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在多输入多输出(MIMO)平坦衰落信道上,准正交空时分组码(QOSTBC)能获得空间分集增益,但其译码需要采用符号对最大似然(ML)译码,如何降低其译码复杂度是当前无线通信领域的研究热点。在MIMO频率选择性衰落信道上,将QOSTBC码与正交频分复用(OFDM)相结合,得到准正交空时频分组编码(QOSTFBC),它能充分开发MIMO-OFDM系统中的空间、时间和频率分集增益,低复杂度译码算法仍然是其获得应用的关键技术。协作通信系统通过共享各个单天线节点的天线资源,来获得分集增益,将QOSTBC编码原理应用于协作系统,得到协作通信系统中的QOSTBC码。Nakagami分布广泛用于衰落无线信道的建模。为此,本文研究相关Nakagami衰落信道上QOSTBC码的低复杂度译码算法、用QOSTBC码和二维旋转矩阵来设计QOSTFBC码并研究其低复杂度译码算法,研究协作通信系统中QOSTBC码的平均误符号率(SER)性能。第一章介绍了QOSTBC码、空时频分组编码(STFBC)和协作通信系统中空时分组码(STBC)/QOSTBC码的研究现状。第二章研究相关Nakagami衰落信道上采用矩形M进制正交幅度调制(MQAM)的QOSTBC码的排序QR(SQR)分解译码算法,并与复符号对ML译码算法进行比较。仿真结果表明,非满分集QOSTBC码SQR分解译码算法的平均SER性能与复符号对ML译码算法接近；满分集QOSTBC码的SQR分解译码算法与ML译码算法之间的性能差距比非满分集QOSTBC码的这两种译码算法之间的性能差距大。第三章利用二维旋转矩阵构造的全速率满分集QOSTBC码来设计2根发射天线全速率QOSTFBC码,并将SQR分解译码算法扩展应用到该码的译码算法中。仿真结果表明,在空间相关Nakagami衰落信道上采用MQAM调制SQR分解译码算法QOSTFBC码的性能略差于符号对ML译码。第四章研究Nakagami衰落信道上译码前传(DF)协作通信系统中采用MQAM调制闭环和开环QOSTBC码的平均SER性能。在闭环协作QOSTBC码系统中,利用中继选择和相位旋转方法去除符号间干扰,获得单符号ML译码算法；在开环协作QOSTBC码系统中,利用SQR分解得到一次只需判决一个实符号的低复杂度译码算法。仿真结果表明,闭环协作QOSTBC码的平均SER性能要优于开环协作QOSTBC码。第五章为本文结论。