基于分層空移鍵控調(diào)制的MIMO技術(shù)研究.pdf

1、多輸入多輸出(Multiple Input Multiple Output， MIMO)技術(shù)因其采用多根收發(fā)天線，從而極大地提高了系統(tǒng)的容量。因此MIMO技術(shù)成為未來無線通信系統(tǒng)的核心技術(shù)之一。空移鍵控調(diào)制（Space Shift Keying Modulation，SSK）技術(shù)作為MIMO系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一，其采用天線序號信息傳輸數(shù)據(jù)，克服了傳統(tǒng) MIMO系統(tǒng)收發(fā)復(fù)雜度較高的問題，同時降低了信道間干擾、避免了接收端同步等問題，從而獲得

2、越來越多的關(guān)注，有望成為未來移動通信系統(tǒng)的候選技術(shù)。
　　本文對現(xiàn)有的基于空移鍵控調(diào)制及空間調(diào)制(Spatial Modulation，SM)的MIMO技術(shù)進(jìn)行了深入研究，在傳統(tǒng)的空移鍵控調(diào)制技術(shù)基礎(chǔ)上，提出了一種基于分層空移鍵控調(diào)制的MIMO技術(shù)（Layered Space Shift Keying Modulation，LSSK），該方法能克服傳統(tǒng)空移鍵控調(diào)制技術(shù)在頻譜效率方面的劣勢，大大提高傳統(tǒng)空移鍵控調(diào)制技術(shù)的系統(tǒng)容量。在

3、此基礎(chǔ)之上，本文還深入研究了基于低復(fù)雜度的分層空移鍵控調(diào)制的檢測算法，以及分層空移鍵控調(diào)制技術(shù)下的多用戶預(yù)編碼技術(shù),提出了一種基于分層信道信息保留（Layered Channel Information Preservation，LCIP）的預(yù)編碼方案。最后本文針對空移鍵控調(diào)制的發(fā)射分集方案，又提出了一種高速率發(fā)射分集輔助的空時空移鍵控調(diào)制技術(shù)（High Rate Transmit-Diversity-Assisted Space Sh

4、ift Keying Modulation，HT-SSK）。
　　第一章詳細(xì)闡述基于空移鍵控調(diào)制MIMO技術(shù)的背景。比較了空移鍵控調(diào)制及空間調(diào)制算法的異同。另外重點(diǎn)調(diào)研了現(xiàn)有的幾種具有較高頻譜效率的空移鍵控調(diào)制技術(shù)及空間調(diào)制技術(shù)，并在后文中與提出 LSSK調(diào)制技術(shù)作比較。在第一章結(jié)尾闡明了本論文的主要研究內(nèi)容、貢獻(xiàn)及邏輯結(jié)構(gòu)。
　　第二章提出了分層空移鍵控調(diào)制（LSSK）的系統(tǒng)模型，并詳細(xì)闡述了 LSSK系統(tǒng)的調(diào)制及解調(diào)方案

5、。本章另分析了 LSSK的最優(yōu)檢測的系統(tǒng)性能，并給出了LSSK系統(tǒng)的誤碼率緊上界（Tight upper bound）及松上界（Loose upper bound）。最后對 LSSK系統(tǒng)誤碼率性能與第一章論述的現(xiàn)有技術(shù)做了大量的仿真比較，證明了LSSK系統(tǒng)在頻率效率及誤碼率性能方面的優(yōu)越性。
　　第三章針對 LSSK系統(tǒng)隨頻譜效率的提高其最大似然檢測復(fù)雜度呈指數(shù)增加的情況，提出了一種基于分層聯(lián)合檢測（Layered-and-Joi

6、nt detection，LJ）的低復(fù)雜度檢測算法。通過恰當(dāng)?shù)睦碚摲治鲋鸩浇忉屃薒J檢測中各種參數(shù)的意義，最終綜合前述給出詳細(xì)的檢測步驟。本章另外對算法的可行性進(jìn)行了理論分析，并與最大似然檢測做了復(fù)雜度運(yùn)算量的比較。最后通過仿真及理論分析驗(yàn)證了分層聯(lián)合檢測算法能夠在獲得近似最大似然檢測算法的同時極大地降低接收端運(yùn)算的復(fù)雜度。
　　第四章初步研究了 LSSK系統(tǒng)下多用戶的預(yù)編碼方案，通過對信號在發(fā)送端進(jìn)行預(yù)處理而消除了層與層之間的干

7、擾，降低了接收端的檢測復(fù)雜度。本章詳細(xì)闡述了所提出的LSSK預(yù)編碼生成方案——分層信道信息保留（Layered Channel Information Preservation，LCIP）預(yù)編碼算法，并對其誤碼性能做了理論分析。最后仿真了多用戶預(yù)編碼方案下的各用戶性能，并與傳統(tǒng)的ZF預(yù)編碼算法進(jìn)行了比較。
　　第五章將空移鍵控調(diào)制技術(shù)與發(fā)射分集相結(jié)合，提出了一種高速率下的空移鍵控與發(fā)射分集相結(jié)合的方案（High Rate Tran