相关nakagami信道中stbc传输的性能分析

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1、南京邮电人学硕上研究生学位论文第一章绪论1．1研究背景第一章绪论在过去的几十年里，移动通信事业飞速发展，要求无线通信系统提供越来越好的话音质量，越来越快的数据传输率。然而，对无线通信来说，带宽的限制、信道的时变特性、噪声干扰、多径传输坏境、码间串扰以及用户对服务的需求使得上述要求实现起来非常困难。要想解决这些问题，就需要采用更先进的技术，分集技术就是其中之一。分集技术是为了克服各种衰落，提高无线传输系统性能而发展起来的一项重要技术。分集的基本原理就是通过多个信道(时间、频率或者空间)接收到承载相同信息的多个副本，由于这多个信道的传输特性不同，信号多个副本的衰落也不相同，接

2、收机使用这多个副本包含的信息能比较准确地恢复出原来发送出的信号。常用的分集(Diversity)技术有时间分集、频率分集和空间分集。空间分集由于不需要额外的频谱资源而备受关注。空间分集方式主要有接收分集、发送分集、角度分集和极化分集等。由于下行传输的信道一般是未知的，加上移动终端的体积、功率和价格的限制，很难在移动端设计多个天线来实现接收分集，因此人们将目光转到发射分集技术的研究上来。空时编码技术是实现发射分集的一种有效方法。1．2空时编码发展的历史和现状空时编码(Space．TimeCodes)技术是采用发射分集的一项新技术，是适合多发射天线的编码技术。空时编码在信道的

3、输入端和输出端分别采用多天线(MIM0)，将信道编码技术和多元天线阵列(Multi．ElementArray)技术有机的结合在一起，为不同天线上发射的信号引入了时间和空间的相关性，可以无需增加带宽即可在接收端获得相应的分集增益和编码增益，从而大幅度提高了无线通信系统的信息容量和传输速率，也提高了系统的抗衰落性能。同时，空时编码技术利用衰落信道的多径传播特点，以及发射分集和接收分集来提供高速率、高质量的数据传输。与不使用空时编码的编码系统相比，空时编码可以在不牺牲带宽的情况下获得更高的编码增益，提高了抗干扰和噪声的能力，特别是在无线通信系统的下行(基站到移动台)传输中，空时

4、编码的应用将移动端的设计负担转移到了基站。l南京邮电大学硕士研究生学位论文第一章绪论它在基站使用多天线发射，能够获得和传统的接收分集相同的分集增益。目前，空时编码已经列入第三代移动通信的标准中(如WCDMA和cdma2000)。目前空时编码包括两类：第一类要求接收端能够准确地估计信道信息的空时编码：分层空时编码【11、空时格型编码【21和空时分组编码13,4,5】；第二类不需要信道估计的空时编码：酉空时码【6,14]和差分空时编码【71。这两类空时编码的研究现状如下。一、第一类空时编码(1)分层空时编码(LayeredSpace·TimeCodes，LSTC)。分层空时编

5、码是将高速数据业务分为若干低速数据业务，利用时间和空间的结合，将信源数据分为几个子数据流，独立地进行编码和调制，它不基于发射分集。它的译码一般采用类似于迫零和最小均方误差准则的检测算法。(2)空时格型编码(Space．TimeTrellisCodes，STTC)。空时格型编码是在延时分集的基础上结合格码调制提出的，它把编码和调制结合起来，综合考虑了编码增益和分集增益的影响，达到了编译码复杂度、性能和频带利用率之间的最佳折衷，是一种最佳码。但空时格型码的译码一般采用维特比译码算法，其译码复杂度随发射速率的增加而呈指数增加，因此必须寻找更有效的译码算法。(3)空时分组编码(S

6、pace．TimeBlockCodes，STBC)。基于正交设计的空时分组码能有效提高无线通信系统容量，且具有较简单接收机结构。它采用很简单的最大似然解码算法，并且具有很好的性能。二、第二类空时编码(1)酉空时编码(UnitarySpace-TimeCodes，USTC)。形式上类似于STBC，它要求发送编码矩阵为酉矩阵。酉空时码作为快衰落信道下空时码的解决方案具有一定的实际意义，但构造复杂。(2)差分空时编码。如果采用差分编码，在不进行信道估计的情况下有3dB的性能损失，在进行信道估计时差分空时码也能得到较好的性能。差分空时码提出的意义就在于建立了两种信道环境下空时码之

7、间的联系。1．3本文研究意义及内容安排空时编码技术由于其优异的性能，引起了通信界的广泛关注。其中结构简单、易于实2南京邮电大学硕士研究生学位论文第一章绪论现且性能较好的空时分组码更成为了人们研究的热点。本文主要工作是分析了STBC在相关Nakagami信道下传输的性能，推导了简便实用的近似错误概率公式，并用KATLAB仿真验证了公式的准确性，方便了往后对STBC的研究，具有一定的意义。文章内容安排如下：第一章主要介绍了空时编码提出的背景，目前国内外的研究现状。第二章介绍了空时编码的移动无线信道的传播方式、无线传输特性和几种衰落