分層空時(shí)編碼

李靜

摘 要：激光通信可以分為光纖通信和無(wú)線激光通信，激光通信一般指的進(jìn)行信息傳遞的一種通信技術(shù)，是以光波作為載體根據(jù)傳輸媒介及用途不同，空時(shí)編碼分為空時(shí)分組編碼，空時(shí)分層編碼，空時(shí)網(wǎng)格編碼。

關(guān)鍵詞：無(wú)線激光通信 分層空時(shí)編碼

一、引言

分層空時(shí)編碼指的是在發(fā)送端和接收端都由多根天線發(fā)送出去和接收進(jìn)來(lái)信號(hào)。在發(fā)送端，高速傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流首先經(jīng)過(guò)并行信道編碼器的編碼，然后再對(duì)其進(jìn)行分層空時(shí)編碼處理并且把數(shù)據(jù)流分成若干個(gè)低速傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流。在接收端，由多根天線接收信號(hào)，接收到的信號(hào)選擇合適的信道估計(jì)算法得到信道參數(shù)，進(jìn)行合適的檢測(cè)算法對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行空時(shí)檢測(cè)譯碼，最后通過(guò)單個(gè)信道譯碼器完成信道譯碼。

二、分層空時(shí)編碼的三種分類

分層空時(shí)編碼分為對(duì)角分層空時(shí)碼（D-BLAST）、垂直分層空時(shí)碼（V-BLAST）、水平分層空時(shí)碼（H-BLAST）。分層空時(shí)編碼最早由貝爾實(shí)驗(yàn)室提出來(lái)的。分層空時(shí)編碼的這三種編碼并沒(méi)有進(jìn)行任何編碼，而是在空間和時(shí)間上對(duì)符號(hào)映射后的信息進(jìn)行不同的排列。分層空時(shí)編碼有兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)：一：分層空時(shí)編碼可以實(shí)現(xiàn)最大的空間復(fù)用增益；二、分層空時(shí)編碼易于容易實(shí)現(xiàn)，對(duì)信息流完成串/并轉(zhuǎn)換后，經(jīng)過(guò)各自對(duì)應(yīng)的天線發(fā)送出去就完成了分層空時(shí)編碼。分層空時(shí)編碼選擇合適的檢測(cè)算法，能夠很容易地完成譯碼過(guò)程。分層空時(shí)編碼要獲得最大的空間復(fù)用增益就必須以空間編碼增益和分集增益為代價(jià)，所以，接收端的檢測(cè)算法對(duì)整個(gè)系統(tǒng)性能起到關(guān)鍵重要的作用。在分層空時(shí)編碼中，以不同發(fā)射與接收天線衰落為相互獨(dú)立的，假設(shè)有M根發(fā)送天線、N根接收天線的MIMO系統(tǒng)，系統(tǒng)的容量會(huì)隨著min（N，M）成線性增加。下列圖形介紹分層空時(shí)編碼中的三種編碼。

圖1、圖2、圖3分別為水平分層空時(shí)編碼結(jié)構(gòu)，垂直分層空時(shí)編碼結(jié)構(gòu)，對(duì)角分層空時(shí)編碼結(jié)構(gòu)圖。水平分層空時(shí)編碼器是指在接收到并行信道編碼器輸出后，按照水平方向進(jìn)行空間編碼，即每個(gè)信道編碼器編碼后的碼元從對(duì)應(yīng)的天線上發(fā)送出去。垂直分層空時(shí)編碼器在接收到并行信道編碼器的輸出后，將信號(hào)按照垂直的方向進(jìn)行分層空間編碼。對(duì)角分層空時(shí)編碼器在接收到并行信道編碼器的輸出后，將接收信號(hào)按照對(duì)角線的方向進(jìn)行分層空間編碼。

三、結(jié)語(yǔ)

通過(guò)這三種編碼的介紹，可以看到，對(duì)角編碼的分集增益和復(fù)用增益能達(dá)到最優(yōu)，具有較好的空時(shí)特性及層次結(jié)構(gòu)，但是編碼過(guò)程和檢測(cè)過(guò)程都及其復(fù)雜，且存在傳輸冗余，降低了頻帶利用率；水平和垂直分層空時(shí)編碼的空時(shí)特性及層次結(jié)構(gòu)較對(duì)角分層空時(shí)編碼差，且沒(méi)有傳輸冗余；垂直分層空時(shí)編碼能夠獲得最大的空間復(fù)用增益。

參考文獻(xiàn)：

[1]林佳健.MIMO系統(tǒng)中的迭代檢測(cè)技術(shù)[D].西安：西安電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文，2008.

[2]朱婧. 應(yīng)用于MIMO接收系統(tǒng)中的檢測(cè)算法研究[D].西安：西安電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文，2008.

[3]楊遠(yuǎn).MIMO系統(tǒng)中的檢測(cè)算法研究[D].西安：西安電子科技大學(xué)博士學(xué)位論文，2009.

[4]王東明. 無(wú)線MIMO系統(tǒng)中迭代檢測(cè)與信道估計(jì)技術(shù)研究[D].南京：東南大學(xué)博士學(xué)位論文，2005.