淺論寬帶無線接入網(wǎng)中的空時編碼技術(編輯修改稿)
2025-07-23 07:59 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 從ni個不同的天線同時發(fā)射，每個信號的比特周期保持相同。接收機采用Viterbi譯碼對信號進行判決。圖1所示為8狀態(tài)8PSK的STTC狀態(tài)和編碼。除提供額外編碼增益外，這個STTC等效于延時分集傳輸。其中，經(jīng)過8狀態(tài)8PSK映射后，送給第二副天線的延時符號X(k1)為奇數(shù)時，延時符號乘以因子1；當延時符號為偶數(shù)時，延時符號乘以因子1。 雖然STTC集合了前向差錯控制編碼和分集，提供信號星座、傳輸速率、分集增益和網(wǎng)格復雜度之間的最佳折衷方案，帶來的增益非?？捎^，但代價是增加了處理復雜度。例如，當發(fā)射天線數(shù)目固定時，其解碼復雜度隨分集重數(shù)和傳輸速率呈指數(shù)性增加。 空時分組碼 盡管STTC比其他發(fā)射分集技術具有更好的綜合性能，但是當系統(tǒng)要求的發(fā)射天線較多時，STTC的復雜度將嚴重阻礙其在實際系統(tǒng)中的應用。鑒于這種情況，Tarokh等人隨后又提出了STBC。STBC的特點為：發(fā)射機不要求接收機反饋信道狀態(tài)信息(CSI)，沒有帶寬擴展，譯碼簡單，在不損失發(fā)射速率的前提下達到與最大比合并(MRC)接收分集相同的分集增益。 雖然STBC實現(xiàn)簡單、性能優(yōu)越，但是由于每個天線的發(fā)射功率只有原來的一半，因此信噪比比MRC降低了3 dB；另外，與STTC相比，STBC沒有編碼增益，因此在實際應用中需要與信道編碼相結(jié)合。 對于圖1的結(jié)構(gòu)，STBC輸入成對符號，即在時刻k，符號Xk和Xk+1分別從天線1和天線2發(fā)射；在時刻k＋1，符號X*k+1和X*k分別從天線1和天線2發(fā)射。其中( )*表示復共軛。這樣可保證欲發(fā)射符號具有正交空時結(jié)構(gòu)，構(gòu)成完全時域分集。該結(jié)構(gòu)已經(jīng)被IS13WCDMA和CDMA2000等移動通信標準所采納。2 空時編碼中的信號處理 寬帶信道模型 假設進行空時編碼傳輸?shù)男诺朗穷l率選擇性衰落的，且從第i副發(fā)射天線到單個接收天線的信道脈沖響應(CIR)為無線脈沖響應hi。hi的D變換為：其中，V為信道記憶長度，D為單位延時，hi(k)為hi的第k個元素。 信道估值 在接收端的聯(lián)合均衡與編碼及干擾抑制中，CSI起著關鍵作用。為使估值過程簡單，估值結(jié)果可靠，一般采取在傳輸數(shù)據(jù)中嵌入訓練序列的方式輔助CSI估值。估值時會有兩個問題：一是，對于單發(fā)射天線傳輸，嵌入的訓練序列應有高自相關和低互相關，即具有聯(lián)合序列最佳根(PRUS)的特性；二是，對于多發(fā)射天線的傳輸，隨需要估值的信道參數(shù)個數(shù)增加，每副發(fā)射天線的發(fā)射功率卻減少。后者的解決方法是對單一訓練序列進行空時編碼，產(chǎn)生有限的ni個相關的訓練序列，其性能雖比PRUS要差一些，但也屬次優(yōu)，而此時訓練序列的搜索空間尺寸從C 減少到C (C為輸入和輸出字符集的大小，Nt為訓練序列長度)。(1)STTC編碼訓練序列 具有m個二進制存儲記憶單元和信號坐標大小為C的空時編碼器，嵌入CIR的STTC編碼結(jié)構(gòu)產(chǎn)生等效的記憶長度為m+v的單輸入單輸出(SISO)CIR。對于圖1的雙發(fā)射天線和單接收天線的8狀態(tài)8PSK STTC，嵌入CIR的空時編碼器在信道上產(chǎn)生記憶長度為V+1的等效SISO信道，其信道脈沖響應h1的D變換為：其中，pk等于+1還是1取決于欲傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。在分組傳輸期間，可以認為信道脈沖響應h1和h2不變。在發(fā)射偶數(shù)訓練符
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