基于匙孔信道的空間編碼技術(shù)研究.pdf

1、無線信道具有的多徑衰落特性是阻礙信道容量增加和服務(wù)質(zhì)量改善的主要原因之一?？沼蚍旨褪抢每臻g上分離的多個(gè)發(fā)射信號(hào)樣本或多個(gè)接收信號(hào)樣本(多個(gè)不相關(guān)的信道)來對(duì)抗多徑衰落。近年來提出的多輸入多輸出(MIMO:Multi-Input-Multi-Output)發(fā)送分集技術(shù)能有效地改善無線多徑，時(shí)變衰落信道的性能，因此得到快速發(fā)展，在一些通信系統(tǒng)基站中得到廣泛應(yīng)用，并已逐漸被新一代無線通信系統(tǒng)的主流協(xié)議所采納。空時(shí)編碼是適合于多天線陣信道的

2、一種編碼方案，它綜合了空間分集和時(shí)間分集的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)提供分集增益和編碼增益，能夠獲得遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)單天線系統(tǒng)的頻譜利用率。MIMO中的空時(shí)編碼技術(shù)，在不犧牲帶寬的情況下，可獲得更高的編碼增益，從而有效提高無線通信系統(tǒng)容量，已成為B3G(Beyond Third Generation in mobile communication system:超三代移動(dòng)通信系統(tǒng))通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)，被越來越多地應(yīng)用于提供高數(shù)據(jù)傳輸率的業(yè)務(wù)(例如視頻會(huì)議)

3、和寬帶無線信道中的移動(dòng)業(yè)務(wù)。 研究表明對(duì)于多徑衰落環(huán)境下的無線通信系統(tǒng)，多天線技術(shù)能夠有效地提高頻譜效率而不需要增加額外的帶寬。但在實(shí)際的傳播環(huán)境中，由于“匙孔”現(xiàn)象所引起的秩減小會(huì)降低MIMO系統(tǒng)的容量及其性能。通常情況下，天線之間的相關(guān)性并不能有效保證頻譜利用率的提高。事實(shí)上，在實(shí)際信道中，惡化的傳輸條件(通常稱為“匙孔”效應(yīng))會(huì)給MIMO信道容量帶來相當(dāng)大的影響。目前，關(guān)于匙孔信道的研究還處于初級(jí)階段，本文在匙孔信道的基礎(chǔ)

4、上對(duì)空時(shí)編碼技術(shù)進(jìn)行了分析，提出了有效改善匙孔信道性能的方法——雙極化天線技術(shù)和協(xié)作分集技術(shù)，并通過仿真驗(yàn)證了這兩種方法的有效性。 本文的研究主要包括以下幾個(gè)方面： (1)分析了匙孔信道的信道容量和性能，研究了匙孔效應(yīng)對(duì)MIMO系統(tǒng)信道容量的影響，通過仿真證實(shí)在匙孔信道下信道容量與瑞利信道相比明顯減小，系統(tǒng)的性能與瑞利信道相比也明顯下降。 (2)對(duì)基于匙孔信道的空時(shí)分組碼(STBC: Space Time Blo

5、ck Codes)進(jìn)行了研究，主要包括匙孔信道下的正交空時(shí)分組碼，準(zhǔn)正交空時(shí)分組碼，旋轉(zhuǎn)準(zhǔn)正交空時(shí)分組碼。首先建立信道模型，然后進(jìn)行編碼設(shè)計(jì)、譯碼、仿真和差錯(cuò)分析。仿真結(jié)果表明，無論哪種編碼方式，匙孔信道中的性能與瑞利信道相比明顯下降，分集增益變小。 (3)研究了基于匙孔信道的空時(shí)網(wǎng)格碼(STTC：Space Time Trellis Codes)，包括空時(shí)網(wǎng)格碼的編碼、性能分析以及匙孔信道下的編碼準(zhǔn)則，并依據(jù)此編碼準(zhǔn)則進(jìn)括空時(shí)