發(fā)布時(shí)間：2017-07-19 10:17

  本文關(guān)鍵詞：基于天線分組的空間調(diào)制系統(tǒng)線性預(yù)編碼技術(shù)性能分析

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【摘要】：隨著信息技術(shù)的發(fā)展,人們對無線通信的數(shù)據(jù)傳輸速率以及傳輸可靠性都提出了越來越高的要求。MIMO系統(tǒng)的提出雖然在一定程度滿足了人們對系統(tǒng)性能的需求,但卻大大增加了系統(tǒng)的復(fù)雜度和能耗。為了降低大規(guī)模MIMO系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度和能耗,最近幾年提出了一種新型的多天線傳輸空間復(fù)用技術(shù),即空間調(diào)制技術(shù)�？臻g調(diào)制技術(shù)在任何時(shí)刻只激活一根發(fā)射天線,所以這種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)在發(fā)送端不需要天線間同步,在接收端進(jìn)行檢測解調(diào)比較簡單。同時(shí),它還利用天線的序號來傳遞信息,這樣省去了一部分功率,因此相對于傳統(tǒng)多天線技術(shù),空間調(diào)制技術(shù)的能效比較高。但空間調(diào)制系統(tǒng)要求發(fā)射端的天線數(shù)是2的冪次方,并且相對于大規(guī)模的MIMO系統(tǒng),空間調(diào)制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸率還是偏低。正是如此,本文提出了一種在發(fā)射端對發(fā)射天線進(jìn)行分組的空間調(diào)制系統(tǒng),通過在發(fā)射端進(jìn)行線性預(yù)編碼處理,它不但能夠打破發(fā)射天線數(shù)是2的冪次方的限制,而且還能有效提高數(shù)據(jù)傳輸率,降低接收端解調(diào)的復(fù)雜度。本文采用迫零(ZF)預(yù)編碼和最小均方誤差(MMSE)預(yù)編碼技術(shù),對基于天線分組的空間調(diào)制系統(tǒng)性能進(jìn)行分析,求出了誤碼率的閉合表達(dá)式,優(yōu)化了系統(tǒng)傳輸率。主要內(nèi)容如下:1、在發(fā)射端,首先對基站的發(fā)射天線進(jìn)行分組,然后利用空間調(diào)制系統(tǒng)在任何時(shí)刻只有一根天線工作而剩余的其他發(fā)射天線都不工作的特點(diǎn),把一個(gè)復(fù)雜的MIMO無線移動通信的空間調(diào)制系統(tǒng)的信道矩陣化簡成了一個(gè)只有M?K維的向量矩陣H,這就簡化了計(jì)算過程。2、利用數(shù)學(xué)中的卡方分布近似求F分布的方法求得采用迫零線性預(yù)編碼的天線分組空間調(diào)制系統(tǒng)誤碼率的閉合表達(dá)式,并對其進(jìn)行仿真分析。結(jié)果表明,理論近似結(jié)果和仿真結(jié)果是非常接近的。最后分析了發(fā)射端的發(fā)送天線分組數(shù)K、接收端用戶數(shù)M等參數(shù)對系統(tǒng)誤碼率造成的影響,并分析如何調(diào)整這些參數(shù)以便改善系統(tǒng)的性能。3、同樣利用理論近似求出采用最小均方誤差線性預(yù)編碼的天線分組空間調(diào)制系統(tǒng)誤碼率閉合表達(dá)式,仿真驗(yàn)證了結(jié)果的正確性。通過對迫零(ZF)和最小均方誤差(MMSE)兩種線性預(yù)編碼進(jìn)行仿真分析發(fā)現(xiàn),當(dāng)接收端用戶數(shù)M不變時(shí),適當(dāng)增加發(fā)射天線的分組數(shù)K可以改善系統(tǒng)的誤碼率性能。4、分析了采用天線分組的空間調(diào)制系統(tǒng)的傳輸性能,并對其進(jìn)行優(yōu)化。當(dāng)每組的天線數(shù)都為兩根時(shí),它的傳輸率是最大的。最后進(jìn)行了系統(tǒng)傳輸率的仿真分析,仿真結(jié)果表明了分析的正確性,并且它比傳統(tǒng)的空間調(diào)制(SM)和廣義空間調(diào)制(GSM)的傳輸性能都優(yōu)越。
【關(guān)鍵詞】：天線分組 MIMO 空間調(diào)制 預(yù)編碼
【學(xué)位授予單位】：鄭州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN911.3
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 1 緒論10-17
• 1.1 選題背景及研究意義10-13
• 1.2 研究現(xiàn)狀及主要任務(wù)13-15
• 1.3 論文的主要研究內(nèi)容及結(jié)構(gòu)安排15-17
• 2 空間調(diào)制及預(yù)編碼技術(shù)17-33
• 2.1 空間分集和空間復(fù)用技術(shù)17-19
• 2.1.1 空間分集技術(shù)17-18
• 2.1.2 空間復(fù)用技術(shù)18-19
• 2.2 空間調(diào)制及廣義空間調(diào)制技術(shù)19-25
• 2.2.1 空間調(diào)制系統(tǒng)的調(diào)制原理19-22
• 2.2.2 廣義的空間調(diào)制技術(shù)22-25
• 2.3 傳統(tǒng)線性預(yù)編碼技術(shù)25-32
• 2.3.1 系統(tǒng)模型26-28
• 2.3.2 實(shí)現(xiàn)原理及仿真分析28-32
• 2.4 本章小結(jié)32-33
• 3 基于天線分組的空間調(diào)制系統(tǒng)ZF預(yù)編碼性能分析33-47
• 3.1 系統(tǒng)模型33-35
• 3.2 系統(tǒng)信道矩陣簡化35-36
• 3.3 卡方近似求F分布36-38
• 3.4 卡方近似求F分布仿真分析38-40
• 3.5 理論近似求誤碼率40-42
• 3.6 誤碼性能仿真分析42-46
• 3.7 本章小結(jié)46-47
• 4 基于天線分組的空間調(diào)制系統(tǒng)MMSE預(yù)編碼性能分析47-64
• 4.1 系統(tǒng)模型47-49
• 4.2 最小均方誤差預(yù)編碼49-50
• 4.3 誤碼率理論計(jì)算50-52
• 4.4 誤碼性能仿真分析52-54
• 4.5 天線分組的空間調(diào)制線性預(yù)編碼與傳統(tǒng)空間調(diào)制性能比較54-56
• 4.6 天線分組的空間調(diào)制系統(tǒng)傳輸率及其優(yōu)化問題56-58
• 4.7 天線分組的空間調(diào)制系統(tǒng)仿真分析及與SM、GSM性能對比58-63
• 4.8 本章總結(jié)63-64
• 5 總結(jié)與展望64-66
• 5.1 本文總結(jié)64-65
• 5.2 未來研究工作的展望65-66
• 參考文獻(xiàn)66-69
• 個(gè)人簡歷、攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文69-70
• 致謝70

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本文編號：562357