滤波多音调制多载波无线通信系统中纠错编码及空时处理技术研究 (1)

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1、东南大学博士学位论文滤波多音调制多载波无线通信系统中纠错编码及空时处理技术研究姓名：李强申请学位级别：博士专业：通信与信息系统指导教师：毕光国20040101摘要本论文主要研究适JTJ十新一代移动通信的物理传输技术。为在高速传输的情况下，不造成过分严重的码问干扰，我们讨论了滤波多音调制在移动通信中应用。为获得较好的差错控制性能及较高的频谱利用率，重点研究了滤波多音调制系统tp的信道编码及空时处理技术。无线通信(尤其是移动通信)的电波传播环境极为恶劣，传输信号常常伴随着时间及频率选择性衰落。无线通信信道的特性在很大程度上决定了移动通信系统所能达到的性能指标。因此，深刻地认识和理解无线通信信

2、道，对于研究和设计移动通信系统至关重要。论文第二章介绍了无线传输环境的特点及无线信道对接收信号造成的大尺度衰落和小尺度衰落，定性地讨论多径信道的时变特性、时延扩展和角度扩展，以及它们对不同带宽传输信号的影响，并在此基础之上重点分析了平坦衰落MIMO无线信道的信道容量问题，同时给出了MIMO无线信道的信道容量的其它相关理论结果：最后，介绍了无线衰落信道的计算机仿真，重点讨论了一种改进的Jakes模型的复抽头系数生成办法。在论文第三章，我们讨论了连续时间滤波多音调制系统调制解调的原理，同时给出了连续时间滤波多音调制系统的最佳接收理论。进一步为方便通信系统的数字实现以及计算机仿真研究，我们研究

3、了滤波多音调制系统的离散时间实现，从连续时问系统的离散时间实现的角度，给出了滤波多音调制多载波系统调制器及解调器的矩阵形式离散时间快速实现算法，分析了滤波多音调制技术、OFDM多载波技术及单载波传输技术间的区别与联系。此快速实现方法无需滤波器组或多相滤波器的相关知识，直观明了且容易理解与实现。由于滤波多音调制系统的各个子载波频谱间互不重叠，在信道慢衰落的假设下，我们讨论了滤波多音调制系统的信道估计器的结构及其实现方法，最后给出了在频率选择性衰落信道中，基于子载波最小均方误差频域均衡的滤波多音调制系统的频域均衡方法。在论文的第四章，我们首先介绍了纠错编码的发展历史以及低密度校验码的编解码技

4、术，重点介绍用于低密度校验码解码的置信传播算法及其在对数域的实现。在此章中提出了一种新的简化软判决度量生成办法，注意到新度量可表示为欧几里德空问中的距离差，进一步将其推广到一般的P范数情形，得到了广义的简化软判决度量生成办法。同时给出了几种不同参数下LDPC编码的16QAM／64QAM系统的误比特率性能的计算东南大学博士学位论文机仿真结果。仿真结果表明，无论是在AWGN信道还是在多径衰落信道中，所提出的简化方法都没有性能损失。更重要的是，由于无需噪声方差估计，本方法可以简化系统实现，降低实现的复杂度。为了在无线频率选择性衰落信道中实现高速可靠通信，在论文的第四章进一步将LDPC码应用于高

5、阶调制的FMT系统，提出LDPC编码的无线FMT系统。计算机仿真结果显示，在采用新的软判决度量生成办法的情况下，LDPC码仍然能够有效地改善无线FMT系统的误比特率性能，且与采用传统软判决度量生成办法相比没有性能损失。为更加有效地对抗信道的衰落特性，在论文的第五章，讨论了频率选择性衰落信道中的空时编码。此章中我们首先简单地回顾了多天线传输技术，特别是以空时编码为代表的空间分集技术研究发展动态，然后重点研究了频率选择性衰落信道中的空时分组码的编解码，讨论了空时分组码，在多天线频率选择性信道下的滤波多音调制多载波系统巾的应用，提出了空时分组码编码的滤波多音调制无线通信系统，给出了两天线发送多

6、天线接收时空时编码FMT系统的联合均衡与解码算法，同时分析了FMT系统中空时分组码的成对错误概率性能界，得到了两天线发送多天线接收情况下，空时分组编码的FMT系统的分集增益性能，指出空时分组编码的FMT系统不仅能够有效地利用多天线所提供的空间分集，同时也能够有效地利用多径衰落信道所提供的多径分集，最后对FMT系统在采用空时分组编码时的性能进行了计算机仿真研究。关键词：滤波多音调制，信道编码，迭代解码，软输入软输出，空时分组码，频率选择性衰落信道，平坦衰落信道，信道估计，频域均衡，信道容量，低密度校验码，对数似然比，分集增益IIABSTRACTInthispaper，wemainlydea

7、lwiththeradiotransmissiontechnologiesthatareapplicabletonextgenerationmobilecommunications．ToobtainashighaspossibletransmissionspeedbutwithlimitedInterSymbolInterference，wemainlyconductresearchontheapplicationofFiltere