MIMO系统的空时编码技术
出处:jianpan 发布于:2008-11-26 14:27:07
MIMO系统中的空时编码技术包括基于发射分集的空时码和空间复用技术,前者主要包括空时分组码、差分空时分组码和空时格状码,而空间复用技术的典型应用主要是指分层空时码。
(1)空时分组码(STBC)
空时分组码是基于发送分集的一种编码形式。空时分组码初形式是Alomout1提出的空时码,Trokh应用正交设计理论,将Alomout1提出的两天线发射分集方案推广到任意多副发射天线,提出了空时分组码,这种具有正交性的空时分组码可以获得满分集增益,其译码比较简单。
①空时分组码的编码。设基带传输含2莎个元素的调制星座图进行调制,在时隙莎有扔比特到达空时分组码编码器,映射为调制星座图中的信号点s1,S2,…,.Sk,这尼个信息码元经过天线(空间)和码元间隔(时间)两维进行编码。对尼个信息码元的编码过程可以用一个专门的编码矩阵C来表示,编码矩阵有夕行nT列,p为时隙数,nT为发送天线数。
空时分组码设计的本质是编码矩阵的正交性,这种正交性体现在空间域和时间域,从空时正交性这个基本关键点出发,利用正交设计理论,可以将STBC推广到多个发送天线和多个接收天线的情况如nT=3,nT=4。
②空时分组码的译码。空时分组码采用似然译码,空时分组码编码矩阵的正交性使得其似然译码非常简单,接收端只需进行线性处理即可完成。下面是以Alomouti提出的编码矩阵G,的空时分组码的译码方法。
图 空时分组码的接收机
图中有两个发送天线和一个接收天线,每次发送的一组数据符号S1,S2,其中这两个数据符号是来自于同一个星座(QPSK、16QAM等)的符号,然后把数据符号按照编码矩阵
进行编码,然后把编码后符号在两个符号间隔期间从两个发送天线发送出去,在个发送时刻,符号S1,S2分别从发送天线1与发送天线2同时发送出去,在第二个发送时刻,符号一S2,S1分别从发送天线1与发送天线2同时发送出去。
(2)差分空时分组码(differential STBC)
基于正交设计的空时分组码,由于它良好的性能和简单的译码很适合实际运用。但是,空时分组码的实现依赖于准确的信道估计,估计误差的存在,会导致性能的恶化。尤其当移动用户高速运动时,系统性能会急剧下降。因为由于用户的高速移动,其所经历的信道也相应发生急剧变化,通过估计运算捕获的信道参数往往很快就会失效。为了克服这个问题,提出了不用信道估计就可以实现译码的差分空时分组码(图2),其大大减少了接受设各的复杂度。
图2 差分空时码的编码器
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