Turbo空時(shí)碼在MIMO無線通信系統(tǒng)中的應(yīng)用研究.pdf

1、　　高數(shù)據(jù)速率、高可靠性的數(shù)據(jù)傳輸將成為未來無線通信的主流。為保障移動(dòng)環(huán)境下數(shù)據(jù)的可靠傳輸,需要采用各種各樣的有效的差錯(cuò)控制技術(shù)。Turbo碼的出現(xiàn)是糾錯(cuò)碼領(lǐng)域的一個(gè)重要突破,由于Turbo碼在接近Shannon限的低信噪比下仍然具有較低的誤比特率性能,所以近幾年成為編碼理論界研究的熱門領(lǐng)域,在下一代移動(dòng)通信系統(tǒng)的開發(fā)中,Turbo碼被普遍認(rèn)為是高速數(shù)據(jù)通信的糾錯(cuò)編碼方式。為了提高系統(tǒng)的接收性能,還需要充分利用移動(dòng)多徑環(huán)境下分集接收所帶

2、來的空間分集增益?；贛IMO技術(shù)的時(shí)空編碼技術(shù)是未來寬帶無線移動(dòng)通信中提高頻譜效率改善系統(tǒng)性能的關(guān)鍵技術(shù)。本文對(duì)無線移動(dòng)通信中的Turbo空時(shí)編碼技術(shù)進(jìn)行了研究,主要內(nèi)容涉及Turbo碼的譯碼算法,Turbo碼交織器的分析設(shè)計(jì),Turbo編碼調(diào)制技術(shù),MIMO信道容量,空時(shí)格碼的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則以及好成員碼的設(shè)計(jì),頻率選擇性信道下OFDM系統(tǒng)中多級(jí)編碼和空時(shí)級(jí)聯(lián)碼的設(shè)計(jì)。本文的主要工作和創(chuàng)新點(diǎn)如下：
　　1.論文討論了二元輸入、連續(xù)輸出

3、的AWGN信道和Rayleigh衰落的信道容量,用以衡量Turbo碼的性能與理論限的差距,在最大后驗(yàn)概率算法的基礎(chǔ)上推導(dǎo)了適用于Turbo碼的MAP、Log-MAP、Max-Log-MAP以及SOVA算法,總結(jié)出了適用于級(jí)聯(lián)碼迭代譯碼的通用SISO算法。詳細(xì)分析了Turbo碼的四種算法的優(yōu)劣并給出了實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
　　2.在SOVA算法的基礎(chǔ)上提出了改進(jìn)方案的思想,給出了一種改進(jìn)方案的算法結(jié)構(gòu)并詳細(xì)分析了改進(jìn)方案的優(yōu)點(diǎn)以及和其他算法在

4、復(fù)雜度上的比較,并最終給出了試驗(yàn)驗(yàn)證。
　　3.通過詳細(xì)分析Turbo碼的性能界找到了一種新型交織器的設(shè)計(jì)方法。這種交織器是在Code-Matched交織器的基礎(chǔ)上改進(jìn)而來的,改進(jìn)后的交織器不僅更具有通用性而且其性能比原來的Code-Matched交織器還有提高。本文在詳細(xì)研究幾種隨機(jī)型交織器的基礎(chǔ)上提出了這種新型Code-Matched交織器的算法結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)參數(shù),并給出了實(shí)驗(yàn)仿真結(jié)果。
　　4.在認(rèn)真研究幾種現(xiàn)有的Turb

5、o編碼調(diào)制方案的基礎(chǔ)上提出了一種Turbo TCM方案,這種方案以多進(jìn)制Turbo碼為基礎(chǔ)。給出了這種方案的編譯碼結(jié)構(gòu)和算法,同時(shí)研究了不同集分割對(duì)Turbo TCM的性能影響,最后得出了一個(gè)很有意義的結(jié)果；UP映射在Turbo編碼調(diào)制方案中具有魯棒性。
　　5.在MIMO信道容量理論的基礎(chǔ)上,推導(dǎo)了準(zhǔn)靜態(tài)Rayleigh衰落信道和快衰落信道下空時(shí)編碼的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。研究了Turbo空時(shí)碼的算法,性能和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則,提出了簡(jiǎn)化非二進(jìn)制SO

6、VA算法。同時(shí)提出了幾種新的成員碼結(jié)構(gòu),試驗(yàn)證明這幾種成員碼構(gòu)成的Turbo空時(shí)碼具有良好的性能。
　　6.設(shè)計(jì)了多級(jí)編碼調(diào)制和空時(shí)分組碼級(jí)聯(lián)的編譯碼結(jié)構(gòu),并將其應(yīng)用于頻率選擇性信道的OFDM系統(tǒng)中,通過試驗(yàn)仿真也證明了這種級(jí)聯(lián)編碼能夠在頻率選擇性衰落信道下同時(shí)獲得編碼增益和分集增益。特別是當(dāng)采用非標(biāo)準(zhǔn)的MLC/MQAM時(shí),系統(tǒng)在獲得頻帶有效性的同時(shí),譯碼復(fù)雜度較低,時(shí)延較小。仿真表明,UP或UP/UP是OFDM系統(tǒng)中MLC-ST