随机相位旋转的准正交空时分组码

摘要

随着移动通信的发展，频谱资源日益紧张，如何更高效地利用有限的资源成为无线通信领域中重要的研究方向之一。多输入多输出（MIMO）技术能在不占用额外带宽的前提下，成倍地提高通信系统容量和频谱利用率。空时编码是可以使MIMO系统的信息传输速率逼近信道容量的一种实用的编码技术，这种编码技术依据是将发射信号在空域和时域都引入联合相关，从而不仅可以同时获得分集增益和编码增益，而且能得到很高的频谱效率。
　　 正交空时分组码（O-STBC）因编译码方法简便、易于实现、且可得到满分集增益，而今广泛应用于各种无线通信系统中。但正交空时分组码在发射天线数大于2时的编码速率小于1，不能保证数据的全速率传输。针对这个问题，解决方法之一就是牺牲部分正交性来换取全速率的准正交空时分组码。
　　 本文首先阐述了MIMO系统的信道容量和空时编码的设计准则，同时分析了空时网格码和空时分组码（Alamouti码）的编译码方法。其次在准正交空时分组码（N1码）的编码方法的基础上，提出了一种新的准正交空时分组码，并对其进行仿真分析，与传统准正交空时分组码的性能比较发现，新的准正交空时分组码具有略优于传统准正交空时分组码的性能，但在高信噪比条件下的性能仍劣于正交空时分组码。最后在不增加译码复杂度的前提下，采用随机相位旋转的方法来改善其在高信噪比条件下的性能，通过仿真表明准正交空时分组码在高信噪比条件下的性能有了明显提高。