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随着第三代移动通信技术的发展,人们对数据传输业务的带宽和速率的要求也日益增加,而频谱资源的有限性决定了未来的移动通信必须采用提高频谱效率的方式来支持高速率数据和多媒体业务的传输。研究表明:在发射端和接收端同时使用多根天线的多输入多输出(MIMO)系统可以极大增加无线通信系统的容量,并可以大大改善系统的性能。因而,MIMO技术成为下一代无线通信领域中的热门技术。
MIMO系统可以同时提供复用和分集增益,提高了频谱利用率,现阶段有D-BLAST、V-BLAST及H-BLAST等研究方案。目前MIMO系统的研究主要分布在信息论和编码研究、发射参数调整、天线设计、MIMO-OFDM、多用户MIMO等领域。空时分组码编码技术是一种利用多天线发射和接收来抵抗信道衰落,并以达到MIMO信道的信息理论容量为目标的信号设计方法,它与MIMO技术的结合在未来宽带无线通信方面具有巨大的应用价值。
本文对MIMO系统及空时编码的研究是在频率非选择性信道环境下进行的。文章首先回顾移动通信和自适应传输技术的发展历程,介绍无线衰落信道的一些基础知识,然后引入MIMO信道模型和信道容量,及V-BLAST系统,对影响V-BLAST系统性能的两因素一天线数目和调制方式进行研究分析:其次,本文引入空时编码技术,介绍目前一些典型的空时编码及解码方法;随后,重点研究由注水算法和旋转矩阵相结合而成的闭环V-BLAST系统,深入研究具有旋转矩阵的空时分组码的性能,在此基础上,将TAST编码与闭环V-BLAST系统相结合,最终提出一种性能更好的新闭环V-BLAST系统。仿真也证明了新的系统性能的优越性;接下来,本文研究了旋转矩阵对TAST编码性能的影响,通过仿真分析,得出相关重要结论;最后总结全文,指出今后需要进一步研究的方向和要作的工作。