基于酉阵的M IM O系统空频编码方案-论文.pdf

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1、2014年6月15日现代电子技术Jun．2014第37卷第12期ModernElectronicsTechniqueV01．37N0．12基于酉阵的MIMO系统空频编码方案张红，郝东来一～州～A舳眦～一m帆～一．～一～．～一一印一．m_～一Ⅲ三一～_～一薹“一～呲∞m一一～。～K～一(1．陕西职业技术学院计算机科学系，陕西西安710100；2．西安通信学院信息传输系，陕西西安710106)摘要：针对多输入多输出系统发射分集方案中正交性与全速率之间的矛盾，在传统空频编码的基础上，提出了一种基于酉阵的空频块编码多天线系统发射分集方案。利用酉矩阵特性和块正交思想，给出了方案具体实施策略，并借助

2、Giv—ens变化生成典型固定酉阵，推导分析了所提方案全速率性能和准正交特性，证明了与空频块编码方案相比，该方案能更加充分地利用4根发射天线来增大空间分集的性能。最后通过不同场景下的仿真对比，也进一步验证了在不增加复杂度的情况下该分集方案的性能优势。关键字：多输入多输出；空频编码；酉矩阵；发射分集方案中图分类号：TN929．5—34文献标识码：A文章编号：1004—373X(2014)12—0046—03H∞。-垦甜．㈨Unitarymatrixbasedspace—frequencycodinghsch唱em砷eforM4IMOsystemZHANGHong，HAODong—lai(1

3、DepartmentofComputerScience，ShaanxiVocationalTechnicalCollege，Xi’an710100+China；2．DepartmentofInformationTransmission，Xi’anCommunicationInstitute，Xi’an710106，China)一．三{m2、．一～一眦Ⅻ～．m一～¨x甜一．一x眦yu咖-_～蓁Ⅲ一量、一l．～印一云一一一m一基于分集的空时编码技术有网格空时编码(Space—Time0引言Coding，STTC)”。技术和分组空时编码(Space．Time如何有效地对抗无线信道的衰落是高速移

4、动通信BlockCoding，STBC)技术。当天线数大于2时，要实必须要解决的首要问题。与有线通信相比，无线通信需现上述方=．n差法一的分a～集汀一效一果就会大大增加译码的复杂度，因要另辟蹊径来对抗信道衰落，在不增加发送功率或系统此本文利用l酉喜矩阵‰的特性，在不改变空时频编码正交性带宽的情况下，克服多径衰落的有效方法是采用分集的前提下进行优化，提出一种基于酉阵的空频编码方技术。分集就是通过多个途径(时间、频率或者空间)发案。该方案充分发挥4天线的空问分集增益，在复杂射或接收到承载相同信息的多个副本。与多天线发射度基本上不增加或者增加很少的情况下提高分集的性分集相对应的信道编码技术就是

5、空时编码技术。能。空时编码技术利用多发射和多接收天线，将发射分1基于酉阵的空频编码设计集和接收分集技术相结合，在各阵元的发射信号之间引1．1方案介绍入了时域和空域的相关，同时获得空间和时间的分集。设天线数为4(可以推广到任何偶数)，需要传输的符号是：SI,S!，S，，S，令．s=【ssSs]。收稿日期：2014．03．16则基于酉阵的编码分集方法的思路如下：基金项目：国家自然科学基金项目(61301135)；陕西省科学技术研究发展计划项目(2013JC2．17)首先选择一个4x4酉矩阵，用表示：第l2期张红，等：基于酉阵的MIMO系统空频编码方案47则：×U=S：y：(8)用酉矩阵与待发

6、射的4个符号组成的一个4维列向1=量相乘得到一个新的4维列向量：XlS1“llh1h00XI¨S1u2lX=×s：(2)h一h00A3l“S+I3+1++孙AⅣ(9)观SSSS00h3h3IJS1M41USc，)SS．¨∞”们O0h：一h：X4I弛鸵]¨●_=，●uu++++然后对x进行空频分块编码，编码方法如式(3)所=厂_=__●从形式上看，式(9)是块正交阵，而每一块又遵循空U¨刁："竹频编码，因此完全可以按照Alamouti编码方案的检测算}+++SSSSX，]置一00一一++法先检测出，然后根据关系式X=UXS，通过式子：X42MxM¨0一0一一(3)S=U“XX(10)0OX

7、，一X：=Xl00XX求出S即可。相比于空频块编码方案，上述方案在接收端仅仅增加一步矩阵的乘法运算，并没有引入其他这样在每一个子载波上，4个符号s，S：，S，S都被的复杂度。加入了编码后，除了空间分集增益，还需要传输并且每一个符号在4根天线上都有传输。这就克考虑频率分集和空间分集转化而来的频率分集增益。服了空频分块编码方案没有充分利用4天线空间分集在这样一个相对复杂的背景中，需要考虑的因素很多，的缺点。下面将对基于酉阵的空频分块编码