mimo卫星通信信道容量和空时编码技术研究

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1、中图分类号：TP927论文编号：102871516－S009学科分类号：081001硕士学位论文MIMO卫星通信信道容量和空时编码技术研究研究生姓名吴佳佳学科、专业通信与信息系统研究方向卫星通信指导教师井庆丰副教授南京航空航天大学研究生院航天学院二О一六年三月NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofAstronauticsStudyontheChannelCapacityandtheSpaceTimeCodingunderMIMOSatelliteChannelAThesisinCommuni

2、cationandInformationSystemsbyWuJiajiaAdvisedbyAssociateProf.JingQingfengSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringMarch,2016承诺书本人声明所呈交的硕±学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加Ｗ标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京航空航天大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。，本人授权南京

3、航空航天大学可＾＞１将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、缩印或扫描，可采用影印等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本承诺书）倘签名：王。日期：南京航空航天大学硕士学位论文摘要在轨道位置越来越拥挤，频率资源越来越紧缺的现实情况下，利用MIMO技术的优势并将其应用于卫星通信系统，提高频谱利用率，增大系统容量，将发挥卫星通信覆盖范围广、业务综合性强的优势，提高卫星通信系统的传输能力，已成为宽带卫星通信发展的必然方向。本文的主要研究内容是MIMO卫星通信信道的容量以及MIMO卫星通信信道下的空时编码技术及其性能分析。首先，结合卫星移动通信信

4、道的传输特性和统计特性，利用Markov链建立能够真实反映实际信号传播过程中可能遇到的多径、遮蔽等情况的卫星移动通信信道模型，即多状态陆地移动卫星信道模型，在这基础上，深入研究并分析了MIMO卫星通信信道的容量及容量影响因素，包括天线数量、信道终端环境及卫星高度角等。其次，本文还对空时编码技术展开详细研究，阐述了空时分组码和空时网格码的编译码方法，通过Matlab仿真，分析比较了Rayleigh信道下两种编码的误比特率性能，以及空时网格编码的性能主要影响因素，仿真结果表明Rayleigh信道下两种编码方式的性能随分集阶数增加而明显改善，且空时网格编码的编码器状态数对其性能影响不大。最后，在以上

5、研究基础上，本文将MIMO陆地移动卫星通信信道和空时分组码以及空时网格码相结合，研究该信道下的编码系统的BER性能，选取不同的终端环境参数及卫星高度角进行研究仿真，分析了以上因素对系统BER性能的影响。在陆地移动卫星信道中，开阔环境下两种空时编码性能最优，城市环境下最差，但无论在何种环境下，空时网格码的性能都要略优于空时分组码；在环境条件相同的情况下，随着卫星高度角的增大，空时分组编码及空时网格编码的误比特率不断降低，且空时网格编码的下降速度更快。关键词:MIMO,陆地移动卫星信道,信道容量,空时分组码,空时网格码IMIMO卫星通信信道容量和空时编码技术研究ABSTRACTDuetothecr

6、owdedorbitsandshortageoffrequencyresources,usingMIMOtechnologytoimprovespectrumefficiency,increasethecapacityofsatellitecommunicationsystemandtakefulladvantagesofwidecoverageandstrongcomprehensivebusinessabilityhasbecomeanecessarytrendofbroadbandsatellitecommunication.Themainresearchofthispaperisonc

7、apacityofMIMOsatellitecommunicationchannelandspacetimecodingtechnologyaswellasitsperformanceanalysisunderlandmobilesatellite(LMS)channel.ByusingMarkovchainandcombiningwithtransmissioncharacteristicand