数字通信作业new

《数字通信作业new》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、数字通信理论在空时编码估计中的应用姓名:龚旺学号:201120002070这学期之所以选《数字通信》这门课程，是因为它在我的研究方向中有着很重要的应用。我的研究方向是MIMO体系中空时编码的估计。如何正确、有效地自动识别MIMO体系中空时编码的码字以及其不同的调制样式，在频谱监测、电子对抗等方向有着广泛的应用。多入多出技术(Multiple-InputMultiple-Output,MIMO)是无线通信领域技术上的重大突破。该技术能在不增加带宽的情况下成倍地提高通信系统的容量和频谱利用率，突破了香农容量的界限，使无线传输的容量达到有线传输的水平成为可能，成为下一

2、代无线通信系统研究的热点问题之一。为了在信息传输中充分利用和尽可能接近无线MIMO系统的信道容量，人们很自然地将SISO系统中已比较成熟的各种编码技术推广到MIMO系统，因而空时编码应运而生。由于空时编码通过在不同天线发送的信号间引入了时域和空域相关，因此，能较好地利用由多发送多接收天线构成的MIMO系统所提供的传输分集度和自由度，可在不增加带宽和发送功率的情况下提高信息传输速率，改善信息传输性能。下面，我来介绍下数字通信理论在空时分组码估计中的应用。空时分组码(STBC，Space-TimeBlockCodes)将无线MIMO系统中调制器输出的一定数目的符号编

3、码为一个空时码码字矩阵，合理设计的空时分组码除能提供一定的发送分集度。STBC通常可通过对输入符号进行复数域中的线性处理而完成，因此，利用这一“线性"性质，采用低复杂度的检测方法就能检测出发送符号。特别是当STBC的码字矩阵满足正交设计时，例如Alamouti于1998年提出的两发射天线的发射分集方案，该方案在接收端采用的就是线性复杂度的最大似然(ML，Maximumlikelihood)译码。在空时分组码的估计中，最大似然算法这一思想被广泛应用。最大似然就是根据接收到的码字信息，构造发射的码字与接收码字之间关系的似然函数，在所有的可能的发射码字中，能使似然函数

4、最大的那个码字即为发射所用的码字。我们假设在接收端能确切知道信道状态信息(CSI，Channelstateinformation)。正交空时分组码由于其较低的译码复杂度而在3G中应用比较广泛，下面我就简单介绍下正交空时分组码的估计。1999年Tarokh等人应用广义正交设计理论将Alamouti空时分组码推广到发射天线数N>2的情况，并将此类码字取名为正交空时分组码(OSTBC)。下图给出了空时分组码编码器示意图。假设信号星座图由个点组成，m个信息比特映射一个星座点。选择k个调制信号(x1,x2,….,xk)对其进行空时分组编码，生成TN个长度为p的并行信号序列

5、，并按行分别由T副发射天线发送。这p个并行信号序列由及其共轭的线性组合构成，两两正交，它们构成了空时分组编码的发送码字矩阵X，OSTBC一个最显著的特点是各天线发射的信号之间正交，即编码矩阵归一化后满足式中，为调制信号点。我以最简单的Alamouti码的估计为例子，来说明最大似然这一思想在空时分组码估计中的应用。在Alamouti空时编码中，每两个输入符号组成的向量编码为一个2x2的正交码字矩阵：Alamouti空时编码器的输出在两个连续的符号周期里从两根发射天线上发射出去。在第一个符号周期中，符号和分别从第1根和第2根天线同时发送。而在第2个符号周期中，符号和

6、分别从第1根和第2根天线同时发送出去。Alamouti空时编码矩阵具有正交特性：考虑Alamouti方案采用一副接收天线的接收机原理框图，如下图所示。其中需要进行准确的信道估计，采用了最大似然译码算法进行信号估计。假设信道衰落系数在两个连续的发射周期中保持不变，两副发射天线到接收天线的信道衰落系数设为和。和为加性高斯白噪声信号，为零均值、方差等于的独立随机变量。那么，两个连续发射周期中的接收信号可以表示为:;最大似然译码器从调制星座图中选择使下面的平方欧氏距离最小的一对符号作为输出。将接收信号表达式代入平方欧氏距离表达式：,其中C为所有可能发送符号对的集合，和是

7、两个判决统计，分别表示为。由上式可以看出，和分别是和的函数。因此，对于已知信道衰落系数的情况，可以得到两个独立的译码准则，即；，其中S为所有可能发送符号的集合。对于MPSK信号星座图，在已知信道衰落系数的情况下，（）对于所有发射信号都是恒定的。因此，上式可进一步简化为：；下面是我基于Alamouti最大似然译码算法而编写的MATLAB仿真程序：clear;clc;mayuan=[0,1,1,0];%给定码元l=length(mayuan);qpsk_sequence=zeros(1,l/2);%QPSK调制fork=1:l/2bit_to_transform=m

8、ayuan(2*k-1: