mimo-ofdm技术研究-通信与信息系统专业毕业论文

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1、随着移动用户的增多以及人们对移动通信业务的追求从单纯的语音业务扩展到多媒体业务，有限的频谱资源显得口趋紧张。未來高速无线多媒体通信要求数据传输速率可达100Mbit/s,因此追求尽可能高的频谱利用率以及增加通信系统容量已成为并且在今后仍然是一个充满挑战的问题。这种挑战使得人们努力开发高效的编码、调制以及信号处理技术来提高无线频率的效率。无线信道下，提高数据传输速率的一种有效的方法是采用多发射多接收线技术，构成多输入多输出系统(MIMO)o一个MIMO系统提供多条独立的传输信道，因此，在一定条件下，系统的信道容量随天线的数目线性增加。空时编码是一种用于MIMO系统的编码技术，

2、该编码在多根发射天线和各个时间周期的发射信号之间能够产生空域或时域的相关性，这种空时相关性可以使接收机克服MIMO信道衰落和减少发射误码。与空间未编码系统相比，空时编码可以在不牺牲带宽的情况下起到发射分集和提高功率增益的作用。研究表明，空时编码技术是达到或接近MIMO无线信道容量的一种可行、有效的方法。然而，空时码主要为平坦衰落信道而设计，而实际的信道多为频率选择性衰落信道，因此，要想在实际中应用空时编码技术，必须将频率选择性衰落信道转化为平坦衰落信道，而正交频分复用(OFDM)技术就是这样的种技术。OFDM是一种多载波调制技术，它的基本原理是在频域把信道分成许多子信道，各

3、子信道间保持正交，频谱相互重叠，有效地减轻了频率选择性衰落信道屮时延扩展的影响。研究表明，采用带有循环前缀的OFDM调制技术，频率选择性衰落信道可以转化为并行的相关平坦衰落子信道。这时，即使存在较大的时延扩展，空时码技术仍可以有效地提高系统性能。因此，将空吋编码与OFDM技术结合起来，充分开发这两种技术的潜力，已经成为目前通信研究的一个热点。木文首先阐述了空时编码的基木原理，给出了在平坦准静态衰落信道下空时码的设计准则，并提出了改进的空时码设计准则；然后对网格空时码(STTC)和分组空时码(STBC)的编译码原理、特点和性能进行了全面的分析；对瑞利衰落信道下正交STBC的信

4、道容量进行了研究；在STBC的译码算法中提出了利用配方法寻找接收端最大比合并组合形式的简化译码算法；第四章详细讨论了空时编码技术与OFDM的结合，提出了一种在频率选择性衰落信道屮将STBC和OFDM进行有效结合的实现方案，该系统可获得的最大分集为：发送天线数与接收天线数以及可分离的多条路径数目的乘积。最后对进一步的研究方向及其在未来无线通信中的发展进行了展望。关键词：多输入多输出天线（MIMO）,发射分集，分组空时码，°FDMABSTRACTWiththeincreasingofmobileusersandthedemandswhicharetransformingfrom

5、thepurevoiceservicetomultimediaservice,thelimitedfrequencyspectrumresourcesarerunningshort.Inthefuturethetransmissionrateinwirelessmultimediacommunicationswillreach100Mbit/s-Sopromotiontheutilizationratiooffrequencyspectrumandincreasingthechannelcapacityisbecomingaworkwhichoffersmanychalle

6、nges.Sowillitdointhefuture.Itspursustodevelophighlyefficientcoding,modulationandsignalprocessingtechniquestoimprovethewirelessfrequencyspectrumefficiency.Aneffectiveapproachtoincreasethedatarateoverwirelesschannelsistousemultipletransmitandreceiveantennae.AMIMOsystemprovidesmultipleindepen

7、denttransmissionchannels,thus,undercertainconditions,leadingtoachannelcapacitythatincreaseslinearlywiththenumberofantennaelements.Space-timecodingtechniqueisacodingtechniquewhichisappliedinMIMOsystem.ItcoiTelatestomultipleantennaeandsignalstransmittedindiffere