非高斯噪聲衰落信道中空時(shí)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(lái)無(wú)線通信系統(tǒng)的主要目標(biāo)，實(shí)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(lái)無(wú)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?；贛IMO技術(shù)用于多天線系統(tǒng)的空時(shí)編碼是可以使信息容量接近理論容量的一種實(shí)用編碼。自從空時(shí)編碼基礎(chǔ)理論提出以來(lái)，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(duì)系統(tǒng)處于高斯白噪聲環(huán)境中

2、這一假設(shè)條件進(jìn)行的。而通信中很多現(xiàn)象產(chǎn)生的噪聲滿(mǎn)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(duì)非高斯噪聲環(huán)境下衰落信道中空時(shí)編碼系統(tǒng)的性能分析問(wèn)題進(jìn)行了探索性研究，主要研究?jī)?nèi)容和取得的成果概括如下：
　　 1.提出了基于MGF分析法進(jìn)行正交空時(shí)分組碼(OSTBC)誤碼性能分析的方法。詳細(xì)推導(dǎo)了針對(duì)獨(dú)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(hào)率(SER)的閉式表達(dá)式。對(duì)OSTBC在各種不同典型衰落信道中的誤碼性能進(jìn)行了研究，分別從空時(shí)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(duì)平坦衰落信道中的OSTBC性能進(jìn)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(lái)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?duì)加性混合噪聲信道的標(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(shí)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(dá)式。對(duì)混合噪聲環(huán)境下OSTBC誤碼性能進(jìn)行了估計(jì)

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(duì)Middleton Class A噪聲及對(duì)稱(chēng)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(jìn)行了研究。首先，對(duì)于Middleton Class A統(tǒng)計(jì)物理模型，通過(guò)將非高斯ClassA分布變換成條件高斯分布，在空間依賴(lài)時(shí)間獨(dú)立假設(shè)條件下，給出了OSTBC系統(tǒng)模型中噪聲信號(hào)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(jī)的OSTBC的成對(duì)差錯(cuò)概率的上界。其次，對(duì)于SaS分布噪聲，通過(guò)引入等效離差參數(shù)、幾何功率及幾何信噪比等概念，對(duì)承載信息的信號(hào)和具有無(wú)限方差的信道噪聲之間的相對(duì)強(qiáng)度進(jìn)行了數(shù)學(xué)及概念上的描述。利用蒙特卡洛仿真對(duì)Middleton Class A及對(duì)稱(chēng)α-穩(wěn)定分布噪聲環(huán)境下OSTBC的性能進(jìn)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(duì)差錯(cuò)概率的單變量積分形式的準(zhǔn)確表達(dá)式。通過(guò)建立混合噪聲下系統(tǒng)瞬時(shí)信噪比與高斯噪聲下瞬時(shí)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(dá)式，利用PEP，分別針對(duì)快衰落和慢衰落兩種情況下的BER進(jìn)行了估計(jì)。
　　 5.對(duì)無(wú)線衰落信道和非高斯噪聲信號(hào)的建模及仿真實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了研究。分別給出了