多天线系统中基于全速率空时分组码分集性能地研究

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1、多天线系统中基于全速率宅时分组码的分集性能研究摘要在未来民用领域，新一代宽带无线业务如高清晰度无线视频会议、无线虚拟现实等业务，要求系统提供高达几百兆每秒的数据速率即250倍UMTS(UniversalMobileTelephoneSystem)的最大数据速率，在其他特殊领域如军用，深空通信等，越来越强调异构群体的互连互通，这必然导致通信业务的急剧增加，同时无线通信环境存在多径衰落，多普勒频移和信道快速时变等许多不利因素，移动通信可使用的频谱资源也相当有限，为解决这些问题，传统的无线通信技术已很难满足人们在民用和军用等领域对无线移动通信需求的急剧增长。MIM0(Mult

2、i—inputMulti—output)采用多发多收技术，可以充分利用短波信道的多径效应，各天线使用同频段传输，有效地提高了频谱利用率与传输的可靠性，是未来提升短波通信数据传输能力的主要技术。空时编码则是一种能充分利用MIMO系统信道容量的实用技术，空时编码在不同天线发送的信号间引入了时域和空域相关，可在不增加信号带宽和发送功率的情况下，有效地提高信息传输速率，改善信息传输性能。本文以提高短波远程通信传输速率与可靠性为应用背景，重点研究了MIMO系统中的全速率正交空时编码和天线选择技术，主要工作及创新点如下：·提出了一种新的基于准正交空时分组码特殊结构的传输方法，并据此

3、方法进一步优化了准正交空时分组码中断概率上界和下界。该方法通过DU(对角酋)分解推导出4天线情况下改进的表达式，在接收端可以解耦不同天线上的信号，由于采用了DU分解，该算法在接收端可以采用线性解耦恢复信号，从而将传统的非线性检测方法转变为使用线性最大似然方法检测信号，仿真结果证明本文算法和传统方法一样能够获得信道中断概率性能，但在译码复杂度方面本文算法具有明显优势。·通过对准正交空时分组码编码矩阵的分析，构造了两种新的编码矩阵(NDl编码和ND2编码)，该编码矩阵与TBH和Jafarkhani特征矩阵有相似行列式，特征矩阵相关值也和TBH和Jafarkhani有相似位置

4、，只是ND2编码在译码时存在码间干扰问题，本文针对这一问题提出了一种优化调制方法消除了干扰，仿真结果显示本文构造的两种编码与TBH和Jafarkhani编码具有相似性能，而且优化的ND2编码在信噪比为8dB时误码性能有一个数量级的提高。哈尔滨下程大学博士学何论文Im_●提出了一种基于星座旋转分组技术的低复杂度准正交空时分组码译码方法。本文从Q0一STBC联合译码出发，提出将编码矩阵的分布矩阵进行线性变换后分组，各个不同组中的分布矩阵与其他组的成员正交，以此优化分集增益，利用这种分组原则，本文提出了一种新的线性传输方法来降低QO-STBC译码复杂度，该方法在联合检测时既能

5、获得较大的分集增益，同时具有较低的译码复杂度，仿真结果显示本文提出的方法获得全分集的同时所需译码符号数量减少到i／2。●提出一种解耦函数的球译码转换方法。本文通过对解耦函数的欧基里德范数转换，将解耦函数转换成两个独立的欧基里得范数形式，从而将球译码方法独立应用到两个译码函数；在准正交码低复杂度译码方面，本文将球译码方法应用到准正交空时分组码，在复域内提出一种基于重新排序的更好搜索算法，该算法通过优化球半径迭代过程，加快了信号矢量搜索速度，仿真结果显示16PSK调制时本文算法所需浮点运算量降低了大约40％。·针对无线多输入多输出分集系统提出了一种四天线发送的全速率扩展空时

6、分组码(EO—STBC)，分析了该编码特征矩阵和系统传输函数；根据该分组码特点提出一种基于双比特反馈的分集增益自适应控制方法，该方法利用信道状态信息(CSI)，采用天线选择接收，不仅能实现全速率和发送信号的全分集，而且提高了MIMO系统的分集性能；提出一种新的天线选择方法，该方法根据扩展空时分组传输函数特点选择优化的天线子集，在获得分集增益的前提下能取得更好的误码性能，在BER为10。5时，两者之间的性能增益大概有4dB差异。关键词：短波通信系统；无线衰落信道；多输入多输出系统；空时编码；信道容量；球检测；信道状态信息多天线系统中基于伞速率空时分组码的分集性能研究—●■

7、—■■■—■———■—●——●■●■●■———一I●●■■■■—●———●——●——■—■—■■■■——■■——■●■■—●■■■■■●■—■——■●—●———■—-ABSTRACTInthefuturecivilfield,advancementofsocietyandimprovementofpeople’Sstandardofliving，newgenerationwirelesscommunicationsystemsareexpectedtoprovidehighertransmissionrate，offerbetterqua