MIMO空时分组码及其FPGA设计

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近年来,通信技术迅猛发展,人们对通信的要求也不断提高。为了满足未来通信大容量、高速率、强抗干扰的要求,多输入多输出(MIMO)技术应运而生。MIMO技术是提供可靠的无线传输链路方面的一个重大突破,成为无线通信领域的热门话题,被认为是未来移动通信的关键技术之一。信道编码中的低密度奇偶校验码(LDPC)具有逼近香农极限的性能,已经被广泛应用于移动通信、深空通信以及卫星通信等领域。   本文对MIMO空时编码技术中的正交空时分组码进行深入研究,为了进一步提高系统性能,提出级联LDPC码的空时分组码方案,具体内容包括:   ①针对MIMO空时编码技术中的正交空时分组码,本文主要研究了编码矩阵为G2、G3、G4、H3、H4正交空时分组码的编译过程,通过仿真分析比较在不同调制方式下不同正交空时分组码的性能。   ②针对空时分组码只能获得分集增益不能获得编码增益的特点,本文将LDPC码与其级联进一步提高系统的性能,提出了级联码接收端的译码算法,通过仿真证明了采用不同编码矩阵的LDPC-STBC级联码在不同调制条件下的性能都有所提高。   ③在QuartusⅡ8.0平台下,提出了QPSK调制下两发两收的空时分组码编译码的总体设计方案并用Verilog HDL语言进行硬件设计。对各个模块进行了详细设计,并对采用QPSK调制的最大似然译码算法进行了简化。为了验证设计方案的可靠性,结合Matlab构造的衰落信道搭建了测试平台,测试结果表明该方案能实现空时分组码编译码功能。   ④在QuartusⅡ8.0平台下,提出了LDPC-STBC级联码编码的总体设计方案。对编码模块中的矩阵乘法模块、前向置换模块等进行了详细设计,其中针对RU编码算法进行了改进,推导证实α-1为单位矩阵,最后运用Modelsim6.1g验证了LDPC-STBC级联码的编码功能。
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