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基于空间调制传输技术的无线MIMO系统性能研究

黄丽美  
【摘要】:当今时代,无线通信作为现代通信发展的主要方向,一直是人们研究的重点之一。多输入多输出(Multiple-input Multiple-output,MIMO)技术作为无线通信技术的关键技术之一,极大的提高了无线通信系统的传输可靠性与传输有效性,因此得到了广泛应用。空间调制(Spatial modulation,SM)作为一种多天线传输技术,近几年来也成为人们日益关注的技术之一。这是因为与传统的MIMO技术相比,空间调制在每个传输时隙只激活一根发送天线,不仅消除了MIMO系统产生的信道间干扰(Inter-Channel Interference,ICI),还大大降低了系统接收端的复杂度。为了提高无线MIMO通信系统性能,本文结合空间调制在频谱利用率与避免信道间干扰等方面的优势,设计了以下传输方案:1.首先对无线中继MIMO系统中的正交空间调制传输方案做了研究。正交空间调制(Quadrature Spatial Modulation,QSM)技术是一种新型的空间调制技术,不仅具有空间调制的所有优点,还能进一步提高频谱利用率。本文利用正交空间调制技术的优点,设计了基于正交空间调制的无线中继MIMO系统,并对该系统进行了误码性能仿真实验。实验结果表明:基于正交空间调制的中继MIMO系统与基于传统空间调制的中继MIMO系统相比,误码性能得到明显改善。2.其次对无线MIMO系统中基于金角调制方式的空间调制系统做了研究。金角调制(Golden Angle Modulation,GAM)方式是一种新颖的调制方式,与传统M-QAM调制方式相比具有更优异的互信息性能。因此,本文利用金角调制在互信息上的优点,仅针对金角调制中的圆盘形金角调制(Disc-GAM)方式设计了基于金角调制的空间调制无线MIMO系统,并对其误码率与互信息进行了仿真实验。实验结果表明:基于金角调制的空间调制无线MIMO系统相比于基于M-QAM调制方式的空间调制无线MIMO系统具有更优的误码性能和互信息性能。3.最后结合金角调制方式与正交空间调制传输技术的优点,对无线中继MIMO系统中基于金角调制方式的正交空间调制系统做了研究。并在此基础上对两种不同金角调制方式进行了误码率仿真对比实验,包括圆盘形金角调制方式(Disc-GAM)和几何形金角调制方式(Geometric-bell GAM,GB-GAM)。仿真实验结果表明:基于金角调制的正交空间调制中继MIMO系统和传统M-QAM调制方式的正交空间调制中继MIMO系统相比具有更优的误码性能;且圆盘形金角调制方式相比于几何形金角调制方式更能提高系统性能。


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