相关信道下的准正交空时码的性能分析毕业论文.doc

相关信道下的准正交空时码的性能分析本科生毕业设计（论文） 题 目：相关信道下的准正交空时码的性能分析 姓 名： 学 号： 系 别： 专 业： 年 级： 指导教师： 年 月 日独创性声明本毕业设计（论文）是我个人在导师指导下完成的。文中引用他人研究成果的部分已在标注中说明；其他同志对本设计（论文）的启发和贡献均已在谢辞中体现；其它内容及成果为本人独立完成。特此声明。论文作者签名： 日期： 关于论文使用授权的说明本人完全了解华侨大学厦门工学院有关保留、使用学位论文的规定，即：学院有权保留送交论文的印刷本、复印件和电子版本，允许论文被查阅和借阅；学院可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印、数字化或其他复制手段保存论文。保密的论文在解密后应遵守此规定。论文作者签名： 指导教师签名： 日期： 相关信道下的准正交空时码的性能分析摘要多输入多输出系统作为未来宽带无线通信的关键技术，是实现充分利用空间资源以提高频谱效率的一个重要手段。然而大量多输入多输出系统理论研究都是假设信道服从独立同分布的瑞利衰弱特性，忽略信道间的相关性。本文正式基于这样的考虑，以准正交空时码为例，通过引入信道中所存在的各种相关性，在信道中加入各种相关系数的方式，重点讨论、分析了相关信道下的准正交空时码的性能影响进行比较；然后比较了准正交空时码发送端与接收端同时相关时与仅发送相关或者接收相关的误码率情况。最后使用MATLAB对结果进行仿真。关键词：准正交空时分组码，MIMO，相关信道，误码率Quasi-Orthogonal Space-Time Code Performance Analysis Under the Relevant ChannelAbstractMulti-input multi-output system as a key technology for future broadband munications is an important means to achieve full utilization of space resources to improve spectral efficiency. However, a large number of theoretical studies MIMO channel systems are subject to the assumption of independent and identically distributed Rayleigh fading correlation space-time codes, for example, by introducing a variety of correlation coefficient in the channel by adding a variety of ways that exist channel, focused, analyzed under the relevant channel quasi-orthogonal space-time codes with independent distribution channel code error rate when compared to the quasi-orthogonal space; and analyze the impact of the performance of different correlation coefficients aligned orthogonal space code to compare; then compare the quasi-orthogonal space code sent and receiver simultaneously transmit only when associated with related or receive relevant BER. Finally, the results of simulation using MATLAB.Key Words:quasi-orthogonal, MIMO ,Correlated channels ,BER 目 录第一章 绪论11.1 通信的发展11.2 多输入多输出（MIMO）技术1第二章 正交与准正交空时码32.1 Alamouti编码32.2 空时编系统模型62.3 准正交空时分组码62.3.1 Jafarkhani码72.3.2 TBH码7第三章 相关信道下的准正交空时码误码率83.1 空域相关性83.2 信道相关模型93.3 相关信道下的准正交空时码误码率公式9第四章 相关信道下的准正交空时码误码率仿真与建模124.1 MATLAB概述124.2 相关信道下的准正交空时码误码率的建模与仿真134.2.1 TBH准正交空时码性能仿真134.2.2 Jafarkhani准正交空时码性能仿真18参考文献24谢辞25附录：英文文献及翻译26附录二：程序2853第一章 绪论1.1 通信的发展继第三代移动通信系统的开发成功，现今的研究热点毫无疑问放在了新一代无线通信系统上。新一代无线通信系统提供的数据传输速率可以高达100Mb/s或者更多。我国随着“创新国家”战略的提出，我国也将“宽带无线通信网技术”作为重大项目，投入大量的研究力量，目的是让关键技术实现突破和自主创新1。便于在未来移动通信标准的竞争中，获得更大的主动权。目前，无线通信业务的种类和数量也在迅速增长，业务支持也从语音到多媒体业务，其中包括了视频、图像等高速率传输业务。这说明现今的无线通信技术可以使高移动速度环境下的数据的传输也可以完成，这基于更高速率而且可以根据各种业务所需的不同速率动态调整的无线链路来支持2。想要提高传输速率，仅仅通过增加带宽的方式是不切实际的。所以，当前无线通信研究的热点和难点问题就是如果最有效提高频带利用率。1.2 多输入多输出（MIMO）技术多输入多输出（MIMO,Multi-Input Multi-Output）技术是无线移动通信领域智能天线技术的重大突破，它是实现第三代和个人通信与未来移动通信系统间高数据速率，提高传输质量的重要途径。MIMO技术出现初期，就应用在了诸如宽带无线接入系统、无线局域网（WLAN,Wireless Local Area Network）和3G及后3G等商用无线通信产品和网络中。1995年，在基于Rayleigh衰落、信道有大量散射体、最优编解码、信道系数无关、发射端信道信息在接收端准确可知的假设下，Bell实验会的Foschini、Telatar等人从理论方面证明接收和发送端均使用多天线（MIMO）使通信链路容量成倍增加的结论，也就是在N个发射天线，M个接收天线的MIMO系统中，信道容量随min（N,M）线性增加。研究MIMO技术的风行由此被引发3。把传统通信系统中存在的多径影响因素转换成对用户通信性能有益的增强因素是MIMO技术的关键。它将随机衰落和也许存在的多径传播高效地利用来加倍地提高业务传输速率。多输入多输出技术可以在不额外增加所占用的信号带宽的前提下带来无线通信的几个性能上的数量级的加强，这也是它的成功之处。所以他的成就主要表现在信号处理算法、多天线相关的信道建模、信息论和编码理论、天线设计及固定和移动的蜂窝设计等方面。MIMO技术有一种最佳处理，这种处理是由空时编码和解码实现的4，它能通过多天线发射数据流，接收时也是用多天线完成，所以可以实现较高容量。空时编码将信道编码技术和阵列信号处理技术相同时结合，是应用于无线通信中的一种新的编码和信号处理技术，这种技术在使无线通信系统的信息容量和传输速率大范围的提高的同时，更能抗衰落、抑制噪声和干扰。第二章 正交与准正交空时码2.1 Alamouti编码 Alamouti于1998年提出了一种发射端采用两根天线的空时分组码方案，该方案能够实现最大分集增益和全发射速率，在接收端使用了简单的最大似然译码，下面将介绍Alamouti发射分集方案，包括译码算法及性能。图2-1为Alamouti空时分组码编码器的基本思路框图： 图2-1 Alamouti空时分组码编码器思路框图假定采用M进制调制方案。Alamouti采用2个发射天线和1个接收天线的系统。空时分组编码器的输入字符即信息源被分成两组，每组为两个字符进行映射。在Alamouti空时编码中，调制好每一组信息比特个数为m（m=log2M）个，然后，编码器在每一次编码操作中取两个调制符号x1和x2的每一个分组，并依据以下给出的编码矩阵将他们映射到发射天线： （2.1）在两个连续发射周期里，编码器的输出从两根天线发射出去。在第一个发射周期中，信号和同时从1号天线和2号天线分别发射。在第二个发射周期中，信号从1号天线发射，而从2号天线发射，其中是的复共轭。显而易见，这种方法在空间域和在时间域进行编码。分别用和来表示1号天线和2号天线上发射的序列。 （2.2） （2.3）Alamouti方案的主要特点是1、2号天线的发射序列是正交的，也就是说序列x1得内积为0.即： （2.4）编码矩阵具有以下性质： （2.5） 式中，I是一个2*2得单位矩阵，因此编码矩阵是正交的。很明显，Alamouti编码方式的速率为2，可以全速率传送数据。 接收端矩阵形式表现成： （2.6） 其中r为接受信号向量，x是编码字符向量，n为噪声向量。噪声为加性高斯白噪声，均值为0，功率谱密度为。 H为信道矩阵： （2.7）由于公式分组码编码矩阵得正交性，信道矩阵也因此具有正交性，即满足: （2.8）其中，I是一个2*2得单位矩阵，这是空时分组码的一个重要特性，这也使得译码变得更为容易。假设接收端采用一根接收天线。h1（t）和h2（t）用来表示在t时刻由第一根和第二根发射天线到接收天线的衰落信道系数。假定衰落系数在两个连续符号发射周期之间不变，在接收天线端，两个连续符号周期中的接收信号（t时刻和t+T时刻的接收信号分别表示为r1和r2)可以表示为： (2.9) (2.10) 其中n1和n2是每一维均值为0，且功率谱密度为N0/2的独立变量，分别表示t时刻和t+T时刻上的加性高斯白噪声得取样。定义X表示所有可能的字符对的集合，并假定所有的字符对的发射为等概率。由于噪声向量假定为多变元加性高斯白噪声，所以容易看出，最佳最大似然译码器为 （2.11）这里是x的最大似然译码。（2.6）式子两边同时乘HH，可以得到： (2.12）令： (2.13） (2.14） 通过此线性变换，（2.6）式子可以简化为： (2.15）此时译码规则变为： （2.16）通过线性组合使得原来的二维最大似然决策问题简化为两个一维最大似然决策问题，从而使译码得到了大大简化。在Alamouti得基础上，Tarokh提出了两个以上发射天线的系统的正交空时分组码编码方法，但是在两个发射天线以上的正交空时分组码中他们的能达到的最大速率都小于1，不能达到全速率传输。 2.2 空时编系统模型 为了将空时分组码推广多个天线，正交空时分组码便由此被Vahid Tarokh等提出，此理论基于满分集。由于正交空时分组码的特性，即发射矩阵各行之间有正交性，可以得到满分集增益，有一种情况下利用复正交设计得到的正交空时分组码达不到最大传输速率，就是当发射天线数大于2的时候，5。为此，H.Jafarkhani等和O.Tirkkonen等分别提出了两种准正交空时分组码，这两种码是基于全速率的，也就是Jafarkhani码和THB码。 假定无线通信系统有N个发射天线和M个接受天线，信道为准静态平坦衰弱信道。接收信号离散时间等效模型为： （2.17）式中：接收信号向量是；为发射信号向量；为加性高斯白噪声向量；H为信道矩阵，H的元素是信道衰落系数，表示范围是从第i根发送天线到第j根接受天线。对于给定的信道矩阵H，假设发射和接收均不相关，同时信道信息只有在接收端显示，则H为独立同分布的复高斯矩阵，均值为0，方差为1。假设在一帧内，衰落系数保持不变，且衰落系数在帧与帧之间互相独立，假设接收机在t时刻内接收到的数据为，则计算的判断决式为： （2.18)并找到使其最小的X作为译码输出。2.3 准正交空时分组码正交分组空时码也有缺点，例如它可以获得最大分集增益，可当发射天线数大于2时，利用复正交设计得到的获得完全分集增益的正交分组空时码不能达到最大传输速率，编码速率可能小于1.针对这一不足，Jafarkhani提出了准正交分组空时码。他的基本思路是换取全速率，但要牺牲部分正交性，由于和正交矩阵的形式相接近，所以称其为准正交空时分组码。2.3.1 Jafarkhani码 Jafarkhani基于Alamouti编码方案构造了4发射天线方案的准正交空时分组编码矩阵。Alamouti编码方案的发射天线数是2，他的发射矩阵为： ， 其中，A12下标12表示该编码单元由符号决定。Jafarkhani码的编码矩阵可表示为： (2.19)Jafarkhani码特征矩阵：2.3.2 TBH码O.Tirkkonen，A.Boariu和A.Hottinen构造了另一种码型的4天线准正交分组码。具体码型如下： （2.20）TBH码的特征矩阵为：。第三章 相关信道下的准正交空时码误码率上一章主要概述了准正交空时码和正交空时码，分析了准正交空时码的编码方式。展现了独立分布瑞利衰落新倒下得准正交空时码的徐大优势。但信道特性对准正交空时码的性能影响还没有研究。相关性是信道特性的一个重要方面，为此，将重点讨论信道中存在的相关性对于准正交空时码的影响，从而更实际客观地认识准正交空时码的性能优势。3.1 空域相关性当天线元素间距或者/和入射波角度扩展足够大时，才能假设信道模型为独立分布瑞利衰落信道。而在实际生活中旺旺事不回达到这样的条件。要么天线间距受阻于具体实现，要门因为空间散射不丰富而使得入射角扩展范围较小，从而造成各天线元素上信号间的相互关联性，即信道各衰落系数之间不再统计独立。如图（3-1）所示，设天线归一化间距为d（以载波波长为基准），信号平均到达角为，角度扩展为2，到达角分布得概率密度函数为（也称作角谱分布）。对于方向的来波，间隔为dm,n=(m-n)d的天线元素m、n之间的波程差为（m-n）d sin，由此方向带来的接收信号相位差为exp，因此空域相关性对波角谱分布具有很强的依赖性。使用简单而又不失一般性的均匀分布的=1/2为例。定性的简单分析下d、。当角度扩展较窄时，为了得到较小的相关系数，需要较大的天线间距。即较大的天线间距/较宽的角度扩展有助于降低天线元素间的相关性6。相关资料表明天线间的相关系数与天线间距、平均达到角、来波角度扩展和角谱分布函数有着直接的关联，一般地，天线间距越大、来波角度扩展越宽、平均达到角越接近阵列垂线方向则相关系数越小。 图3-1 天线阵列的模型3.2 信道相关模型对于 （3.1） 自相关矩阵为 (3.2) 其中vec（H）=由于H中第c列hc表示第c个发送天线与各接收天线之间的信道衰落系数，第r行hr表示各发送天线与第r个接收天线之间的信道衰落系数，因此收发阵列相关矩阵可以分别表示为： (3.3) （3.4）一般而言相关性只是取决于阵列周围的环境因素。因此当收发两端距离较远时，可以认为收发两端的空域相关性是互相独立的。既有Rr与c无关，Rt均为Hermite矩阵。基于这样的假设，有 (3.5)继而有RH可以表示为Rt和Rr的Kronecker乘积形式，即广泛使用的Kronecker相关模型： (3.6)3.3 相关信道下的准正交空时码误码率公式对于瑞利衰落MIMO信道随机矩阵H，若其自相关矩阵为RH,则在统计意义下，H中各元素可以有下式生成： (3.7)其中表示矩阵的平方根，,并且是Hermite矩阵。（n阶复方阵A的对称单元互为共轭，即A的共轭转置矩阵等于它本身，则A是埃尔米特矩阵（Hermitian Matrix）。其中HW是将信号编码矩阵转化过来的信道编码矩阵。在信道编码矩阵中加入相关系数矩阵，可有： （3.8）其中Rr和Rt分别为接收端的相关矩阵，而HW是将信号编码矩阵转化过来的信道编码矩阵： 得到 （3.9）推出信道编码矩阵： （3.10） (3.11) (3.12) (3.13)其中 （3.14）求得相关信道下的Jafarkhan准正交空时码误码率。同理可以将TBH信号编码转化成信道编码： （3.15）得到： （3.16）得到信道编码矩阵 （3.17）同理利用（3.11）、（3.12）、（3.13）求得相关信道下的TBH准正交空时码误码率。通过更改HW前后的相关矩阵分析，两种编码在相关信道下的准正交空时码误码率与独立分布的准正交空时码误码率做对比，以及分析不同相关系数对两种编码的误码率影响是如何，最后对发送相关接收独立、接收相关发送独立。发送接收相关做一个分析。通过仿真来全面的分析相关性对误码率的影响。 第四章 相关信道下的准正交空时码误码率仿真与建模在此次的实验仿真中使用了MATLAB软件进行仿真，通过仿真产生的图形，来分析判断研究结果。使用MATLAB分别对这两种编码进行分别、分类的仿真。为了使仿真结果更加全面，一共做了10组仿真图形。下面我们对仿真软件MATLAB做一个概述。4.1 MATLAB概述MATLAB事美国MathWorks公司出品的一中用于科学计算、专门以矩阵的形式处理数据的商业数学软件。MATLAB将高性能的数值计算和可视化集成在一起，并提供了大量的内置函数，从而被广泛地应用于科学计算、算法开发、控制系统、信息处理等领域的分析、仿真和设计工作，以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境7。MATLAB事矩阵实验室（Matrix Laboratory）的简称，它和Mathematica、Maple并成为三大数学软件。MATLAB事当今国际上科学界最具影响力，也是最有活力的软件。使用MATLAB编程运算与人进行科学计算的思路和表达方式完全一致，Basic、Fortran和C语言学起来难以掌握，但MATLAB不像掌握其他高级语言一般，它使你能够进行高效率和富有创造性的计算，编程效率和计算效率极高，同时大大降低了使用者的数学基础和计算机语言知识的要求，而且还可把精美的图形拷贝和结果在计算机上直接输出，所以它的确为一款高效的科研助手8一推出市场变在美国风靡并流传世界。Matlab是一个高级的矩阵/阵列语言，它包含控制语句、函数、数据结构、输入和输出和面向对象编程特点。用户可以在命令窗口中将输入语句与执行命令同步，也可以先编写好一个较大的复杂的应用程序（M文件）后再一起运行9。新版本的MATLAB语言是基于最为流行的C+语言基础上的，因此语法特征与C+语言极为相似，而且更加简单，更加符合科技人员对数学表达式的书写格式10。使之更利于非计算机专业的科技人员使用。而且这种语言可移植性好、可拓展性极强，这也是MATLAB能够深入到科学研究及工程计算各个领域的重要原因。与其他高级语言相比，Matlab具有以下独特的优势:首先，Matlab是一钟跨平台的数学语言。采用Matlab编写的程序可以在目前所有的操作系统上运行；它的程序不依赖计算机类型和操作系统类型11；Matlab是一种超高级语言，不论是程序的可读性或是编程效率，可移植性、还是可靠性上都大大超过了普通的高级语言，因此在进行科学研究和数值计算首先考虑的语言就是Matlab；再者，Matlab的语法简单，编程风格和数学语言描述相类似，是数学算法开发和验证最好的工具。Matlab以复数矩阵运算为基础，矩阵是它的基本矩阵，它的功能尤其强大。但编程却非常简单，而且Matlab的计算精度很高。通常矩阵运算的精度高达10-15以上，对于普通的工程与科学计算完全可以满足。与其他语言相比，由于Matlab功能强大，所以对计算机内存、硬盘空间也是有较高的要求。Matlab还有强大的绘图功能，二维、三维图形可以有多种形式来表达，除此之外，它还具有强大的动画功能，可以把抽象的数值结果非常直观地表现出来12。这也是Matlab广为流行的重要原因之一，Matlab使得人们摆脱了计算机编程的繁琐。4.2 相关信道下的准正交空时码误码率的建模与仿真前面的章节中对准正交空时码的编码和相关信道的概念进行了详细的阐述。并推导出相关信道下的准正交空时码的误码率表达式。现将推导出来的结果编程仿真程序，进行相关信道下的准正交空时分组码的“信噪比-误码率”性能仿真并进行分析。在下面的仿真中，采用4根发射天线，1根接收天线的多输入多输出MIMO系统。4.2.1 TBH准正交空时码性能仿真 图4-1 TBH准正交空时码与正交空时码误码率性能曲线 如图所示，单入单出的误码率为最高，准正交空时码由于误码率的提高，误码率增加，使得准正交空时码的误码率高于正交空时码，并且正交空时码的误码率为最低。 图4-2 TBH准正交空时码与相关信道下（相关系数为0.5）TBH准正交空时码误码率曲线 从图4-2中仿真结果可以看出相关信道下的准正交空时码的误码率会大于没有加入相关系数的独立分布的准正交空时码的误码率。由此可以得出在加入相关系数后，准正交空时码的误码率会上升。 图4-3 不同相关系数的准正交空时码（TBH）误码率曲线 从图4-3的不同相关系数的准正交空时码误码率曲线仿真结果可以看出当准正交空时码的相关系数增加的时候，相应的准正交空时码误码率也会增加。所以由仿真结果可以得出当相关系数越大会造成准正交空时码的误码率越高。图4-4 当发送相关或接受相关时误码率曲线（相关系数为0.9） 从图中可以看出当发送与接收同时相关的时候准正交空时码的误码率会高于只有发送相关或接收相关的准正交空时误码率。并且当只有接收相关或者发送相关的时候准正交空时码的误码率曲线重在一起。图4-5 当发送相关或接收相关时误码率曲线（相关系数0.3） 从图4-5与4-4的对比中可以看出当相关信道下的准正交空时码的相关系数偏小的时候，准正交空时码发送与接收同时相关的时候准正交空时码的误码率会与只有发送相关或者只有接收相关的准正交空时码的误码率差不多。4.2.2 Jafarkhani准正交空时码性能仿真 图4-6 Jafarkhani准正交空时码误码率曲线 通过观察图4-6仿真结果可以得出，单入单出的误码率仍为最高，准正交空时码由于码率的提高，误码率增加，使得准正交空时吗的误码率高于正交空时码。并且正交空时码的误码率为最低。并且与图4-1相对比发现Jafarkhani准正交空时码的误码率曲线与TBH准正交空时码的误码率曲线接近。 图4-7 相关信道下（系数为0.5）的Jafarkhani准正交空时码与正交空时码误码率从图4-7的仿真结果中可以看出没有加入相关系数的独立分布的准正交空时码的误码率会小于相关信道下的准正交空时码的误码率，并且与之前TBH码对比，结果相近，由此可以得出在加入相关系数后准正交空时码的误码率会上升。图4-8 Jafarkhani准正交空时码在不同相关系数下的误码率 从图4-8的不同相关系数的准正交空时码误码率曲线仿真结果可以看出当准正交空时码的相关系数增加的时候相应的准正交空时码误码率也会增加。所以由仿真结果可以得出当相关系数越大会造成准正交空时码的误码率越高。图4-9 当发送相关或接收相关时系Jafarkhani准正交空时码的误码率曲线（系数0.9）从图4-9发送相关或者接收相关时系准正交空时码的误码率曲线可以看出当发送与接受同时相关的时候准正交空时码的误码率会高于只有发送相关或者只有接收相关的准正交空时码误码率。并且当只有接收相关或者发送相关的时候准正交空时码的误码率重在一起。图4-10 发送相关或接受相关时Jafarkhani误码率曲线（相关系数为0.3）相关信道下的准正交空时码的相关系数偏小的时候，JAF准正交空时码发送与接收同时相关的时候准正交空时码的误码率会与只有发送相关或者只有接收相关的准正交空时码误码率相差不多。从上文中对两种码的仿真中可以看出，图4-1和图4-6中不管是对于Jafarkhani码还是TBH码与正交空时码的误码率进行对比的时候都会出现误码率高于正交码的现象。这是由于准正交空时码在保证素的的情况下牺牲了误码率。另外从4-2和4-7可以看出两种码在加入相关系数的情况下误码率都会相对于独立分布的信道有一定的上升，这也说明了相关信道对准正交空时码误码率的影响。图4-3和4-8则用两种码分别在不同的相关系数下对误码率进行比较相同的结果都说明了相关系数的增加会使误码率上升。图4-4、4-9、4-5和4-10仿真图形说明了当发送端与接收端同时受到相关性的影响误码率会大于仅发送端或者接收端受到相关性。同时分析了在相关系数较小（小于0.3）的情况下误码率的影响不会很大。结论本文主要以两种准正交空时分组码为例，研究相关信道下的准正交空时码性能，使用Jafarknani码和TBH码，根据准正交空时分组码编码的方法推出信道编码，并推推导出相关信道下矩阵和平均信噪比表达式，以及相关信道下的准正交空时码误码率表达式。仿真结果表明，基于对两种码型出现的结果都说明了，准正交空时码的误码率大于正交空时码的误码率；相关信道下的准正交空时码的误码率大于独立分布的准正交空时码误码率；相关信道的相关系数上升时准正交空时码的误码率也会相应上升。准正交空时码发送端与接收端同时相关时（相关系数等于0.9），误码率大于仅发送端或者接收端相关的误码率，当相关系数较小时（相关系数等于0.3）发送端与接收端同时相关时的误码率与仅发送端或者接收端相关的误码率几乎相同。本文第一章简单介绍了移动通信的发展历程和演变，以及MIMO系统的叙述。第2章 介绍了Alamouti和基于正交设计的空时分组码，通过学习掌握了传统的准正交空时分组码的编码方法，再推出两种码型的信道矩阵。第3章 主要介绍了相关信道下的准正交空时码误码率的表达式推导。主要由空域相关性、相关矩阵、和相关误码率表达式组成。本文第四章对相关信道下的准正交空时分组码进行了仿真和研究。此论文限于毕业设计的时间和作者的知识背景，主要研究了相关信道下的准正交空时分组码的误码率性能，并对其进行分析比较。使用的两种码性型得到的结果相同，即相关信道下的准正交空时码误码率会增加并随着相关系数的增加使误码率也继续增大。本文大部分重点放在相关信道下的准正交空时分组码误码率表达式以及平均信噪比表达式，并加入对比研究。在公式推导的研究过程中，我遇到了很多问题，通过查阅资料和指导老师的悉心指导，问题都得到了解决。文章还有很多缺陷和不足，有待进一步深入完善和研究。参考文献1 佟学俭，罗涛等，OFDM移动通信技术原理与应用，人民邮电出版社，2003，36-37。2 Rappaport，Theodore S，无线通信原理与应用电子工业出版社，1998,18.3 樊昌信,徐炳祥. 通信原理(第五版)M. 北京:国防工业出版社,2001,5-7.4 蒋青,于秀兰. 通信原理(第二版)M. 北京:人民邮电出版社,2008,3-5.5 沈越泓,高媛媛等. 通讯原理M. 北京:机械工业出版社,2004,5-6.6 罗新民,张传生等. 现代通信原理M. 北京:高等教育出版社,2003,4-6.7 陈桂明，张明照，戚红雨应用MATLAB语言处理数字信号与数字图像，科学出版社， 2001.8 John G.Proakis，现代通信系统=使用MATLAB 西安交通大学出版社，2001，5-6.9 向导客机，MATLAB6.0程序设计与实例应用中国铁道出版社 2001，7.10 徐明远,邵玉斌. MATLAB仿真在通讯与电子工程中的应用M. 西安:电子科技大学出版社,2005,11-14. 11 刘敏,魏玲. MATLANB通讯仿真与技术应用M. 北京:国防工业出社,2001,121-129.12 孙屹. Matlab通信仿真开发手册M. 北京:国防工业出版社,2005,103-109.谢辞 从课题拿到的最初到论文完成，学习和研究过程里遇到和解决的各种困难。从搜索大量资料中积累和学习经验，到初稿确立，以及文章的反复修改。指导老师、同学和身边的朋友都给了我许多帮助，在此，我郑重地向你们表示感谢。 在本次论文设计过程中，指导老师陈强从选题开始，以及论文框架、结构等各种细节都给予了细致的指导，并提出了宝贵的意见与建议，老师以其严谨求实的治学态度、高度敬业的精神对我产生重要影响。他渊博的知识，开阔的事业和敏捷的思维给了我深深的启迪。这篇论文是在陈强老师的精心指导和大力支持下才完成的。在此，感谢陈强老师的悉心指导。还有教过我的所有老师们，你们严谨细致、一丝不苟的作风一直是我工作、学习中的榜样;他们循循循善诱的教导和不拘一格的思路给予我无尽的启迪。感谢四年中陪伴在我身边的同学、朋友、感谢他们为我提出的有意的建议和意见，有了他们的支持、鼓励和帮助，我才能充实的度过了四年的学习生活。附录：英文文献及翻译A MIMO channel can be realized with multielement array antennas.Of particular interest are propagation scenarios in which individual channels between given pairs of transmit and receive antennas are modelled by an independent flat Rayleigh fading process.In the digital mobile communication technology rapid development and application of today, in order to meet people for a variety of mobile communications business, especially in the broadband data communication needs of the business, mobile communications must improve the quality of communication, try our best to meet the demand of the people.Because of digital mobile communication channel multipath fading channel, the transmission quality of signal in the channel affected by a lot. Receiving signals in the frequency domain and time domain extension cause signal SNR significantly lower for ordinary voice communication, the impact is limited, but for is very strict on bit error rate of data communication, such influence is intolerable.Space-time coding is based on introducing joint correlation in transmitted signals in both the space and time domais.Through this approach ,simultaneous diversity and coding gain can be obtained,a well as high spectral .The initial research focused on desigh of joint space-time dependencies in transmitted singals with the aim of optimizing the coding and diversity gains. An effective and practical way to approaching the capacity of multiple-input multiple-output(MIMO)wireless channels is to employ space-time(ST)coding.Space-time coding is a coding technique designed for use with multiple transmit antennas.Coding is performed in both spatial and temporal domains to introduce correlation between signals transmitted from various antennas at various time periods.The spatial-temporal correlation is used to exploit the MIMO channel fading and minimize transmission errors at the receiver.Space-time codig can achieve transmit diversity and power gain over spatially uncoded systems without sacrificing the bandwidth .There are various approaches in coding structures,including space-time block codes(STBC)space-time trellis codes(STTC),space-time turbo trellis codes and layered space-time(LST)codes. A central issue in all these schemes is the exploitation of multipath effects in order to achieve high . The multiple-input multiple-output(MIMO)channels are mainly based on the theoretical work developed by Telatar and Foschini. These capacity limits highlight the potential spectral efficiency of MIMO channels,which grows approximately linearly with the number of antennas,assuming ideal propagation.The capacity is expressed by the maximum achievable data rate for an arbitrarily low probability of erro,providing that the signal may be encoded by an arbitrarily long space-time code.MIMO信道可以由多元素的阵列天线实现，在数字移动通信的技术及应用迅猛发展的今天，为了满足人们对各种移动通信业务，特别是宽带数据通信业务的需求，移动通信必须改善通信质量，尽力满足人们的需求。由于数字移动通信的信道属于多径衰落信道，信号在这种信道中的传播质量受到很大影响。接收信号的频域和时域扩展造成信号信噪比的明显下降对于普通的话音通信来说，影响还是