多输入多输出（MIMO）编码技术研究.doc

摘  要  继第三代移动通信系统的成功开发  新一代无线通信系统  B3G  的研究已经 成为新的热点 多输入和多输出 MIMO 天线系统通过空间分集可以减弱多径衰落 的影响 提高数据传输率和频谱利用率 必将被 B3G 无线通信系统所广泛采用 本文主要研究多输入多输出通信系统的基本原理和它所使用的编码方案 续的项目研究工作打下理论基础 为后 首先 分析了多输入多输出系统的信道容量 多输入多输出系统的最大容量和 容量上限随发射端和接收端的最小天线数的增加而线性增加 与单输入单输出系统 和一些其它的智能天线系统相比 具有明显的优势 其次 对空时分组编码 空时格形码 分层空时编码等几种基本的空时编码和 Turbo 编码进行了研究比较 第三 研究了以 Alamouti 为代表的空时分组编码算法 ,对其在瑞利衰落信道中 的性能进行了仿真分析 通过对其的研究进一步详细探讨了多输入多输出天线系统 的空时编码算法的原理 以及发射分集和接收分集对提高系统性能的贡献 证明了 发射分集增益和接收分集增益的等效性 第四 研究了 Turbo 码和 BLAST 编码 对 Turbo 码编码器 译码器和 Turbo 码 的各组成部分进行了详细的分析 建立了 Turbo 码和 BLAST 码联合编码模型 通过 采用迭代解码算法来改善 BLAST 编码的性能 并以 2 2 的系统为例对其在瑞利衰 落信道中的性能进行了仿真分析 通过仿真结果可以看出采用 Turbo-BLAST 算法的 多发多收系统的系统性能要远远优于单发单收系统和其他的空时编码系统 并且其 性能随着迭代次数的增加而增加 必将得到广泛的应用 Turbo-BLAST 编码方案在未来的移动通信系统中  关键词  后三代移动通信  Turbo 码  空时编码  多输入多输出  迭代解码  I Abstract The Beyond 3rd Generation (B3G) wireless communication system become a new focus after the successful development of the 3rd Generation wireless communication system. Multi-input and Multi-output (MIMO) antenna system must be widely used in the B3G wireless communication system for the raison that it can take off the impress of multipath fading and increase the data transfer rate and spectrum availability. In this paper the basic theory and the encoding scheme of the MIMO system will be studied, and subsequent work of others study will be based on it. First of all, the channel capacity of the MIMO system is discussed. It has a linear growth while the least number of the antennas in transmit system and receive system increases, and it is better than the single-input and single output system or others smart antennas system. Secondly, a few time-space encoding schemes are studied and compared together such as STTC, STBC, BLAST. Thirdly, Alamouti time-space code is studied, and its performance in Rayleigh-fading environments is simulated. From the result it can be proved that the gain of transmit diversity is identical with receive diversity, and the