空時(shí)分組編碼的研究

▲研究與探討空時(shí)分組編碼的研究*劉小群寶雞文理學(xué)院【摘要】文章首先研突了空時(shí)分組編碼的編譯碼原理、特點(diǎn)和性能;然后對其性能進(jìn)行了仿真,并分析了仿真結果?！娟P(guān)鍵詞】空時(shí)分組編碼 Lamour方案最大似然判決空時(shí)編碼技術(shù)是近年來(lái)在無(wú)線(xiàn)通信領(lǐng)域新興的一種技1空時(shí)分組編碼系統術(shù),它的主要目的是解決無(wú)線(xiàn)通信中下行傳輸信號多徑衰落的問(wèn)題?？諘r(shí)格型編碼在多發(fā)射天線(xiàn)條件下的譯碼復雜度限制了它的應用,而空時(shí)分組編碼應用正交設計理論,使得這種編碼體制的譯碼算法支持最大似然檢測,且接收端采用線(xiàn)信源編碼元編碼器性處理,盡管性能略有下降,但譯碼要簡(jiǎn)單得多,受到人們映的廣泛關(guān)注圖1空時(shí)分組編碼的系統結構基金項目:寶雞文理學(xué)院項目(YK0823)收稿日期:2009年7月7日空時(shí)分組編碼(STBC)的系統結構如圖1所示?？諘r(shí)分【作者簡(jiǎn)介】黃政力:高級工程師,MBA畢業(yè)于答嘉曦:系統分析員,碩士畢業(yè)于登南大學(xué),現任職于中國移動(dòng)通信華中科技大學(xué),現任職于中國移動(dòng)集團廣東有服公司網(wǎng)絡(luò )優(yōu)化中心通信集因廣東有限公司網(wǎng)絡(luò )優(yōu)化中主要從事無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )維護工作,主要從事基站設備維護工作<<賚任編輯:左永君uoyongjunt@bcom.cn空時(shí)分組編碼的研究研究與探討L組碼最初在兩個(gè)發(fā)射天線(xiàn)上使用, Glamour提出了一種簡(jiǎn)單然判決準則分別對s。和s進(jìn)行重建的(2,1發(fā)射分集技術(shù),并推廣至(2,m)的情況。圖2d(,+h)+d(和+)給出了其結構示意圖:d(,4;+5)+(,+)v#k將上式左邊根據a(xy)=x-y)x-y)展開(kāi)得發(fā)射d2(,n+k2s2)+d(2,-h2+h)(-k1-h2島2)(-h51-h2)加2=ae甩(+h習-h式)(加噪聲(+k+(|4+h)2-s-郡+(+1)-3s-6信道估計組合器因而,(1)最大似然算法判決發(fā)送信號S時(shí),判決為S1,當最大似然檢測且僅當:(a2+a2-1)|+d2(,s)s圖2Aamo川射分集方案(x+a2-1)體+d2(5,s.)vi≠k1.1 Alamoul發(fā)射方案對于PsK調制信號,上式可化簡(jiǎn)為在一個(gè)符號周期里,兩個(gè)信號經(jīng)由兩個(gè)發(fā)射天線(xiàn)同時(shí)發(fā)a(63,s1)a2(3,s)v≠k射,天線(xiàn)1和天線(xiàn)2上發(fā)射的信號分別為s1和s2;在下一個(gè)符2)最大似然算法判決發(fā)送信號s2時(shí),判決為s2,當且號周期里,-S2和-S1分別由天線(xiàn)1、2發(fā)射。不難看出,僅當:發(fā)射符號是通過(guò)空間域和時(shí)間域共同完成的。發(fā)射天線(xiàn)1和2(ax2+a2-1)k3+d(3,s2,)≤到接收天線(xiàn)之間的信道分別用力()和2()表示,并假設兩個(gè)(a2+a2-1):+d2(32,sn)vi≠k(9)連續的符號周期T內信道保持不變。對于PSK調制信號,上式可化簡(jiǎn)為:力,()=(+T)=h,=a1e(1)d(2 s2)sd(, 2k)Vi+k10h240)=h2+T)=h2=a2e2可以看出, Alamouti的解碼算法支持最大似然解碼,在那么,相應的接收信號在時(shí)刻和(+T)時(shí)刻可以分別接收端完全通過(guò)線(xiàn)性處理來(lái)實(shí)現,這意味著(zhù)接收機的結構可表示為下面兩式:以大大簡(jiǎn)化。同時(shí)由于正交設計,在解碼時(shí)可以分別獨立地;=(=S1+2S2+3)對發(fā)送符號s1和s2進(jìn)行最大似然判決。=r(+T)=-4+屬+13性能分析其中n和分別表示在時(shí)刻和(|+T】時(shí)刻的接收機上A|amou方案采用兩個(gè)發(fā)射天線(xiàn)、一個(gè)接收天線(xiàn)的的噪聲加干擾,假定二者為獨立同分布的復隨機變量,均服(2,1)模式,理論計算和仿真結果證明了(2,1模式與從均值為零、方差為N的復高斯分布。采用最大比接收組合(MRRC)的(1,2)模式具有相同的12最大似然判決準則分集增益;這種模式可以簡(jiǎn)單地推廣至【2,m)的情況,將組合器的輸出信號送入最大似然檢測器,利用最大似分集增益為2m。同時(shí)由于發(fā)射碼矩陣是正交矩陣,其解碼責任編輯:左永君zuoyongjun@mcom.cn▲研究與探討空時(shí)分俎編瑪的研究復雜度與空時(shí)格型編碼相比大大降低。由圖4可以看出:BPSK與QPSK兩條曲線(xiàn)平行,這是因為兩種方案都采用的是(2,1)或(4,1)系統,提2仿真結果分析供相同的分集增益,而分集增益決定了曲線(xiàn)下降的曲率。Maab仿真參數: frame length=180, number of另外,8PSK調制下的性能比QPSK差,QPSK調制下的性packets=500。圖3、4為仿真得到的BER(誤塊率)-SNR能比BPSK差;這是因為調制階數越高,信號之間的差別信噪比】曲線(xiàn)越小,要達到相同的性能,需要的信噪比越大,性能也就從圖3可以清楚地看出:STBC系統的性能明顯優(yōu)于傳統越差。的單天線(xiàn)系統,這是因為后者不能提供分集增益。對于同一綜上所述,對同一系統,隨著(zhù)調制狀態(tài)數的增加,其性個(gè)STBC系統,其性能隨著(zhù)接收天線(xiàn)數目的增多而變好,性能將變差;對同一調制方式,隨著(zhù)發(fā)射天線(xiàn)數或接收天線(xiàn)數能曲線(xiàn)下降的曲率變大;因為隨著(zhù)接收天線(xiàn)數的增加,系統的增加,其性能將變好。所能提供的分集增益也隨之增加。"麒轉斟-STBCQ,1uncoded參考文獻[1]Alamouti S M. A simple transmit diversity101:technique for wireless communications [J]. IEEEJournal on Selected Areas in Communications1998,16:1451-1458.[2]Vucetic B, Jinhongyuan. Space-time coding [MJohn wiley k Sons, 2003.[3]趙樹(shù)杰,趙建勛,編著(zhù).信號檢測與估值理論.北京:清華大學(xué)出版社,2005圖3瑞利袁落下BPSκ未編碼信號與空時(shí)分組編碼信號[4]袁東風(fēng),張海霞,編著(zhù),編碼調制技術(shù)原理及應用[M]性能比較北京:清華大學(xué)出版社,200616里【作者簡(jiǎn)介】劉小群:寶雞文理學(xué)院講師,西安電子科技大學(xué)通信工程學(xué)院碩士研究生,研究方向為通信與信排時(shí)時(shí)圖4瑞利衰落下(4,1)系統不同調制方式空時(shí)分組碼性能比較<<責任編輯:左永君 zuoyongjun G mcom.cn