空时编码技术及其在未来移动通信中的应用.doc

《空时编码技术及其在未来移动通信中的应用.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、空时编码技术及其在未来移动通信中的应用TheSpace-TimeCodingTechnologyandItsApplicationsinFutureWirelessCommunications摘要：文章介绍了分组空时码和分层空时码，给出了它们在3G和后3G中的解决方案；分析了限制网格空时码应用的几个因素，提出了网格空时码应用的具体方案；最后对分组空时码、分层空时码、网格空时码进行了比较。关键词：分组空时码；分层空时码；空时传输分集；高速下行分组接入Abstract:Thespace-timeblockcodesandlayeredspace-timecodesarebriefly

2、described.Thesolutionschemesoftheirapplicationsin3Gandbeyond3Gwirelesscommunicationsystemsarepresented.Basedontheanalysisofproblemsexistedintheapplicationofspace-timetrelliscodes,apracticalsolutionsschemeisproposed.Finallythefutureapplicationsofspace-timeblockcodes(STBC),layeredspace-timecode

3、s(LSTC)andspace-timetrelliscodes(STTC)areoutlined.Keywords:STBC;LSTC;space-timetransmitdiversity;highspeeddownlinkpacketaccess　　空时码是一种基于多天线阵发送技术的编码方案，其将多天线技术和信道编码技术结合起来，同时获得空间分集和时间分集。贝尔实验室于1996年提出的分层空时码(LSTC)模型[1]是最早的空时编码方案。1998年，朗讯实验室的Tarokh等人提出了一种基于编码调制技术的空时编码方案[2]--网格空时码(STTC)，STTC不仅可获得较高的

4、频带利用率，而且具有较好的抗衰落性能。STTC很快受到人们的重视，并在整个通信领域掀起了空时码的研究热潮。除了上述两种空时编码方案以外，另外一种较为简单的空时码是分组空时码(STBC)[3]。以上3种空时编码方案均假设接收端可以准确地估计信道。这一前提在某些情况下可以满足，但在移动终端高速移动的情况下，信道估计是十分困难的，因此不需要信道估计的盲空时编码方案便应运而出，其中包括酉空时码和差分空时码[4--5]。　　空时编码技术利用多天线阵提供的并行信道传输信息，可以在保证性能的前提下进一步提高信息传输速率。目前，分组空时码和分层空时码已经被3GPP采用。STTC由于受种种原因限制

5、还很难在实际系统中采用，为了实现STTC的应用，人们正致力于研究STTC在后3G和4G中的应用方案，并取得了一定的进展。1分组空时码及其在移动通信中的应用　　日本人Alamouti曾提出一种利用两根发射天线的传输分集方案，虽然该方案无法获得编码增益，性能比网格空时码(STTC)略有下降，但它的频带利用率与STTC相同，且编译码复杂度要比STTC小得多。因此，相对于STTC，该传输分集方案具有更好的实用价值。在此基础上，Tarokh利用广义正交设计原理将其进行推广，提出了分组空时码的概念，最简单的一种STBC编码矩阵为：　　若采用正交移相键控(QPSK)调制，则信息序列以4比特为一

6、组送入STBC编码器，分别对应于QPSK星座图中的两个信号点s1和s2，s1与s2按(1)式构成信号矩阵G，G中的每一列对应一根发送天线，经两个符号周期发送完毕。接收端根据收到的信号rj(t)，rj(t+1)和信道特性进行最大似然译码(j=1,2)。STBC最大的特点是简单实用，且性能相对较好，是一种较有效的传输分集解决方案。第3代移动通信系统中采用的传输分集方案之一--空时传输分集(STTD)就是一种最简单的分组空时码。　　分组空时码在移动通信系统中应用的原理如图1所示[6--7]。信息比特经信道编码、速率匹配和随机交织处理后，送入STTD编码器与其他控制信息复用，再经扩频处理

7、，由两根发射天线发送出去。根据需要的传输速率的不同，信道编码器可以选择卷积码或Turbo码。若要求的信息速率为12.2kb/s，则选用码率为1/3，约束度为9的卷积码；若系统的传输速率较高，如64kb/s或144kb/s，则选用8状态的Turbo码。　　STTD编码器以4比特信息为一组进行编码，比特映射方式如图2所示(图中比特信息“-1”表示0，“+1”表示1)，其中天线1上发送的是原始信息比特，另外一根天线发送相应的校验信息，且与原始信息保持正交关系。这种处理方式一方面保证ST