mimo衛(wèi)星通信信道容量和空時編碼技術(shù)研究

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1、中圖分類號：TP927論文編號：102871516－S009學(xué)科分類號：081001碩士學(xué)位論文MIMO衛(wèi)星通信信道容量和空時編碼技術(shù)研究研究生姓名吳佳佳學(xué)科、專業(yè)通信與信息系統(tǒng)研究方向衛(wèi)星通信指導(dǎo)教師井慶豐副教授南京航空航天大學(xué)研究生院航天學(xué)院二О一六年三月NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofAstronauticsStudyontheChannelCapacityandtheSpaceTimeCodingunderMIMOSatelliteChannelAThesisinCommuni

2、cationandInformationSystemsbyWuJiajiaAdvisedbyAssociateProf.JingQingfengSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringMarch,2016承諾書本人聲明所呈交的碩±學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特別加Ｗ標(biāo)注和致謝的地方外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得南京航空航天大學(xué)或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材料。，本人授權(quán)南京

3、航空航天大學(xué)可＾＞１將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索、縮印或掃描，可采用影印等復(fù)制手段保存、匯編學(xué)位論文。（保密的學(xué)位論文在解密后適用本承諾書）倘簽名：王。日期：南京航空航天大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要在軌道位置越來越擁擠，頻率資源越來越緊缺的現(xiàn)實(shí)情況下，利用MIMO技術(shù)的優(yōu)勢并將其應(yīng)用于衛(wèi)星通信系統(tǒng)，提高頻譜利用率，增大系統(tǒng)容量，將發(fā)揮衛(wèi)星通信覆蓋范圍廣、業(yè)務(wù)綜合性強(qiáng)的優(yōu)勢，提高衛(wèi)星通信系統(tǒng)的傳輸能力，已成為寬帶衛(wèi)星通信發(fā)展的必然方向。本文的主要研究內(nèi)容是MIMO衛(wèi)星通信信道的容量以及MIMO衛(wèi)星通信信道下的空時編碼技術(shù)及其性能分析。首先，結(jié)合衛(wèi)星移動通信信

4、道的傳輸特性和統(tǒng)計(jì)特性，利用Markov鏈建立能夠真實(shí)反映實(shí)際信號傳播過程中可能遇到的多徑、遮蔽等情況的衛(wèi)星移動通信信道模型，即多狀態(tài)陸地移動衛(wèi)星信道模型，在這基礎(chǔ)上，深入研究并分析了MIMO衛(wèi)星通信信道的容量及容量影響因素，包括天線數(shù)量、信道終端環(huán)境及衛(wèi)星高度角等。其次，本文還對空時編碼技術(shù)展開詳細(xì)研究，闡述了空時分組碼和空時網(wǎng)格碼的編譯碼方法，通過Matlab仿真，分析比較了Rayleigh信道下兩種編碼的誤比特率性能，以及空時網(wǎng)格編碼的性能主要影響因素，仿真結(jié)果表明Rayleigh信道下兩種編碼方式的性能隨分集階數(shù)增加而明顯改善，且空時網(wǎng)格編碼的編碼器狀態(tài)數(shù)對其性能影響不大。最后，在以上

5、研究基礎(chǔ)上，本文將MIMO陸地移動衛(wèi)星通信信道和空時分組碼以及空時網(wǎng)格碼相結(jié)合，研究該信道下的編碼系統(tǒng)的BER性能，選取不同的終端環(huán)境參數(shù)及衛(wèi)星高度角進(jìn)行研究仿真，分析了以上因素對系統(tǒng)BER性能的影響。在陸地移動衛(wèi)星信道中，開闊環(huán)境下兩種空時編碼性能最優(yōu)，城市環(huán)境下最差，但無論在何種環(huán)境下，空時網(wǎng)格碼的性能都要略優(yōu)于空時分組碼；在環(huán)境條件相同的情況下，隨著衛(wèi)星高度角的增大，空時分組編碼及空時網(wǎng)格編碼的誤比特率不斷降低，且空時網(wǎng)格編碼的下降速度更快。關(guān)鍵詞:MIMO,陸地移動衛(wèi)星信道,信道容量,空時分組碼,空時網(wǎng)格碼IMIMO衛(wèi)星通信信道容量和空時編碼技術(shù)研究ABSTRACTDuetothecr

6、owdedorbitsandshortageoffrequencyresources,usingMIMOtechnologytoimprovespectrumefficiency,increasethecapacityofsatellitecommunicationsystemandtakefulladvantagesofwidecoverageandstrongcomprehensivebusinessabilityhasbecomeanecessarytrendofbroadbandsatellitecommunication.Themainresearchofthispaperisonc

7、apacityofMIMOsatellitecommunicationchannelandspacetimecodingtechnologyaswellasitsperformanceanalysisunderlandmobilesatellite(LMS)channel.ByusingMarkovchainandcombiningwithtransmissioncharacteristicand