MIMO-OFDM系统中差分编译码技术的研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 张翼 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2009-01-14 |
| 授予单位 | 中国科学院电子学研究所 |
| 授予地点 | 电子学研究所 |
| 导师 | 张灿 |
| 关键词 | MIMO-OFDM 差分空时频码 差分空频码 线性星座预编码 线性星座内插编码 Cayley变换 球形译码 |
| 其他题名 | Research on Differential Coding and Decoding Technology in MIMO-OFDM System |
| 中文摘要 | 多输入多输出（Multiple Input Multiple Output，MIMO）技术提高系统的带宽效率，改善系统误码性能。正交频分复用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM）技术将频率选择性衰落信道转化为频率平坦衰落信道，降低了系统均衡的复杂度。MIMO-OFDM技术结合MIMO和OFDM的优点，被广泛应用于高速率无线通信系统。然而，在MIMO-OFDM系统中，为了在接收端获取信道状态信息，大量信道资源和复杂的处理算法被用于信道估计。差分编码技术能够在接收端未知信道状态信息时实现译码，节省信道估计计算，简化接收机的实现。MIMO-OFDM系统中的差分编译码技术是一个具有挑战性的研究课题。本文对它进行深入研究，从误码性能、传输速率、实现复杂度等方面优化MIMO-OFDM差分编码系统。 本文首先简要介绍无线信道的特征、OFDM技术、MIMO技术、空时编码技术、空时频编码技术、差分编码技术；然后深入讨论了具有线性星座预编码的差分空频编码方案，4根发射天线MIMO-OFDM系统中的1速率、满分集、低复杂度差分空时频编码方案，高速率、满分集Cayley差分酉空时频编码方案，球形译码算法及其在MIMO-OFDM系统中的应用。 本文的主要工作和创新点包括： 1. 针对传统差分空频码中常模调制符号限制系统编码增益提高的问题，提出具有线性星座预编码的差分空频编码方案。它增大差分空频码字的最小乘积距离，提高系统编码增益，改善系统误码性能。通过对系统平均成对符号误码性能分析，从理论上给出相对传统差分空频码提高的编码增益。仿真实验结果也说明：新方案获取了满分集，相对传统差分空频编码方案有较大的编码增益。 2. 针对4根发射天线MIMO-OFDM系统中传统差分正交空时频码存在速率损失的问题，提出1速率、满分集、低复杂度的块对角差分空时频编码方案。根据对系统平均成对符号误码性能的分析，提出两种措施来优化系统误码性能：（1）采用具有最优内插因子向量的线性星座内插码；（2）采用具有最优子载波间隔的等间隔子载波分组方法。仿真实验结果也说明：新方案获取了满分集，两种优化措施都能够提高系统编码增益，改善系统误码性能。 3. 针对传统差分空时频编码方案中系统传输速率仅为1速率的问题，提出高速率、满分集Cayley差分酉空时频编码方案。在发射端，使用线程代数空时频结构提高传输速率；使用Cayley变换构造的酉阵实现差分编码；使用联合优化设计的实数预编码器和丢番图数保证系统获取满分集。在接收端，使用球形译码算法，以较低的复杂度实现最大似然译码。通过分析系统平均成对符号误码性能，从理论上证明了提出的方案能够获取空间、频率分集。仿真实验结果也说明：新方案获取了满分集，相对其它高速率差分编码方案具有较好的误码性能。 4. PSK（Phase Shift Keying）调制下，空频块码的译码可采用复数球形译码算法。当复数球形译码算法的初始半径趋向无穷大时，它存在排序复杂度高的问题。针对这一问题，提出每层符号以排序中心参考点为中心，在极坐标角度维按照之字（Zigzag）排序的快速排序算法。在之字排序原理下建立查找表，通过查表的方法能够直接获取排序后的符号序列，节省排序计算。仿真实验结果也说明：角度维Zigzag快速排序复球形译码算法和查表快速排序复球形译码算法能够获取最大似然译码的性能，相对通用复球形译码算法显著降低译码复杂度。 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2011-07-19 |
| 页码 | 123 |
| 源URL | [http://159.226.65.12/handle/80137/8347]  |
| 专题 | 电子学研究所_电子所博硕士学位论文_电子所博硕士学位论文_学位论文 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 张翼. MIMO-OFDM系统中差分编译码技术的研究[D]. 电子学研究所. 中国科学院电子学研究所. 2009. |
入库方式： OAI收割
来源：电子学研究所
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