酉空時(shí)調制系統中基于多符號差分檢測的軟檢測器

第30卷第2期電子與信息學(xué)報Vol. 30No 22008年2月Journal of Electronics Information TechnologyFeb.2008酉空時(shí)調制系統中基于多符號差分檢測的軟檢測器李穎王欣張曉瀛魏急波(國防科技大學(xué)電子科學(xué)與工程學(xué)院長(cháng)沙410073摘要:該文設計了一種適用于差分酉空時(shí)調制體制的低復雜度軟檢測算法。該算法基于多符號差分檢測,為軟判決譯碼模塊提供編碼比特的對數似然比信息。仿真表明,在通常容許的誤碼范圍內,采用所提出的軟檢測算法構建的差分酉空時(shí)調制系統比原硬判決系統節省2~4dB的信號功率,并解除了基于單符號差分檢測的軟檢測算法在快衰落信道下的錯誤平層。關(guān)鍵詞:酉空時(shí)調制;軟檢測:多符號差分檢測;球形譯碼中圖分類(lèi)號:TN914文獻標識碼:A文章編號:10095896(2008)020435-04A Soft-Detector Based on Multiple Symbol DifferentialDetection for Unitary Space-Time ModulationLi Ying Wang Xin Zhang Xiao-ying Wei Ji-be( School of Electronic Science and Engineering, National University of Defense Technology,Changsha 410073, China)Abstract: A soft-detector with low complexity is proposed for Differential Unitary Space-Time Modulation(DUSTM). Based on the multiple symbol differential detection, the detector provides log-likelihood ratios of codedbits for the successive soft-decision decoding. Simulation results show that by using the proposed algorithm in acoded DUSTM system, the signal power efficiency is improved by 2-4dB compared with the counterpart ofhard-decision decoding within an acceptable range of bit error rate, and the error floor caused by a single symboldifferential soft-detector is eliminated in fast fading.Key words: Unitary space-time modulation; Soft-detection; Multiple symbol differential detection; Spheredecoding1引言的設計基于傳統的sSDD,不適合高速移動(dòng)環(huán)境。而文獻⑨在多天線(xiàn)(MIMO)系統中,差分酉空時(shí)調制( DUSTM)針對單天線(xiàn)雙差分調制系統設計了一種基于MSD的軟檢技術(shù)推廣了傳統差分相移鍵控(DPSK)的概念,它不要求接測器,獲得了優(yōu)越的性能,本文將這種思想應用于 DUSTM收機對MIMO信道進(jìn)行估計,適用于不易獲得信道狀態(tài)信體制中息的高速移動(dòng)環(huán)境,極大降低了系統復雜度,引起了學(xué)者們本文提出一種基于MsDD的低復雜度軟檢測算法,借的廣泛關(guān)注,2鑒文獻[l中對對數似然比(LR)計算的簡(jiǎn)化方法,在高效高性能的非相干檢測算法設計是 DUSTM的關(guān)鍵 MSDSD算法基礎上構建提供LLR信息的軟檢測器仿真技術(shù)之一。為了克服傳統單符號差分檢測SSDD)1應用于表明,采用該軟檢測器的 DUSTM系統在誤碼率低于約10-2快衰落信道時(shí)出現的錯誤平層現象,人們提出了各種性能優(yōu)時(shí)比相應的硬判決系統獲得至少21B的性能增益,并能克服良的多符號差分檢測(MSDD)算法。其中,多符號差分在快衰落信道下采用單符號差分軟檢測所帶來(lái)的錯誤平層譯碼( MSDSD)以較小復雜度精確地達到了最大似然問(wèn)題(ML)檢測性能,且對快衰落信道有良好的適應能力同然而,符號說(shuō)明:CN(0a2)表示均值為0,實(shí)虛部統計獨立且這些方法均局限于單純的信號檢測問(wèn)題。在實(shí)際系統中,方差各為/的復高斯分布;E()表示隨機變量的均值。(采用某種形式的糾錯編碼來(lái)達到可靠通信的要求。為了獲dag}表示將大括號內的矩陣按順序組成分塊對角陣得整體更優(yōu)的性能,希望檢測器提供軟判決譯碼所需要的軟dt()和t()分別表示矩陣的行列式和跡:(7和(分別表信息,而不是上述各種方法產(chǎn)生的硬判決結果。文獻7,8示求矩陣的轉置和共軛轉置。a表示對實(shí)數a上取整。⑧表對 DUSTA系統下的軟檢測器設計問(wèn)題進(jìn)行了初探,但它們 Kronecher積。In表示n階單位矩陣2系統模型200607-17收到,200701-16改回圖1是采用軟檢測器的 DUSTM系統框圖。在發(fā)送端,436電子與信息學(xué)報第30卷{卷積)交織器{}「V(RHdusTMW=W(0)…W(N-1)2,得到該觀(guān)測窗口的接收信號編碼器映射器{s()}為R=SH+wR(4)由于在下面的討論中,只關(guān)心對一個(gè)觀(guān)測窗口內數據的a}軟判決軟檢測器處理,因此上式省略了指示觀(guān)測窗口時(shí)間起點(diǎn)的標號。由文譯碼器獻45,12知,R的條件概率密度(亦稱(chēng)信道轉移概率密度圖1軟檢測 DUSTM系統框圖是p(15)=-8x1mn-p((FB到}(信息比特序列d={…dk∈{-1+1}經(jīng)卷積碼編碼器生成編碼比特v=Cd)=1“xF∈{-1+1(假設比特0式中B=5(1+:)I;)5用-1代替,比特1用+1代替),則編碼器碼率為(1)…q2(N-1)B=K/R。若需要提高碼率,還可以對a進(jìn)行刪余得到序p(-1)≌a(0)列v=1…v∈{-1+1,則刪余碼率為B=F/R,從而帶刪余的卷積碼碼率為BP=B/Bp=K/R,對序列a(-(N-1)U做交織得到序列e=…