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多用户空时编码系统关键技术研究

刘勤  
【摘要】:未来的移动通信系统不仅需要更多的频率资源,同时要求能够在有限的频率资源中尽可能高的提高它的利用率。空时编码(STC:Space Time Coding)技术作为近年来提出的一种调制方式,在物理底层上就为满足这种需求提供了一条有效的途径。作为一种新兴的技术,空时编码技术在近年来倍受人们的关注,不仅第三代移动通信标准中采纳了空时编码,在其它的一些无线通信系统中也得到了很好的应用。本文主要研究了空时编码的一些关键技术,讨论了它在多共道用户环境中的一些应用方式和处理方法,其主要的内容和创新点如下: 1.提出空时分组编码系统分步比较干扰抵消方法和分步迭代干扰抵消算法 在对传统的两共道用户空时分组编码系统两步干扰抵消方法进行分析研究的基础上,提出了针对多共道用户的分步比较干扰抵消算法和分步迭代干扰抵消算法。分步比较算法是对两步干扰抵消方法的拓展和延伸,实现了大于两个共道用户的系统的干扰抵消任务。分步迭代干扰抵消算法利用多次迭代计算获得最终结果,在保持分步比较算法性能的基础上能够较大的降低接收端的计算复杂度和工作量。 2.提出非对称结构的多共道用户空时分组编码系统和相应的解码方法 针对存在多个共道用户的空时分组编码系统,提出了多用户非对称性的系统结构和相应的干扰抵消与解码方法。非对称结构包括在发射端的各个具有发射功率不等、调制方式不同和码元传输速率不等。利用新的结构形成系统并且按照相应的固有最佳解码顺序进行解码工作,能够在保持良好的性能基础上避免其它干扰抵消算法中的冗余计算,进一步降低了处理端解码的运算工作量。同时也给出了一种实现简单的支持系统收发两端进行非对称结构设定与沟通的帧结构设计方案。 3.研究空时分组编码用户系统的信道估计方法和应用 在传统的插入正交导引序列进行MIMO系统的信道估计方法的基础上,结合空时分组编码结构形成的发射信号矩阵本身具有的正交特性,提出了插入导引发射信号矩阵的信道估计方法。和插入正交导引序列方法相比,这种方法具有相同的性能,展宽了导引序列的限定范围,更加符合空时分组编码结构的特点,从发射端的实现上也更加容易操作。针对变化信道环境,提出了利用插入导引信号矩阵进行动态信道估计的方法,并对最小梯度下降(LMS)自适应信道估计方法进行了相应的改进,使其能够更快速的收敛。最后将提出的几种信道估计方法应用在多共道用户的空时分组编码系统中,并根据多用户情况的特殊性,设定了此时


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