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1、摘要空時編碼技術是近幾年來在通信領域新興的研究方向，它主要用于解決高速無線通信下行傳輸問題?？諘r編碼技術將信道編碼技術與天線分集技術相結合，大幅度的增加了無線通信系統(tǒng)的容量，為無線傳輸提供了分集增益和編碼增益，并且能夠提供遠高于傳統(tǒng)單天線系統(tǒng)的頻帶利用率，為解決無線信道的帶寬問題提供了一條新的解決途徑?？諘r編碼技術具有很高的頻譜利用率和較好的通信質量，能夠滿足高速數(shù)據(jù)通信業(yè)務的要求?？諘r編碼分為:分層空時編碼、空時格型編碼和酉空時編碼、差分空時編碼。分層空時碼（LSTC）(LayeredSpace-TimeCoding)是最早提出的
2、一種空時編碼方式，又俗稱貝爾實驗室分層空時結構(BLAST,BellLabsLayeredSpace-Tirrae)，是由貝爾實驗室在1998年提出的一種利用多根發(fā)射天線實現(xiàn)數(shù)據(jù)流的多路并行無線傳輸?shù)姆椒?。BLAST的特點是系統(tǒng)結構簡單，易于實現(xiàn)，頻帶利用率隨著發(fā)射天線數(shù)目的增加而線性增加，它所能達到的傳輸速率是單天線系統(tǒng)無法想像的。分層空時碼通過一維信號處理方法來處理多維信號，一般適于接收天線數(shù)多于發(fā)送天線數(shù)的無線MIMO系統(tǒng)。BLAST能提供一定的接收分集增益，但由于BLAST沒有直接在空域上引入不同發(fā)射天線發(fā)送信號間的相關性，
3、因此不提供發(fā)射分集增益，所以，從嚴格意義上講分層空時碼不能算作為一種真正的空時編碼方法。BLAST根據(jù)信號構造方式的不同可以分為對角結構(D-BLAST)垂直結構(V-BLAST)和水平結構(H-BLAST)，D-BLAST接收端的檢測復雜度高，但性能較好;而V-BLAST檢測復雜度低，較為實用.關鍵字:MIMO空時編碼空時分層編碼MATLAB目錄一、前言1二、移動通信的發(fā)展概況2三、MIMO技術研究現(xiàn)狀33.1MIMO信道容量33.2MIMO天線設計4四、分層空時編譯碼54.1分層編碼原理54.2分層空時碼模型54.3編碼算法64
4、.4垂直分層譯碼原理74.5系統(tǒng)仿真及結果84.6分層空時編碼技術及應用12五、總結14六、參考文獻15致16一、前言分層空時編碼(LayeredSpace--TimeCodes，簡稱LST)最早由Foschini提出1131，能夠獲得更大的MIMO信道容量。其突出特點是，可以在同一空間圍通過一維處理方法處理多維信號。這種方法依賴于接收機具有高效的信號處理技術。M個信息流通過M根發(fā)送天線在相同頻率圍發(fā)送，接收機采用N(Ⅳ≥M)根天線來分離發(fā)送信號。分離包括干擾抑制和干擾抵消的聯(lián)合過程。LST是目前已知的唯一一種可以使頻帶利用率隨著發(fā)
5、射天線數(shù)目線性增加的編碼方式。因此，它是實現(xiàn)未來無線通信高速數(shù)據(jù)傳輸比較有前途的解決方案之一，具有非常廣闊的應用前景。分層空時碼的譯碼算法分為線性和非線性兩種。線性譯碼算法主要是根據(jù)接收端的接收信號和已知的信道矩陣響應來找到一個具體的加權矩陣，從而利用加權矩陣和接收信號得到發(fā)送信號的估計，包括迫零(ZF)和最小均方誤差(MMSE)兩種方法。非線性譯碼算法是一個迭代的過程，主要指串行干擾消除方法，即先在接收端通過線性譯碼算法解調出．一副天線上發(fā)送的符號，然后把它當作干擾從接收信號中消除掉，繼續(xù)以同樣方法來解調其它天線上發(fā)送的符號。分層
6、空時碼的最大特點是能取得很高頻譜效率。但是分層空時碼不能提供分集益，抗衰落能力差，不適合于衰落復雜多變的室外環(huán)境。1998年AT&T的VahidTarkh等人分層空時碼的啟發(fā)下，在空時延遲分集的基礎上，首先提出空時碼(STC，Space-TimeCodes)的概念，信號在時間和空間域上都引入了編碼，這就稱為空時碼?？諘r碼是將空域上的發(fā)射分集和時域上的信道編碼相結合的編碼技術。空間域上的編碼可以利用空間冗余度來實現(xiàn)分集，以克服信道衰落，提高性能，從而具有較好的頻率有效性和功率有效性。二、移動通信的發(fā)展概況移動通信是指通信的一方或雙方是
7、在移動中實現(xiàn)通信的。其中包括:移動臺與移動臺之間通信、移動臺與固定臺之間通信，移動臺通過基站與移動臺或固定臺通信。移動臺與基站之間是無線電通信鏈路。無線移動通信傳輸信道復雜(時變的多徑傳播環(huán)境，以及傳播損耗、慢衰落、快衰落、時間選擇性衰落、頻率選擇性衰落、空間選擇性衰落等)。同時無線移動通信系統(tǒng)受到嚴重的干擾(遠近效應、小區(qū)干擾、小區(qū)間干擾、同道干擾、碼間串擾等)，對設備要求更為苛刻(穩(wěn)定性、成本、功能、功耗)，并且頻譜資源有限。目前，無線移動通信方面針對這些特點已經發(fā)展了一系列的技術，包括分集技術，MIMO系統(tǒng)和空時處理技術等等。
8、過去二十年無線通信系統(tǒng)的飛速發(fā)展極大的提高了人們的工作效率和生活質量，而人們對無線通信服務要求的增長將推動未來無線通信技術的發(fā)展。到目前為止，移動通信系統(tǒng)的發(fā)展大致分為三個階段，即通常所說的第一代、第二代、第三代移動通信系統(tǒng)。第一代移
