文档介绍：北京交通大学
博士学位论文
MIMO空时通信理论及在衰落信道中的性能研究
姓名:苏彦兵
申请学位级别:博士
专业:交通信息工程及控制
指导教师:谈振辉
20031001
摘要未来的无线通信对通信业务和通信质量都提出了更高的要求,也就是不仅要求能够提供高速可靠的数据传输,而且能够提供高的频谱利用率。针对无线通信多径衰落的信道环境,分集是一种有效的对抗信道衰落的技术。同时,考虑到无线通信频率资源的匮乏,未来的无线通信系统应该在物理层采用具有高频谱效率的先进技术,其中发射机和接收机采用多天线的作为关键技术是论文重点研究的内容。系统不仅可以利用多天线空间分集改善接收信噪比,而且可以利用空间复用提高信道容量和系统的频谱利用率。论文从发射分集、空时分组码、下行链路波束赋性以及空间复用等方面,通过理论分析和系统仿真研究了多天线系统提高无线通信的可靠性和数据传输速率,论文主要研究成果⑿诺廊萘渴嵌嗵煜進低车难芯恐氐恪!ò闼ヂ湫诺赖腗诺廊针对实际环境中存在的抵刃诺溃芯苛搜≡裉煜叻⑸浜徒邮斩訫诺与天线间距、散射环境有关,而且依赖于各发射天线和各接收天线之间的相对相移,从而可以利用选择天线发射提高系统的信道容量,降低射频成本。⒎⑸浞旨嵌嗵煜進低车难芯咳鹊悖谒ヂ湫诺乐锌;泛捅栈贩⑸浞集的关系,不同信道状态条件下的性能对比还缺乏深入研究。论文研究了开环发射分集和闭环发射分集在平坦瑞利衰落信道的性能。是闭环发射分集瞬时误比特率的上界的结论;·在发射机不能完全得到信道状态信息的非理想情况下,通过分析反馈延迟、量化误差以及信道估计误差对发射分集性能的影响,指出:在快衰落信道中反馈延迟是影响闭环发射分集性能的最主要因素。·通过分析天线空闾相关对开环发射分集性能的影响,得出系统性能随天线相关性增强而下降,但这种相关性对系统的影响不是特别严重,例如两天线相关系数达到时,信噪比只有的损失。⒎⑸湫藕偶杓剖嵌嗵煜進低车闹饕Q芯靠翁狻4车目帐狈肿槁胗有:量已经得到广泛的研究,一些特殊信道的信道容量还有待进一步研究。论文容量的影响。仿真结果表明,影响信道容量的关键因素之一信道相关性不仅·在发射机己知信道状态的理想条件下,得出开环发射分集的瞬时误比特率
形和发射分集的局限性,论文提出一种波束赋形发射分集方法一波束赋传输方法一分组分集复用法分别为唬蛂。,雄,形空时分组码曼奠■——■—毫寡曼鲁璺暑皇置蔓量■■量●■舞量■■鼍鼍寡鼍鼍詈詈曼鼍曼量—■■—暑鼍曼绢侯侯菏盍縀于不需要信道状态信息而表现出设计简单的优点,但同时性能并没有达到最路的信道增益重新分配各发射天线的功率,从而以反馈信道状态的代价换取信嗓比的提高。与均匀功率分配方法相比,提出的注水功率分配法信噪·传统的波束赋形和发射分集都受到信道多径角度扩展的限制,针对波束赋梅椒ńúㄊ承斡胝豢帐狈肿码相结合,用多个相互正交的波束代替多个天线,解决了空时分组码不适合小角度扩展信道及波束赋形不适合大角度扩展信道的问题。⒎旨厥妥杂啥仁呛饬慷嗵煜進丑讧低车牧礁鲋匾V副辍·论文探索用中断概率和中断容量重新定义分集重数和自由度,并且证明:具有鍪淙搿ⅲ琹,个输出的瑞利衰落信道,对于一般的线性空时编码,当各发射天线平均分配发射功率时,可实现的最大分集重数和自由度·分析了分集重数和自由度分别对传输错误概率和信道容量的影响,指出在高信噪比区域内,传输错误概率主要由分集重数决定,而平均信道容量主要由自由度决定。在低信噪比区或衰落相关信道,给出了有效分集重数和有效自由度的概念。·针对分集增益与发射速率之间的矛盾,论文提出一种新的系统数据据信道状态灵活地分配用于分集和复用的天线,解决了发射分集与空间复用折衷的问题。关键词:多天线,发射分集,空时分组码,波束赋形,空间复用,分集,优。·论文提出一种简单的最优功率分配空时分组码,利用注水原理,根据各支比提高了一,该方法可以根自由度DāA摘要北京交通大学博士学位论文珏
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学位论文作者签名:苏高暑独创性声明本人声明:所呈交学位论文,是本人在指导教师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。年月
第一章绪论论文研究背景随着社会信息化的发展,无线通信已经成为人们日常工作和生活中信息传递的主要手段之~。人们对无线通信的需求不仅仅停留在过去简单的话音传输,而且要求提供各种高速的数据和图像业务,这些高速的数据和图像业务