基于准正交空时分组码的高速率码字设计
第３２卷第２期 ２０１１年２月 通信学报 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｎ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ 、，０１．３２ ＮＯ．２ Ｆｅｂｒｕａｒｙ ２０１１
基于准正交空时分组码的高速率码字设计
王安国，沈琼，聂仲尔
（天津大学电子信息工程学院，天津３０００７２）
摘要：为了适应通信系统对高速率大容量的需求，设计了码率为２及１．５的非正交空时分组码。在此基础上，
采用简化了的条件最大似然译码方法，可以大大降低译码复杂度。仿真结果表明，该编码设计具有接近实际信道
容量的特点，并且其误比特率性能优于正交及准正交编码设计。
关键词：空时分组码；高速率；信道容量；条件最大似然译码 中图分类号：ＴＮ９１１．７ 文献标识码：Ａ 文章编号：１０００ ４３６Ｘ（２０１１）０２—０１３９—０５
Ｃｏｄｅ ｄｅｓｉｇｎ ｗｉｔｈ ｈｉｇｈ ｒａｔｅｓ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｑｕａｓｉ・ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ
ｓｐａｃｅ・ｔｉｍｅ ｂｌｏｃｋ ｃｏｄｅ
ＷＡＮＧ Ａｎ—ｇｕｏ。ＳＨＥＮ Ｑｉｏｎｇ．Ｎ【Ｅ Ｚｈｏｎｇ—ｅｒ
（Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｔｉａ ｉｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，ＴｉａＩｌｊｉｎ ３０００７２，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｍｅｅｔ ｔｈｅ ｎｅｅｄｓ ｏｆ ｈｉｇｈ—ｓｐｅｅｄ ａｎｄ ｌａｒｇｅ—ｃａｐａｃｉｔｙ ｉｎ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ，ｔｈｅ ｎｏｖｅｌ ｎｏｎ—ｏ￣ｈｏｇｏ—
ｎａｌ ｓｐａｃｅ—ｔｉｍｅ ｂｌｏｃｋ ｃｏｄｅ ｗｉｔｈ ｃｏｄｅ ｒａｔｅｓ ２ ａｎｄ １．５ ｗｅｒｅ ｐｒｏｐｏｓｅｄ，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｔｈｅ ｓｉｍｐｌｉｆｉｅｄ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎａｌ ｍａｘｉ・
ｍｕｍ—ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｉｓ ａｄｏｐｔｅｄ ｔｏ ｒｅｄｕｃｅ ｔｈｅ ｄｅｃｏｄｉｎｇ ｃｏｍｐｌｅｘｉｔｙ．Ｔｈｅ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｃｈａｎｎｅｌ
ｃａｐａｃｉｔｉｅｓ ｏｆ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｃｏｄｅ ａｒｅ ｖｅｒｙ ｃｌｏｓｅ ｔｏ ｔｈｅ ａｃｔｕａｌ ｖａｌｕｅ，ａｎｄ ｔｈｅ ＢＥＲ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｉｓ ｂｅｔｔｅｒ ｔｈａｎ ｔｈａｔ ｏｆ ｔｈｅ ｏｒ—
ｔｈｏｇｏｎａｌ ａｎｄ ｑｕａｓｉ—ｏ￣ｈｏｇｏｎＭ ｃｏｄｅｓ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｓｐａｃｅ・－ｔｉｍｅ ｂｌｏｃｋ ｃｏｄｅ；ｈｉｇｈ ｒａｔｅｓ；ｃｈａｎｎｅｌ ｃａｐａｃｉｔｙ；ｃｏｎｄｉｔｉｏｎａｌ ｍａｘｉｍｕｍ－・ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ ｄｅｃｏｄｉｎｇ
１ 引言
空时编码技术可以有效改善ＭＩＭＯ系统中数
据传输的可靠性问题，并且可以利用线性代数的矩
阵运算实现空时编码矩阵的多样化。为了不断满
足通信系统对高速率大容量的需求，空时编码设计
也应该从信息论的角度出发，尽可能使系统获得最
大吞吐量。
文献ｆ１】中的Ａｌａｍｏｕｔｉ码是典型的正交空时分
组码，它具有满分集增益、满速率及符号的独立译
码等优点，但当发射天线数大于２时，复正交设计
的空时分组码最大速率只能为０．７５，并且当接收天 线数大于１时，其编码系统容量也远小于实际值【２】。
准正交空时分组码利用正交子空间，可以获得任意
发射天线数时的满速率设计 Ｊ，但同样地，当接收
天线数大于１时，其编码系统容量不能接近实际值。
文献［４］提出，令准正交设计码字中的一半符号来自
旋转星座映射，得到旋转准正交空时分组码，它可
以获得满分集增益。文献【５】中给出了４天线准正交
空时码的通用设计方法。对于高速率空时编码来
说，条件最大似然译码的应用，可以在不影响系统
性能的前提下极大地减小译码复杂度 川。文献【８】
分析了几种空时码的特性，并比较了其误比特率性
能的不同。本文从信息论角度出发，利用码率为１
收稿日期：２０１０—０７—０７；修回日期：２０１０—１０—１４ 基金项目：国家重点基础研究发展计划（“９７３”计划）基金资助项目（２００７ＣＢ３１０６０５） Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ Ｉｔｅｍ：Ｔｈｅ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｂａｓｉｃ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｐｒｏｇｒａｍ ｏｆ Ｃｈｉｎａ（９７３ Ｐｒｏｇｒａｍ）（２００７ＣＢ３ １０６０５）
通信学报 第３２卷
的准正交空时分组码来构建高速率的非正交空时
分组码。仿真结果证明，本文设计的码字所获信道
容量非常接近实际值，并且其误比特率性能也要比
正交及准正交编码设计好。
２传输信道模型
考虑一个具有Ⅳｆ发射天线和Ⅳｒ接收天线的
ＭＩＭＯ系统。假设空时编码矩阵Ｇ为 Ⅳｆ维， 为符号传输所需的时隙个数。信道衰落系数矩阵
日为Ｎ，ＸＮｒ维，且其元素ｈ ． 艮从均值为０、方差
为１的独立同分布高斯分布，则接收信号可表示
为
Ｒ＝ＧＨ＋，７ （１）
其中， 表示 Ⅳｒ维的噪声系数矩阵，其元素
为均值为０、方差为 ２的复高斯变量（Ｎｏ￣２是复
高斯噪声的实部和虚部的方差）。
空时编码矩阵Ｇ中的发射符号需满足功率约
束条件，即需进行功率归一化处理。假设Ｇ是发射
符号流ｘｋ（ｋ＝ｌ，２，…， 的函数，则要满足
Ｅ【ｔｒ（Ｇ“Ｇ）Ｉ＝ＴｘＮ （２）
其中，上标“Ｈ”表示矩阵的共轭转置运算。
假设信道衰落系数矩阵日是准静态的，即在
个传输时隙内维持不变。并且采用精确的信道估计
技术，日在接收端已知，发射端未知。 此外，空时分组码的码率用，．表示，定义为
ｒ＝ Ｋ （３）
若ｒ＝ｌ，则认为该空时分组码为满速率码；若
ｒ＞ｌ，则认为该空时分组码为高速率码。
３高速率空时分组码的设计
根据文献【３】，一个准正交设计空时分组码为
ＧＱｏｓＴＢｃ＝ 一ｊｃ２ 一
一ｘ３ 一ｘ４ Ｘ ｘ２
一 一 ８）时，
码为
一１ 基于式（４），则可设计码率为２的空时分组
（ ＋ｘ８） （ｘ．２＋ｘ７）
一（ ＋ ） （ ＋ ）
一（ ＋ ） 一（ ＋ｘｊ
（ｘ４＋ ） 一（ ＋ ） （ｘ３＋ｘｓ）
一（ｘ４＋ｘｊ
（ ＋ ）
一（ ＋ｘ７）
式（５）中，８个符号在４个时隙内发送，因此码率为
２。若令ｘ４＝０，ｘ６＝０，则此时传送的符号数为６，可
得码率为１．５的空时分组码为
Ｇ４’６＝ （ ＋ ） （ ＋ｘ７）（ｘ３＋ｘ５）０
一（ ＋ ） （ ＋ ） ０ （ ＋ ）
一（ ＋ ） ０ （ ＋ ） （ ＋ ）
０ 一（ ＋ｘ５）一（ ＋ｘ７）（ ＋ｘｓ）
（６）
３．２ ３发射天线时的高速率分组码设计
当发射天线数为３时，去掉式（５）中的第４列，
则可得码率为２的空时分组码为
１ ｏ３．８ 、， （ ＋ｘｓ）
一ｘ２＋ ）
一（ ＋ ）
（ｊｃ４＋Ｘ６） （ｘ２＋ ）
（ ＋ ）
一（ ＋ｊｃ６）
一（ ＋ｘ５） （ ＋ｘ５）
一（ｊ【４＋ｊｃ６）
（ 十 ）
－（ｘ：＋ ） （７）
同样在式（７）中，令Ｘ４＝０，托＝０，可得码率为１．５
的编码设计为
Ｇ３．６＝ ＋ｘ８）
＋ ）
＋ ）
Ｏ （ ＋ｘ７）
（ ＋ ）’
０
一（ ＋ｘ５）
（４） ４条件最大似然译码
准正交空时分组码速率为１，它是满速率码，
由Ａｌａｍｏｕｔｉ码构成，适用于任意发射天线数的情 况。其译码方式多采用成对译码。
３．１ ４发射天线时的高速率分组码设计
当发射天线数为４，发射符号流为ｘｋ（ｋ＝ｌ，２，…， （ ＋ ）
０
（ ＋ ）
一（ ＋ｊｃ７） （８）
假设为４ｘｌ的ＭＩＭＯ系统，采用的编码方案为
Ｇ４＿８，则经过式（１）中的传输信道模型后，接收信
号为
Ｒ＝Ｇ４．８日＋
＝口［Ｉ丌Ｑ０ｓＴＢｃｌ（ ，ｘ２， ， ）＋Ｇ （ ， ， ，ｘ０］Ｈ＋ｒ／
（９） ．＾－＾ ． ＋ 十 十 ＋
五 第２期 王安国等：基于准正交空时分组码的高速率码字设计 ・１４１・
ｌ ｆ （１）ｋａ—ｗ（２）ｇ一］＋ｌ
２Ｒｅ｛抖 ｌ １
ｗ（３） 一ｗ （４）ｈｘ ｊ Ｊ
以 ＝ ｌ １（１ａｘ２ ｒ２＋ｌａ＜ ）＋
ｆ －ｗ＂ａｘ （１） ＋ｗ（２） 一、１＋１２
２Ｒｅ｛￣．Ｗ— （３） ｈ。４，＋Ｗ—＊（４ ）ｈ３｛）＋｝＋ ｌｆ～ｗ （１） 一ｗ２ ＋１ ｆ 【 １
ｗ（３） ＋ｗ ）．ｆｚ２ ｊ Ｊ ：’ （１） 一Ｗ （２）ｈ３一Ｗ （３）Ｊｌｚ２＋ｌ （４）
： ｘ ＋ｐ ＋ （１３ｄ）
其中，ａ＝ｈｌｈ ｉ＋Ｊｆｚ２ ２＋ ３ｈ ３＋，ｌ ４，ｆｌ＝２Ｒｅ（ｈ１ｈ＊４－ｈｚｈ ３），
叩 ｌ＝ｒ／１ｈ＊ｌ＋叩 ２ｈ２＋ｒ／ ３ｈ３＋ｒ／４ｈ ４，／￣／＇２－－／＇／ｌｈ ２－ｑ ２ｈｌ＋ｒ／ ｓｈ４一
ｒ／４ｈ ３，ｒ／＇３＝ｒ／ｌｈ＊３＋ｑ＊２ｈ４一ｒｌ ３ｈｌ一叩４ｈ ２，ｒ／＇４＝ｒ／１ｈ ４１＿，７ ３—
１＂／ ３ｈ２＋ ４ｈ １。 进一步整理式（１３）中的４个等式，得
“ ＝ －ｐｖ ＋ ＝（ －ｐ ｘ＋ （１４ａ）
“：＝伽：＋ｆｌｖ３＋ ：（ 一 Ｘ：＋ （１４ｂ）
＝ ＋ ＋７７ ：（ 一 ） 十 （１４ｃ）
＝ －ｆｌｖＩ＋ ＝（ －８ Ｘ＋ （１４ｄ）
其中， ｌ＝ａ￣ｌｆｒ８ ’４，ｒ／＂２＝ａｒ／ｒ２＋ｆｌ，’３，ｒ／＂３＝ａｒ／’３＋８ ｆ２，
ｒ／＂４＝ａｒ／＇４－ｆｌｑ １。 分别将ｕ 、ｌｇ２、ｌｇ３及ｕ４与对应星座点进行比较， 即可得出 组条件译码符号Ｘｌ 、 ２ 、ｘ３肌、 。
将成对译码或单符号译码得出的 组条件译 码符号Ｘ１ｍ、 、Ｘ３ 、 舭连同Ｘｋ（忌＝５，６，７，８）
一起代入到最大似然译码公式中：
Ｇ４‘．８：ａ 一．８ （１５） ．ｒｇ ￣・．ｐｌｌＲ Ｇ４＂１１ｉ＝１ Ｍ
式中，“ａｒｇ ｍｉｎ”为最小化运算，Ｇ ４．８为条件最大
似然算法的最终译码矩阵。
４．３译码复杂性分析
通过对上述译码方案的分析比较可知，基于条件 最大似然算法的成对译码，其计算量为 ＝Ｍ ６。
基于条件最大似然算法的单符号译码，其计算量 仅为 。最大似然算法所需计算量为Ｍ ８。
由此可见，本文所采用的２种译码算法在译码复 杂度方面都具有很大优势，有效减少了译码计算量。
５信道容量的分析
为了对信道容量进行有效分析，将式（１）中的信
道模型重写为
：． 日 ＋，７ （１６） 、／Ⅳ【
其中， ＝［ （ １，２，…， 表示发射符号流，重写 后的信道衰落系数矩阵表示为日ｒ－［日，ｍ］Ｔ（ ＝１，
２，…，Ⅳｒ），归一化因子
保证了每根接收天线
一种准正交空时分组码的快速译码方法
一种准正交空时分组码的快速译码方法
武萌;尹训锋;曾凡鑫
【期刊名称】《重庆邮电大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2006(018)005
【摘 要】准正交空时分组码可以对天线数大于2的复信号星座进行全速率的编码,但是准正交空时分组码采用成对最大似然译码(DML),其译码复杂性随信号星座数量呈指数增长.针对准正交空时分组码的这种缺点提出了一种快速最大似然译码(FML)算法.仿真及计算结果显示,在信号星座数较大时,采用快速最大似然译码方法可以在保证性能损失很小的前提下,使接收机的译码复杂性减少2～3个数量级,而且该方法可以推广到任意数量的发射天线.
【总页数】4页(P585-588)
【作 者】武萌;尹训锋;曾凡鑫
【作者单位】装甲兵工程学院,控制工程系,北京,100072;重庆通信学院,重庆,400035;重庆通信学院,重庆,400035
【正文语种】中 文
【中图分类】TN911.22
【相关文献】
1.一种改进的准正交空时分组码译码方案 [J], 肖丽萍;代晓雪
2.准正交空时分组码系统的一种盲信道估计方法 [J], 刘义;王玲;刘辉
3.一种优化的准正交空时分组码预编码方法 [J], 张江林;孙景芳;杨平 4.一种新的准正交空时分组码设计方法 [J], 倪英俊;李明奇;郭文强
5.一种新的线性译码的准正交空时分组码方案 [J], 张建忠;李宏伟;邓冬虎;邵龙
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买
一种新的线性译码的准正交空时分组码方案
第１７卷第１期 ２０１２年２月 哈尔滨理工大学学报 ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＨＡＲＢＩＮ ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ ＯＦ ＳＣＩＥＮＣＥ ＡＮＤ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＶｏＬ １７ Ｎｏ．１ Ｆｅｂ．２Ｏｌ２
一种新的线性译码的准正交空时分组码方案
张建忠 ， 李宏伟 ， 邓冬虎 ， 邵 龙
（１．空军工程大学电讯工程学院，陕西西安７１００７７；２．中国人民解放军９４３０３部队６１分队，山东潍坊２６１０５１）
摘要：传统的准正交空时分组码可以实现全速率传输，但是不能获得最大的发送分集增益，
而且译码复杂度相对较高，这主要是由于检测矩阵中存在干扰项造成的．为了解决这个问题，本文 提出了一种新的准正交空时分组方案，该方案通过利用Ｇｉｖｅｎｓ旋转运算，将检测矩阵变换为一个
对角阵，消除其中的干扰项，使得接收端可以采用线性方法来译码，从而既提高了系统的分集增益，
又降低了译码的复杂度．仿真实验也验证了所提方案的优越性． 关键词：准正交空时分组码；分集增益；检测矩阵；线性译码
中图分类号：ＴＰ９１１．７ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００７—２６８３（２０１２）０１—０１０１—０４
Ａ Ｎｅｗ ＱＯ－ＳＴＢＣ Ｓｃｈｅｍｅ ｗｉｔｈ Ｌｉｎｅａｒ Ｄｅｃｏｄｉｎｇ
ＺＨＡＮＧ Ｊｉａｎ—ｚｈｏｎｇ ，ＬＩ Ｈｏｎｇ—ｗｅｔ ，ＤＥＮＧ Ｄｏｎｇ－ｈｕ ，ＳＨＡＯ Ｌｏｎｇ （１．Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ａｉｒ Ｆｏｒｃｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，ｘｉ’ａｎ ７１００７７，Ｃｈｉｎａ； ２．６１ Ｕｎｉｔ ｏｆ ９４３０３ Ａｒｍｙ ｏｆ ＰＬＡ，Ｗｅｉｆａｎｇ ２６１０５１，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａ ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ ＱＯ—ＳＴＢＣ ｓｃｈｅｍｅ ｃａｎ ａｃｈｉｅｖｅ ｔｈｅ ｆｕｌｌ ｒａｔｅ，ｂｕｔ ａｔ ｔｈｅ ｃｏｓｔ ｏｆ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ
一种新的准正交空时分组码设计方法
一种新的准正交空时分组码设计方法
倪英俊;李明奇;郭文强
【期刊名称】《计算机应用研究》
【年(卷),期】2011(028)002
【摘 要】Since Jafarkhani gave the concept on the non-orthogonal space
time block code, the constructing methods of it are always one of the hot
research topics.This paper proposed a new quasi-orthogonal space-time
block code (QOSTBC) for four transmits.Obtained a new rotated QOSTBC
when input signal was preprossed by a rotation transformation, to improve
the code performance.Adopted maximum likelihood (ML) decoding
algorithm at receiver.The numerical simulation results show that the
performance of the unpreprocessing QOSTBC is similar to the known
QOSTBC.However, BER performance of the rotated QOSTBC is improved
2dB at least.%自Jafarkhani提出非正交空时分组码以来,其构造方法一直是研究热点之一.构造了一种发射天线为4的准正交空时分组码,为了改善该分组码性能,对输入信号进行了旋转预处理,得到旋转后的准正交空时分组码;系统的接收端采用最大似然译码方法.数值仿真显示,没有预处理的准正交空时分组码的误码率与已提出的准正交空时分组码相当.然而,经旋转后的空时分组码的误比特率至少有2 dB改善.
一种改进的准正交空时分组码译码方案
一种改进的准正交空时分组码译码方案
肖丽萍;代晓雪
【期刊名称】《重庆邮电大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2011(023)005
【摘 要】针对传统全速率准正交空时分组码(quasi-orthogonal space-time
block code,QO-STBC)译码复杂度高的问题,提出一种改进的准正交空时分组码译码方案.该方案通过在接收端乘以信道矩阵的共轭转置及Givens旋转矩阵,消除检测矩阵部分干扰项,使检测矩阵三角化.和传统的准正交空时分组码最大似然译码算法相比,该译码算法将最大似然判决式最简化,译码复杂度被降到最低.理论分析和仿真结果表明,改进的译码方法在保证误码率性能的同时,降低了译码复杂度,提高了译码速度.
【总页数】4页(P562-564,569)
【作 者】肖丽萍;代晓雪
【作者单位】燕山大学信息与工程学院,河北秦皇岛066004;燕山大学信息与工程学院,河北秦皇岛066004
【正文语种】中 文
【中图分类】TN911.22
【相关文献】
1.一种改进的准正交空时分组码编码设计 [J], 王伟;葛勇;李楠
2.一种准正交空时分组码的快速译码方法 [J], 武萌;尹训锋;曾凡鑫 3.一种改进的准正交空时分组码 [J], 孟凤琴;赵光;孙鑫
4.一种改进的准正交空时分组码设计方案 [J], 谷平反;毕建忠;葛勇
5.一种新的线性译码的准正交空时分组码方案 [J], 张建忠;李宏伟;邓冬虎;邵龙
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买
基于准正交的分集积研究
２０１１年７月 西安邮电学院学报 Ｊｕ１．２０１１ 第１６卷第４期 ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＸＩ’ＡＮ ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ ＯＦ ＰＯＳＴＳ ＡＮＤ ＴＥＬＥＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮＳ Ｖｏ１．１６ Ｎｏ．４
基于准正交的分集积研究
李维霞，邵朝
（西安邮电学院通信与信息工程学院，陕西西安７１０１２１）
摘要：给出准正交设计下的分集积定义，分析星座图旋转后满分集下的分集积的大小变化，通过研究分集积最大时 的最佳旋转角度，从而得到性能最佳的满分集全速率的准正交空时分组码。对不同旋转角度下系统误码率进行仿 真，结果显示最佳旋转角度下的系统性能最佳。 关键词：准正交空时分组码；分集积；星座图；最佳旋转角度 中图分类号：ＴＮ９１１．２２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００７—３２６４｛２０１１）０４—００１３—０４
Ａｌａｍｏｕｔｉ［１］提出的正交设计的空时分组码（Ｏｒ－
ｔｈｏｇｏｎａｌ Ｓｐａｃｅ－Ｔｉｍｅ Ｂｌｏｃｋ Ｃｏｄｅ，Ｏ ；ＴＢＣ）之所以 具有良好的性能，是因为它满足了全速率、满分集，
且实现了最低复杂度的最大似然译码，但是当发射
天线数大于２时，ＯＳＴＢＣ对复数域调制符号无法实 现全速率传输。因此，Ｊａｆａｒｋｈａｎｉｃ ］和Ｔｒｉｋｋｏｎｅｎ，
Ｂｏａｒｉｕ，Ｈｏｔｔｉｎｅｎ［。］等人提出了准正交设计的空时
分组码（Ｑｕａｓｉ—Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｓｐａｃｅ－Ｔｉｍｅ Ｂｌｏｃｋ Ｃｏｄｅ， ＱＯＳＴＢＣ），称之为Ｊ一型与ＴＢＨ一型。它通过降低对
码字的正交性的要求来提高系统的符号传输速率，
同时其成对译码也相对较简单，从而得到了广泛的
关注。但是这样编码却满足不了满分集的特性，从
而导致了ＱＯＳＴＢＣ在低信噪比时，性能优于ＯＳＴ－
ＢＣ，在信噪比较高时性能却低于ＯＳＴＢＣ。这是因
为分集增益的大小直接影响到系统的性能。
假设一个ＱＯＳＴＢＣ中的发送符号中有一半选
自于星座图Ａ，而另外一半选自于其旋转后的星座
一种新的准正交空时分组码设计方案
２０１２年８月 第３９卷第４期 西安电子科技大学学报（自然科学版） Ｊ０ＵＲＮＡＬ ０Ｆ ＸＩＤＩＡＮ ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ Ａｕｇ．２０１２ Ｖｏ１．３９ ＮＯ．４
ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１—２４００．２０１２．０４．０３１
一种新的准正交空时分组码设计方案
马天鸣，李凤荣，施玉松，王营冠
（中国科学院上海微系统与信息技术研究所无线传感网与通信重点实验室，上海２０００５０）
摘要：提出了一种准正交空时分组码的改进方案，并用ＭＡＴＬＡＢ进行了仿真．该方案使用改进后的
Ａｌａｍｏｕｔｉ码作为基本单元构造出了一个４发射天线的准正交分组编码矩阵，运用矩阵对角化的方法来消 除非正交项，降低了译码复杂度．仿真结果表明，与Ｊａｆａｒｋｈａｎｉ准正交空时分组码相比，该方案不仅能够在
接收端实行线性解码，而且还可以进一步提高系统的信道容量和误码率． 关键词；多输入多输出；空时编码；准正交空时分组码；Ａｌａｍｏｕｔｉ码 中图分类号：ＴＮ９１１．２２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００１—２４００（２０１２）０４—０１７２—０６
Ｎｏｖｅｌ ｄｅｓｉｇｎ ｆｏｒ ｔｈｅ ｑｕａｓｉ ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｓｐａｃｅ－ｔｉｍｅ ｂｌｏｃｋ ｃｏｄｅ
ＭＡ Ｔｉａｎｍｉｎｇ，ＬＩ Ｆｅｎｇｒｏｎｇ，ＳＨＩ Ｙｕｓｏｎｇ，ＷＡＮＧ Ｙｉｎｇｇｕａｎ （Ｋｅｙ Ｌａｂ．ｏｆ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｓｅｎｓｏｒ Ｎｅｔｗｏｒｋ＆Ｃｏｍｍｕｎ．．Ｓｈａｎｇｈａｉ Ｉｎｓｔ．ｏｆ Ｍｉｃｒｏｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ Ｉｎｆｏ．Ｔｅｃｈ
Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｓｃｉ．，Ｓｈａｎｇｈａｉ ２０００５０，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ａ ｑｕａｓｉ ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｓｐａｃｅ－ｔｉｍｅ ｂｌｏｃｋ ｃｏｄｅ ｓｃｈｅｍｅ ｉｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ａｎｄ ｓｉｍｕｌａｔｅｄ ｂｙ ＭＡＴＬＡＢ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ ｓｔｕｄｙ ｏｆ ｔｈｅ ｃｕｒｒｅｎｔ Ｑｕａｓｉ ０ｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｓｐａｃｅ—Ｔｉｍｅ Ｂｌｏｃｋ Ｃｏｄｅｓ．Ｔｈｅ ｓｃｈｅｍｅ ｕｓｅｓ ｔｈｅ ｉｍｐｒｏｖｅｄ Ａｌａｍｏｕｔｉ Ｃｏｄｅ ａｓ ｉｔｓ ｂａｓｉｃ ｕｎｉｔ ｔｏ ｄｅｓｉｇｎ ａ Ｑｕａｓｉ Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｓｐａｃｅ－Ｔｉｍｅ Ｂｌｏｃｋ Ｃｏｄｅ ｍａｔｒｉｘ ｗｉｔｈ ｆｏｕｒ ｔｒａｎｓｍｉｔ ａｎｔｅｎｎａｓ，ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｍａｔｒｉｘ ｄｉａｇｏｎａｌｉｚａｔｉｏｎ ｔｏ ｒｅｍｏｖｅ ｔｈｅ ｒｅｄｕｎｄａｎｔ ｓｐａｒｓｅ ｍａｔｒｉｘ ａｎｄ ｒｅｄｕｃｅ ｔｈｅ ｄｅｃｏｄｉｎｇ ｃｏｍｐｌｅｘｉｔｙ．Ｆｉｎａｌ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ，ｃｏｍｐａｒｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ Ｊａｆａｒｋｈａｎｉ Ｑｕａｓｉ Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｓｐａｃｅ－Ｔｉｍｅ Ｂｌｏｃｋ Ｃｏｄｅ，ｔｈｉｓ ｓｃｈｅｍｅ ｃａｎ ｎｏｔ ｏｎｌｙ ｂｅ ｌｉｎｅａｒｌｙ ｄｅｃｏｄｅｄ ａｔ ｔｈｅ ｒｅｃｅｉｖｅｒ，ｂｕｔ ａｌｓｏ ｆｕｒｔｈｅｒ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｃｈａｎｎｅｌ ｃａｐａｃｉｔｙ ａｎｄ ｔｈｅ Ｂｉｔ Ｅｒｒｏｒ Ｒａｔｅ． Ｋｅｙ Ｗｏｒｄｓ： ｍｕｌｔｉｐｌｅ ｉｎｐｕｔ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ｏｕｔｐｕｔ；ｓｐａｃｅ—ｔｉｍｅ ｃｏｄｅ；ｑｕａｓｉ ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｓｐａｃｅ－ｔｉｍｅ ｂｌｏｃｋ ｃｏｄｅ； Ａｌａｍｏｕｔｉ ｃｏｄｅ
MIMO准正交空时码算法研究及改进设计的开题报告
MIMO准正交空时码算法研究及改进设计的开题报告
一、研究背景与意义
随着通信系统的发展，以及用户量的不断增长，如何提高系统的传输速度和传输质量已经成为了研究的热点之一。多输入多输出（MIMO）技术就是一种用来提高通信系统性能的技术。但是，在MIMO系统中，由于传输信道的存在，会引入多径效应、频率选择性衰落等信道影响，导致传输过程中信号的失真和衰减，进而影响系统的性能。因此，如何设计合适的空时码来克服这些影响，提高系统的信道容量和传输性能是非常重要的。
在现有的MIMO系统中，准正交空时码已经被广泛应用。准正交空时码能够有效降低多普勒频移、频率选择性衰落等信道影响，提高系统的传输速度和传输质量。然而，在实际应用中，准正交空时码也存在一些问题，如复杂度高、误码率高等。因此，如何对准正交空时码算法进行深入研究，提出改进方案，对于提高MIMO通信系统的性能具有重要意义。
二、研究内容
本课题主要研究MIMO准正交空时码算法，包括以下内容：
1. 对MIMO准正交空时码算法进行深入理解和分析，包括其原理、特点、优缺点等方面。
2. 基于已有的MIMO准正交空时码算法，提出改进方案。可以从码本设计、码重构、信道估计等方面入手，采用优化算法或者深度学习算法等方法，提高系统的性能。
3. 对改进后的MIMO准正交空时码算法进行仿真分析。仿真方案中应该考虑对比原有的准正交空时码算法和改进后的方案在信噪比、码率、接收机性能等方面的性能指标差异，以评估改进算法的有效性和优越性。
三、研究方法和技术路线 本课题的研究方法主要包括理论分析、算法设计、仿真分析等步骤。具体技术路线如下：
1. 阅读相关文献，对MIMO准正交空时码算法的原理、特点、应用等方面进行深刻理解。
2. 根据文献资料和问题分析，提出相应的改进方案。可以结合优化算法、深度学习算法等技术手段，从不同角度对准正交空时码算法进行改进。
3. 利用Matlab或其他仿真软件，对改进后的MIMO准正交空时码算法进行仿真。仿真结果中应该包括码率、误码率、性能比较等方面的指标，以比较准正交空时码算法和改进方案之间的性能差异。
新型准正交空时分组编码预编码的设计
新型准正交空时分组编码预编码的设计
谢红;弋琪
【期刊名称】《应用科技》
【年(卷),期】2009(036)007
【摘 要】为了改善准正交空时分组码的MIMO系统的性能,该文提出了将准正交空时分组码和预编码矩阵相结合的方法.信息在经过准正交空时分组码编码后,需经过线性预编码矩阵处理后才从发射天线发送,并且应用一种性能优于一般准正交编码的新型准正交分组码.预编码矩阵设计利用了MIMO信道的非零均值矩阵和相关矩阵,并采用成对差错概率(PEP)作为其最优设计准则.仿真表明,相对于未经过预编码矩阵的系统和一般准正交分组编码与预编码矩阵相结合的系统,新的编码方法的误码率性能有明显改善.
【总页数】4页(P16-19)
【作 者】谢红;弋琪
【作者单位】哈尔滨工程大学,信息与通信工程学院,黑龙江,哈尔滨,150001;哈尔滨工程大学,信息与通信工程学院,黑龙江,哈尔滨,150001
【正文语种】中 文
【中图分类】TN820
【相关文献】
1.一种基于预编码技术的准正交空时块码改进方案 [J], 俞彬
2.旋转准正交空时分组编码MQAM的误码性能 [J], 陈素俊;李光球 3.带有预编码的准正交分组空频时发射技术 [J], 战金龙;卢建军;卢光跃
4.基于随机旋转预编码的准正交空时分组码的设计与性能分析 [J], 张会生;李立欣;陈春霖
5.基于准正交空时码的最优线性预编码矩阵设计 [J], 刘雪芳;傅丰林
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买
一种准正交空时分组码的理论分析和仿真实现
一种准正交空时分组码的理论分析和仿真实现
孟凤琴;赵光;孙鑫
【摘 要】提出一种改进的准正交空时分组编码方案,根据准正交设计准则,在不增加译码复杂度前提下,设计出一个更好的编码.最后通过软件仿真,表明这种编码方法的误比特率无论在低信噪比或高信噪比条件下都优于传统的TBH和Jafarkhani编码.
【期刊名称】《广东通信技术》
【年(卷),期】2010(030)012
【总页数】4页(P63-66)
【关键词】TBH;Jafarkhani;准正交;星座旋转
【作 者】孟凤琴;赵光;孙鑫
【作者单位】
【正文语种】中 文
0 引言
空时编码技术采用发射分集，将空间分集、频率分集及时间分集有机结合起来，具有较好的频谱利用率和功率有效性，在未来移动通信领域中是一种具有巨大发展前景的技术。空时分组码、空时格型码和分层空时码是三种典型的空时编码，其中空时分组码在编码由于实现简单以及兼容性好等特性使其得到了比较广泛的应用。空时分组码在编码中引入了正交设计理论，可以分为实正交设计、复正交设计和准正交设计。现有的准正交空时分组编码TBH和Jafarkhani方法的设计都是基于Alamouti模式，本文在此基础上改进编码子模块，设计出一个更好的编码方案。与现有的准正交空时分组码相比，分集增益和译码复杂度并未改变，却获得了一定的编码增益，但是达不到全分集增益。如果在编码过程中加入星座图旋转,可以实现全分集，系统性能进一步得到提高。
1 改进准正交空时分组编码的理论分析
假设通信系统采用4个发射天线1个接收天线，准静态、Rayleigh平坦衰落信道。
1.1 传统准正交编码
现有的准正交空时分组码包TBH和Jafarkhani，两种编译码情况如表1所示：
表1 TBH和Jafarkhani编码小结?
1.2 改进的准正交空时分组码
具体的编码矩阵表示(如式1)为
其中G是T×K矩阵，T表示时隙数，K表示发射天线数，分别由矩阵A和B的元素旋转180°得到。
基于正交空时分组码的酉空时码设计
基于正交空时分组码的酉空时码设计
郭永亮;朱世华;张国梅
【期刊名称】《电子学报》
【年(卷),期】2006(34)1
【摘 要】提出了一种基于正交空时分组码构造酉空时码的方案,证明了所设计的酉空时码可以获得满分集.同原有方案相比,所提方案的优点是其码率较高,缺点是解码复杂度较原方案高.针对该缺点,提出了一种次优解码算法,该算法的复杂度同原方案几乎相同.Monte-Carlo仿真实验表明,在相同的频谱效率下,对同一误码率本文方案所需信噪比比原方案低5dB;同时,对同一误码率本文的次优解码算法同最优解码算法相比信噪比损失约1dB.
【总页数】4页(P123-126)
【作 者】郭永亮;朱世华;张国梅
【作者单位】西安交通大学信息与通信工程系,陕西西安,710049;西安交通大学信息与通信工程系,陕西西安,710049;西安交通大学信息与通信工程系,陕西西安,710049
【正文语种】中 文
【中图分类】TN911.22
【相关文献】
1.基于天线选择的准正交空时码的自适应设计 [J], 陈强;彭国祥
2.基于FFT变换的酉空时码设计 [J], 刘毓;方伟鉴 3.基于Fourier矩阵的酉空时码设计 [J], 秦传歌
4.基于四元数正交设计的三极化正交空时极分组码 [J], 李科;侯春萍;汪清;傅金琳
5.基于分块迭代法的分布式准正交空时码设计 [J], 梁国栋;仝庆华;卢玉和
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买