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近几年来,多层交织分复用空时码(ML-IDM-ST)技术作为第四代移动通信的关键技术之一而被广泛研究。ML-IDM-ST系统不仅继承了IDMA系统的许多优势,特别是抗干扰性好、接收端采用非常简单的CBC迭代接收结构、较好的多用户性能等,而且自身还具有许多优势,如采用基于发射分集技术的空时处理方法,具有更高的频谱效率和较低的接收机复杂度等。叠加编码调制(SCM)技术可以在复杂的噪声干扰环境中进行高码率和可靠传输,在MIMO系统中,SCM技术被用于构建空时码,可以取得很好的分集增益和多址增益,由于其在AWGN信道和衰落信道下的算法简易性和性能好的缘故而被广泛关注,但是却没有哪个研究团队将两者结合起来,综合考虑分析系统性能,本文就是从这方面入手进行研究的。
本文首先搭建ML-IDM-ST系统平台,并借助一种快速有效的系统性能分析工具--SNR evolution测量方法对系统性能进行分析。然后将SCM技术加入ML-IDM-ST系统结构中,构建一种新的改进结构--SCM-ML-IDM-ST系统,并采用目前非常逼近香农限的优秀线性分组码--LDPC码作为新系统的编码进行性能分析。本文仿真的主要内容是在瑞丽衰落信道下,考虑SCM-ML-IDM-ST系统在不同迭代次数、不同发射天线数、不同用户层数、不同帧长、不同编码等条件下的系统性能,并与传统的IDMA系统和IDM-ST系统进行性能对比分析。
仿真结果表明:设计的SCM-ML-IDM-ST系统与传统编码的IDMA系统和IDM-ST系统相比较,可以获得更多的分集增益和更高的系统吞吐量,非常适合未来移动通信系统高吞吐量、高可靠性传输的需求。从用户角度分析,发送端在采用2层用户和4层用户时是最适宜的,可以有效地提升系统的带宽效率;从天线角度分析,随着发射天线数目增加,纠错效果提升非常明显;从编码和帧长角度分析,当采用长帧长少发射天线数时,基于LDPC编码的系统性能明显优于基于卷积码的系统性能,当采用多发射天线数目时,基于卷积码编码的系统性能优于基于LDPC编码的系统性能,且随着天线数目的增加,性能增益优势越来越小。结果清楚的表明,改进系统在长帧少发射天线下以LDPC为编码和在长帧多发射天线情况下以卷积码为编码时有很好的性能优势,在实际应用中具有一定的参考价值。