23分层空时码blast

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1、分层空时码BLAST韩娜20111120201概述随着无线通信特别是移动通信业务的迅速发展，人们对服务的质量和种类提出了更高的要求。而另一方面，可供利用的无线频谱是一种宝贵的资源，为了在有限的通信频谱上尽可能地满足目前日益增长的容量需求，如何有效地提高频谱利用率成为国内外研究的热点。在众多的新兴技术中，多输入多输出（MIMO，Multiple-InputMultiple-Output）得到了广泛的关注。MIMO技术是指在发射端和接收端都使用多根天线，利用空时编码技术，取得由于多径而导致的空间分集增益，从而大大的提高系统的容量和传

2、输速率，并且可以有效的抗衰落、抑止噪声和干扰。而空时编码（Space-TimeCoding）技术是一种能达到或接近MIMO系统容量的极具潜力、可行性极高的技术。该编码在多根发射天线和各个时间周期的发射信号之间能够产生空域和时域的相关性，这种空时相关性可以使接收机克服MIMO信道衰落的减少发射误码。目前空时编码的研究方向主要分为两类：一是，以获取最大的分集增益为目标，着眼于改善系统的误码性能，这类STC主要有空时分组码（STBC,Space-TimeBlockCode）、空时网格码(STTC,Space-TimeTrellisCo

3、de)等；二是，尽可能地提高系统的吞吐量，最大化空间复用增益，这类空时码的典型代表是贝尔实验室的分层空时码BLAST。图1.1各种空时码如上图展示了当前空时编码的情况，除了以上提到的空时分组码、空时网格码、分层空时码外，还有分组空时码（GSTC，Group-wiseSpace-TimeCode）、级联空时码（ConcatenatedSTC）、空时Turbo网格码（STTurboTC）、酉空时码（USTC）和差分空时码（DSTC）。本文主要介绍分层空时码BLAST。2BLAST编码(BellLabslayeredSpace-Tim

4、e)由BELL实验室Foschini提出的BALST系统；Bell实验室于1998年做出了VBLAST实验室模型，该模型收发两端相距12米，接收端有8个天线振子，发射端有12个天线振予，系统载波频率为1．9GHz，带宽为30KHz，采用不编码的16-QAM调制技术，传输信息率为243ksym／s。分层空时码是一种空时分层结构。在同一空间范围内通过一维处理方法处理多维信号，从而获得了MIMO信道的最大空间复用增益。在这里，空间复用增益是指MIMO系统能够得到的传输速率与SISO系统的最大传输速率的比值。如下图所示，是BLAST编解

5、码的系统框图。图1.2BLAST编码的系统框图在分层空时码的结构中，t个信息流通过t根发射天线在相同的频率范围内同时发射。接收机利用干扰抑制和干扰抵消的联合过程将这t个信号分离。分离后的信号再由为一维分量码开发的译码算法进行译码。2.1编码方案图1.3BLAST编码系统的发射端LST的编码方案很简单：第一步，将输入的信息比特流分解成n个比特流，独立地进行信道编码，这些信道编码器可以是二进制的卷积编码器，也可以不经过任何信道编码而直接输出。其输出信号再经过调制融后，使用相同的载波由天线同步发射出去。第二步：n个己编码的比特流通过矢

6、量编码器，映射到对应的发射天线上。分层空时码对信道编码器输出序列的处理实际上是实现了一种映射关系。根据映射方式的不同，从并行信道编码器送出的信号有三种分层空时编码方案：水平分层空时编码(HLSTC：HorizontallyLayeredSpace—TimeCodes)，垂直分层空时编码(VLSTC：VerticalLayeredSpace—TimeCodes)和对角分层空时编码(DLSTC：DiagonallyLayeredSpace—TimeCodes)。图1.4H-BLAST编码图1.5V-BLAST编码图1.6D-BLAS

7、T编码传统信道编码加上交织本质上是时域或者频域编码，对角分层空时编码器接收从并行信道编码器的输出，按对角线进行空时编码；垂直分层空时编码器接收从并行信道编码器的输出，按垂直方向进行空时编码；水平分层空时编码器接收从并行信道编码器的输出，按水平方向进行空间编码，即每个信道编码器编码后的码元直接送往对应的天线(信道编码器与天线是一一对应的)发送出去。对角分层空时编码具有较好的空时特性及层次结构，但有n（n-1）/2的传输冗余，且由于其编译码都比较复杂，在实际应用中并不多见；水平分层空时编码容易实现，但由于空时特性最差也较少使用；垂直

8、分层空时编码的空时特性及层次结构较对角分层空时编码差，但没有传输冗余，所以在实际的应用最多。2.2译码方案在接收端，用多副天线进行分集接收。由于分层空时码的译码需要用到信道传输特性，所以需要进行信道估计。首先由线性反馈均衡器来实现分层的回馈干扰抵消，然后进行分层