空间调制MIMO系统中自适应传输技术研究

发布时间：2017-03-29 02:04

  本文关键词：空间调制MIMO系统中自适应传输技术研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：空间调制(SM)技术可有效克服信道间的干扰以及同步问题,且降低多天线系统实现的复杂度和成本。它借助于天线序号“隐形”地传输信息,可以获得较高的数据传输速率。MIMO技术,能够极大地提高无线通信系统的容量和频谱效率。因此,SM和MIMO的结合(SM-MIMO)将会是下一代移动通信系统中很有前景的备选技术之一。考虑到通常的SM-MIMO技术的速率是固定的,故通过将将离散率自适应调制技术引入SM-MIMO系统中,以充分利用信道状态信息进行自适应传输,获得系统频谱效率的有效提升,为SM-MIMO技术的实际应用提供较好的理论依据。全文的主要工作安排如下:1、研究SM-MIMO系统中自适应传输技术。给出了自适应SM-MIMO系统的模型,推导了接收信噪比的概率密度函数,利用精确的星座符号误比特率公式推导改进的自适应切换门限,避免了已有文献中利用近似星座符号误比特率公式求取切换门限所带来性能分析的不准确性,推导了自适应SM-MIMO系统的频谱效率(SE)和平均误比特率(BER)的表达式,并基于该平均BER,利用KKT条件和牛顿法求取优化的自适应切换门限,利用该门限可使系统在满足目标BER要求下,获得频谱效率的最大化。2、研究空间相关信道下自适应空间调制MIMO技术。考虑到无线通信下行链路中,移动端接收天线之间由于距离比较小,将呈现较强将相关性,为此针对空间相关信道,研究SM-MIMO系统的自适应传输及其性能。推导了接收信噪比的概率密度函数、SE和平均BER的闭式表达式。为了避免利用KKT条件求解优化门限造成的高复杂度,提出一种利用一维求解法获取系统平均BER约束下条件下的自适应调制的优化门限,仿真结果验证了理论分析的正确性。3、将空时分组码(STBC)与SM相结合,研究STBC-SM系统中的自适应传输,在获得较高传输速率的同时,还可以提升系统的分集增益。首先给出了系统模型,对STBC-SM系统进行误比特率性能分析,推导了自适应STBC-SM系统的SE和平均BER表达式,并通过仿真结果进行验证。仿真结果也表明,相比于通常的SM-MIMO技术,在相同的传输速率条件下,基于STBC的SM-MIMO系统可以获得更好地BER性能。
【关键词】：MIMO 空间调制 自适应传输 空间相关 空时分组码 频谱效率 误比特率
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN919.3
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 缩略词10-12
• 注释表12-13
• 第一章 绪论13-20
• 1.1 课题的研究背景13-15
• 1.1.1 多天线技术14
• 1.1.2 空间调制技术14-15
• 1.2 研究现状15-18
• 1.3 论文的主要内容及章节安排18-20
• 第二章 空间调制MIMO系统中的关键技术20-31
• 2.1 MIMO技术20
• 2.2 自适应调制技术20-21
• 2.3 空间相关信道模型21-23
• 2.3.1 Kronecker相关信道模型22-23
• 2.3.2 信道相关系数的形式23
• 2.4 空间调制技术23-30
• 2.4.1 工作原理23-25
• 2.4.2 速率25-26
• 2.4.3 性能分析26-27
• 2.4.4 仿真结果与分析27-30
• 2.5 本章小结30-31
• 第三章 SM-MIMO系统中自适应传输技术31-41
• 3.1 系统模型31-33
• 3.1.1 空间调制31-32
• 3.1.2 自适应空间调制32-33
• 3.2 自适应调制门限33-35
• 3.2.1 固定门限33-34
• 3.2.2 优化门限34-35
• 3.3 性能分析35-37
• 3.3.1 发射天线序号BER分析36
• 3.3.2 星座符号BER分析36-37
• 3.4 仿真结果与分析37-40
• 3.5 本章小结40-41
• 第四章 空间相关信道下自适应空间调制MIMO技术41-49
• 4.1 系统模型41-42
• 4.2 性能分析42-43
• 4.3 门限优化43-45
• 4.4 仿真结果与分析45-48
• 4.5 本章小结48-49
• 第五章 基于空时分组码的SM-MIMO系统自适应传输技术49-61
• 5.1 STBC-SM技术49-54
• 5.1.1 发射天线对的设计50
• 5.1.2 旋转角的优化50-51
• 5.1.3 最大似然解调51-52
• 5.1.4 性能分析52-54
• 5.2 STBC-SM系统中的自适应传输54-56
• 5.2.1 系统模型54
• 5.2.2 性能分析54-56
• 5.3 仿真结果与分析56-59
• 5.4 本章小结59-61
• 第六章 总结与展望61-63
• 6.1 工作总结61
• 6.2 研究工作的展望61-63
• 参考文献63-69
• 致谢69-70
• 在校期间的研究成果及发表的的学术论文70-71
• 附录71-73

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