線性分散碼及其在協(xié)作分集中的應(yīng)用研究.pdf

1、空時(shí)編碼技術(shù)是多輸入多輸出(Multiple Input Multiple Output，MIMO)系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)之一，為無線通信領(lǐng)域指出了一條利用空間維度來提高系統(tǒng)容量和(或)可靠性的有效途徑。為了在某些無法使用多天線的場景中仍舊能夠獲得MIMO中的技術(shù)帶來的好處，協(xié)作分集技術(shù)作為一種新的空間分集技術(shù)在近些年來已經(jīng)成為通信領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn)。本文主要對近些年來出現(xiàn)的一種新的空時(shí)編碼技術(shù)-線性分散碼(LDC)及其在空時(shí)協(xié)作分集技術(shù)中的

2、應(yīng)用進(jìn)行了研究，其主要工作如下：
　　 為了進(jìn)一步提高正交分組空時(shí)碼的誤碼率性能，提出了一種線性分散碼和正交分組空時(shí)碼(OSTBC)相結(jié)合的新的空時(shí)碼架構(gòu)-線性分散正交分組空時(shí)碼(LDOSTBC)。在LDOSTBC方案中，數(shù)據(jù)首先被編碼成LDC碼字，然后再將編碼后的LDC碼字分量編碼成OSTBC碼字。本方案具有很好的誤碼率性能。和OSTBC方案相比，當(dāng)采用速率為的MR的LDC時(shí)，LDOSTBC方案的性能可以在不降低數(shù)據(jù)速率的情況

3、下得到提高。如果采用小于速率MR的LDC，在損失一部分速率的情況下LDOSTBC系統(tǒng)性能可以得到大幅度提高，其中M代表系統(tǒng)的發(fā)送天線個(gè)數(shù)，R是系統(tǒng)采用的調(diào)制方式的頻譜效率。
　　 針對單天線OFDM系統(tǒng)，提出了一種結(jié)合線性分散碼的傳輸方案。該方案通過把線性分散碼的碼字分量在OFDM系統(tǒng)的不相關(guān)的子載波上發(fā)送，可以得到類似于多天線系統(tǒng)下線性分散碼的編碼增益與分集增益。分析與仿真結(jié)果表明，采用此結(jié)合線性分散碼的OFDM方案的性能要優(yōu)

4、于普通的OFDM方案。
　　 在協(xié)作分集系統(tǒng)中使用線性分散碼進(jìn)行空時(shí)協(xié)作，在高速率的情況下，誤碼率性能要優(yōu)于傳統(tǒng)的正交分組空時(shí)碼空時(shí)協(xié)作分集系統(tǒng)。針對選擇中繼協(xié)議，提出了一種線性分散碼空時(shí)協(xié)作方案。該方案通過選擇不同碼率的線性分散碼，可以在誤碼率性能和頻譜效率方面進(jìn)行折衷。與采用較低碼率的線性分散碼的系統(tǒng)相比，在源和中繼之間的信道狀況較好時(shí)，采用較高碼率的線性分散碼可以在犧牲很小的誤碼率性能的情況下獲得更高的頻譜效率，使線性分散

5、碼空時(shí)協(xié)作系統(tǒng)具有更高的靈活性。針對放大前傳協(xié)議，提出了兩種基于線性分散碼的放大前傳協(xié)作分集方案。兩種方案的主要區(qū)別在于中繼端的噪聲是在線性分散碼編碼之前還是之后引入的。首先通過理論推導(dǎo)證明了兩種方案的誤碼率性能相同，然后對兩種方案的特點(diǎn)進(jìn)行了分析，指出兩種方案在中繼端復(fù)雜度、協(xié)議復(fù)雜度和傳輸速率上各有優(yōu)缺點(diǎn)。
　　 在空時(shí)協(xié)作分集系統(tǒng)中，由于不同的協(xié)作端所處的地理位置不同，協(xié)作端常處于異步狀態(tài)。解決異步給空時(shí)協(xié)作帶來的影響一般

6、有兩種解決方法。一是設(shè)計(jì)特殊的空時(shí)碼字結(jié)構(gòu)，二是使用OFDM技術(shù)。針對這兩種方法，提出了兩種消除異步影響的空時(shí)協(xié)作方案，具體如下：
　　 提出了一種異步情況下的線性分散碼空時(shí)協(xié)作方案。新方案通過在線性分散碼的碼字之間加入零前綴來抵消異步帶來的影響。所加入零前綴的長度由參加協(xié)作的各個(gè)終端之間的相對時(shí)延決定。此外，通過重新構(gòu)造張量信道狀態(tài)矩陣，還給出了本方案的一種簡單的譯碼方法。分析與仿真表明，新方案可以很好的在異步情況下工作。