MIMO通信系统中的空时编码技术的研究

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随着多媒体在下一代无线通信的应用,宽带高速率的通信服务的需求正在增长。因为可用的频谱资源是有限的,只能依靠设计更有效的信号处理技术。最近信息论的研究表明,多入多出(MIMO)系统可以实现无线通信容量的巨大增长。MIMO信道的构成是由在无线链路的终端都安装多个天线来实现。空时码就是为了达到MIMO信道的理论容量而采用的信号设计技术。空时码是在空间和时间进行联合信号处理的技术,这样可以同时获得分集增益、编码增益和很高的频谱利用率。Tarokh等人在1998年首先提出空时码的概念,随后空时码和关于MIMO信号处理技术迅速成为无线通信的研究热点。 空时编码技术包括基于发射分集的空时码和空间复用技术。关于基于发射分集的空时码,我们讨论了空时分组码、差分空时分组码和空时格状码。空时分组码由于编码的正交设计而使译码简单并能达到满分集增益。差分空时分组码不用信道估计就可以实现译码,简化了接收机的结构。空时格状码能同时获得编码增益和分集增益,性能很好,但复杂度太高了。空间复用技术的典型应用是垂直分层空时码(V-BLAST),能达到20~40bps/Hz的频谱利用率,由于没有分集增益,所以性能较差。 这篇论文的主要工作有:比较了不同发射天线的空时分组码编码方案的性能;详细介绍了差分空时码的编译码原理及和空时分组码的性能比较;阐述了V-BLAST的两种译码算法及性能比较,利用空时分组码来改善V-BLAST系统的性能;最后研究了空时码在MIMO-OFDM系统中的应用和性能。
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