空时分组码在不同衰落信道的仿真与分析

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MIMO-OFDM系统空时分组编码性能仿真与分析

合，能够充分利用空域、频域、时域分集，有效地改善系统性能。关键词：多输入多输出；正交频分复用；空时分组编码；最大似然解码中图分类号：ＴＰ３９１．９；ＴＮ９１９．３文献标识码：Ａ文章编号：１６７４ — ８５２２（２０１３）０２ — ００２９ — ０５
／ｂ／，
空时分组编
码
～
Ｓ
— １蟹一
空时分组编
码
的归一化约束翻为∑ＩｈＩ＝ｎ √ ：１，２， …，ｒｔＲ。
图１ＭＩＭＯ系统模型
用ｎ ×１维列向量表示接收信号向量即ｒ＝［ｒ。ｒ２ … ｒｎ】，其中每个分量表示一个接收天线接收的信号。用ｎ ×ｌ维列向量表示每个天线的接收噪声向量凡，其分量都是零均值、具有相同方差的独立的复高斯随机变量。则接收向量可以表示为
本文阐述了ＭＩＭＯ系统模型的工作原理，ＭＩＭＯ系统可以看作若干个独立的并行子信道叠加。详细推导了空时分组编码和最大似然解码过程，建立了ＭＩＭＯ — ＯＦＤＭ二者结合的系统模型，给出了该系统的空时分组编码方案，运用Ｍａｔｌａｂ语言仿真分析了采用空时分组编码的ＭＩＭＯ — ＯＦＤＭ系统性能。
第１９卷第２期２０３年４月
江苏技术师范学院学报
ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＪＩＡＮＧＳＵＴＥＡＣＨＥＲＳＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＴＥＣＨＮ０Ｌ０ＧＹ

时选衰落信道中的坐标交织空时分组码

ＣＩＴＢＣｅｄｈｅｌａｄｉｇｎｒａｔｆｅｈｓｍｂｌｆｏｄｆｅｅｔａｔｎａ．ｉｋｓｔｅｂｓｆｔｅＳｓｎｓｔｅｒａｎｍａｉａｙｐｒｓｏａｙｏｒｍｉｒｎｎｅｎｓＴｈｓｍａｅｈｅｔｏｈｃｆ
ａａｚｄＡＣｒｕａＳＣ（ＳＣａｏｉｍｍｂｔｈｒｒｒｐｇｔｎａｄｂａｔａｅｏｍｃｇｉｎｌｅ．ｉｌＩＣＩ）ｌｒｈｔｃａｔｅｒｏａａｏｔｉａｅｒｒｒａｅａｙｃｒｇｔｏｏｅｏｐｉｎｏｎｎｘｐｆｎｎ
，
’ ａｎ７０４，ｈｎ）１０９Ｃｉａ＠ｓｈＤｏＩｆｒａ０ｃｅｎｎｉｅ礼Ｘｉｊ扎ｎｖｒｉ，ｒｍｃｉ８０４，ｈ（ｃ０ｌｆｎｏｔ扎Ｓｉｃ０ｄＥ９ｅｇｎｉ９ＵｉｅｓｔＵｕｈ，３０６Ｃｉｍｉｅｎ０
ＧｏｇＺｅｇｗｉＺａｇＴｉｉＬｈｏｇｎｎｈｎ－ｅ ① ｈｎａｙ① — ｕＺａ－ａ ① ＷａｇＬｅｕ￣ｎｉｊｎ－
① ｓｈｏｏｌｔｎｃａｄｎｏｍｔｎＥｇｅｉｘ’ ａｔｎｎｅｉ（ｃｏｌｆｅｒｉｎｆｒａｉｎｉｅｎ咒￣ｏｇＵｉｒｔＥｃｏｓＩｏｎｒ０ｏｖｓｙ
龚政委① 张太镒① 卢照敢① 汪烈军① ②
（交通大学电子与信息工程学院７０４西安）西安１０９ ②新疆大学信息学院８０４乌鲁木齐）（３０６摘要：为了提高空时分组码在时选衰落信道下的性能，该文提出了坐标交织空时分组码（ｏｒｉａｅＩｔｌｖｄＣｏｄｎｔｎｅｅｅｒａ

Rician衰落信道下空时分组码的性能分析

Rician衰落信道下空时分组码的性能分析张薇;吕振肃【摘要】基于Alamouti提出的BPSK调制下空时分组码在Rayleigh衰落信道中的码性能原理,推导出高阶(M-ary)调制下Rician衰落信道中空时分组码的符号差错率的最小距离球界,并进行计算机仿真分析了两信道下引入空时分组码的多天线系统中发射和接收天线的分集增益,发射天线数量的"地板效应"以及Rician因子K 对符号差错性能的影响.【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2006(029)011【总页数】4页(P1-4)【关键词】无线通信;空时分组码;分集;莱斯衰落;瑞利衰落【作者】张薇;吕振肃【作者单位】兰州大学,信息科学与工程学院,甘肃,兰州,730000;兰州大学,信息科学与工程学院,甘肃,兰州,730000【正文语种】中文【中图分类】TN911.221 引言近年来人们提到的新的信道编码技术——空时编码,由于其结合了编码、调制和分集技术以及在衰落信道下的良好性能而受到广泛关注。

1998年Alamouti[1]提出结合发射分集的空时分组编码(STBC)的概念后，Tarokh[2,3]等人在空时编码的编码、译码研究中作了大量的工作。

许多文献中通常都将空时编码技术用于准静态平坦Rayleigh衰落信道中，而实际移动通信中信源和信宿之间可能存在可视路径传播信号，信道中往往有直射路径，因此具有Rice分布的衰落信道更接近实际信道。

本文首先介绍了Alamouti提出的基于Rayleigh衰落信道下空时分组码的编译码原理和性能分析，着重分析了其在Rician衰落信道下码的性能，并推广到高阶调制下对各信道中码的性能进行比较。

2 空时分组码的系统模型Alamouti提出的两副发射天线的简单分集方案空时分组码，发射端首先采用M进制相位调制方案调制每一组m(m=log2M)个信息比特，得到k个调制信号(c1,c2,…,ck)作为传送的信息符号序列，送入编码器，在每一次编码操作中取两个调制符号c1和c2为一个分组，根据以下编码矩阵将他们映射到发射天线:(1)编码器的输出经两个连续码元周期从两根发射天线发射出去，在第一码元周期内，码组{c1,c2}同时从天线1和天线2分别发射。

MIMO信道空时码(STBC)性能仿真

t h11 t h21 Ht t hN r 1 t h12 t h22
×
的信道矩阵 H 表

t hN r2
h1tN t t h2 Nt t hN r Nt
表示 t 时刻从第 i 根发射天线到第 j 根接收天线的信道衰落系数。在 t 时刻，第 j 根
所以，分集增益是相同差错概率时的空间分集系统相对于无分集系统可以节省的发射功率，决定了差错率曲线随ＳＮＲ变化的斜率。编码增益则是相同分集增益和相同差错概率时的编码系统相对于无编码系统的功率增益的量度，决定了无编码系统的差错概率曲线相对于相同分集数时空编码得到的差错概率曲线的水平偏移程度。
ˆ1 arg min d 2 ( ~ ˆ1 ) x x1 , x
ˆ1S ) (x
ˆ2 arg min d 2 ( ~ ˆ2 ) x x2 , x
ˆ2S ) (x
因此这种码的最大似然检测器具有低译码复杂度，同时获得了满分集。 3.3 有多根接收天线的 Alamouti 方案
Alamouti 方案可以应用于发射天线数为 2 和接收天线数为与单接收天线的情况一样。第 j 根接收天线接收到的信号为：
《移动通信原理》课程论文
MIMO 信道空时码（ STBC ）性能仿真
摘要: 空时编码是达到或接近 MIMO 无线信道容量的一种有效的编码方式，它通过在时间上与空间上进行联合编码，使得在不同时刻从不同天线发送的数据具有一定的相关性（冗余），从而达到在不牺牲系统带宽的条件下，提高系统传输性能的目的。本文首先介绍了空时编码的基本思想。然后分析了空时编码的性能，最后给出了该编码方案的仿真结果图和结论。关键词 : 空时编码 STBC 仿真

衰落信道空间相关对空时编码性能的影响

彼此相关的，将在一定程度上影响通信系统的性能。结合差分空时编码方案研览该问题，以２个发射天线，这并１
个接收天线为例详细推导了空间相关衰落信道条件下，了该表示式的有效性。
０引言
近年来，空时编码技术受到了研究人员，工业
关衰落信道条件下，差分检测方案的性能，出了给空间相关瑞利衰落条件下。分检测方案误码率上差
界的解析表示式。
部门的广泛关注－２］因为它具有高分集增益和高ｌ－，－３编码增益的特点，而可以大大提高无线通信系统从的信息容量及数据速率。目前，于空时编码的大关
状态信息估计的差分检测技术。无论是空时编码还是差分空时编码技术，们人往往都假设各发射天线到各接收天线的瑞利衰落信道是独立的，这也是各种空时编码方案获得最大分
集增益的前提条件。然而，在实际环境中，由于阵
关键词：差分空时分组码；射分集；发差分检测
中图分类号：Ｔｇ１Ｐｌ
文献标识码：Ａ
文章编号：１０ —３１（０６００３１４２０）３—２ —２６
Ｉｆｕｎｃｆｓａｉｌｃｒｅａｅａｉｇｃａｎｌｎｅｅｏｐｔａｏｒｌｔｄｆｄｎｈｎｅｓｌｏｐｃ・ｉｌｃｏｓｎｓａｅｔｍｅｂｏｋｃｄｅ

MIMO系统中空时分组编码下的信道估计分析的开题报告

MIMO系统中空时分组编码下的信道估计分析的开题报告一、背景随着通信技术的不断发展，MIMO (Multiple-Input Multiple-Output) 系统在无线通信领域得到了广泛的应用。

MIMO系统主要利用多个天线进行信号传输和接收，使得系统的容量得到了大幅提升，从而提高了数据传输速率和通信质量。

空时分组编码 (Space-Time Block Coding，STBC) 是一种常用的MIMO传输技术，它能够利用多个天线对信号进行编码，并通过多径传输等效信道进行传输，从而提高系统的可靠性和抗干扰性能。

在STBC技术中，对于每个时刻，多个天线会同时发送不同的数据流，接收端则需要进行解码并估计信道信息以确定发送的数据。

由于MIMO系统中存在复杂的信道信息，因此对于信道的准确估计成为了系统性能的关键。

信道估计技术主要是利用发射端发送已知的信号，接收端根据接收到的信号进行估计。

在STBC技术中，由于存在时域和空域编码信息，因此需要进行时频域联合的信道估计，以提高估计的准确度。

二、研究内容本研究主要针对MIMO系统中STBC技术下的信道估计问题展开研究。

研究内容包括：1. 分析空时分组编码在MIMO系统中的工作原理和特点，以及信道估计的难点和挑战。

2. 探究时频域联合的信道估计方法，包括通过导频序列进行的最小均方误差（MMSE）估计和基于贝叶斯方法的估计等。

3. 进行仿真实验，比较不同的信道估计方法在STBC技术下的性能表现，评估其估计误差和系统容量等指标。

三、研究意义本研究将分析MIMO系统中STBC技术下的信道估计问题，探究时频域联合的信道估计方法，并进行仿真实验，有以下几方面的意义：1. 对于MIMO系统中的STBC技术有一个更深入的理解，了解信道估计的基本原理和挑战。

2. 探究时频域联合的信道估计方法，有利于提高信道估计的准确度和系统容量，为实际应用提供指导。

3. 通过实验比较不同信道估计方法的性能，可以为用户提供更可靠的通信质量和提升通信效率。

不同信道条件下空时格码方案性能研究

不同信道条件下空时格码方案性能研究本文首先分析了三維信道模型即IEEE802.16协议给出的SUI信道模型。

然后分析STTC2*2 QPSK的编解码原理，最后给出该空时编码方法在不同信道条件下的蒙特卡罗仿真。

标签：空时格码；比特差错率；SUI；多输入多输出；蒙特卡罗空时格码采用了分集技术和编码技术，可以联合优化分集增益和编码增益，有效对抗衰落、干扰和噪声。

最大的问题在于采用Viterhi译码复杂度按指数增加。

本文首先给出不同信道模型，主要是MIMO信道模型即IEEE802.16给出的SUI信道模型。

给出了STTC2*2 QPSK的编码方法和译码方法，最后给出STTC2*2QPSK在不同信道模型下的译码性能比较，详见章节3给}H的仿真图，这里使用了MATLAB软件和蒙特卡罗仿真方法。

1.编码方案这里给出双天线QPSK调制的STTC的编码方式对应的多项式：3.仿真与结果由上图可以看出相同相关性条件下多径数目越多误码性能越差，且相同多径条件下相关系数越大误码性能越好。

4小结本文主要给出考虑空域的三维无线信道建模，即IEEE802.16的SUI信道模型，接着给出空时格码的编解码原理，最后给出SUI信道下的误码性能比较，这里使用MATLAB软件和蒙特卡罗仿真方法，结论与理论基本一致。

参考文献：[1]吴伟陵，牛凯.移动通信原理[M]北京：电子工业出版社，2005[2]Arogyaswami Paulraj.lntroductionto Space-Time WirelesCommunw，ations[M].UK：Camhridge University Preas.2003[3]Hamid Jafarkhani.Space-Time Coding Theory and Practice.[M]. UK：Camhbridlge UniversityPress.2005[4]David Cesbert，Mansoor Shafi，Da-shan Shiu，From Theory to Practice：An Overviewof MIMO Space-Time Coded Wireless Systems. IEEE on selected areas in communications[J] v0121.no.3.april 2003[5]Tarokh，V. Seshadri，M Calderbank，A.R.Space-time codes for high data rate wirelessc，ommunication：performance cnterion and code construc，tion.IEEE Trans.lnform. Theory，[J].vol44，pp.744-765，Mar.1998[6]Ayman F. Naguih，Vahid Tarokh，Namhirajan Seshadri， A.Rohert CalderhankA Space-Time Coding Modem for High-Data-Rate Wireless Communications.Selected Areaslin inCommunications IEEE Joumalon [J]1998。

衰落信道下空时编码级联RS码的性能分析与研究

衰落信道下空时编码级联RS码的性能分析与研究包涛;梁永玲【摘要】The application of MIMO technology can remarkably increase the data rate of transmission, but many problems exist in the complex wireless communication environment, including multi-path fading, random noises, burst errors, and so forth. We believe that the combination of space-time codes with channel coding technique of the MIMO system can improvethe data rate and assure the communication quality simultaneously. A novel concatenated code of full-rank space-time code as the inner code and RS as the outer code is constructed, and the performance of this concatenated code is quantitatively analyzed under Rayleigh and Rice fading channels. The simulation results and their analysis show preliminarily that this novel concatenated code, compared with the space-time code, can re-duce the BER and loss of diversity gain and coding gain under fading channels, especially at high channel signal-to-noise ratios.%MIMO系统虽可有效提高数据传输速率，但在极其复杂的无线信道环境下，信号除受多径衰落和随机噪声的影响，还伴有突发性差错。

MIMO-OFDM系统空时编码技术的仿真研究解析

毕业设计（论文）MIMO-OFDM系统空时编码技术的仿真研究院别计算机与通信工程学院专业名称通信工程班级学号*******学生姓名杨虎指导教师黄力群2013年6月6日MIMO-OFDM系统空时编码技术的仿真研究摘要多输入多输出(MIMO)技术作为近年来无线通信传输技术研究中最大的突破之一，其利用多信道传播，可以极大改善无线通信的频谱效率和通信可靠性，越来越成为无线通信领域研究中的热点。

OFDM技术是一种能够有效解决由于多径造成符号间干扰问题的传输手段。

将OFDM和MIMO这两种技术相结合，就能达到两种效果：一是系统获得很高的传输速率，另一种是通过分集获得更高的可靠性。

所以，MIMO信道的建模与仿真是MIMO理论研究中的重要内容。

本文详细介绍了MIMO系统理论，对不同发射和接收天线下，MIMO的系统容量进行仿真分析。

从仿真结果中看出增加发射和接收天线的数目均能提高系统容量。

同时也详细介绍了OFDM系统的基本原理及优缺点，空时信道的模型，空时编码的系统结构和编码方法，给出了空时编码与MIMO-OFDM相结合的系统框图。

最后主要介绍空时编码技术与MIMO-OFDM系统的结合，从理论上对其性能进行分析，并进行仿真分析。

分析结果表明STBC-OFDM-MIMO系统具有相对简单的编译码算法和较好的性能、有效地对抗多径衰落以及更高的传输速率和频谱效率。

关键词：MIMO-OFDM，信道容量，空时编码，STBC-OFDM-MIMOSimulation of MIMO-OFDM System with Space-time Coding TechnologyAuthor：Yang HuTutor：Huang LiqunAbstractMultiple-input multiple-output (MIMO) wireless communication transmission technology in recent years as the biggest breakthrough in the technology, one of the use of multi-channel transmission, can greatly improve the spectrum efficiency of wireless communication and communication reliability, the wireless communication field increasingly research hotspot. OFDM technology is an effective solution to the multipath problem of intersymbol interference caused by the transmission means. Both the OFDM and MIMO technology, can achieve two effects: one system to obtain a high transmission rate, the other one is obtained by diversity higher reliability. Therefore, MIMO channel modeling and simulation of MIMO theoretical studies are important.This paper describes the MIMO system theory, under different transmit and receive antennas, MIMO system capacity simulation analysis. Seen from the simulation results to increase the number of transmit and receive antennas can improve the system capacity. Also described in detail the basic principles of OFDM system advantages and disadvantages, space-time channel model, space-time coding system structure and encoding method, gives the space-time coding and MIMO-OFDM system block diagram combined. Finally introduces space-time coding techniques and the combination of MIMO-OFDM system, its performance is theoretically analyzed, and simulation analysis. The results show that STBC-OFDM-MIMO system has a relatively simple encoding and decoding algorithms and better performance, effective against multipath fading and higher transmission rates and spectrum efficiency.KeyWords:MIMO-OFDM，Channel Capacity，Space-time Coding，STBC-OFDM-MIMO目录1 绪论 (1)1.1课题的研究意义 (1)1.1.1 MIMO技术简介 (1)1.1.2 信道建模的必要性 (2)1.2选题意义和研究内容 (3)1.3本文的结构 (4)2 MIMO系统的容量分析 (5)2.1MIMO系统模型 (5)2.2MIMO系统容量分析 (7)2.3发送端信道容量的比较 (10)3 MIMO-OFDM原理 (11)3.1OFDM技术基础 (11)3.2OFDM的基本原理 (12)3.3OFDM的关键技术 (14)3.3.1 保护间隔和循环前缀 (14)3.3.2 信道估计技术 (14)3.3.3 同步技术 (14)3.3.4 信道编码和交织技术 (14)3.4OFDM的优缺点 (15)3.5MIMO-OFDM系统结构 (16)4 发射分集与空时编码技术 (18)4.1发射分集技术 (18)4.1.1 分集种类 (19)4.1.2 分集合并方法 (19)4.1.3 发射分集 (20)4.2空时编码技术 (21)4.2.1 分层空时编码（BLAST） (21)4.2.2 空时网格编码（STTC） (23)4.2.3 空时分组编码（STBC） (24)5 基于STBC的MIMO-OFDM系统设计 (29)5.1STBC-MIMO-OFDM系统模型 (29)5.2STBC-MIMO-OFDM系统性能分析 (30)5.3STBC-MIMO-OFDM通信系统设计 (31)5.3.1 系统仿真参数 (31)5.3.2 系统性能仿真 (32)结论 (34)致谢 (36)参考文献 (37)附录 (39)附录A英译汉 (39)附录B仿真程序部分源代码 (47)1 绪论1.1 课题的研究意义1.1.1 MIMO技术简介近年来，因特网和移动通信快速发展，在第三代蜂窝移动通信中已经有一部分引人了多媒体数据和无线因特网业务。

空时分组码在Nakagami衰落下的信道容量

空时分组码在Nakagami衰落下的信道容量
杨丽;肖丽萍
【期刊名称】《无线电工程》
【年(卷),期】2005(035)011
【摘要】空时编码技术将信道编码技术和天线分集技术结合,在不牺牲带宽的情况下,大幅度地增加了无线通信系统的信道容量,而Nakagami衰落信道能够准确表示实际衰落环境.基于此研究了空时分组码在Nakagami衰落下的信道容量.首先将Nakagami信道等效为一个m分集系统通过瑞利信道,推导出Nakagami衰落下空时分组码瞬时信噪比的概率密度函数表达式,进一步推出Nakagami衰落下空时分组码信道容量的表达式,并对其进行了仿真和分析.
【总页数】3页(P11-13)
【作者】杨丽;肖丽萍
【作者单位】燕山大学信息科学与工程学院,秦皇岛,066004;燕山大学信息科学与工程学院,秦皇岛,066004
【正文语种】中文
【中图分类】TN911.22
【相关文献】
1.Nakagami衰落上空时分组码的香农容量 [J], 耿晓娜;李光球
2.Nakagami-m衰落信道下空时分组码的性能估计 [J], 王旭东;岳殿武;刘其中;林斌
3.Nakagami信道中空时分组码的性能分析 [J], 周平;殷奎喜;赵华
4.Rice衰落下RS码级联空时分组码系统的性能分析 [J], 黄海燕;马晴
5.空时分组码在PPM调制下的信道容量 [J], 李静
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非高斯噪声衰落信道中空时编码性能的研究的开题报告

非高斯噪声衰落信道中空时编码性能的研究的开题报告题目：非高斯噪声衰落信道中空时编码性能的研究一、研究背景和意义随着移动通信的快速发展，信道环境变得越来越复杂。

在高速移动和遮挡严重的情况下，信道会发生衰落，使得通信信号在传输过程中发生失真，导致误码率增加。

空时编码是一种有效的技术，可以提高通信系统的容错性能和抗干扰能力。

然而，传统的空时编码算法都是基于高斯噪声信道的假设，而实际信道中的噪声往往是非高斯分布的。

因此，研究非高斯噪声衰落信道中空时编码的性能具有重要意义。

二、研究内容和方案本研究旨在对非高斯噪声衰落信道中的空时编码性能进行研究。

具体内容包括：1. 对非高斯噪声信号进行建模：从理论上解释非高斯噪声的特性及其对通信系统的影响，并提出相应的数学模型。

2. 分析空时编码算法的适用性：研究传统空时编码算法在非高斯噪声信道中的表现，探究其优缺点。

3. 提出适合非高斯噪声信道的空时编码算法：根据非高斯噪声信道的特性和传统空时编码算法的不足，提出一种适合非高斯噪声信道的空时编码算法，并探究其优化方法。

4. 系统仿真与性能评估：利用MATLAB对提出的新算法进行仿真模拟，并与传统算法进行对比，评估其在非高斯噪声信道中的性能表现。

三、研究意义和贡献本研究将填补在非高斯噪声衰落信道中空时编码的研究空白，为改善移动通信的抗干扰能力提供新的思路和方法。

具体贡献如下：1. 控制非高斯噪声衰落信道的影响，提出一种适合非高斯噪声信道的空时编码算法。

2. 通过仿真实验，验证新算法的性能表现。

3. 增强移动通信系统的容错性和抗干扰性能，推动移动通信技术的发展。

四、研究进度安排1. 第一阶段（1个月）：研究非高斯噪声衰落信道及其对通信系统的影响，建立非高斯噪声信号的数学模型。

2. 第二阶段（2个月）：分析传统空时编码算法在非高斯噪声信道中的表现，提出一种适合非高斯噪声信道的空时编码算法，并探究其优化方法。

3. 第三阶段（3个月）：利用MATLAB对提出的算法进行仿真模拟，并与传统算法进行对比，评估其在非高斯噪声信道中的性能表现。

MIMO—OFDM系统中空时编码的仿真研究

频谱资源，同时，ＯＦＤＭ将总带宽分割为若干个窄带子载波，可以有效地抵抗频率选
择性衰落并且在每个子信道上进行窄带调制和传输，能够减少子信道间的相互干扰。
ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ
ＩｎｐｕｔＭｕｌｔｉｐｌｅ
Ｏｕｔｐｕｔ）技术充分开发空间资源，利用多个天线实
现多发多收，在不增加带宽和天线发送功率的情况下，可以成倍地提高信道容量和频
ｐｒｅｓｅｎｔ
ｔｈｒｅｅｃａｔｅｇｏｒｉｅｓ：ｌａｙｅｒｅｄｓｐａｃｅ－ｔｉｍｅｃｏｄｅｓｍａｉｎｌｙｈａｖｅ
ｃｏｄｅａｎｄｓｐａｃｅ—ｔｉｍｅｂｌｏｃｋｃｏｄｅｓ・Ｔｈｅｓｐａｃｅ—ｔｉｍｅｃｏｄｅｓ，ｓｐａｃｅ－ｔｉｍｅｌａｔｔｉｃｅｓｐａｃｅ—ｔｉｍｅＢｌｏｃｋＣｏｄｅ
ｃｏｄｅ，ＳＴＢＣ，ＯＳＴ８Ｃ
ｍ
声
明
本学位论文是我在导师的指导下取得的研究成果，尽我所知，在本学位论文中，除了加以标注和致谢的部分外，不包含其他人已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得任何教育机构的学位或学历而使用过的材料。与我一同工作的同事对本学位论文做出的贡献均己在论文中作了明确的说明。
ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｈａｓｇｒｅａｔｌｙｉｍｐｒｏｖｅｄ：ｔｈｅ
ｔｏｔｈｅ王】订ｅ
ｏｆ
ｔｗｏ－ｄａｙｌａｕｎｃｈｉｎｇａｃｃｅｓｓｉｏｎ
ｏｆｓｐａｃｅ—ｔｉｍｅｃｏｄｉｎｇ
Ｄ驯ｓｙｓｔｅｍ
ｅｒｒｏｒ
ｐｅｒ细－ｍａｎｃｅ
ｉｓｓｕＤｅｒｉ
Ｑｒ
ｔｏｓｌｎｇｌｅ－ａｎｔｅｎｎａａｃｃｅｓｓｉｏｎｔｏｔｈｅｌａｕｎｃｈｏｆｔｈｅｓｐａｃｅ—ｔｉｍｅｃｏｄｉｎｇＯＦＤＭｓｙｓｔｅｍ
ｔｈｅｄｉｖｅｒｓｉｔｙ

空时分组码技术分析与仿真

较好的频谱有效性和功率有效性。后来，．ＡａｕｉｓＭ．ｌｍｏｔ发现了一种简单的发射分集技术一正交发射分集网在此分集技，
杂，在天线数目较多和发射速率较高时，收机的结构变得接
极其复杂而难于实现。（）３空时分组编码技术（ＴＣ。由于ＳｒＳＢ）ＴＣ的编译码比较复杂，后来，ｌｍｏｔＳＭ．Ａａｕｉ．发现了一种简单的发射分集技
空时编码的模型最早是由美国的ＬｃｎＢｌ实验室提 ‘调制（Ｃ为基础，ｕｅｔｅｌＴＭ）具有很高的编码增益和分集增益，能够
出，并于１９年提出了在无线通信中用多元天线构造的分９６
有效抵抗衰落和抑制干扰及噪声。但其缺点是编译码算法复
层空时结构在此基础上他们开发出了ＢＡＴ试验系统。，ＬＳ
随后，国Ａ＆Ｔ实验室的ＶａｉＴｒｋ此启发下，美Ｔｈｄａｏｈ在首先提出空时码（Ｔ）ｓｃ概念圄信号在时间域和空间域上都引入编，码就称之为空时码。空时码集发射分集和编码于一体，具有
术，此分集技术中采用了简单的正交分组编码。在此基础在上，国Ｃｄｎｅ公司的研究人员提出了一种基于正交设计美ａｅｃ
术中他实际上采用了简单的正交分组编码，后来被归纳为空
时分组码（Ｔ）ＳＢＣ。１空时编码技术概括起来空时编码技术大致可分为三类：
ＭＡＴＬＡＢ．ｅｓｕａｉｎｒｓｌｈｗａｒａｌｒｖｅｓｓｅｐｒｒａｃｎＳＴｈｉｌｔｅｕｔｓｏｔｔｅｔｉｏｅｔｙｔｍｅｆｍｎｅｏＴＢＣｓｓｅａｄｔｉｙｔｍｓａａｌｂｅｔｍｏｓｈｇｙｍｐｈｏｙｔｍｎｈｓｓｓｅｉｖｉｌａｏ

正交空时分组码在瑞利衰落信道下的性能

computersimulation近年来人们提出了一种新的信道编码技术空时编码技术该方法将编码调制发送和接收分集有机地结合有效地提高了衰落信道下系统的抗噪声性能alamouti提出了一种简单的分集方法采用两副天线发送一副天线接收获得与一副天线发送两副天线接收相同的分集收益diversityadvantagealamouti工作的基础上将正交编码的方法结合这种简单的分集技术提出了正交空时分组码stbc并研究了其编码和译码方法tarokh还利用仿真的方法给出了若干正交空时分组码的性能曲线stbc的一个显著的特点是各天线发射的信号之间正交这不仅能够保证在平坦的慢衰落信道下获得最大的分集增益而且还可以降低译码复杂度空时编码很适用于当前和将来3g的固定无线接入和移动通信系统的高速下行信道本文旨在研究空时分组码在不同的调制方式下的误码性能以期为空时编码技术的应用打下基础空时分组码的多天线系统模型假设无线通信系统其发射端配置nt接收端配置nr副天线定义nt码矩阵为式1其中时刻从第nt副天线发射出去的信个调制符号c1c2ck和它们共轭副发送天线到第j副接收天线的衰落系数对于准静态rayleigh衰落信道信道的衰落系数可以表示为hjic时隙收到的信号接收机从接收天线阵获得接收信号矩阵对所有码字对hjic得到使判决式最小的码字集完成了最大似然译接收端瞬时信噪比的分析以alamouti提出的两副发送天线stbc的正交矩阵x2x1x2hj1hj22副发送天线信号加入的噪声方差均为n0设各信源符号发送的符号能量相同均为esesn0构造产生两个判决统计珘x1可以推证对于编码矩阵发送天线nr副接收天线的空时编码系统接收端等效为个时刻独立的输出支路可以得到各输出支路接收信噪比均为snrresn0发送信号序列c1c2ck时发送的总能量为etotntkesc1c2总能量etotke0限定情况下nt其中e0为每个符号能量在接收端接收到的关于符号ck的能量为er瑞利衰落下空时分组码性能分析采用最小距离球界可得到awgn信道条件下瞬时误码率上界peinst其中dr为接收星座的最小距离假定使用的信号星座满足err对于给定星座为常数er为接收信号平均功率erpn10这样可得瞬时误码率上界为peinste0ntn011由于复信道衰落系数hj是均值为0方差为的独立性复高斯随机变量其幅度成瑞利分12由序列hj的独立性假设通过简单的积分运算便可以得到瑞利衰落条件下

正交空时分组编码的仿真与分析

*****************实践教学*****************兰州理工大学计算机与通信学院2013年春季学期创新课程设计题目：正交空时分组编码的仿真与分析专业班级：姓名：学号：指导教师：成绩：作为一种新的通信信号处理技术和方法,自从空时编码提出以来,全球无线通信领域内掀起了研究空时编码的热潮。

本次设计采用正交空时分组编码对无线通信的特性进行仿真与分析。

数据经过空时编码后,编码数据分为多个支路数据流,分别经过多个发射天线同时发射出去；接收端的最大似然译码可以通过把不同天线发射的数据解偶来得到更简单的实现形式,利用的是空时码字矩阵的正交性从而得到基于线性处理的最大似然译码算法。

最后利用MALAB软件绘制各种情况下的信噪比和误比特率图形。

关键词：信号处理；无线通信；空时分组；最大似然前言 (1)一、基于MIMO的空时编码的基本原理 (2)1.1MIMO技术简介 (2)1.2瑞利衰落 (2)1.3空时编码技术 (3)1.4空时编码技术及其分类 (4)1.4.1空时发射分集(STTD) (4)1.4.2正交发射分集(OTD) (5)二、空时分组编码和译码的实现与仿真 (6)2.1空时分组编码 (6)2.2空时分组编码和译码 (6)2.2.1空时分组编码器的实现 (6)2.2.2空时分组译码器的实现 (6)2.3仿真结果及分析 (10)2.3.1 MPSK调制的仿真函数 (10)2.3.2 最大似然检测的仿真函数 (11)2.3.3 瑞利衰落信道的仿真函数 (11)2.3.4 两根接收天线数目的仿真结果 (12)总结 (13)参考文献 (14)致谢 (15)附录 (16)作为一种新的通信信号处理技术和方法,自从空时编码提出以来,全球无线通信领域内掀起了研究空时编码的热潮,除了对如何构造空时编码和空时编码与其他信道编码方式如Turbo 码相结合方面的研究外,许多和工程应用紧密联系的研究方向正在形式.当前虽然关于空时编码的构造和应用有了一些成果,但是这些理论大多假设信道是准静态、平衰落的,各衰落路径也是假设是相互独立的,而实际信道为频率选择性衰落、快变化以至各衰落路径有可能相关,所以为了推动空时编码技术的实用性,有必要对空时编码在信道为频率选择性衰落、快变化以至各衰落路径相关的情况下的性能以及相应的改进措施进行理论和实践研究. 同时,如何将空时编码和第三代移动通讯的标准相结合,研究在CDMA ,WCDMA 环境下空时编码技术的性能以及和其他技术如多用户检测技术的结合目前也吸引了不少的研究人员进行研究,如空时编码和OFDM等通讯技术的结合,使其适用于宽带无线通讯系统。

空时编码的性能分析和编码设计准则

空时编码的性能分析和编码设计准则一、概述多入多出(MIMO)技术是无线通信领域智能天线技术的重大突破。

MIMO技术能在不增加带宽的情况下成倍地提高通信系统的容量和频谱利用率。

普遍认为，MIMO将是新一代无线通信系统必须采用的关键技术。

而使用空时编码（STC）是达到或接近MIMO无线信道容量的一种可行、有效的方法。

空时编码是一种用于多发射天线的编码技术。

该编码在多根发射天线和各个时间周期的发射信号之间能够产生空域和时域的相关性。

这种相关性可以使接收机克服MIMO信道衰落并且减少发射误码。

对于空间未编码系统，空时编码可以在不牺牲带宽的情况下，起到发射分集和功率增益的作用。

空时编码在编码结构上有多种方法，包括空时分组码（STBC），空时网格码（STTC），空时tuber网格码，分层空时码。

所有这些编码方案的核心思想是使用多径能力来获得较高的频谱利用率和性能增益。

二、基本概念1．多径传播在蜂窝移动无线环境中，周围的物体（包括静止的和移动的）对无线电波会起到反射的作用，接收天线收到的信号是从不同方向经过不同迟延的各个信号的叠加。

根据其随机相位的不同，对接收信号会起到加强或减弱的作用。

这种由于信道的时时变多径特性引起的接收信号幅度上的波动称为信号衰落。

在多径传播的无线信道中，我们基本上可以认为信道的统计特性服从瑞利衰落。

2．多普勒频移由于发射机和接收机之间的相对运动，每个多径波的频率都会发生一定的偏移。

这种由于相对运动引起的接收信号的频率偏移叫多普勒频移。

多径传播迟延环境中的多普勒频移就会展宽多径信号的带宽。

因此，单频发射信号由于多普勒频移会引起接收信号的频谱宽度非零，这种现象称为频率色散。

3．分集技术在无线移动通信中广泛使用分集技术来减小多径衰落的影响，并且在不增加发射功率或牺牲带宽的情况下提高传输的可靠性。

分集技术在接收端需要接收发射信号的多个样本信号，每个接收信号携带相同的信息，但是在衰落统计特性上具有较小的相关性。

空时码在Nakagami衰落信道下性能分析

１９９８年，ｌｏｔ提出了一种非常简单的２支路Ａａｕｍｉ发射分集方案。理论分析和仿真结果表明，当使用１副接收天线时，这种发射分集方案所获得的分集增益与使用１副发射天线、２副接收天线、接收端采用最大比值合并ＭＲＲＣ时，所获得的分集增益相同。而且这种发射分集方案很容易推广到２副发射天线 Ⅳ 副接
Ａｎｌｓｓｏｐｃ－ｉｅＣｏｅｖｒｔｅＮａａａｉＦａｉｇＣｈｎｅｓａｙｉｆＳａｅｔｄｓｏｅｈｋｇｍｄｎａｎｌｍ
ＦＥＮＧａｇｙｎ，ｎＧｕｎ－ａＧＥＹｏｇ
（ｈｉｈａｇＣｍａｄｎｃｏｌｆ￡ＣｉｓＰｏｌ’ ｒｅｏｃＦｒ，ｈｉｈａｇＨｂ５０１Ｃｉ）ＳｉｚｕｎｏｍｎｉＳｈｏｏｈｅｅｐｓｍｄＰｌｅｏｃＳｉｚｕｎｅｅ００６，ｈａｊａｇｎｅｅＡｉｅｊａｉｎ
数的变化对系统误比特性能的影响。
关键词正交空时分组码；集；ａａａｉ落分Ｎｋｇｍ衰
中图分类号Ｔ９Ｎ２文献标识码Ａ文章编号１０ — １６２０）６— ００３０３３０（０７００２ —０
ＡｂｔａｔＢａｅｎｓｕｙｎｈｅｏｍａｅｏａｕｉｓｗｏｔａｓｔｄｖｒｉｃｅｏＳｍｏｕａｉｎｏｅｙｅｇａｉｇｓｒｃｓｄｏｔｄｉｇｔｅｐｒｒｎｃｆＡｌｍｏｔ’ ｔｒｎｍｉｉｅｓｔｓｈｍｅｆｒＢＰＫｄｌｔｖｒＲａｌｉｈｆｄｎｆｙｏｃａｎｌｗｅａａｙｅｈｒｏｒｂｂｌｔｆｓｃ —ｉｌｃｏｅａｄｄｒｖｄｔｅｍｉｉｍｉｔｎｅｓｈｒｏｎｆｔｅｓｍｂｌｅＴｒｒｔｒｈｎｅｓ，ｎｌｚｄｔｅｅｒｒｐｏａｉｙｏｐａｅｔｉｍｅｂｏｋｃｄｅｅｈｎｍｕｄｓａｃｐｅｅｂｕｄｏｙｏｌｏａｅｆｎｉｈｏＭＰＳＫｄｌｔｎｏｅｋｇｍｉｆｄｎｎｖｒｎｎ．ｉｌｔｎｄｍｏｓｒｔａｅｏｄｐｒｏａｃｆｓｃ —ｉｌｃｃｄｙｕｉｇｍｏｕａｉｖｒＮａａａａｉｇｅｉｏｍｅｔＳｍｕａｉｓｅｎｔａｅｔｔｔｇｏｅｒｎｅｏｐａｅｔｏｏｈｈｆｍｍｅｂｏｋｏｅｂｓｎｍｕｔｌａｓｉａｔｎｓａｄｒｃｉｅａｔｎａｖｒｔｅＮａａａａｉｇｃａｅｓ．ｌｉｅｔｎｍｔｎｅｎａｐｒｎｅｅｖｎｅｓｏｅｈｋｇｍｉｆｄｎｈｎｌ

空时码在衰落信道中性能优化的研究的开题报告

空时码在衰落信道中性能优化的研究的开题报告一、选题背景及意义在现代通信系统中，衰落信道是无法避免的问题，特别是在温度变化剧烈或有障碍物遮挡的环境下，衰落信道将对通信系统的性能产生很大的影响。

为了提高通信系统在衰落信道中的性能，引入了空时码技术。

空时码技术是一种通过利用多个天线来并行传输多个数据流的技术。

该技术可以提高信道容量，减少误码率，提高系统的鲁棒性，因此在现代通信系统中得到了广泛应用。

然而，由于衰落信道的存在，空时码技术在传输量大、误码率高的情况下，也会出现性能下降等问题。

因此，空时码在衰落信道中性能优化的研究具有重要的意义。

二、研究内容本研究将以空时码技术为研究对象，结合衰落信道的特性，探究如何在衰落信道中优化空时码的性能。

具体的研究内容包括以下几个方面：1. 空时码技术的基本原理及优势分析本部分将阐述空时码技术的基本概念和原理，并重点分析其在减少误码率、提高传输效率等方面的优势，以及在衰落信道中的运用。

2. 衰落信道效应的分析由于衰落信道存在多径效应、衰落参数变化等特性，本部分将分析这些效应对空时码技术在衰落信道中的信号传输性能的影响。

3. 空时码技术在衰落信道中性能优化方法的研究本部分将着重探究如何通过空时编码、信道预测和补偿等手段来优化空时码在衰落信道中的性能，以达到提高系统的传输效率、降低误码率的目的。

4. 算法设计与仿真实验该部分将设计针对空时码在衰落信道中的优化算法，并进行仿真实验来验证算法的有效性。

三、研究计划及预期结果本研究计划在3年内完成，第一年主要是研究相关文献和理论基础，第二年将重点考察空时码技术在衰落信道中的性能优化方法，进行相关算法的设计和仿真实验，第三年将主要是数据分析和论文写作。

预期结果包括：1. 建立针对空时码在衰落信道中性能优化的理论框架。

2. 提出一种有效的算法来优化空时码在衰落信道中的性能。

3. 开展仿真实验来验证算法性能，评估优化效果。

4. 出版相关学术论文，推动空时码技术在衰落信道中的应用。