无线通信中的空时分组码性能研究
多输入多输出(MIMO)是一种在无线链路的收发端都采用多天线的技术，它能有效的克服环境的不良影响，在相同的传输条件下能提供比常规天线系统更好的信号传输质量，相应的也就能够有效的提高系统的容量。空时编码(STC)是一种基于MIMO的编码技术，它不仅可以实现频谱的高效率传输，而且有很强的抗多径衰落能力，从而能够有效的提高通信系统的质量。当前，STC主要分为分层空时码(BLAST)、空时网格码(STTC)和空时分组码(STBC)三种。其中，空时分组码以其结构简单、译码复杂度低和性能良好成为当前空时编码中研究最为广泛和深入的编码技术。
本文首先简要介绍了空时分组编码技术产生的背景、历史与发展现状，分析了无线通信信道模型，并在此基础上研究、比较了各种典型的空时编码设计，重点对空时分组编码技术进行了分析，接下来主要对窄带无线系统和宽带无线系统中的空时分组编码进行性能分析，最后进行总结。文中基于等价的单输入单输出(SISO)无线通信系统下的正交空时分组编码(OSTBC)信道模型，分别推导出了M元相移键控(M-PSK)调制下平坦非相关瑞利衰落信道和相关瑞利衰落信道下OSTBC精确的符号误码率(SER)和误比特率(BER)，并且研究了天线相关性对OSTBC的影响。文中还提出了使用正交频分复用(OFDM)技术减少码间干扰(ISI)来改善频率选择性衰落信道下STBC性能的合理方案，在IEEE802.11a无线标准下对STBC与OFDM技术相结合后的STBC-OFDM系统进行了理论分析。研究表明天线数的增加可以得到更大的分集增益，但在接受天线数量一定的情况下，当发送天线数量增加到一定程度后，再增加发送天线数量就不能带来明显的分集改善了，并且随着天线相关系数的增加，编码性能不断降低；STBC与OFDM技术的结合优于垂直的贝尔实验室分层空时方案(VBLAST)与OFDM技术的结合；FFT点数与子载波数对系统性能有一定的影响；随机交织器有助于显著改善多径衰落信道下系统性能并能在各种信道上达到合理的鲁棒性。
无线通信;多输入多输出;空时编码;空时分组码;正交频分复用
南京信息工程大学
硕士
系统分析与集成
周杰
2010
中文
TN92
48
2010-10-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）