低復雜度多用戶分層空時編碼研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、MIMO技術是未來寬帶無線通信大幅度提升信道容量和改善通信質量的關鍵技術。目前,基于MIMO系統(tǒng)的分層空時碼能夠成倍地提高系統(tǒng)容量,但不能夠獲得分集增益;通過空時分組編碼可獲得分集增益來克服深度衰落,但典型的正交空時分組碼和準正交空時分組碼在獲得低譯碼復雜度的同時均具有較低的編碼速率。多用戶分層空時編碼將分層空時碼與空時分組編碼結合起來,通過將發(fā)送天線分成多個組(用戶),每組(用戶)獨立進行空時分組編碼,在接收端通過干擾相消分別譯碼來自

2、各組(用戶)的發(fā)送符號,在獲得分集增益的同時能夠提高空時分組碼的編碼速率,是目前多用戶MIMO系統(tǒng)中廣泛應用的一種空時編碼方案。若采用最大似然(Maximum Likelihood,ML)譯碼算法譯碼,復雜度很高,不利于實際應用。
   部分干擾相消(Partial Interference Cancellation,PIC)分組譯碼算法通過發(fā)送符號分組和干擾相消并獨立譯碼,在所有采用投影矩陣的同類分組譯碼算法中具有最優(yōu)的誤符號

3、率。在單用戶MIMO系統(tǒng)中,PIC分組譯碼算法通過編碼設計可以較低的復雜度獲得全分集性能。但對其在多用戶系統(tǒng)中應用時的分集性能與空時編碼設計尚無相關文獻進行研究。
   論文以多用戶分層空時編碼系統(tǒng)為研究對象,研究采用低復雜度的PIC分組譯碼算法時的系統(tǒng)性能與譯碼算法改進,并研究基于低復雜度串行干擾相消(Successesive Interference Cancellation,SIC)輔助PIC(PIC-SIC)分組譯碼算法

4、的全分集多用戶空時分組碼的設計。主要研究成果有:
   ①提出多用戶分層空時系統(tǒng)等效信道模型的獲取方法。基于空時分組碼的線性表示,通過矩陣變換獲取了多用戶分層空時系統(tǒng)等效信道模型的表示方程,并證明PIC分組譯碼算法的投影矩陣可以繼續(xù)簡化,從而進一步降低干擾相消后的譯碼復雜度。
   ②研究采用ML譯碼和PIC分組譯碼算法時多用戶分層空時編碼系統(tǒng)的分集性能?;诳諘r編碼設計的秩準則,證明多用戶分層空時編碼系統(tǒng)采用ML譯碼時

5、,可獲得與同樣天線配置和空時編碼方案的單用戶MIMO系統(tǒng)相同的分集增益。論文進一步證明,PIC分組譯碼的K用戶分層空時碼系統(tǒng),每用戶具有M副發(fā)送天線和N副接收天線的情況下,采用Alamouti碼和準正交空時分組碼所能獲得的分集增益為M(N-K+1)。該研究為低復雜度多用戶分層空時編碼系統(tǒng)提供了新的性能分析結果。
   ③為提升PIC分組譯碼算法譯碼的多用戶分層空時編碼系統(tǒng)性能,通過對任意信道環(huán)境下不同分組方案干擾相消后功率增益的

6、對比分析,提出了一種自適應分組譯碼算法,在任意信道環(huán)境下自適應地選擇功率增益最大的分組方案,從而獲得更優(yōu)的系統(tǒng)性能。仿真結果表明,采用此自適應分組算法,可以比傳統(tǒng)的分組方法獲得約3dB的誤碼率增益。
   ④傳統(tǒng)多用戶分層空時編碼系統(tǒng),采用PIC分組譯碼算法和其它干擾相消譯碼算法時,均會損失分集增益。論文通過改變編碼方案,增強了分組譯碼時各分組等效信道矩陣所含矢量之間的獨立性,并通過符號成對差錯概率分析,證明所提編碼方案采用PI

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