MIMO衰落信道上TAS-OSTBC的误码性能与RCEE研究

发布时间：2020-10-25 06:45

　　 由于反馈时延和信道估计误差等因素的影响,理想的信道状态信息(CSI)难以获得,使用非理想的CSI将恶化采用发射天线选择(TAS)-正交空时分组码(OSTBC)的无线通信系统的性能。最小均方误差(MMSE)维纳信道预测器是减轻时延和非理想信道估计影响的一种有效措施。因此,本文研究瑞利块衰落信道上非线性功率放大器(HPA)下采用信道预测发射天线选择(TASP)-OSTBC编码的无线通信系统的误码性能。当信息传输速率低于信道容量时,若编码长度趋于无穷大,则系统错误概率可以任意小。然而,在实际应用中,由于时延以及编译码复杂度的限制,编码长度不能任意大,因此需要在系统错误概率和编码长度之间寻求折衷方案。Gallager提出的随机编码错误指数(RCEE)能够洞察当信息传输速率低于信道容量时错误概率随编码长度变化的衰减速率,以及确定在给定错误概率和信息传输速率下所需的编码长度,进而分析系统在给定可靠性要求下的编译码实现复杂度。为此,本文研究瑞利块衰落信道上采用TASP-OSTBC编码的RCEE。第一章首先介绍衰落信道上TAS-OSTBC的研究现状,然后介绍衰落信道上信道预测的研究现状,最后介绍衰落信道上RCEE的研究现状。第二章推导了 Nakagami衰落信道上采用反馈时延发射天线选择(TASD)-OSTBC编码的矩形正交幅度调制(RQAM)的近似及渐近平均误符号率(ASER)表达式,数值计算和仿真结果表明,反馈时延降低了 TASD-OSTBC编码无线通信系统的分集增益。第三章推导了瑞利块衰落信道上非线性HPA下采用TASP-OSTBC编码的差分编码四相相移键控、RQAM和十字型M进制正交幅度调制的精确和近似ASER解析表达式,以及RQAM调制的渐近ASER解析表达式,数值计算和仿真结果表明,信道预测能通过编码增益改善TASP-OSTBC编码无线通信系统的误码性能。第四章推导了瑞利块衰落信道上采用TASP-OSTBC编码的无线通信系统的RCEE、遍历容量、截止速率以及删改指数的解析表达式。利用获得的解析表达式可以研究收发天线数、块长、信道预测器长度等对RCEE、遍历容量、截止速率和删改指数的影响,并分析其在给定传输可靠性下的实现复杂度折衷问题。第五章为本文结论。
【学位单位】：杭州电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TN92
【部分图文】：

２．１系统模型??２．１．１系统描述??考虑如图２．１所示独立、同分布、平坦Ｎａｋａｇａｍｉ－ｍ衰落信道上采用ＴＡＳＤ－ＯＳＴＢＣ编码??的ＲＱＡＭ调制系统，且假设系统存在信道估计误差和反馈时延。假定发射与接收天线总数分??别为Ｉ，和ｔ，输入信号先经ＲＱＡＭ调制，再基于接收端反馈至发送端的估计ＣＳＩ，从厶根??发射天线中选择能使接收端ＭＲＣ合并器输出信噪比最大的发射天线进行ＷｘＴ维??ＯＳＴＢＣ编码，编码矩阵元素为ＲＱＡＭ符号及其共轭的线性组合，２个ＲＱＡＭ符号经ＯＳＴＢＣ??编码后在ｒ个发送符号周期内由选定的＃根发射天线发送出去，编码速率兄＝２／ｒ，如当＃＝２??时为全速率Ａｌａｍｏｕｔｉ编码。编码后的信号经选定的ｗ根发射天线发送出去’接收端经ＭＲＣ??合并、最大似然译码和逐符号检测后恢复出原始输入数据的估值。上述ＯＳＴＢＣ编码方案记??为心）；当时，即为无发射天线选择的〇ＳＴＢＣ编码无线通信系统。??Ｉ?ｒ￣Ｉ?－??；门?也?ｎ??■Ｎ?－ｙ?＾?Ｋｗ?＊?＾?Ｈ??Ｉ????！＿＾?Ｕ；?＿?＾??发射端?Ｈ天线选择？?—???信道估计Ｈ?接收端??图２．１采用ＴＡＳＤ－ＯＳＴＢＣ编码的无线通信系统方框图??２．１．２信道模型??假定实际信道状态信息矩阵为Ｈ＝［＼］，＿／?＝?１，…，丨＝１，…，Ａ，其元素＆为第〖根发射??天线到第＿／根接收天线之间的信道系数，相互独立且其幅度均服从衰落系数为ｍ的Ｎａｋａｇａｍｉ??分布

图２．２瑞利衰落信道上采用ＴＡＳＤ－ＯＳＴＢＣ编码的ＲＱＡＭ的误码性能??

图２．４信道估计误差和反馈时延下采用ＴＡＳＤ－ＯＳＴＢＣ编码的ＲＱＡＭ误码性能??本章小结??章首先介绍了?Ｎａｋａｇａｍｉ－ｍ衰落信道上非理想ＣＳＩ下采用ＴＡＳＤ－ＯＳＴＢＣ编码，其次推导了?ＲＱＡＭ调制下的近似及渐近ＡＳＥＲ解析表达式。仿真结果验证１７??
【参考文献】

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本文编号：2855613