酉空時編碼

李靜

摘 要：自由空間光通信具有微波和光纖通信的優點，就是通信過程中容量大、頻帶寬、保密性好、速率高、功耗小、重量輕等等。MIMO技術包括了空時分組碼，空時分層碼，空時網格編碼，酉空時編碼等等。

關鍵詞：自由空間光通信 酉空時編碼

一、引言

自由空間光通信具有光纖和微波通信的特點。MIMO技術是一種時間域與空間域相結合的技術，分別在接收端和發送端采用天線進行接收和發射，利用每根天線所發信息的非相干性在不需要增加帶寬的條件下實現頻譜資源的重復利用，理論上可較大程度的擴展頻帶利用率、提高傳輸速率，同時還增強了通信系統的抗干擾性能和抗衰落性能。

二、酉空時編碼

酉空時碼的產生是在空時分組碼基礎上的，酉空時編碼即有空時分組碼的正交設計準則，又有多空時分組碼所具有的性質及使用的譯碼方法，所以酉空時編碼是一個難點，因此在實際環境中難以使用。酉空時碼可以分為差分酉空時調制技術（DUSTM），也稱為差分酉空時編碼（DUSTC），應用于連續衰落信道。酉空時碼是在空時分組碼的基礎上產生的，它首先滿足了空時分組碼的正交設計準則，所以多空時分組碼所具有的性質及使用的譯碼方法，在酉空時碼這里同樣適用。但是如何構造簡單有效的酉空時碼是個難點，而且酉空時碼譯碼復雜度呈指數級，因此在實際環境中難以使用。Hochwald又將酉空時碼進一步推廣位差分酉空時調制技術（DUSTM），也稱為差分酉空時編碼（DUSTC），適用于酉空時碼作為快速時變信道中的一種空時解決方案，具有一定的實際意義。Hochwald從信息論的角度構造了不需要信道估計的酉空時調制方式，也稱為酉空時碼。酉空時編碼是在酉空時編碼和差分酉空時調制的理論基礎上提出了一種基于旋轉因子的編碼，是一種復雜的編碼。一般用PPM調制技術將含有復數和負數的酉空時矩陣應用于強度調制/直接檢測的自由空間光通信系統中，完成了射頻領域的酉空時編碼到了自由空間光通信系統的轉換，酉空時編碼自由空間光通信系統中具有良好的誤碼性能，證明了該理論的可行性。酉空時碼作為快速時變信道中的一種空時解決方案，具有一定的實際意義。酉空時編碼采用星座映射方式進行調頻的。其中映射方式采用的是相移鍵控（PSK）。調制信號是信號本身和信號的負數或者復數形式，然而在強度調制/直接檢測式的自由空間光通信中，信息只可能用光信號的“on”和“off”兩種狀態來進行傳輸，無法表示出信號的負數或者復數形式，這也是一個重點和難點。酉空時編碼利用最大似然譯碼方法，將接收到信息作為參考信息與估計的矩陣集合中的信息進行最大似然判決和譯碼。

即：1行4列的列向量，這是4PPM調制方式脈沖位置，利用脈沖位置調制（PPM）的正交性將這種酉空時編碼運用于自由空間光MIMO系統中，實現了射頻通信到自由空間光通信的轉換。

三、空時編碼

在當今，通信技術日益發展，追求更大容量、更高速率和更高可靠性的今天，頻率資源的稀缺已經成為無線通信領域中的瓶頸，如何利用有限的資源最大限度的提高頻譜利用率，已成為目前研究無線通信技術的熱門課題。

20世紀70年代又有人提出了將多輸入多輸出（MIMO）技術運用于通信系統。早在1908年馬可尼就提出了用多天線技術來減弱衰落。相比傳統的SISO（Single-Input Single-Output）系統而言，MIMO系統可以被分成SIMO（Single-Input Multiple-Output）系統和MISO（Multiple- Input Single- Output）系統。由于頻譜是資源中的不可再生資源，現在最有效的是提高系統的頻譜利用率，還要想盡辦法想要提高系統的容空間域量和數據傳輸速率。而我們通常用的MIMO系統是一種將空間域與時間域結合的信號相結合的技術，采用天線分別在接收和發送端組成天線陣列利用每根天線所發信息的非相干性在不需要增加帶寬的條件下實現頻譜資源的重復利用，理論上可較大程度的擴展頻帶利用率、提高傳輸速率，同時還增強了通信系統的抗干擾性能和抗衰落性能。

MIMO技術已經被認為是發展現代移動通信的關鍵技術之一。它是利用多徑傳播的各種發射和合成技術來提高系統性能的，可以抑制或抵消同頻道干擾及碼間干擾，同時采用分集技術提高所收信號的信噪比，這樣在發射端就可以在一定范圍內減小發射功率，降低對器件的要求，同時減少空間中的電磁干擾，延長終端設備的使用壽命，減少對環境的電磁污染。

空時編碼是MIMO技術的核心編碼。空時編碼是將空間域上的發射分集和時間域上的信道編碼相結合的聯合編譯碼技術，為無線通信系統提供一定的空間分集增益和空間復用增益。

四、結語

酉空時編碼是星座映射，采用PPM調制的和4PPM調制，酉空時編碼是將信號負數和復數形式進行編碼的。且有“0”和“1”這兩種狀態。

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