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淺論寬帶無線接入網中的空時編碼技術(編輯修改稿)

2026-07-23 07:59 本頁面

　

【文章內容簡介】從ni個不同的天線同時發射，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8PSK的STTC狀態和編碼。除提供額外編碼增益外，這個STTC等效于延時分集傳輸。其中，經過8狀態8PSK映射后，送給第二副天線的延時符號X(k1)為奇數時，延時符號乘以因子1；當延時符號為偶數時，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、分集增益和網格復雜度之間的最佳折衷方案，帶來的增益非常可觀，但代價是增加了處理復雜度。例如，當發射天線數目固定時，其解碼復雜度隨分集重數和傳輸速率呈指數性增加。空時分組碼盡管STTC比其他發射分集技術具有更好的綜合性能，但是當系統要求的發射天線較多時，STTC的復雜度將嚴重阻礙其在實際系統中的應用。鑒于這種情況，Tarokh等人隨后又提出了STBC。STBC的特點為：發射機不要求接收機反饋信道狀態信息(CSI)，沒有帶寬擴展，譯碼簡單，在不損失發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實現簡單、性能優越，但是由于每個天線的發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合。對于圖1的結構，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發射。其中( )*表示復共軛。這樣可保證欲發射符號具有正交空時結構，構成完全時域分集。該結構已經被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的信道是頻率選擇性衰落的，且從第i副發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，估值結果可靠，一般采取在傳輸數據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，即具有聯合序列最佳根(PRUS)的特性；二是，對于多發射天線的傳輸，隨需要估值的信道參數個數增加，每副發射天線的發射功率卻減少。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，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編碼結構產生等效的記憶長度為m+v的單輸入單輸出(SISO)CIR。對于圖1的雙發射天線和單接收天線的8狀態8PSK STTC，嵌入CIR的空時編碼器在信道上產生記憶長度為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取決于欲傳輸的數據。在分組傳輸期間，可以認為信道脈沖響應h1和h2不變。在發射偶數訓練符

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