收藏本站
《南京理工大学》 2012年 博士论文
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

MIMO无线通信系统中的空时分组码设计

Pham Van Bien  
【摘要】:空时编码(Space-Time Coding)是一种提高多输入多输出(Multiple Input Multiple Output, MIMO)无线通信系统数据传输可靠性和速率的有效方法。它通过在空间维度和时间维度同时编码来引入空时相关性,这种相关性可以有效减小MIMO信道衰落特性对数据传输的影响。围绕全分集(Full diversity)、全速率(Full rate)和单符号译码(Single-Symbol decodable)的目标,针对不同的天线数目,人们从不同的角度提出了许多空时分组码的设计方法。在MIMO系统的空时分组码设计中,各发射通道的峰均功率比(Peak-to-Average Power Ratio, PAPR)也是影响系统实现难度和成本的重要因素。本文针对MIMO无线通信系统中不同的接收机类型和不同的信道类型,开展了低峰均功率比和低译码复杂度的空时编码研究,主要工作包括: (1)对于采用最大似然译码的MIMO系统,正交空时分组码(Orthogonal Space-Time Block Code, OSTBC)是最简单的编码,但其码率较低。约束满秩单符号可译设计(Restricted Full-rank Single-symbol Decodable Design, RFSDD)、坐标交织正交设计(Coordinate Interleaved Orthogonal Design, CIOD)以及广义坐标织正交设计(Generalized Coordinate Interleaved Orthogonal Design, GCIOD)的码率虽然比OSTBC有所提高,但是它们的码字矩阵中含有许多零值,具有较高的峰均功率比。为了解决这个问题,我们提出了两种新的单符号最大似然可译空时分组码(single-symbol maximum likelihood decodable space-time block code, SSDC)。一种是预编码的无零元素单符号最大似然可译空时分组码(Group precoding-based No-Zero-Entry Single-Symbol maximum likelihood Decodable STBC, G-NZESSDC),它采用坐标交织和分组预编码技术,同其他无零元素的单符号可译码空时分组码比,它具有相同的误码率性能和更低的峰均功率比。另一种是高速率单符号最大似然可译低零值空时分组编码(High-Rate Single-Symbol maximum likelihood Decodable STBC with Low fraction of Zero, HR-SSDC-LZ),它采用坐标交织和星座旋转技术。同高速率的GCIOD比,它具有更低的零元素数和更低的峰均功率比。 (2)对于采用线性接收机的MIMO系统,Toeplitz码,重叠Alamouti码(Overlapped Alamouti Code, OAC)以及嵌入式Alamouti码(Embedded Alamouti Code, EAC)能获得全分集。然而,这些码的码字矩阵中含有大量零元素。为了解决这个问题,首先,我们构建了两个无零元素的Toeplitz (No-Zero-Entry Toeplitz, NZE-Toeplitz)矩阵,采用这两个矩阵设计了三种空时编码,包括无零元素Toeplitz码(?) No-Zero-Entry Toeplitz Code, NZE-TC)、无零元素重叠Alamouti码(No-Zero-Entry Overlapped Alamouti Code,NZE-OAC)和无零元素嵌入Alamouti码(No-Zero-Entry Embedded Alamouti Code, NZE-EAC).它们都能获得全分集性能和较好的误码率性能,且码字矩阵中不包含零元素,具有较低的峰均功率比。 (3)针对有两个发射天线的LTE-Advanced系统,有人提出了两个三时隙STBC方法,包括混合空时分组码(Hybrid STBC, H-STBC)以及准正交空时分组码(Quasi-orthogonal STBC, QOSTBC)。然而,H-STBC码只能获得部分分集,而QOSTBC码存在高译码复杂度的缺点。为了解决这个问题,我们提出了一个三时隙空时分组码(three-time-slot space-time block code, TTS-STBC)。它采用坐标交织和星座旋转技术,具有全分集,全速率和低译码复杂度的性能。比QOSTBC方法在误码率和译码复杂度方面有更好的性能。 (4)针对时变衰落信道,设计了一种全速率无零元素的坐标交织正交空时码(No-Zero-Entry Coordinate Interleaved Orthogonal Design, NZECIOD)。它在时变衰落信道上使用时具有良好的性能,并具有低译码复杂度。研究了新的衡量参数—不同的干扰指数,用于衡量时变衰落信道对空时分组码的影响。仿真结果表明,对于时变衰落信道,NZECIOD与其他STBC码相比具有更鲁棒的性能。具有完全消除零值和平衡功率分布的特性,NZECIOD码在实际应用中与全速率CIOD码相比效果更好。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 陈明欣;朱光喜;;空时码概述[J];信息通信;2006年02期
2 唐红文;朱光喜;王文珍;;一种空时分组码最大似然检测的递归算法[J];计算机工程与应用;2006年30期
3 司艳华;邱玲;朱近康;;排序QR分组检测方法在MIMO系统中的应用[J];计算机仿真;2006年10期
4 张晓彬;;分布式空时码在协同通信系统中的研究[J];中国科技信息;2008年22期
5 付姗姗;谭菊华;崔冬萌;周文娟;;基于OFDM系统的STBC的仿真与性能研究[J];电脑知识与技术;2009年22期
6 黄琳,曹卫锋,余晓辉,王文博;基于空时分组码的Pre-RAKE算法[J];北京邮电大学学报;2003年04期
7 李正权,胡光锐,张海燕;基于空时分组码的差分调制[J];上海交通大学学报;2003年10期
8 徐凯,罗涛,尹长川,乐光新;基于自适应发送波束成形的STBC-OFDM系统[J];北京邮电大学学报;2005年04期
9 李鸿林;张兴周;张忠民;;发射天线选择与空时分组码的结合[J];应用科技;2006年06期
10 羿宗琪;王钢;;STBC-OFDM系统性能分析与仿真[J];齐齐哈尔大学学报;2006年02期
11 王顶;赵宏锋;王永生;;STBC-OFDM系统的性能分析及仿真[J];无线通信技术;2006年04期
12 牛晓慧;吴耀军;;基于MIMO-OFDM系统的低复杂度LS改进算法[J];微计算机信息;2009年22期
13 罗涛,李祥明,乐光新;空时分组编码信道与多天线系统信道容量比较[J];北京邮电大学学报;2001年02期
14 杨融,邵世祥;发射分集中空时编码及其性能的研究[J];电力系统通信;2003年10期
15 缪丹,卢晓文,谢显中;第三代移动通信中的空时编码技术[J];无线电通信技术;2004年01期
16 刘文珂,马晨欣,胡君杰;一种新颖的STBC-OFDM信道估计算法[J];信息工程大学学报;2005年03期
17 庞伟正,聂圣峰;一种改进的级联STBC-MTCM算法[J];哈尔滨工程大学学报;2005年05期
18 滕晓丽;曹文利;;Alamouti方案的仿真与性能分析[J];成都大学学报(自然科学版);2008年04期
19 孙鑫;赵光;孟凤琴;;Turbo码级联空时码的系统性能分析[J];西安邮电学院学报;2011年03期
20 赵铮,殷勤业,吴晓军;基于子空间的空时分组码的解码[J];电子学报;2003年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 孙峰;李正权;潘立兵;;正交空时分组码和准正交空时分组码及其对比[A];2007'中国仪器仪表与测控技术交流大会论文集(二)[C];2007年
2 刘浩然;穆道生;王松;;发射分集系统中正交空时分组码的研究[A];第三届全国嵌入式技术和信息处理联合学术会议论文集[C];2009年
3 刘顺兰;钱帅军;;分组迭代检测算法[A];浙江省信号处理学会2011学术年会论文集[C];2011年
4 裴彬;任品毅;汪瑞;王熠晨;;一种频率选择性衰落信道下空时分组码的译码算法[A];中国电子学会第十五届信息论学术年会暨第一届全国网络编码学术年会论文集(上册)[C];2008年
5 李巧玲;许宗泽;;一种基于随机相位旋转的准正交空时分组码[A];中国电子学会第十五届信息论学术年会暨第一届全国网络编码学术年会论文集(下册)[C];2008年
6 吴长奇;李莹;李静;魏立新;;一种新型的信号处理方法——线性空时分组编码的设计与分析[A];2003中国控制与决策学术年会论文集[C];2003年
7 孙源源;马忠松;常德章;李国平;牛毅;张力;郎学虎;洪雪松;;分组空时编码研究[A];中国空间科学学会空间探测专业委员会第十八次学术会议论文集(上册)[C];2005年
8 周立刚;丁炜;;奇数天线复正交空时分组编码矩阵设计[A];2006通信理论与技术新进展——第十一届全国青年通信学术会议论文集[C];2006年
9 孙婷;岳殿武;;相位反馈与扩展正交空时分组码[A];无线传感器网及网络信息处理技术——2006年通信理论与信号处理年会论文集[C];2006年
10 汤行明;;空时分组码在WiMAX中的应用[A];中国通信学会第六届学术年会论文集(下)[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 Pham Van Bien;MIMO无线通信系统中的空时分组码设计[D];南京理工大学;2012年
2 刘洪武;空时分组码系统的优化传输与多用户检测技术研究[D];西南交通大学;2008年
3 张朝柱;选择性衰落信道下的空时分组码研究[D];哈尔滨工程大学;2006年
4 邢志强;多用户多天线系统空时分组码联合波束形成技术研究[D];哈尔滨工业大学;2006年
5 梁学俊;多用户分集MIMO系统中的信道反馈研究[D];华中科技大学;2008年
6 刘洋;基于线性扩散设计的空时编码理论与应用研究[D];北京邮电大学;2011年
7 周伟;低密度奇偶校验码译码研究及其应用[D];北京邮电大学;2007年
8 张成文;多用户MIMO-OFDM下行链路自适应资源分配技术的研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
9 吕淑娟;无线通信系统中增强编码技术的研究[D];中国科学技术大学;2006年
10 刘毅;MIMO信道预编码技术研究[D];西安电子科技大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 俞凤梅;完备空时分组码及其在协作通信环境中的应用[D];西南交通大学;2010年
2 王亮;时变衰落信道下空时分组码的研究与性能仿真[D];东北大学;2013年
3 赵延青;空时分组码盲识别[D];电子科技大学;2012年
4 武庆良;空时分组码及其联合波束成形技术仿真研究[D];西南交通大学;2010年
5 吴孟哲;基于BP算法的MIMO检测技术及其应用研究[D];西南交通大学;2011年
6 沈琼;空时分组码的研究[D];天津大学;2010年
7 李路;广义ABBA空时分组码算法研究及其硬件实现[D];电子科技大学;2010年
8 李卫真;MIMO系统中空时分组编码的分析及研究[D];河北大学;2010年
9 韩英娜;基于FPGA的空时分组码的设计与实现[D];大连海事大学;2010年
10 韩德崇;基于FPGA的空时分组码协同通信基带系统研究[D];大连海事大学;2012年
中国重要报纸全文数据库 前2条
1 本报记者 孟祥初;802.11n标准本月冻结 Wi-Fi将推最新技术[N];通信产业报;2009年
2 ;持续投资高集成度及多功能芯片组研发[N];中国电子报;2009年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978