基于天线分组的空间调制系统线性预编码技术性能分析

发布时间：2017-07-19 10:17

  本文关键词：基于天线分组的空间调制系统线性预编码技术性能分析

  更多相关文章： 天线分组 MIMO 空间调制 预编码

【摘要】：随着信息技术的发展,人们对无线通信的数据传输速率以及传输可靠性都提出了越来越高的要求。MIMO系统的提出虽然在一定程度满足了人们对系统性能的需求,但却大大增加了系统的复杂度和能耗。为了降低大规模MIMO系统的实现复杂度和能耗,最近几年提出了一种新型的多天线传输空间复用技术,即空间调制技术。空间调制技术在任何时刻只激活一根发射天线,所以这种系统结构在发送端不需要天线间同步,在接收端进行检测解调比较简单。同时,它还利用天线的序号来传递信息,这样省去了一部分功率,因此相对于传统多天线技术,空间调制技术的能效比较高。但空间调制系统要求发射端的天线数是2的幂次方,并且相对于大规模的MIMO系统,空间调制系统的数据传输率还是偏低。正是如此,本文提出了一种在发射端对发射天线进行分组的空间调制系统,通过在发射端进行线性预编码处理,它不但能够打破发射天线数是2的幂次方的限制,而且还能有效提高数据传输率,降低接收端解调的复杂度。本文采用迫零(ZF)预编码和最小均方误差(MMSE)预编码技术,对基于天线分组的空间调制系统性能进行分析,求出了误码率的闭合表达式,优化了系统传输率。主要内容如下:1、在发射端,首先对基站的发射天线进行分组,然后利用空间调制系统在任何时刻只有一根天线工作而剩余的其他发射天线都不工作的特点,把一个复杂的MIMO无线移动通信的空间调制系统的信道矩阵化简成了一个只有M?K维的向量矩阵H,这就简化了计算过程。2、利用数学中的卡方分布近似求F分布的方法求得采用迫零线性预编码的天线分组空间调制系统误码率的闭合表达式,并对其进行仿真分析。结果表明,理论近似结果和仿真结果是非常接近的。最后分析了发射端的发送天线分组数K、接收端用户数M等参数对系统误码率造成的影响,并分析如何调整这些参数以便改善系统的性能。3、同样利用理论近似求出采用最小均方误差线性预编码的天线分组空间调制系统误码率闭合表达式,仿真验证了结果的正确性。通过对迫零(ZF)和最小均方误差(MMSE)两种线性预编码进行仿真分析发现,当接收端用户数M不变时,适当增加发射天线的分组数K可以改善系统的误码率性能。4、分析了采用天线分组的空间调制系统的传输性能,并对其进行优化。当每组的天线数都为两根时,它的传输率是最大的。最后进行了系统传输率的仿真分析,仿真结果表明了分析的正确性,并且它比传统的空间调制(SM)和广义空间调制(GSM)的传输性能都优越。
【关键词】：天线分组 MIMO 空间调制 预编码
【学位授予单位】：郑州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN911.3
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 1 绪论10-17
• 1.1 选题背景及研究意义10-13
• 1.2 研究现状及主要任务13-15
• 1.3 论文的主要研究内容及结构安排15-17
• 2 空间调制及预编码技术17-33
• 2.1 空间分集和空间复用技术17-19
• 2.1.1 空间分集技术17-18
• 2.1.2 空间复用技术18-19
• 2.2 空间调制及广义空间调制技术19-25
• 2.2.1 空间调制系统的调制原理19-22
• 2.2.2 广义的空间调制技术22-25
• 2.3 传统线性预编码技术25-32
• 2.3.1 系统模型26-28
• 2.3.2 实现原理及仿真分析28-32
• 2.4 本章小结32-33
• 3 基于天线分组的空间调制系统ZF预编码性能分析33-47
• 3.1 系统模型33-35
• 3.2 系统信道矩阵简化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 理论近似求误码率40-42
• 3.6 误码性能仿真分析42-46
• 3.7 本章小结46-47
• 4 基于天线分组的空间调制系统MMSE预编码性能分析47-64
• 4.1 系统模型47-49
• 4.2 最小均方误差预编码49-50
• 4.3 误码率理论计算50-52
• 4.4 误码性能仿真分析52-54
• 4.5 天线分组的空间调制线性预编码与传统空间调制性能比较54-56
• 4.6 天线分组的空间调制系统传输率及其优化问题56-58
• 4.7 天线分组的空间调制系统仿真分析及与SM、GSM性能对比58-63
• 4.8 本章总结63-64
• 5 总结与展望64-66
• 5.1 本文总结64-65
• 5.2 未来研究工作的展望65-66
• 参考文献66-69
• 个人简历、攻读硕士学位期间发表的论文69-70
• 致谢70

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 龚丽莎;尹露;龚赛丹;李磊;何旭;肖悦;;基于空间调制的天线选择和能效优化算法[J];电子科技大学学报;2014年04期

2 刘飞;易林;;非线性空间调制对两分量玻色-爱因斯坦凝聚孤子演化的影响[J];光电子.激光;2011年12期

3 刘文龙;王楠;金明录;;广义空间调制系统的稀疏检测算法[J];信号处理;2013年09期

4 宋茂忠;许宗泽;刘渝;;一种基于二维微波空间调制的通信跟踪系统[J];宇航学报;2008年01期

5 沈为民,时善进;紧凑型空间调制傅里叶变换光谱仪[J];半导体光电;2001年06期

6 候永宏;王丕超;向维;赵晓明;侯春萍;;空间调制系统的遍历容量分析(英文)[J];中国通信;2013年07期

7 郭明喜;贾冲;沈越泓;魏以民;侯兴康;;空间调制技术及其性能仿真[J];军事通信技术;2009年03期

8 吕群波;相里斌;黄e，

本文编号：562357