空間調(diào)制映射與星座圖的研究與設(shè)計.pdf

1、空間調(diào)制是一種新型的多天線調(diào)制技術(shù)，它采用單射頻鏈路即可實現(xiàn)低復(fù)雜度、高能效的信息傳輸，是非常具有應(yīng)用前景的多天線傳輸技術(shù)之一。作為一種調(diào)制技術(shù)，如何提升其設(shè)計靈活性、實用性和傳輸可靠性是其研究重點之一。圍繞該科研問題，本博士論文從比特符號映射和三維星座圖的設(shè)計入手，開展了如下創(chuàng)新性工作:
　　1.提出了三維聯(lián)合映射空間調(diào)制的概念，解決了傳統(tǒng)空間調(diào)制的發(fā)射天線數(shù)目約束問題，提高了設(shè)計靈活性和實用性。針對如何基于給定信號調(diào)制星座圖實

2、現(xiàn)三維星座圖的最優(yōu)設(shè)計問題，提出了一種針對每根激活天線分開選取最優(yōu)子星座圖來構(gòu)造三維星座圖的方法，并證明了在M-PSK作為信號調(diào)制時該設(shè)計方法的最優(yōu)性。針對采用其他信號調(diào)制的情況，提出了一種低復(fù)雜度次優(yōu)方案，并可輕松擴展到廣義空間調(diào)制。
　　2.基于創(chuàng)新性工作1的系統(tǒng)模型，進一步研究了空間調(diào)制一般化三維星座圖設(shè)計問題。通過擴大星座符號的選取范圍，從有限集合放寬到整個復(fù)數(shù)域，將一般化三維星座圖設(shè)計建模成一個混合離散變量和連續(xù)變量的優(yōu)

3、化問題，提出了窮舉設(shè)計算法和遞歸設(shè)計算法來求解該問題，實現(xiàn)了傳輸可靠性最高（即誤符號率最小）的三維星座圖設(shè)計。
　　3.為進一步挖掘映射設(shè)計提高空間調(diào)制傳輸可靠性的潛力，針對簡化的空間調(diào)制——空移鍵控系統(tǒng)，基于不同反饋信息提出了4種自適應(yīng)比特符號映射方案。具體包括:在發(fā)射機已知信道狀態(tài)信息時設(shè)計了OBSA映射和低復(fù)雜度的POBSA映射;在有限反饋時設(shè)計了RBSA映射和低復(fù)雜度、低反饋開銷的PRBSA映射。理論分析了這4種設(shè)計的計算

4、復(fù)雜度、反饋開銷和性能增益，并都通過蒙特卡洛仿真進行了驗證。所提設(shè)計在不需要額外的硬件消耗的情況下（例如額外的功率放大器、相位旋轉(zhuǎn)部件和天線單元等）即可帶來可觀的性能提升。與此同時，它可和其他鏈路自適應(yīng)技術(shù)相結(jié)合提供額外的性能增益。
　　4.針對空移鍵控自適應(yīng)映射擴展應(yīng)用到空間調(diào)制存在反饋開銷大、計算復(fù)雜度高的問題，進一步提出了適合空間調(diào)制、尤其更適合采用高進制信號調(diào)制星座圖的空間調(diào)制的低反饋自適應(yīng)映射設(shè)計——蠻力映射。量化分析了