多維網(wǎng)格編碼在MIMO系統(tǒng)中的應(yīng)用.pdf

1、未來的新一代移動(dòng)通信系統(tǒng)需要提供極高的數(shù)據(jù)傳輸速率，在有限的頻譜下提供盡可能高的傳輸速率，這就需要采用高頻帶利用率技術(shù)。在理想情況下，MIMO(多輸入多輸出)系統(tǒng)可以使得信道容量隨著天線數(shù)目的增多而線性增大?？諘r(shí)編碼技術(shù)能較好地利用各發(fā)射符號(hào)間在空間域和時(shí)間域具有的相關(guān)性，因而可獲得分集增益和編碼增益。在不增加發(fā)射功率和不擴(kuò)展頻帶的前提下提高系統(tǒng)的頻帶利用率和系統(tǒng)的信道容量，是未來移動(dòng)通信系統(tǒng)中最富有競(jìng)爭(zhēng)力的技術(shù)之一。在MIMO系統(tǒng)這種

2、新的高速率通信系統(tǒng)中，級(jí)聯(lián)空時(shí)編碼與一些好碼是現(xiàn)在很熱門的研究方向。 對(duì)于二維網(wǎng)格編碼系統(tǒng)，為了減小峰均功率比值，又要保持信息傳輸速率不變，就要擴(kuò)展星座圖，但系統(tǒng)會(huì)損失一定的編碼增益，而采用多維網(wǎng)格編碼能夠降低這種損失。依據(jù)空時(shí)編碼理論和多維網(wǎng)格編碼調(diào)制技術(shù)，本文提出了一種四維網(wǎng)格編碼和空時(shí)分組碼級(jí)聯(lián)的系統(tǒng)，利用四維網(wǎng)格編碼能夠提供較大的編碼增益來改善MIMO系統(tǒng)接收端信號(hào)的可靠性，從而提高了系統(tǒng)的誤碼性能。 本文首先介

3、紹無線移動(dòng)通信中分集技術(shù)和合并方式的一些基本概念，引入MIMO系統(tǒng)信道模型，并討論了各種情況下的MIMO系統(tǒng)信道容量。 接著討論空時(shí)編碼的原理和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，簡(jiǎn)單介紹了空時(shí)編碼系統(tǒng)模型，詳細(xì)探討了正交空時(shí)分組碼的編碼方法，并對(duì)一些常用的空時(shí)分組碼譯碼算法進(jìn)行了比較。 隨后研究了二維網(wǎng)格編碼設(shè)計(jì)方法，介紹其編碼和譯碼的方法，并對(duì)未編碼QPSK系統(tǒng)和4狀態(tài)網(wǎng)格編碼8PSK系統(tǒng)進(jìn)行了仿真。 在此基礎(chǔ)之上，進(jìn)一步研究了多維網(wǎng)

4、格編碼，包括星座圖成形技術(shù)，多維信號(hào)點(diǎn)的分集，用于克服接收端載波恢復(fù)相位模糊的差分編碼與比特轉(zhuǎn)換技術(shù)，并對(duì)16狀態(tài)四維網(wǎng)格編碼192QAM系統(tǒng)進(jìn)行了仿真。 對(duì)于發(fā)射天線數(shù)為4的MIMO系統(tǒng)，本文將四維網(wǎng)格編碼和空時(shí)分組碼級(jí)聯(lián)起來。針對(duì)5.25比特/信道利用和3.5比特/信道利用的信息傳輸速率，分別對(duì)1根和4根接收天線的情況進(jìn)行了性能仿真。 結(jié)果表明該級(jí)聯(lián)系統(tǒng)適當(dāng)?shù)卦黾酉到y(tǒng)的復(fù)雜度，在不犧牲傳輸速率和不加大帶寬的情況下，編