MIMO系统中低复杂度空时编码技术研究

具有"去耦合"特性的空时编码技术不但能获得分集增益，而且具有非常低的译码复杂度，有着非常重要的研究意义和实用价值。本项目拟针对目前此类低复杂度空时编码中存在的问题和不足，从译码复杂度、码速率、编码增益、分集增益等不同角度开展深入研究，以期能进一步提高此类空时编码的有效性、可靠性和实用性。为此，本项目将首先从跟译码复杂度联系最紧密的"去耦合"问题入手，研究低复杂度的广义正交约束空时编码设计；然后利用网格封装原理以进一步提高准正交空时编码的编码增益；最后突破以往"空时编码用来开发空间分集"的局限性，提出能够同时获得空间和时间分集增益的联合正交空时编码方案。这些问题的解决将积极推动空时编码研究领域前沿技术的发展及其实用化。

低复杂度空时编码能够开发多输入多输出（MIMO）信道中丰富的空间资源来获得分集增益，通过减少信号之间的耦合性来降译码低复杂度，有着非常重要的研究意义和实用价值。本项目针对此类空时编码中存在的不足，从分集增益、编码增益、码速率、译码复杂度等不同角度进行了深入研究，解决了如下几个问题：. 1）正交空时分组码(OSTBC)是一类具有全分集和完全去耦合的译码复杂度最低的空时码，但是码速率非常低。本项目构造了一种有限反馈系统中完全去耦合、且码速率能达到1的广义正交约束空时编码(GOC-STBC)，该码不论在最大似然(ML)或迫零(ZF)接收机下都能获得全分集。. 2）针对非理想信道状态信息反馈下MIMO中继系统中的预编码问题，提出了有限反馈的最大化最小后处理信干噪比(SINR)性能优化准则，进而设计了一种实用的有限反馈联合预编码方案，推导了其SINR的下界。. 3）针对准正交空时分组码(QSTBC)编码增益受限于传统星座最小欧氏距离的问题，提出了四个发送天线的MIMO系统中基于球形封装的QSTBC设计，进一步提升了四发系统中QSTBC的编码增益。. 4）突破空时编码以“达到全空间分集”和“提高编码增益”为目的的传统设计理念，提出了一种基于网格的联合正交空时编码方案，不仅能获得全空间分集、还能获得额外时间分集，证明了在块状独立衰落信道中，该方案总的分集增益等于发送天线数NT、接收天线数NR、联合码字个数M三者的乘积，相当于把原来OSTBC的分集增益放大M倍。. 项目执行期间项目组共发表学术论文16篇，其中SCI检索4篇，EI检索4篇。