下一代移动通信中MIMO-OFDM技术的研究( 三 )


空间复用是指在一定的差错率下,通过不同的天线尽可能多的在空间信道上传输相互独立的数据 。现在主要有四种空间复用技术:对角BLAST(贝尔实验室分层空时)、水平BLAST、正交BLAST和TURBOBLAST 。其中正交BLAST由于执行起来较简单是最为看好的一种方法 。
(2)空时编码
目前主要有两种空时编码技术:空时分组码(STBC)和空时格栅编码(STTC) 。空时格栅编码建立了空域和时域中信号的内在联系,可以获得高的分集增益,除此之外,还能获得大量的编码增益 。但是随着调制星座的大小和状态数的增加,以及编码长度的增加,译码的复杂性也增大 。而STBC基于正交性的设计,可以获得更大的分集增益同时也降低了译码的复杂度,因此STBC是目前最广泛的应用 。闻名的Alamouti编码就是STBC的一个特例,它采用两根发射天线,空频分组码(SFBC)也是基于STC的基础上的,STBC设计的前提是假设信道是快衰落的,因此时间或频率选择性信道将降低STBC和SFBC的性能 。根据信道是时间选择性信道还是频率选择性信道来选择应用STBC或SFBC 。不管信道的时延扩展如何,当且仅当信道在时域内是慢变化的,而且终端慢速移动时,我们才使用STBC 。相似的,不管终端的移动速度如何,当且仅当信道在频域内是慢变化的而且信道延迟扩展较小时,我们才使用SFBC 。如何构造性能更好,而且译码简单的空时编码也是目前的一个研究热点 。
5.5纠错编码技术
信道编码在现代数字通信中无疑扮演着重要的角色 。一种合理的编码方案总是和特定的通信系统的要求联系在一起的 。GSM系统提供的是低比特率的语音服务和一些数据服务,在一些重要的比特上结合使用分组码和卷积码 。第三代移动通信系统则要求有更大的系统容量和更灵活的高速率、多速率的数据传输,除了卷积码外还首次采用了Turbo码 。在未来的4G系统中Turbo码和LDPC码(低密度奇偶校验码)是前向纠错编码方案的研究热点 。

;5.6自适应调制和编码技术(AMC)
时变的无线信道条件和时变的系统容量是无线移动通信系统的两个重要的特点 。未来的系统要求提供大动态范围内的数据速率,在实际应用的频谱范围内,为了满足这种要求,提高频谱利用率,降低发射功率的需求,必须采用自适应调制和编码技术 。AMC是一种信息速率调整技术,现在应用于HSPDA和IEEE802.16中 。
AMC所遵循的原则是:服从系统限制的条件,基于信道条件的瞬时变化来改变调制和编码的方式 。对于一个AMC系统来说,靠近小区中心的用户采用的是高速率调制和编码 。相反,靠近小区边缘的用户采用较低速率的调制和编码 。
AMC的执行也有一些困难,首先,AMC对信道的差错和延迟的测量很灵敏 。为了选择合适的调制方法,必须考虑信道的质量性能 。假如对信道的估计有错就有可能选择了错的速率,或是发射功率过大,浪费了系统的容量,或是发射功率过低,提高了分组的差错率 。有关信道测量报告的延迟也会减少信道质量估计的可靠性,而且接口的变化也会增加测量的错误 。
6、总结
本文介绍了MIMO-OFDM技术概念的和要害技术,如信道估计、空时处理技术、纠错编码技术、自适应调制和编码技术等 。由于MIMO-OFDM系统提供了更高的速率和频带利用率,已成为下一代移动通信技术研究的热点 。

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