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1、差分空时分组编码的研究探讨摘要:一般在空时编码解码时接收端需要信道状态信息(CSI),因而必须获得精确的信道估计,而差分空时编码(DSTC)接收端在解码时不需要CSI,因而不需要信道估计。在信道衰落快或信息传输速率高的情况下,实时而精确的信道估计非常困难或代价太高,此时接收端不能获得CSI,因而需要差分空时编码。对非相干系统中空时编码的编译码原理、特点和性能进行了分析和比较,并对其中的部分空时编码给出了具体的实例和仿真结果。 关键词:非相干系统;信道状态信息;差分空时编码;信道估计 StudyonDifferentialSpace-TimeCoding LIUXia
2、o-qun (DepartmentofPhysicsandInformationTechnology,BaojiUniversityofScienceandArts,Baoji21016,China) Abstract:AnaccuratechannelestimationatrecEivingendisneededfordecodingofcommonspace-timecoding,whilethechannelstateinformation(CSI)andchannelestimationarenotneededforDSTC.Underthecircumstanc
3、eswherewirelesschannelsfadeveryrapidlyorthedatarateisveryhigh,thechannelestimationistoohardortoocostlytodetect,theDSTCisrequired.Inthispaper,theencodinganddecodingtheories,features,andperformancesofspace-timecodingforincoherentsystemareintroduced,andthecomparisonbetweenthemispresented.Theexa
4、mplesandsimulationresultsareproposed. Keywords:incoherentsystem;channelstateinformation;differentialspace-timecoding;channelestimation 0引言 从相干空时编码的解码方式可以看出,接收端需要确切知道信道状态信息(ChannelStateInformation,CSI)的情况[1-3],当然当信道相对于数据传输速率缓慢变化时,发射机可以通过发送训练序列进行信道检测使接收机能够进行正确的信道估计,接收机要获得理想的信道状态信息(CSI),可以
5、用相干检测的方法解码[4]。但是,在高速移动的环境下或者信道衰落条件快速变化而使信道变化很快的时候,就很难准确地进行信道估计或者准确进行信道估计的代价很高,此时接收机不能获得理想的信道状态信息,因此,如何设计不需要信道估计也能取得良好误码性能的空时编码显得十分重要。酉空时码和差分空时码就是根据这个要求提出的。本文首先重点介绍了正交设计的差分空时编码的编译码原理,然后对差分空时编码的性能进行了仿真。 1差分编码方法 Tarokh等人根据单天线条件下的差分编码思想,提出基于正交设计的差分空时分组编码[5-6],它用在发射端和接收端都不需要知道信道状态信息,编码也很简单,在接收端
6、,解码也有很低的解码复杂度。 根据文献[4-5],2根发射天线基于正交设计的差分STBC原理框图如图1所示。 图1根发射天线时的差分STBC原理框图 首先发射2个参考信号x1和x2,发送的码字矩阵采用Alamouti方案: X0=x1-x* x2x*1 (1) 发射机在第一个符号周期从两根发射天线发射的符号向量是x1=[x1,x2]T,在第二个符号周期从两根发射天线发射的符号向量是x2=[-x*2,x*1]T,这两次发射信号不携带信息,只是作为参考信号,以后发射机采用差分方式对数据编码进行发射。假设在第2t-1(t≥2)个符号周期从第一根和第二根发射天线发
7、射的符号分别是x2t-1和x2t,在第2t个符号周期从第一根和第二根发射天线发射的符号分别是-x*2t和x*2t-1。在第2t+1个符号周期,一组2m个比特到达编码器,并产生对应的系数向量(R1,R2),编码器根据前两个符号周期发射的符号向量和当前系数向量(R1,R2)计算出后续两次发射的符号: (x2t+1,x2t+2)=R1(x2t-1,x2t)+R2(-x*2t,x*2t-1) (2) 根据x2t+1和x2t+2进
