四發(fā)天線DSTTD編碼系統(tǒng)性能分析
2016-03-05 20:53:26王猛鄒明莉冷述厚劉松戴清杰
無線互聯(lián)科技 2015年6期
王猛 鄒明莉 冷述厚 劉松 戴清杰
摘要：在無線通信系統(tǒng)中，適合多輸入多輸出（MIM0）天線技術的空時編碼技術能夠明顯地提高系統(tǒng)的容量，改善無線通信系統(tǒng)的性能。文章在空時分組碼（STBC）基礎上，對四發(fā)射天線DSTTD編碼系統(tǒng)進行了編譯碼介紹，并進行了誤碼性能的仿真，最后得出結(jié)論。
關鍵詞：多輸入多輸出；空時編碼；DSTTD
信息論領域的研究表明，無線衰落信道環(huán)境下，采用多輸入多輸出（MIMO）天線技術可以顯著地提高系統(tǒng)的容量，并改善無線通信系統(tǒng)的性能，非常適合下一代移動通信系統(tǒng)對高速率、高流量業(yè)務的要求。適合MIMO系統(tǒng)的空時編碼技術可以使MIM0系統(tǒng)容量接近理論容量，且可以有效地對抗多徑信道引起的干擾，提高系統(tǒng)的性能。1998年Alamouti提出的發(fā)射分集技術——空時分組碼（STBC），由于其簡單的結(jié)構(gòu)和良好的性能得到了廣泛地研究，并很快進入3GPP標準。本文在此基礎上討論了四發(fā)天線DSTTD編碼系統(tǒng)，采用排序串行干擾抵消譯碼算法（OSIC），仿真編碼的誤碼性能。
文章第一部分給出了STTD系統(tǒng)的模型，討論接收端的接收信號模型；接著，給出了編碼方式，介紹了排序串行干擾抵消算法。在第三部分，對編碼算法進行誤碼性能仿真。最后，得出結(jié)論。
1 系統(tǒng)模型
發(fā)射端均采用STBC編碼，即發(fā)射的數(shù)據(jù)均進行簡單的兩發(fā)天線的Alamouti編碼，該編碼方案稱為DSTTD（doubleSTTD）。本文以四發(fā)射天線四接收天線的MIMO系統(tǒng)作為研究對象，STTD編碼系統(tǒng)模型如圖1所示。發(fā)射天線分為兩組，一、二發(fā)射天線分為一組，三、四天線分為一組。兩組均采用Alamouti空時編碼。具體實現(xiàn)過程在第二部分給出。信號在發(fā)射端經(jīng)過調(diào)制、串并變換和編碼以后，通過天線發(fā)射出去，經(jīng)過MIMO信道到達接收端。在接收端分別進行空時譯碼、并串變換和解調(diào)，檢測出發(fā)射序列。在信號通過信道時，假設信道服從準靜態(tài)平坦Rayleigh衰落信道高斯。假設發(fā)送端未知信道狀態(tài)信息（CSI），而接收端對信道狀態(tài)信息進行精確估計，即接收端獲得理想信道狀態(tài)信息。
設在T個符號周期內(nèi)發(fā)送的空時編碼矩陣為C，則四根接收天線上的信號為
ri（t）表示第i根接收天線在第t時刻接收到的信號，hij相互獨立，表示發(fā)送天線i到接收天線j的信道增益系數(shù)，服從均值為0、方差為0.5的高斯分布。W為均值為0的加性高斯白噪聲，ni（t）表示第i根接收天線在第t時刻接收到的噪聲信號。編碼矩陣C根據(jù)發(fā)射端采用的編碼組合方式而定，如圖1所示。
在對接收端的信號進行譯碼時，只要對信道轉(zhuǎn)移矩陣進行相應地處理，其譯碼算法可以采用常用的迫零算法（ZF）、最小均方誤差算法（MMSE）、QR分解算法等。這里采用VBLAST的經(jīng)典Go1den譯碼算法一排序串行干擾抵消算法（OSIC），因為該算法的譯碼性能比較好。其算法的過程如下：
