空时分组编码的研究

▲研究与探讨空时分组编码的研究*刘小群宝鸡文理学院【摘要】文章首先研突了空时分组编码的编译码原理、特点和性能;然后对其性能进行了仿真,并分析了仿真结果。【关键词】空时分组编码 Lamour方案最大似然判决空时编码技术是近年来在无线通信领域新兴的一种技1空时分组编码系统术,它的主要目的是解决无线通信中下行传输信号多径衰落的问题。空时格型编码在多发射天线条件下的译码复杂度限制了它的应用,而空时分组编码应用正交设计理论,使得这种编码体制的译码算法支持最大似然检测,且接收端采用线信源编码元编码器性处理,尽管性能略有下降,但译码要简单得多,受到人们映的广泛关注图1空时分组编码的系统结构基金项目:宝鸡文理学院项目(YK0823)收稿日期:2009年7月7日空时分组编码(STBC)的系统结构如图1所示。空时分【作者简介】黄政力:高级工程师,MBA毕业于答嘉曦:系统分析员,硕士毕业于登南大学,现任职于中国移动通信华中科技大学,现任职于中国移动集团广东有服公司网络优化中心通信集因广东有限公司网络优化中主要从事无线网络维护工作,主要从事基站设备维护工作<<赉任编辑:左永君uoyongjunt@bcom.cn空时分组编码的研究研究与探讨L组码最初在两个发射天线上使用, Glamour提出了一种简单然判决准则分别对s。和s进行重建的(2,1发射分集技术,并推广至(2,m)的情况。图2d(,+h)+d(和+)给出了其结构示意图:d(,4;+5)+(,+)v#k将上式左边根据a(xy)=x-y)x-y)展开得发射d2(,n+k2s2)+d(2,-h2+h)(-k1-h2岛2)(-h51-h2)加2=ae甩(+h习-h式)(加噪声(+k+(|4+h)2-s-郡+(+1)-3s-6信道估计组合器因而,(1)最大似然算法判决发送信号S时,判决为S1,当最大似然检测且仅当:(a2+a2-1)|+d2(,s)s图2Aamo川射分集方案(x+a2-1)体+d2(5,s.)vi≠k1.1 Alamoul发射方案对于PsK调制信号,上式可化简为在一个符号周期里,两个信号经由两个发射天线同时发a(63,s1)a2(3,s)v≠k射,天线1和天线2上发射的信号分别为s1和s2;在下一个符2)最大似然算法判决发送信号s2时,判决为s2,当且号周期里,-S2和-S1分别由天线1、2发射。不难看出,仅当:发射符号是通过空间域和时间域共同完成的。发射天线1和2(ax2+a2-1)k3+d(3,s2,)≤到接收天线之间的信道分别用力()和2()表示,并假设两个(a2+a2-1):+d2(32,sn)vi≠k(9)连续的符号周期T内信道保持不变。对于PSK调制信号,上式可化简为:力,()=(+T)=h,=a1e(1)d(2 s2)sd(, 2k)Vi+k10h240)=h2+T)=h2=a2e2可以看出, Alamouti的解码算法支持最大似然解码,在那么,相应的接收信号在时刻和(+T)时刻可以分别接收端完全通过线性处理来实现,这意味着接收机的结构可表示为下面两式:以大大简化。同时由于正交设计,在解码时可以分别独立地;=(=S1+2S2+3)对发送符号s1和s2进行最大似然判决。=r(+T)=-4+属+13性能分析其中n和分别表示在时刻和(|+T】时刻的接收机上A|amou方案采用两个发射天线、一个接收天线的的噪声加干扰,假定二者为独立同分布的复随机变量,均服(2,1)模式,理论计算和仿真结果证明了(2,1模式与从均值为零、方差为N的复高斯分布。采用最大比接收组合(MRRC)的(1,2)模式具有相同的12最大似然判决准则分集增益;这种模式可以简单地推广至【2,m)的情况,将组合器的输出信号送入最大似然检测器,利用最大似分集增益为2m。同时由于发射码矩阵是正交矩阵,其解码责任编辑:左永君zuoyongjun@mcom.cn▲研究与探讨空时分俎编玛的研究复杂度与空时格型编码相比大大降低。由图4可以看出:BPSK与QPSK两条曲线平行,这是因为两种方案都采用的是(2,1)或(4,1)系统,提2仿真结果分析供相同的分集增益,而分集增益决定了曲线下降的曲率。Maab仿真参数: frame length=180, number of另外,8PSK调制下的性能比QPSK差,QPSK调制下的性packets=500。图3、4为仿真得到的BER(误块率)-SNR能比BPSK差;这是因为调制阶数越高,信号之间的差别信噪比】曲线越小,要达到相同的性能,需要的信噪比越大,性能也就从图3可以清楚地看出:STBC系统的性能明显优于传统越差。的单天线系统,这是因为后者不能提供分集增益。对于同一综上所述,对同一系统,随着调制状态数的增加,其性个STBC系统,其性能随着接收天线数目的增多而变好,性能将变差;对同一调制方式,随着发射天线数或接收天线数能曲线下降的曲率变大;因为随着接收天线数的增加,系统的增加,其性能将变好。所能提供的分集增益也随之增加。"麒轉斟-STBCQ,1uncoded参考文献[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]赵树杰,赵建勋,编著.信号检测与估值理论.北京:清华大学出版社,2005图3瑞利袁落下BPSκ未编码信号与空时分组编码信号[4]袁东风,张海霞,编著,編码调制技术原理及应用[M]性能比较北京:清华大学出版社,200616里【作者简介】刘小群:宝鸡文理学院讲师,西安电子科技大学通信工程学院硕士研究生,研究方向为通信与信排时时图4瑞利衰落下(4,1)系统不同调制方式空时分组码性能比较<<责任编辑:左永君 zuoyongjun G mcom.cn