多天线系统中的串行Turbo空时码结构的设计-.ppt

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多天线系统中的串行Turbo空时码结构的设计-
M
主要内容：
一：引言
二：空时格形码简介
三：天线数目对系统性能的影响
四：多天线系统中空时码的设计
五：Turbo 空时码编码器
六：总结
一．引M
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多天线系统中的串行Turbo空时码结构的设计-
M
主要内容：
一：引言
二：空时格形码简介
三：天线数目对系统性能的影响
四：多天线系统中空时码的设计
五：Turbo 空时码编码器
六：总结
一．引言
无线通信中存在着一些自身特有的难题:
有限的频谱资源
多径衰落；远近效应
系统对发射功率的严格要求
多径衰落是影响通信质量的决定性因素
分集是对抗多径衰落的有效手段
常用的分集方式
时间分集
频率分集
天线分集
1)空间分集：即令天线间距较大实现天线分集;
2)极化分集：令各天线具有不同的极化方向;
3)角度分集：各天线具有不同的方向性
二．空时码简介
目前有关空时编码与调制技术的分类
1） 空时格形码 STTC
2） 空时分组码 STBC
3） 分层空时结构 BLAST
空时格形码可以提供最大可能的分集增益和编码增益，然而这种格形码的构造十分复杂，当天线数目固定时,码构造的复杂度随发射速率的增大呈指数增加。因此，我们需要用一些其他的方法来降低码构造复杂度。
已经证明将栅格调制和Turbo码相结合可以在获得大的编码增益的同时提高带宽利用率。正是由于Turbo码迭代译码与空时格形码调制的栅格译码特性，我们可以将两者进行巧妙的结合，从而降低空时格形码的码构造复杂度而不会损失分集增益。
二．空时格形码简介
三．增加接受天线数目对系统性能 的影响
在Rayleigh衰落信道下，具有N个发射天线，M个接收天线的通信系统在时间t第j个天线接收
到的符号表达式
为总的接收符号能量
在Rayleigh衰落信道下，解码器将发射码字c错判为e的平均错误概率为
三．增加接受天线数目对系统性能 的影响
其中， 为路径增益矩阵A的特征值
三．增加接受天线数目对系统性能 的影响
当M趋向无穷时，上式又为
因为矩阵A的特征值之和等于A的对角元素之和
五．Turbo 空时码
Turbo space-time码编码器
空时码编码器
二. Turbo 空时码译码器
Turbo空时译码器的基本工作原理：
由于在空时码的编码器前端采用了Turbo码的编码器的结构，那么在译码端，我们采用的也是与Turbo码译码相类似的次优化迭代译码算法。该迭代译码算法的由两部分组成：分组码的MAP译码器和两个概率更新计算器——MAP译码的输出概率和信息比特流的先验概率。分组MAP译码器对相应的分组码进行译码，并根据奇偶校验位和前一个MAP译码器的输出来改变这两个概率值。并将新的先验概率输出到下一个成分译码器。为了得到更好的译码性能，将此过程迭代数次。
分组MAP译码算法的输入包括先验信息和分支矩阵。基本上，MAP译码器的输入矩阵是由接收符号与发射符号间的欧氏距离决定的。
为接收天线j在时间t收到的信号
为发射天线在t时刻发射的信号
A. 矩阵计算和第一个译码过程
B．多分支MAP译码器及信息交换
MAP译码器输出的比特概率U，用 表示内部空时编码器的输入序列的第k个（包含奇偶校验位）比特位，y表示接收序列：
在下一个译码器工作之前，根据接收的奇偶校验码对先验信息进行更新：
当所有R个接收码字译码完成后，则该阶段译码器的概率输出为：
五．总结
本文介绍了在半稳态和独立瑞利衰落环境下，分集多天线系统中的串行结构的Turbo space-time码的设计方法。这种方法使得人们可以用少量的空时码去构造大的多天线系统，从而不会增加系统的复杂度，同时也保证了系统天线的充分分集。
该方法可以通过选择不同的R来调节性能和译码复杂度之间的关系。此外，由于此种空时码的一般性结构，使得人们可以很容易的调整系统参数来适应不同的环境需求。
谢谢!
Thank you