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通信与网络中的空时编码和空频编码在OFDM系统中的应用
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2020-11-18
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引言 OFDM在频域把信道分成若干正交子信道,可以有效地抵抗符号间干扰ISI。空时编码和空频编码能够充分利用空间、时间和频率上的分集,因此将空时或空频编码与OFDM相结合构成空时/频编码OFDM系统,能够大幅度地提高系统的信道容量和传输速率,并能有效地抵抗衰落、抑制噪声和干扰。 1 空时编码 空时编码主要包括空时分组编码(SFBC)、空时网格码(STTC)和分层空时码(LST),目前研究的空时分组编码大多是正交空时分组编码,正交空时分组编码以其编解码简单的特点得到了广泛的应用。 为简化计算,这里以2根发送天线和1根接收天线的Alamouti发送分集-空时分组编码系统为
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通信与网络中的空时编码和空频编码在通信与网络中的空时编码和空频编码在OFDM系统中的应用系统中的应用
引言 OFDM在频域把信道分成若干正交子信道,可以有效地抵抗符号间干扰ISI。空时编码和空频编码能够
充分利用空间、时间和频率上的分集,因此将空时或空频编码与OFDM相结合构成空时/频编码OFDM系统,能
够大幅度地提高系统的信道容量和传输速率,并能有效地抵抗衰落、抑制噪声和干扰。 1 空时编码 空
时编码主要包括空时分组编码(SFBC)、空时网格码(STTC)和分层空时码(LST),目前研究的空时分组编码大多
是正交空时分组编码,正交空时分组编码以其编解码简单的特点得到了广泛的应用。 为简化计算,这里以2
根发送天线和1根接收天线的Alamouti发送分集-空时分组编码系统为
引言
OFDM在频域把信道分成若干正交子信道,可以有效地抵抗符号间干扰ISI。空时编码和空频编码能够充分利用空间、时
间和频率上的分集,因此将空时或空频编码与OFDM相结合构成空时/频编码OFDM系统,能够大幅度地提高系统的信道容量
和传输速率,并能有效地抵抗衰落、抑制噪声和干扰。
1 空时编码空时编码
空时编码主要包括空时分组编码(SFBC)、空时网格码(STTC)和分层空时码(LST),目前研究的空时分组编码大多是正交
空时分组编码,正交空时分组编码以其编解码简单的特点得到了广泛的应用。
为简化计算,这里以2根发送天线和1根接收天线的Alamouti发送分集-空时分组编码系统为例。把从信源来的二进制信息
比特每个比特分为1组,对连续的2组比特进行星座映射,得到2个调制符号x1、x2。然后把这2个符号送入编码器按照下面的
方式进行编码:
经过编码后的符号分别从2副天线上发送出去。假设在时刻t发送天线1和2到接收天线的信道衰落系数分别为h1(t)、
h2(t),假设信道为块衰落,记接收天线在时刻t和t+T的接收信号分别为r1、r2,有:
n1、n2表示接收天线在时刻t和t+T时的独立复高斯白噪声,假设噪声的均值为0,每维的方差为N0/2。
根据最大似然译码得解码后的信号为:
2 空频编码空频编码
空频分组码也是利用正交原理设计各发射天线上的发射信号格式,是一种空间域和频域联合的正交分组编码方式。以二发
一收的空频分组码系统为例,没一个OFDM符号表示为,每一符号有N个子载波,输入的信号经过串并变化后为x=
[x(0),x(1),…,x(N-1)]T,与空时编码器不同的是,空频编码器对x内的每2个相邻子载波上的信号x(k)、x(k+1)进行编码,编
码后得到2个新的OFDM符号,把它们送到2根发送天线上。
空频码字的基本形式与空时码是一样的,但含义却不一样,空频码字的含义是:2根天线的第1个子载波传输的码字分别
是x(k)、x(k+1),而2根天线的第2个子载波传输的码字分别是-x*(k+1)、x*(k)。2个信道的冲激响应分别为h1、h2,其FFT变换
分别为H1、H2,则接收端的信号可以表示为:
Y(k)=H1(k)X1(k)+H2(k)X2(k)。 (6)
SFBC编码后的码组是正交的,这种正交性使得接收端能够线性地区分来自不同发射天线的信号,在接收端进行线性的解
码。经过解码后第k个和k+1个子载波分别为:
SFBC编码中N个子载波构成的不同路数据在不同天线上发送。各个天线之间的信道是相互独立的,同一子载波经过不同
的深衰落,最后在接收端经过解码合并达到抵抗频率选择性衰落的目的。
3 基于空时/频编码的基于空时/频编码的OFDM系统系统
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