相關(guān)衰落下正交空時(shí)分組碼容量的近似分析.pdf

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1、第32卷第3期大連海事大學(xué)學(xué)報(bào)VOI.32NO.32006年8月JournalofdalianmaritimeuniversityAug2006!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!文章編號(hào)：1006-7736（2006）03-0081-05"相關(guān)衰落下正交空時(shí)分組碼容量的近似分析王光健，岳殿武（大連海事大學(xué)信息工程學(xué)院，遼寧大連116026）摘要：在平坦相關(guān)瑞利和萊斯衰落信道下，基于泰勒級(jí)數(shù)展開(kāi)、高斯分布和Gamma分布，對(duì)正交空時(shí)分組碼系統(tǒng)的遍歷容量和容量累積分布函數(shù)進(jìn)行近似分析

2、.對(duì)于遍歷容量，在低信噪比和天線數(shù)目較多情況下，采用一階近似效果很好，但是在高信噪比和天線數(shù)目較少時(shí)，一階近似效果不是很理想，然而采用二階近似，在任意的信噪比和任意的天線數(shù)目下，都具有很好的近似效果.對(duì)于系統(tǒng)的容量分布函數(shù)，采用高斯和Gamma近似方法，都得到很好的近似效果；在高中斷區(qū)域，采用高斯近似效果較好；但是在低中斷概率區(qū)域，Gamma近似具有更好的近似效果.關(guān)鍵詞：信道編碼；多輸入多輸出；空時(shí)分組碼；遍歷容量；瑞利衰落；萊斯衰落中圖分類號(hào)：TN911.22文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A以對(duì)容量的分布函數(shù)進(jìn)行近似考慮.文獻(xiàn)［6］考慮0引言了獨(dú)立不相關(guān)的衰落信道，采用高斯分布函

3、數(shù)來(lái)隨著無(wú)線通信技術(shù)的發(fā)展，人們?cè)絹?lái)越追求近似中斷容量.然而實(shí)際無(wú)線信道由于多種原因更高的通信速率和更好的通信質(zhì)量.因此，如何在往往是衰落相關(guān)的，因此必須考慮信道是有相關(guān)有限頻譜資源上傳送更多、更可靠的數(shù)據(jù)已成為性的情形.在文獻(xiàn)［7］中，作者采用高斯和Gamma近年移動(dòng)通信研究的焦點(diǎn).通信收發(fā)雙方采用多分布函數(shù)來(lái)近似普通MIMO信道的中斷容量，近天線技術(shù)，不僅帶來(lái)很大的容量增益［1-2］，同時(shí)也似效果理想.然而由于數(shù)學(xué)推演的困難性，該文沒(méi)帶來(lái)空間分集增益［3-4］，因而多天線技術(shù)得到了有考慮空間相關(guān)性.廣泛關(guān)注.空時(shí)分組碼在MIMO無(wú)線信道中可獲本文研究了具有空間相

4、關(guān)性的瑞利和萊斯衰得很大的空間分集增益，故能有效地抵抗無(wú)線信落正交化MIMO信道的容量近似問(wèn)題，深入探討道的傳輸衰落.空時(shí)分組碼的編解碼結(jié)構(gòu)很簡(jiǎn)單，了高斯和Gamma近似方法，結(jié)合仿真試驗(yàn)，進(jìn)行其空時(shí)二維向量最大似然譯碼問(wèn)題可簡(jiǎn)化成標(biāo)量了遍歷容量和容量分布近似分析.最大似然檢測(cè)問(wèn)題［4］.空時(shí)分組碼已得到了廣泛1系統(tǒng)模型的研究和應(yīng)用.由于衰落信道的信道容量是一個(gè)隨機(jī)變量，因此必須考慮它的統(tǒng)計(jì)特性.對(duì)于基于假設(shè)發(fā)送端有!T根天線，接收端有!R根天空時(shí)分組碼的正交化MIMO信道的遍歷容量，文線，信道是平坦衰落的"因此可以用線性模型獻(xiàn)［6］已經(jīng)給出了精確的閉式解，然而對(duì)于

5、容量的y=Hx+n（1）分布函數(shù)到目前為止還沒(méi)有閉式解給出，因此可來(lái)表示系統(tǒng)收發(fā)關(guān)系，其中，y為!R#1的接收信"收稿日期：2006-03-02.基金項(xiàng)目：遼寧省自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（20042121）；移動(dòng)通信國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放研究基金資助項(xiàng)目.作者簡(jiǎn)介：王光?。?984-），男，安徽蕪湖人，研究生；-maI：dreamer!newmardImu.edu.cn；岳殿武（1965-），男，吉林四平人，教授，博士生導(dǎo)師.82大連海事大學(xué)學(xué)報(bào)第32卷號(hào)向量；x為NT>1的發(fā)送信號(hào)向量；n為NR>1NR>NT階的均值不為零的復(fù)高斯分布的隨機(jī)矩的復(fù)加性高斯白噪聲，實(shí)部與虛部

6、方差均為陣，并且能夠分解為H=Hm+HS，其中Hm=N0／2；H為NR>NT的復(fù)高斯分布的隨機(jī)矩陣.E［H］為信道矩陣的直視路徑分量；HS的元素是假設(shè)信道是歸一化的，即互相相關(guān)的循環(huán)對(duì)稱復(fù)高斯隨機(jī)變量，為信道的E［H2］=NN散射分量.在萊斯衰落信道下，為了分析方便，假FRT假設(shè)平均發(fā)送功率受限為P，并且考慮空時(shí)分組設(shè)信道的相關(guān)矩陣R的特征值是互不相同的，并碼的碼率R，由文獻(xiàn)［6］可以得到此時(shí)系統(tǒng)的瞬且具有下面的特征值分解形式：R=U!U~，!=c時(shí)輸出信噪比為diag（1，2，?，7）根據(jù)文獻(xiàn)［6］，的概率密度1PH2函數(shù)為F2（2）==HFRcN0NT）7-1-

7、7-1（）～a?。╡2BLa其中=P／（NTRcN0）.假設(shè)信道矩陣具有歸一fRic（e）=c2B2BZa（7+a-1）！（2）化功率增益，因此在任意的衰落環(huán)境中都有a=0B（4）E［H2］=NN，需著重考慮的是=FRT～a-1～～2的統(tǒng)計(jì)特性，特別是便于近似分析的的1～HF其中，ca=Zda-ici，（aj1），c0=1，1＜B＜ai=0一階和二階統(tǒng)計(jì)特性.下面將對(duì)不同的衰落信道4為收斂參數(shù).進(jìn)行分類研究.7～a2（1-j）a-1da=-Zbjj+2B2B2信道特性j=17（1-j）a2.1瑞利衰落Z2Bj=1在散射體豐富的移動(dòng)通信環(huán)境下，收發(fā)雙方其中，b