结合发射天线重分组和接收天线选择的双空时发射分集系统的实现的方案.pdfVIP

第 15 卷 第 3 期 电路与系统学报 Vol.15 No.3 2010 年 6 月 JOURNAL OF CIRCUITS AND SYSTEMS June, 2010 文章编号：1007-0249 (2010) 03-0111-06 结合发射天线重分组和接收天线选择的 * 双空时发射分集系统的实现方案 1,2,3 1,2 1 1,3 兰鹏 ， 刘琚 ， 许宏吉 ， 孙丰刚 （1. 山东大学 信息科学与工程学院，山东 济南 250100 ；2. 东南大学 移动通信国家重点实验室，江苏 南京 210096 ； 3. 山东农业大学 信息科学与工程学院，山东 泰安 271018 ） 摘要：对线性接收双空时发射分集系统提出一种新的接收天线选择方案，通信系统在增加较小的实现复杂度的情 况下可以有效的改善系统的信道状态，抑制不同子数据流间的干扰，降低系统的误码率（BER ）。结合发射天线重分组 （TAS ）方案，不同子数据流间的干扰可以得到更好的抑制，系统性能得到进一步的提高。仿真表明，在增加较少的 反馈信息冗余及系统硬件实现复杂度的情况下，系统的性能得到了很大的改善。 关键词：双空时发射分集；空时分组码；接收天线选择；发射天线重分组 中图分类号：TN911.7 文献标识码：A 1 引言 多输入多输出（MIMO ）系统通过提供分集增益及空间复用增益使无线通信系统的性能得到了极 大的提高[1~3] 。分集被用于抵抗信道的衰落，空间复用则通过利用信道间不同的衰落状态提高系统的 传输速率。然而，一种增益的最大化总是以牺牲另一增益为代价。目前的研究开始集中于既能提供分 集增益又能得到空间复用增益的新方案。双空时发射分集（DSTTD ）通信系统是一种在发射端装配有 两个空时发射分集（STTD ）单元，接收端为一干扰抑制检测单元组成的无线通信系统[4] 。DSTTD 系 统通过空时复用可同时提供分集增益与空间复用增益。 虽然 DSTTD 系统较普通 MIMO 系统的性能有了很大提高[4] ，但是由于两个空时分组编码模块独 立编码，不同编码模块的子数据流间的干扰无法消除，对系统性能造成严重的影响。天线选择技术可 以在系统复杂度增加较小的条件下，通过一定的判别准则将有限的射频链路分配给最优的天线子集[7~9] 来达到抑制数据子流间的干扰，改善信道状态，增强系统性能的目的。结合发射天线重分组（TAS ） 方案[4] ，在不增加系统复杂度的情况下，数据子流间的干扰能够得到进一步减小，通信系统的性能能 够得到更大的改善。 基于对线性接收 DSTTD 系统误码率的分析，本文提出了一种适用于 DSTTD 系统的接收天线选择 方案。该方案能够及时针对信道状态的变化调整接收端的天线子集，以达到减小系统误码率的目的。 进一步结合发射天线重分组方案，在增加较少的反馈信息的情况下，系统的性能可以得到更大的提高。 2 重构DSTTD 系统模型 对于配备两发射分集天线的空时通信系统，Alamouti 提出的空时分组码（STBC ）方案可以在保 持码率为 1 的前提下达到全分集[5] 。但是当发射天线数增加时，STBC 在达到全分集的情况下数据传 输速率小于 1。为了增大通信系统的空间复用增益，提高码速率，文献[4]提出了 DSTTD 通信方案。 DSTTD 是一种装配有四条发射天线的开环 MIMO 系统，输入的数据流经过串并变换分为两个子数据 流，每个子数据流各由一个 Alamouti 编码模块独立编码后输出，该方案在获得分集增益的同时达到了 * 收稿日期：2008-02-03 修订日期 ：2008-05-21 基金项目：国家自然科学基金）；教育部科技创新工程重大项目培育资金项目（708059 ）；山东省自然科学基金（Y2007G04 ） 移动通信国家重点实验室开放基金（W20