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全分集高速率复正交空时分组码设计

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ComputerEngineeringandApplications计算机工程与应用 2011,47(13) 59 全分集高速率复正交空时分组码设计 刘小羊1,张会生2,包涛2 LIU Xiaoyan91,z]洲G Huishen92,BAO‰2 710054,China 1.西安公路研究院,西安710054 2.西北工业大学电子信息学院,西安710129 1.Xi’蛐Highway Research Institute,Xi’an 2.School of Electronics Engineering,Northwestern Polytechnical University,Xi’柚710129,China LIU Xiaoyang,ZHANG Hubheng,BAO Tao.Fnll diversity dalgn of hlgh-rate complex'orthogonal space-time block eedes.Computer Engineering and Applications,2011,47(13):59-62. Abstract:Based high-ram complex of on the typ/ca/multi-input multiple-output wireless communication system,a is design method tO generate orthogonal gain。this space-time block COdeS for any number of Iransmit antennas considered.Meeting the premise the伽diversity algorithm啪obtcaill is a higher code rate by utilizing both space diversity and time diversity.On this basis,the Monte Carlo simulation of carriod out for complex STBC of different tnmsmitting antennas(n--2,3,4,5,6,7,8). to the 11憾study finds that the number transmission antellna8 is directly proportional system pefforman∞of bit锄f rate,and verifies that“floor effect”exists in the transmission ant.t,qlna8.In rate other word8,the morc the number of mmsmitting antennas is,the less the improvement of bit error is. Key words:channel code;space-time block codes;orthogonal;diversity;computer simulation 摘要:基于典型的多输入.多输出无线通信系统,研究了一种适用于任意发射天线数的高速率复正交空时分组码设计方法.证 明了采用该算法所设计的复正交空时分组码能达到满发送分集度和未对信号进行线性处理时的最大码率(m+1)/2m(m为自然 数).在此基础上,对不同发送天线数(,产2,3,4,5,6,7,8)的复正交空时分组码进行了蒙特卡洛仿真,从而验证了算法的有效性, 并得出发射天线数与系统误比特率性能呈正比,且随着发射天线数目的增加,误比特率性能改善的程度越来越小. 关键词:信道编码;空时分组码;正交;分集;计算机仿真 IX)I:10.3778/j.issn.1002.8331.2011.13.018 文章编号:1002-8331(2011)13-0059-04 文献标识码:A 中图分类号:TN911.22 l引言 *年来,蜂窝通信和无线局域网对容量的需求呈爆炸性 增长。尤其是互联网的无线接入和多媒体应用对信息吞吐量 增长的需求,已超过先进技术所能支持的数据速率的几个数 量级。—个使数据速率的增长得以实现的重要技术突破就是 在系统的发射和接收端使用多天线。这样—个使用多天线发 射和接收的系统就是通常所说的多输入多输出(Mm幻)系缌“。 而空时编码正是通过利用多天线发射来提高系统的分级增 益,或者说通过对发射端—个分组内的发射符号进行设计,来 达到各天线之间相互保护的目的并降低同一符号在所有天线 E发生深度衰落的机会,进而降低*均误码率。 1998年,Alamouti提出了一种简单的空时编码方法,采用 两副天线发送、一副天线接收,能够获得与一副天线发送、两 副天线接收相同的分集增益。Tarokh等在Alamouti工作的基 础上,将正交编码的方法结合这种简单的分集技术,提出了正 交空时分组码(sTBc)。它的显著特点是各天线之间发射信 号正交,这不仅保证了在*坦慢衰落信道下获得最大的分集 增益,而且还可以降低译码复杂度,实现各符号独立译码州。 文献[5】中证明了在码率R=l/2时,对于任意数目的发射天线, 都存在有复正交空时分组码,并给出了rr≤-4时的复正交设计矩 阵G。文献[6】证明了码率为l的复正交空时设*龅狈⑸涮 线数为2时存在。文献[7】证明了当发射天线数超过2时,复正 交设计的码率不能超过3/4。随后,Liang在文献[7】中证明,l= 2m—l和n=2m(m为自然数)根天线在复正交条件下空时分组 编码矩阵所能达到的最大码率为(,时1)/2m。因此当发射天线 数大于2,如何设计发送码矩阵G,在保证性能的同时达到尽 可能高的传输速率,是目前



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