准正交空时分组码的设计与性能分析
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２ １ Ｊ ｆｒ ｈ ｎ 码 ． ａａ ｋ ａ ｉ
１ 空 时 编 码 系 统 模 型
假设 无线 通信 系统 有 Ｎ 个 发 射 天 线 和 Ｍ 个
接 收天 线 ， 道 为 准 静态 平 坦 衰 落 信道 。接 收信 信 号离 散 时间等 效模 型 为
（ ） Ｈ ｘ（ ） ￡一 ｔ ＋ （ ） ￡ （） １
出了两 种基 于全 速 率 的准 正 交 空 时分 组 编 码 ， 即 Ｊｆｒｈ ｎ ａａｋ ａ ｉ码 和 Ｔ Ｈ 码 。 Ｊ ＨＯ 等 在 Ｊ — Ｂ ｉ ａ Ｕ ａ ｆｒ ｈ ｎ 码和 ＴＢ 码 的基 础 上 ， 论 了变 形 Ｊ — ａｋ ａ ｉ Ｈ 讨 ａ ｆｒ ｈ ｎ 码 和 变形 ＴＢ 码 ， ａｋ ａ ｉ Ｈ 并提 出了 ２ 新 的准 种 正交 编码 『 。在 对 现有 的准 正交 空 时分组 码 结构 ５ ］ 的研 究基 础上 ， 文 提 出 了一 种 新 的 四天线 准正 本 交分 组码 编码 方 案 。
５１
武 汉船 舶职业 技术学 院学 报
２１ ０ ０年第 ４期
ｃ
Ｊ ｆｒ ｈ ｎ 基 于 Ａｌｍｏ ｔ编 码 方 案 构 造 了 ４ ａａｋ ａ ｉ ａ ｕｉ
发射 天线 方案 的准 正交 空 时分组 编码 矩 阵 。发 射 天线 数 为 ２的 Ａｌｍｏ ｔ 编 码 方 案 ， 发 射 矩 阵 ａ ｕｉ 其
为 ‰一 。 Ｌ
—— Ｘ ２
Ｘ ｌ Ｊ
收信 号 向量 ； （） （） （） … ， Ｎ ｆ］ ｌ ￡ 一［ ￡ ， ￡ ， ｚ （） 为 ｚ ２
发 射信 号 向量 ； 一 ［ ， （） … ， ￡］ （） ” （） ２ ， Ｍ（） 为 加性 高斯 白噪声 向量 ； 为 Ｍ ×Ｎ 信 道 矩 阵 ， Ｈ Ｈ 的元 素 ｈ 为第 ｉ 根发 送 天线 到第 ｊ 接收 天线 根 的信 道 衰落 系数 。
ＴＢ 码 和 Ｊ ｆｒ ｈ ｎ 码 。 比较 了最 大 似 然 译 码 算 法 和 最小 均 方 误 差 译 码 算 法 ， 真 结 果 表 明 ， 小 均 方误 差 译 码 算 法 对 Ｈ ａａ ｋ ａ ｉ 仿 最
新 的 准正 交分 组码 具 有 较 好 的检 测 性 能 ， 码 复 杂 度 降 低 。 译 关键 词 ＭＩ ＭＯ 系 统 ； 速 率 ； 正 交 空 时 分 组 码 ； 大 似 然 译 码 ； 小 均 方 误 差 译 码 全 准 最 最
各 行之 间 的正交 性 ， 以获得 满分集 增 益 ， 是 当 可 但 发 射天 线数 大于 ２时 ， 用 复 正 交 设 计 得 到 的 正 利
交 空时 分组 编 码 不 能 达 到最 大传 输 速 率 。为 此 ， Ｈ． ａａｋ ａ ｉ 等 和 Ｏ．Ｔ ｒ ｋ ｎ ｎ Ｅ 等 分 别 提 Ｊ ｆｒ ｈ ｎ ｉ ｏ ｅ ４ ｋ ３
收 到 的数 据 为 ｒ（） （＝１ ２ … ， ， 计算 的判 ｊ ，ｔ ， ， ） 则
Ｍ Ｎ
决 为， ∑ ｌ 一∑ｈ ， 找 使 最 式 ∑ ｉ 并 到 其 ｆ
ｔ １ 一 Ｊ一 １ ｉ １ 一
小 的 Ｘ作 为译 码输 出 。
２ 准 正 交 空 时 分 组 码
工程技 术
武 汉船 舶职 业技术 学 院学 报 ２ １ ０ ０年第 ４期
准 正 交 空 时 分 组 码 的 设 计 与 性 能 分 析
刁 帅 王 立 莹
（． １ 武汉船 舶 职业技 术 学 院教务 处 ，Leabharlann Baidu湖北 武汉 （． ２ 电子科技 集 团第 ５ ４研 究所 ， 河北石 家庄
摘 要
对 于给 定 的信 道 矩 阵 Ｈ， 设 发 射 和接 收 均 假 不相 关 ， 时只 有 接 收 端 知 道 信 道 信 息 ， Ｈ 为 同 则 独立 同分 布 的复 高斯 矩 阵 ， 均值 为 ０ 方差 为 １ 且 ， 。 假设 衰 落系 数在 一 帧 内保 持 不变 ， 帧 与 帧之 间 且 的衰 落 系数相 互 独 立 ， 设 接 收 机 在 ｔ时刻 内接 假
中 图 分 类 号 Ｔ １ ． ２ Ｎ９ １ ２ 文 献 标 志 码 Ａ 文 章 编 号 １ ７ —８ ０ （ ０ ０ ０ —０ ５ — ０ ６ １ １ ０ ２ １ ）４ ０ １ ５
Ａｌｍｏ ｔ 于 １ ９ ａ ｕｉ ９ ８年提 出 了一 种发 射 端 采 用 两 根天 线 的空 时分 组 码 方 案 ， 方 案 能 够 实 现 最 该
２表 ｚ 。 中 ， 下 标 １ 示 ２ Ａ ］其
该编 码单 元 由符 号 － ｚ 和 ． ｚ 决 定 。 的编码 矩 阵可 表示 为 ：
式 中 ： ￡ 一［ （） ｙ （） … ，Ｍ（） 。 （） １￡ ，２ ￡ ， ｙ ￡］ ｒ为接
收 稿 日期 ： ０ ０ ５ ６ ２ １ —０ —２ 作者简介 ： 刁 帅 ， ， 要 从 事 计 算 机 应 用 方 面 的 教 学 和 科 研 工 作 。 男 主
４０ ５ ） ３ ０ ０ ００ ８ ） ５ ０ １
本 文 分 析 了现 有 的 几 种 准 正 交 空 时分 组码 的 结 构 ， 此 基 础 上 提 出 了一 种 新 的 四天 线 准 正 交 分 组 码 编 码 方 案 ， 在
丰 富 了 四 天线 准 正 交 空 时 分 组 码 的可 用 码 字 。仿 真 结 果 表 明 ， 不 增 加 译 码 复杂 度 的 情 况 下 ， 的编 码 方 案 性 能 接 近 于 在 新
大分集 增益 和全 发 射 速 率 ， 接 收 端 使 用 了 简 单 在 的最大 似然译 码 ｌ 。为 了将 空 时分 组码 推广 到 多 ＿ 】 ］
个 天线 ， ｈｄＴ ｒ ｋ ＿ 等基 于满 分集 提 出了 正 Ｖａ ｉ ａｏ ｈ２
交 空时 分组 码 。 由于正交 空 时分组 编码 发射 矩 阵
１ 空 时 编 码 系 统 模 型
假设 无线 通信 系统 有 Ｎ 个 发 射 天 线 和 Ｍ 个
接 收天 线 ， 道 为 准 静态 平 坦 衰 落 信道 。接 收信 信 号离 散 时间等 效模 型 为
（ ） Ｈ ｘ（ ） ￡一 ｔ ＋ （ ） ￡ （） １
出了两 种基 于全 速 率 的准 正 交 空 时分 组 编 码 ， 即 Ｊｆｒｈ ｎ ａａｋ ａ ｉ码 和 Ｔ Ｈ 码 。 Ｊ ＨＯ 等 在 Ｊ — Ｂ ｉ ａ Ｕ ａ ｆｒ ｈ ｎ 码和 ＴＢ 码 的基 础 上 ， 论 了变 形 Ｊ — ａｋ ａ ｉ Ｈ 讨 ａ ｆｒ ｈ ｎ 码 和 变形 ＴＢ 码 ， ａｋ ａ ｉ Ｈ 并提 出了 ２ 新 的准 种 正交 编码 『 。在 对 现有 的准 正交 空 时分组 码 结构 ５ ］ 的研 究基 础上 ， 文 提 出 了一 种 新 的 四天线 准正 本 交分 组码 编码 方 案 。
５１
武 汉船 舶职业 技术学 院学 报
２１ ０ ０年第 ４期
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Ｊ ｆｒ ｈ ｎ 基 于 Ａｌｍｏ ｔ编 码 方 案 构 造 了 ４ ａａｋ ａ ｉ ａ ｕｉ
发射 天线 方案 的准 正交 空 时分组 编码 矩 阵 。发 射 天线 数 为 ２的 Ａｌｍｏ ｔ 编 码 方 案 ， 发 射 矩 阵 ａ ｕｉ 其
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ＴＢ 码 和 Ｊ ｆｒ ｈ ｎ 码 。 比较 了最 大 似 然 译 码 算 法 和 最小 均 方 误 差 译 码 算 法 ， 真 结 果 表 明 ， 小 均 方误 差 译 码 算 法 对 Ｈ ａａ ｋ ａ ｉ 仿 最
新 的 准正 交分 组码 具 有 较 好 的检 测 性 能 ， 码 复 杂 度 降 低 。 译 关键 词 ＭＩ ＭＯ 系 统 ； 速 率 ； 正 交 空 时 分 组 码 ； 大 似 然 译 码 ； 小 均 方 误 差 译 码 全 准 最 最
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交 空时 分组 编 码 不 能 达 到最 大传 输 速 率 。为 此 ， Ｈ． ａａｋ ａ ｉ 等 和 Ｏ．Ｔ ｒ ｋ ｎ ｎ Ｅ 等 分 别 提 Ｊ ｆｒ ｈ ｎ ｉ ｏ ｅ ４ ｋ ３
收 到 的数 据 为 ｒ（） （＝１ ２ … ， ， 计算 的判 ｊ ，ｔ ， ， ） 则
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２ 准 正 交 空 时 分 组 码
工程技 术
武 汉船 舶职 业技术 学 院学 报 ２ １ ０ ０年第 ４期
准 正 交 空 时 分 组 码 的 设 计 与 性 能 分 析
刁 帅 王 立 莹
（． １ 武汉船 舶 职业技 术 学 院教务 处 ，Leabharlann Baidu湖北 武汉 （． ２ 电子科技 集 团第 ５ ４研 究所 ， 河北石 家庄
摘 要
对 于给 定 的信 道 矩 阵 Ｈ， 设 发 射 和接 收 均 假 不相 关 ， 时只 有 接 收 端 知 道 信 道 信 息 ， Ｈ 为 同 则 独立 同分 布 的复 高斯 矩 阵 ， 均值 为 ０ 方差 为 １ 且 ， 。 假设 衰 落系 数在 一 帧 内保 持 不变 ， 帧 与 帧之 间 且 的衰 落 系数相 互 独 立 ， 设 接 收 机 在 ｔ时刻 内接 假
中 图 分 类 号 Ｔ １ ． ２ Ｎ９ １ ２ 文 献 标 志 码 Ａ 文 章 编 号 １ ７ —８ ０ （ ０ ０ ０ —０ ５ — ０ ６ １ １ ０ ２ １ ）４ ０ １ ５
Ａｌｍｏ ｔ 于 １ ９ ａ ｕｉ ９ ８年提 出 了一 种发 射 端 采 用 两 根天 线 的空 时分 组 码 方 案 ， 方 案 能 够 实 现 最 该
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收 稿 日期 ： ０ ０ ５ ６ ２ １ —０ —２ 作者简介 ： 刁 帅 ， ， 要 从 事 计 算 机 应 用 方 面 的 教 学 和 科 研 工 作 。 男 主
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本 文 分 析 了现 有 的 几 种 准 正 交 空 时分 组码 的 结 构 ， 此 基 础 上 提 出 了一 种 新 的 四天 线 准 正 交 分 组 码 编 码 方 案 ， 在
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大分集 增益 和全 发 射 速 率 ， 接 收 端 使 用 了 简 单 在 的最大 似然译 码 ｌ 。为 了将 空 时分 组码 推广 到 多 ＿ 】 ］
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交 空时 分组 码 。 由于正交 空 时分组 编码 发射 矩 阵