MIMO-OFDM系統(tǒng)中基于空間增益的HARQ方案研究.pdf

1、多天線和OFDM的結合極大地提高了系統(tǒng)容量，OFDM能為系統(tǒng)提供平坦衰落信道，而多天線則提供空間增益。傳統(tǒng)的多天線系統(tǒng)要么采用BLAST算法獲得復用增益，要么采用STC算法獲得分集增益，而這兩種增益都是來源于多天線的空間維度顯然可以統(tǒng)一為空間增益。本文于是提出一種平衡空間增益的HARQ方案，該方案利用空時碼的發(fā)射矩陣特性，將發(fā)射矩陣不同行的發(fā)送等效為HARQ的重傳機制，即通過時間維度的引入將復用增益和分集增益統(tǒng)一起來。 本文首先

2、分析了多徑衰落信道的信道脈沖響應模型作為系統(tǒng)工作的無線環(huán)境，以及獲得復用增益的BLAST算法和獲得分集增益的STBC算法，還有能獲得全速率和滿分集增益的最優(yōu)模型－阿拉莫提模型作為本文的研究基礎。 其次本文提出了BLAST和STBC的結合算法即B-S算法。由于空時碼發(fā)射矩陣分為正交和準正交矩陣，其中正交矩陣可以獲得滿分集增益但達不到全速率，而準正交矩陣可以獲得全速率卻只能獲得部分分集增益，唯一的特例是能獲得滿分集增益和全速率的阿拉

3、莫提模型，因此本文在研究了基于阿拉莫提模型的B-S算法的基礎上，從滿分集增益的方向發(fā)展了基于正交發(fā)射矩陣的B-S算法，以及從全速率方向發(fā)展了基于準正交發(fā)射矩陣的B-S算法。通過比較兩者的性能差異，發(fā)現在中低信噪比下正交B-S算法可以獲得更優(yōu)性能，而在高信噪比下準正交B-S算法可以獲得更優(yōu)性能。 由于解碼性能是基于星座圖的歐氏距離，而高階調制的各個星座點之間的歐氏距離各不相同，在重傳數據時使用不同的星座圖并采用軟信息解碼就能得到更

4、大的歐氏距離從而改善性能。B-S算法是將發(fā)射矩陣的數據依次發(fā)送的，顯然可以和星座圖重排自然的結合起來，結合的類型分為：矩陣的每行數據都進行重排，以及逐矩陣的重排?；诿啃兄嘏诺腂-S算法有最優(yōu)的性能，但是由于破壞了矩陣的固有結構使得解碼變得復雜，可以使用最大似然及其簡化算法球形譯碼。基于每矩陣重傳保留了矩陣的特定結構所以譯碼變得十分簡單可以直接采用軟信息解碼，但是由于重排的顆粒度降低導致性能會有輕微下降。系統(tǒng)需要在復雜度和性能兩方面作一

5、個權衡。 基于以上的分析，本文將B-S算法推廣為HARQ機制并結合星座圖重排，提出基于星座圖重排的B-S-HARQ方案。依據重排的‘顆粒度’可以分為兩種：一種是低復雜度的每矩陣星座圖重排HARQ方案，該方案采用正交發(fā)射矩陣，在重傳矩陣內部行的時候保持星座圖不變，而當再次重傳該矩陣時才改變星座圖，這樣的方案保留了發(fā)射矩陣的結構因而具有低的復雜度；另一種是基于球形譯碼的每行數據重排和星座圖重排的HARQ方案，該方案采用準正交空時碼發(fā)