正交空時分組編碼的仿真與分析法

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1、實踐教學(xué)2013年春季學(xué)期創(chuàng)新課程設(shè)計題目：正交空吋分組編碼的仿真與分析專業(yè)班級：姓名：學(xué)號：指導(dǎo)教師：成績：摘要木設(shè)計主耍是對空時分組碼在各種衰落信道下的性能的分析，利用接收天線處信噪比的分布求出系統(tǒng)的誤碼率性能。主要是當(dāng)前比較熱門的幾種空時編碼方案在瑞利信道下，在MPSK調(diào)制方式下的誤碼率性能。另外，設(shè)計對仿真過程中隨機變量的產(chǎn)生也做了深入的研究和總結(jié)。木設(shè)計用Matlab軟件對整個通信過程進(jìn)行了仿真，利用仿真來驗證理論推導(dǎo)的正確性。本文的最后以曲線的形勢給出了各種條件下空時分組碼的誤碼率性能，既可以加深對空時編碼的認(rèn)識，又可以對實際中在不同情況

2、下對空時編碼方案的選擇起到理論指導(dǎo)作用。結(jié)果驗證了空時分組碼能夠大幅度提高無線傳輸?shù)恼`碼率性能，同時系統(tǒng)的頻帶利用率也遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)的單天線系統(tǒng)。目錄一,Z_.■Y?Vnun1一、空時編碼概述22.1、空時編碼定義22.2、空時編碼的應(yīng)用前景22.3、空時編碼的研究現(xiàn)狀及發(fā)展方向22.4、空時編碼的分類3二、基本原理52.1、空時分組編碼的原理2.1.1、空時分組編碼的概念52.1.2、空時分組編碼的系統(tǒng)模型52.1.3空時分組編碼的原理62.2、最大似然譯碼的原理2.3、MIMO系統(tǒng)102.3.1、MIM0信道模型102.3.2、MTM0系統(tǒng)模型112

3、.4、瑞利衰落信道11三、仿真結(jié)果133.1MPSK調(diào)制的仿真函數(shù)133.2最大似然檢測的仿真函數(shù)133.3瑞利衰落信道的仿真函數(shù)133.4兩根接收天線數(shù)冃的仿真結(jié)果14總結(jié)15參考文獻(xiàn)16致謝17附錄1841、?刖5移動通信是現(xiàn)代通信屮不可缺少的組成部分?，F(xiàn)代移動通信的發(fā)展始于20世紀(jì)20年代，但一直到70年代才迎來了移動通信蓬勃的發(fā)展。它是目前最具發(fā)展前途的一種通信方式。它的發(fā)展與普及改變了社會，也改變了人類的生活方式。隨著因特網(wǎng)和多媒體應(yīng)用在下一代無線通信中的集成，寬帶高速數(shù)拯通信服務(wù)的需要止不斷增長。由于可用無線頻譜資源的有限性，高速數(shù)據(jù)傳輸

4、只能通過高效的信號處理實現(xiàn)。信息領(lǐng)域的研究表明在無線通信中使用MIMO（多輸入多輸出）系統(tǒng)可以顯著提高通信容量和誤碼率性能。非常適合下一代移動通信屮高速率業(yè)務(wù)的要求。它利用空間增加的傳輸信道，在發(fā)射端和接收端采用多天線同時發(fā)射和接收信號。它能夠克服傳統(tǒng)通信系統(tǒng)中存在的多徑衰落因素的影響，有效利用隨機衰落和可能存在的多徑傳播來提高傳輸性能，另外，由于各發(fā)射天線同時發(fā)送信號占用同一個信道，所以在不增加帶寬的情況下系統(tǒng)頻譜利用率也會由大郵的捉高。、空時編碼概述2.1、空時編碼定義空時編碼的基本理論是由Foschini、Seshadri和Calderbank

5、于1998年提出。在基于瑞利衰落信道、信道有大量的散射休、信道系數(shù)無關(guān)、最優(yōu)編解碼、發(fā)射端信息在接收端準(zhǔn)確可知的假設(shè)下，從理論上證明了在接收和發(fā)射端均使用多天線可使傳輸性能大幅提高和信道容量成倍增加，即在Nt個發(fā)射天線，和Nr個接收天線的MIMO系統(tǒng)屮，信道容量隨著Min(Nt,Nr)線性增加，這一結(jié)論引發(fā)了MIM0技術(shù)研究的浪潮，從此，空時編碼和相關(guān)的MIMO信號處理技術(shù)便在無線通信領(lǐng)域取得了飛速發(fā)展和廣泛應(yīng)用。具體表現(xiàn)在：空時編碼技術(shù)已經(jīng)在移動通信和寬帶固定無線接入屮被采用,CDMA2000系統(tǒng)中采用了多種傳輸分集技術(shù)，多載波發(fā)送分集、正交發(fā)送分

6、集和空間擴頻傳輸分集；WCDMA提案中下行發(fā)射分集采用時間切換發(fā)送分集和空時發(fā)送分集。2.2、空時編碼的應(yīng)用前景眾所周知,第三代3G及一代無線通訊系統(tǒng)的主要目的Z—就是為移動和靜止用戶提供寬帶接入，實時的多媒體業(yè)務(wù)如視頻會議所要求的數(shù)據(jù)速率將會是現(xiàn)在無線技術(shù)所能提供速率的兩到三倍以上，速率可能要求高達(dá)2Mb/s以上而很明顯，使用多個發(fā)射或接收天線可以取得更高的頻譜效率.這樣在多徑衰落無線信道中使用多個發(fā)射天線結(jié)合空時編碼技術(shù)就很有可能提供功耗和頻譜效率的最佳折中?而事實上也的確如此，空時編碼技術(shù)和多個發(fā)射天線的信號處理技術(shù)最近已經(jīng)被第三代蜂窩移動通訊

7、標(biāo)準(zhǔn)如CDMA2000和W2CDMA所采納，另外,也被建議應(yīng)用到無線地環(huán)路及廣域分級接入中去.具體地說,空時編碼技術(shù)可以結(jié)合當(dāng)前的窄帶TDMA蜂窩移動通訊系統(tǒng),使系統(tǒng)的傳輸速率得到大大提高;它也可以通過抑制干擾大大捉高無線通訊系統(tǒng)的容量或吞吐量;另外,它還可以結(jié)合OFDM等通訊技術(shù)用于寬帶無線通訊系統(tǒng).所以，空時編碼技術(shù)在未來的無線通訊系統(tǒng)屮包括寬帶固定無線接入FWA、無線局域網(wǎng)LAN甚至蜂窩移動通信系統(tǒng)屮也冇著廣闊的應(yīng)用前景。2.3、空時編碼的研究現(xiàn)狀及發(fā)展方向作為一種新的通信信號處理技術(shù)和方法，自從空時編碼提出以來，全球無線通信領(lǐng)域內(nèi)掀起了研究空

8、時編碼的熱潮，除了對如何構(gòu)造空時編碼和空時編碼與其他信道編碼方式如Turbo碼相結(jié)合方面的研究外，許多和工程