1、未來(lái)移動(dòng)通信系統(tǒng)必須利用日益趨緊的無(wú)線資源進(jìn)行更高速率的數(shù)據(jù)傳輸，為了適應(yīng)這一不斷增長(zhǎng)的需求，采用多天線發(fā)射和多天線接收的MIMO系統(tǒng)以其能夠充分挖掘利用空間資源，最大限度地提高頻譜利用率和功率效率，而受到廣泛重視。空時(shí)編碼是實(shí)現(xiàn)MIMO系統(tǒng)上述目標(biāo)的切實(shí)有效的手段，其中酉空時(shí)碼十分適合發(fā)射機(jī)和接收機(jī)均未知信道信息的情況。本論文就酉空時(shí)碼的設(shè)計(jì)、迭代接收、以及空間相關(guān)衰落信道中差分酉空時(shí)調(diào)制(DUSTM，Differential Uni

2、tary Space-TimeModulation)系統(tǒng)的預(yù)編碼進(jìn)行研究。 首先，提出了一種基于對(duì)角循環(huán)群碼的改進(jìn)的酉空時(shí)碼設(shè)計(jì)。該方案不同于對(duì)角循環(huán)群碼的是，所構(gòu)造的碼符號(hào)星座集中的酉矩陣，在主對(duì)角線和反對(duì)角線上交替出現(xiàn)非零元素，因此可稱(chēng)為對(duì)角交替的酉空對(duì)碼。理論分析表明低信噪比下新提出的酉空時(shí)碼的成對(duì)錯(cuò)誤概率(PEP，Pairwise Error Probability)聯(lián)合界小于對(duì)角循環(huán)群碼。以PEP聯(lián)合界為準(zhǔn)則，通過(guò)進(jìn)一

3、步優(yōu)化參數(shù)來(lái)提高新的酉空時(shí)碼的性能。 其次，對(duì)基于對(duì)角星座變換的酉空時(shí)碼進(jìn)行了研究。一方面，針對(duì)三個(gè)發(fā)射天線的DUSTM系統(tǒng)提出了一種新的旋轉(zhuǎn)矩陣設(shè)計(jì)，用于對(duì)對(duì)角循環(huán)群碼進(jìn)行變換得到新碼，其性能優(yōu)于此前基于Givens旋轉(zhuǎn)的酉空時(shí)碼。另一方面，提出了一種基于Householder變換的酉空時(shí)碼的簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，與基于Givens旋轉(zhuǎn)的設(shè)計(jì)不同的是，該方案只是對(duì)循環(huán)對(duì)角酉空時(shí)碼星座集中的部分酉矩陣進(jìn)行同樣的Householder旋轉(zhuǎn)，其

4、余的酉矩陣保持不變，從而簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)，而其性能和文獻(xiàn)中基于Givens旋轉(zhuǎn)的酉空時(shí)碼基本相當(dāng)，甚至有些情況下更優(yōu)。 接著研究了空間相關(guān)瑞利衰落信道中DUSTM系統(tǒng)的參數(shù)化預(yù)編碼。導(dǎo)出了兩種情況下PEP的閉式表達(dá)式：一是對(duì)于一般的酉空時(shí)碼，在漸進(jìn)高信噪比下計(jì)算其PEP；二是針對(duì)特定結(jié)構(gòu)的酉空時(shí)碼，即當(dāng)碼間的距離矩陣正比于單位矩陣時(shí)，導(dǎo)出了其PEP的嚴(yán)格表達(dá)式。給出了系統(tǒng)中配置兩個(gè)發(fā)射天線時(shí)預(yù)編碼矩陣的參數(shù)化形式，以PEP的聯(lián)合界最小

5、為準(zhǔn)則優(yōu)化其中的參數(shù)。 在瑞利平坦衰落信道中，針對(duì)酉空時(shí)編碼系統(tǒng)，提出了一種非相干檢測(cè)和相干檢測(cè)相結(jié)合的迭代檢測(cè)方案。該方案假定初始時(shí)信道未知，且不在發(fā)送碼塊中插入任何導(dǎo)頻或訓(xùn)練序列。首先對(duì)酉空時(shí)碼進(jìn)行非相干檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果作為迭代的初值。然后在每一次迭代中由上一次迭代的檢測(cè)結(jié)果得到信道的觀測(cè)值，基于這些觀測(cè)值利用維納濾波器進(jìn)行最小均方誤差(MMSE)信道估計(jì)，進(jìn)而進(jìn)行相干檢測(cè)。仿真結(jié)果表明，該方案不論對(duì)于正交酉空時(shí)碼，還是對(duì)于無(wú)

6、任何結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的非正交酉空時(shí)碼，其性能均優(yōu)于此前提出的廣義二次接收機(jī)。 對(duì)于DUSTM系統(tǒng)，研究了基于EM算法的硬判決和軟判決迭代接收機(jī)。前者是在EM算法用于最大似然(ML)估計(jì)的情況下得到的，將傳統(tǒng)的差分酉空時(shí)解調(diào)器得到的數(shù)據(jù)序列進(jìn)行差分再編碼，來(lái)得到對(duì)發(fā)送信號(hào)序列的估計(jì)，作為迭代的初值。每一次迭代過(guò)程中，依次進(jìn)行信道估計(jì)和相干檢測(cè)。對(duì)于后者，將EM算法用于最大后驗(yàn)概率(MAP)估計(jì)，得到了針對(duì)循環(huán)群結(jié)構(gòu)酉空時(shí)碼的軟輸入軟輸出的

7、迭代接收機(jī)。將傳統(tǒng)的差分酉空時(shí)解調(diào)器得到的數(shù)據(jù)序列進(jìn)行差分再編碼，用來(lái)估計(jì)信道，作為迭代的初值。每一次迭代過(guò)程中，依次進(jìn)行符號(hào)的軟判決和下一次信道估計(jì)。最后一次迭代結(jié)束后，基于MAP準(zhǔn)則進(jìn)行符號(hào)的判決，再經(jīng)過(guò)差分譯碼即可得到數(shù)據(jù)序列。軟判決迭代的性能優(yōu)于硬判決迭代。 最后，研究了空間相關(guān)瑞利衰落信道下預(yù)編碼DUSTM系統(tǒng)的迭代接收方案。與獨(dú)立衰落情況類(lèi)似，分別將EM算法用于ML估計(jì)和MAP估計(jì)，導(dǎo)出了基于硬判決和軟判決的迭代接收