空时码设计准则及其在OFDM系统中应用.ppt

空时码的设计准则及其在OFDM系统中的应用 张琦 0408110161 《宽带无线通信报告》 绪 论 1996年，Bell实验室提出了空时编码技术的概念，为数据的高速传输提供了一个新的选择。空时编码技术利用多发射和多接收天线，将发射分集技术和接收分集技术相结合，在各阵元的发射信号之间引入时域和空域的相关，并且将信号处理技术与编码技术有机的结合在了一起，因而具有非常优异的性能：有效的补偿了信道的衰减、增加了系统的容量、抑制了噪声和干扰，并获得了很高的分集增益和编码增益，因此有着广阔的应用前景。 空时编码技术分为三类： 分层空时编码（LSTC）技术 网格空时编码（STTC）技术 分组空时编码（STBC）技术 主要内容 讨论了空时编码的基本思想和原理，给出其设计准则 空时编码技术在正交频分复用（OFDM）系统中的应用 空时码的设计准则 设： 第i副发射天线在时隙t发射的信号 第j副接收天线在时隙t接收到的信号 则 接收端利用最大似然译码算法寻找使 最小的码字 作为正确码字来完成译码。 Rayleigh衰落信道下,该空时编码系统的错误概率为： 其中,r为矩阵 的秩, (i=1,2,…,r) 为矩阵A的特征值，差矩阵 衡量空时码的性能的参数有两个：一个是采用多发射天线和多接收天线所获得的分集增益，它决定误码率曲线随信噪比增加的下降速度；另一个是编码所获得的编码增益，它在分集增益确定的情况下，决定误码率曲线的平移。 平坦准静态Rayleigh衰落信道下空时码的设计准则： 秩准则（Rank Criterion）：为获得最大分集增益mn，要求任何两码字c和e所构成的差矩阵B(c,e)必须是满秩。如对所有不同的码字对c和e，差矩阵B(c,e)的最小秩为r，则所获得的分集增益为mr； 行列式准则（Determinant Criterion）：如分集增益以mr为目标，则编码增益可由矩阵 的所有rXr阶主余子式的行列式的和来衡量，使其最小值最大，就可获得最大的编码增益。其中 要求能够覆盖编码码组中的所有码字。特别的，当分集增益以mn为目标时，为获得最大编码增益，所有不同码字对c和e所构成的矩阵 的行列式的最小值必须最大化。 空时码在OFDM系统中的应用 OFDM的基本原理 空时码在OFDM系统中的应用 OFDM的基本原理 正交频分复用是一种多载波调制方式，其基本思想是把高速率的信源信流变换成低速率的N路并行数据流，然后用N个相互正交的载波进行调制，将N路调制后的信号相加即得发射信号。 多载波调制复数信号形式 : (10) 为第n个载波频率，dn(t) 为第n个载波上的复数信号,采样频率为1/T,一个符号周期Ts内有N个采样值，即Ts=NT,则有: (11) 将其与IDFT形式 (12)比较, (12) 当式 成立时，(11)与(12)式等价。由此可知，若选择载波频率间隔为1/Ts，则OFDM信号不但保持了正交性，而且可以用IDFT来定义。接收端只要用DFT就可恢复原始信号d(n)。 可见，OFDM实际上是一种特殊的多载波传输方式，它将一个高速单数据流通过多个低速子载波同时并行地传送，也就是把总的信号带宽划分成N个子信道来传送N个子数据流。只要子信道带宽Δf 足够小，以致各子信道内频率响应近似为常数，则各子信道可近似为平坦衰落信道。可见OFDM技术可以把一频率选择性衰落信道变为多个并行平