢衰落兩種情況下的BER進行了估計。
　　 5.對無線衰落信道和非高斯噪聲信號的建模及仿真實現(xiàn)進行了研究。分別給出了