基于ofdm的优化空时编码性能分析.pdf

摘要
随着移动通信的飞速发展，空中无线频谱资源显得日益紧张，提高无线频谱的利用率
成为移动通信首要研究的问题。MIMO-OFDM 系统是无线通信领域的重大突破，该系统传
输速率快，频谱利用率高。MIMO-OFDM 系统中的空时编码技术将信道编码技术和天线分
集技术结合，能够改善分集增益和编码增益，有效地减弱了干扰和多径衰落。
OFDM 技术可以解决 MIMO 对抗频率选择性衰落和符号间干扰的局限性，其显著的优
点是频带利用率高，抗多径衰落能力强，因此，在多径衰落信道中，为了削弱多径传播对
信号传输的影响，OFDM 技术成为首要选择。OFDM 技术要求各子载波之间保持严格的正
交性，而频率偏移直接影响各子载波之间的正交性，因此，OFDM 技术对频率偏移比较敏
感。空时编码技术能够弥补 OFDM 技术的不足，通过使用多天线技术对信息进行发射与接
收，目标是获取最大分集增益，它通过增加空间分集增益减弱多径衰落的影响从而获得较
高的吞吐量。
本文首先对 OFDM 系统的基本原理进行分析，详细介绍了 OFDM 系统的基本原理及优
缺点，以及信道估计原理。然后介绍了无线信道模型，空时编码的原理和设计，介绍其设
计准则并分析性能。最后根据多径衰落信道的模型，空时编码的编译码算法，得出空时编
码与 MIMO-OFDM 系统相结合的系统框图，通过仿真分析了空时编码在 OFDM 系统中的
性能。根据线性扩散理论，将基于 Clifford 基矩阵构造的优化空时编码方案应用于
OFDM-STBC 系统中，运用最小均方误差算法，并通过 MATLAB 进行仿真，得出误码率曲
线。通过理论分析与仿真，验证了优化的空时编码在 OFDM-STBC 系统中的可行性，具有
实际应用价值。

关键词：正交频分复用 ，空时编码，多输入多输出 ，误码率
I
Abstract
With the development of mobile communications, spectrum resources is becoming so tense
that there is an urgent need to improve the efficiency of the wireless spectrum. MIMO-OFDM
system is a major breakthrough in the field of wireless communications for the high transmission
rate and high spectrum efficiency. Space-time coding in MIMO-OFDM systems, which can make
up the shortcoming of OFDM, can effectively weakening the interference and multipath fading.
OFDM technology can combat the frequency selective fading and intersymbol interference, is
an effective method for high-speed data communications in the multipath environment and fading
channels. The space-time coding, which exploits the spatial diversity obtained by separated
antennas, is an effective method to obtain the benefits of MIMO systems. Using a plurality of
trans