多維網(wǎng)格編碼在MIMO系統(tǒng)中的應用.pdf

1、未來的新一代移動通信系統(tǒng)需要提供極高的數(shù)據(jù)傳輸速率，在有限的頻譜下提供盡可能高的傳輸速率，這就需要采用高頻帶利用率技術(shù)。在理想情況下，MIMO(多輸入多輸出)系統(tǒng)可以使得信道容量隨著天線數(shù)目的增多而線性增大。空時編碼技術(shù)能較好地利用各發(fā)射符號間在空間域和時間域具有的相關(guān)性，因而可獲得分集增益和編碼增益。在不增加發(fā)射功率和不擴展頻帶的前提下提高系統(tǒng)的頻帶利用率和系統(tǒng)的信道容量，是未來移動通信系統(tǒng)中最富有競爭力的技術(shù)之一。在MIMO系統(tǒng)這種

2、新的高速率通信系統(tǒng)中，級聯(lián)空時編碼與一些好碼是現(xiàn)在很熱門的研究方向。 對于二維網(wǎng)格編碼系統(tǒng)，為了減小峰均功率比值，又要保持信息傳輸速率不變，就要擴展星座圖，但系統(tǒng)會損失一定的編碼增益，而采用多維網(wǎng)格編碼能夠降低這種損失。依據(jù)空時編碼理論和多維網(wǎng)格編碼調(diào)制技術(shù)，本文提出了一種四維網(wǎng)格編碼和空時分組碼級聯(lián)的系統(tǒng)，利用四維網(wǎng)格編碼能夠提供較大的編碼增益來改善MIMO系統(tǒng)接收端信號的可靠性，從而提高了系統(tǒng)的誤碼性能。 本文首先介

3、紹無線移動通信中分集技術(shù)和合并方式的一些基本概念，引入MIMO系統(tǒng)信道模型，并討論了各種情況下的MIMO系統(tǒng)信道容量。 接著討論空時編碼的原理和設(shè)計準則，簡單介紹了空時編碼系統(tǒng)模型，詳細探討了正交空時分組碼的編碼方法，并對一些常用的空時分組碼譯碼算法進行了比較。 隨后研究了二維網(wǎng)格編碼設(shè)計方法，介紹其編碼和譯碼的方法，并對未編碼QPSK系統(tǒng)和4狀態(tài)網(wǎng)格編碼8PSK系統(tǒng)進行了仿真。 在此基礎(chǔ)之上，進一步研究了多維網(wǎng)

4、格編碼，包括星座圖成形技術(shù)，多維信號點的分集，用于克服接收端載波恢復相位模糊的差分編碼與比特轉(zhuǎn)換技術(shù)，并對16狀態(tài)四維網(wǎng)格編碼192QAM系統(tǒng)進行了仿真。 對于發(fā)射天線數(shù)為4的MIMO系統(tǒng)，本文將四維網(wǎng)格編碼和空時分組碼級聯(lián)起來。針對5.25比特/信道利用和3.5比特/信道利用的信息傳輸速率，分別對1根和4根接收天線的情況進行了性能仿真。 結(jié)果表明該級聯(lián)系統(tǒng)適當?shù)卦黾酉到y(tǒng)的復雜度，在不犧牲傳輸速率和不加大帶寬的情況下，編