臺灣博碩士論文加值系統

就多輸入多輸出(MIMO)系統而言，有空時方塊碼(STBC)和空時籬柵碼(STTC)這兩種空時編碼技術。根據文獻可得知，接收天線選擇(RAS)能夠提供足夠的系統性能並且也能夠降低計算複雜度。在本篇論文中，我們研究STBC、STTC以及結合前面兩者的STTC-STBC系統。為了了解STC系統加入RAS的影響，我們進一步在STBC、STTC及STTC-STBC的系統中加入RAS。經由模擬結果顯示，加入RAS的系統之位元錯誤率(BER)會接近於未加入RAS的系統，而STTC-STBC系統之性能為本論文中所有系統之最；再者，我們計算出本論文中所有系統之複雜度。然而，結果顯示出加入RAS的系統比起未加入RAS的系統有較低的計算複雜度。

There can be two space-time codes for MIMO systems: space-time block code (STBC) and space-time trellis code (STTC). And it was reported that receive antenna selection (RAS) can provide the competent performance and can reduce the computational complexity. In this thesis, we study STBC, STTC, and their combination: STTC-STBC. To evaluate the effects of RAS on space-time coding, we further impose RAS on STBC, STTC, and STTC-STBC. Simulation results show that the bit error rate (BER) for the schemes with RAS is close to that for the schemes without RAS, and STTC-STBC has the lowest BER among all studied schemes. Also, we evaluate the computational complexity for the studied schemes and the results show the schemes with RAS can have lower computational complexity than the schemes without RAS.

誌謝. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . i
中文摘要. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .ii
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目錄. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . iv
圖目錄. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . vii
表目錄. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . x
第一章 序論. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .01
1.1 研究動機與目的. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 01
1.2 章節架構. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 02
第二章 無線傳播通道相關技術. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .03
2.1 無線傳播通道. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 03
2.1.1 無線傳播通道基本概念. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 03
2.1.2 無線通道雜訊分類. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 03
2.2 各種衰落程序介紹. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 04
2.2.1 衰落程序分類. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 04
2.2.2 路徑損失(Path Loss). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .04
2.2.3 慢速衰落(Slow Fading). . . . . . . . . . . . . . . . . . . .05
2.2.4 多重路徑效應(Multipath Effect). . . . . . . . . . . . . . . 05
2.2.5 杜卜勒效應(Doppler Effect). . . . . . . . . . . . . . . . . 05
2.2.6 訊號衰落分類. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 06
2.3 窄頻快速衰落通道. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 07
2.3.1 平坦衰落(Flat Fading). . . . . . . . . . . . . . . . . . . .08
2.4 寬頻快速衰落通道. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 08
2.4.1 寬頻通道. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 08
2.4.2 頻率選擇性衰落(Frequency Selective Fading). . . . . . . . . 08
第三章 MIMO系統. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .09
3.1 分集技術(Diversity Techniques). . . . . . . . . . . . . . . . 09
3.1.1 空間分集(Space Diversity). . . . . . . . . . . . . . . . . .09
3.1.2 頻率分集(Frequency Diversity). . . . . . . . . . . . . . . .09
3.1.3 時間分集(Time Diversity). . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
3.2 組合方式. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
3.2.1 選擇性組合(SC). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
3.2.2 切換式組合. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
3.2.3 等增益組合(EGC). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11
3.2.4 最大訊雜比組合(MRC). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11
3.3 複雜度(Complexity). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
3.4 MIMO系統介紹. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
3.4.1 MIMO系統研究狀況. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
3.4.2 MIMO系統架構. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
3.4.3 系統通道容量. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
3.4.4 MIMO通道. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
3.4.5 MIMO系統在無線通訊之應用. . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
第四章 空時碼. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .21
4.1 空時碼系統模型. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
4.2 空時籬柵碼(STTC). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
4.2.1 迴旋碼基本概念. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
4.2.2 迴旋編碼. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
4.2.3 迴旋解碼. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
4.3 空時方塊碼(STBC). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
4.3.1 STBC編碼. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
4.3.2 STBC解碼. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
4.4 相關技術. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
4.4.1 接收天線選擇(RAS). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .30
4.4.2 STTC-STBC系統. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .32
4.4.3 STTC-STBC/RAS系統. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .33
第五章 模擬與分析. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .34
5.1 分析結果. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
5.2 模擬結果. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
5.2.1 模擬一. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
5.2.2 模擬二. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
5.2.3 模擬三. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
5.2.4 模擬四. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
第六章 結論. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .71
參考資料. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72

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