空時編碼及其在自適應(yīng)MIMO系統(tǒng)中的應(yīng)用研究.pdf

1、空時編碼(STC)技術(shù)是一種用于多發(fā)射天線的編碼方法。該編碼在多根發(fā)射天線和多個時間周期的發(fā)射信號之間產(chǎn)生空域和時域相關(guān)，這種空時相關(guān)性可以起到發(fā)射分集的作用，在不犧牲帶寬和功率的情況下使接收機(jī)克服信道衰落，提高系統(tǒng)可靠性。 首先，本論文分別研究了空時分組碼(STBC)和線性疏散碼(LDC)這兩種空時編碼。由于編碼矩陣的正交性，STBC可以實(shí)現(xiàn)完全發(fā)射分集，并且每個發(fā)射符號在接收端可以獨(dú)立的進(jìn)行最大似然檢測，大大地降低了計(jì)算復(fù)雜

2、度。論文中比較了不同碼率的STBC在瑞利平衰落不相關(guān)準(zhǔn)靜態(tài)信道下的誤碼率性能，隨著發(fā)射天線的個數(shù)增加，分集增益提高，空時編碼系統(tǒng)的誤碼性能變好，但是STBC的最大互信息量越來越低于信道容量，因此不適合用于高頻譜效率的通信系統(tǒng)中。而基于信道容量準(zhǔn)則，同時考慮分集度準(zhǔn)則設(shè)計(jì)出的LDC適合用于高頻譜效率和高可靠性通信系統(tǒng)中，論文中分別比較了LDC和V-BLAST、LDC和STBC的誤碼率和頻譜利用率性能，驗(yàn)證了LDC的優(yōu)點(diǎn)，但其檢測復(fù)雜度變大

3、。 接著，論文分別討論了空間相關(guān)信道和頻率選擇性信道下的空時編碼。在實(shí)際信道中，多天線之間存在空間相關(guān)，論文中推導(dǎo)了在準(zhǔn)靜態(tài)平衰落相關(guān)信道中成對錯誤概率(PEP)的精確表達(dá)式和契爾諾夫上界，分別在漸進(jìn)高和漸進(jìn)低信噪比(SNR)分析空間相關(guān)對空時編碼PEP的影響，得出接收端相關(guān)總是降低系統(tǒng)的PEP性能，在低SNR發(fā)射端相關(guān)有可能改善系統(tǒng)PEP性能的結(jié)論。在頻率選擇性信道中，通信系統(tǒng)通常采用帶有循環(huán)前綴的單載波分塊傳輸(CP-SCB

4、T)以抵抗多徑干擾。本論文將平衰落信道中的STBC推廣應(yīng)用在CP-SCBT中，可同樣獲得滿空間分集度，相對于單天線系統(tǒng)，額外的計(jì)算復(fù)雜度僅為o(M log<,2> K)或者o(2M log<,2> K)，但其頻譜利用率不高。 在實(shí)際的傳播環(huán)境中，MIMO無線通信系統(tǒng)的信道極為復(fù)雜多變，尋求適于各種信道環(huán)境的自適應(yīng)傳輸方法顯得尤為重要。本論文研究了一種基于特征模式閉環(huán)傳輸(ECLT)的自適應(yīng)MIMO技術(shù)，該技術(shù)通過反向鏈路將信道狀