基于检测技术的stbc / sfbc方案ofdm系统的误差层及其性能

Er。总裁Vyas以及¹和Er。光辉Maniar²

印度拉贾斯坦邦焦特布尔JIET机构集团欧洲经委会助理教授
巴罗达瓦尔纳马巴巴里亚理工学院欧洲经委会助理教授。印度

摘要

本文研究了宽带无线信道中OFDM系统的正交空频检测方案。在提供分集增益的同时，提出了一种防止空时分组编码OFDM系统中1和2发射天线在不同参数下因子信道不等而产生的误差层的补偿方法。本文将证明，对于JML、ZF、SML、DF等1×1 & 2×2天线情况，所提出的补偿方法给出了零强迫解。本文提出的方法和技术在计算误码率方面将该方法与时空分组编码OFDM系统在宽带无线信道规范方面进行了比较。本文还介绍了利用卡尔曼滤波器进行信道估计时波形细分的信道补偿方法。

关键字

OFDM，空频块码，信道补偿，误差层。

介绍

正交频分复用(OFDM)是一种利用大量平行窄带子载波而不是单个宽带载波来传输唯一数据流的数字检测技术。此外，在假设有足够的循环前缀(CP)的情况下，通过理论推导和计算机仿真对空间不相关时变多径瑞利衰落信道中各系统的性能进行了评价。数值结果表明，即使系统在高选择性通道中运行，也可以实现显着的性能改进。

空时分组编码(STBC)或发射分集分组编码(TDBC)是Alamouti[1]首次提出的一种用于平坦衰落信道的有效发射分集技术。最近，Vielmon等人研究了时变信道对Alamouti方案性能的影响。除了最初由Alamouti等人提出的简单的最大似然(SML)检测器之外，他们还推荐了四种新的检测器来对抗快速的信道变化，从而获得更好的性能。这些检测器分别是零强迫检测器(ZF)、决策反馈检测器(DF)和联合最大似然检测器(JML)[2]。根据Alamouti码，Lee等人提出了TDBC与OFDM[3][4]的三种组合，即空时块编码OFDM (STBC-OFDM)[5]和空频块编码OFDM (SFBC-OFDM)[6]。然而，他们采用了SML探测器，该探测器是在假设信道在一个时空/窄带频率码字的持续时间内是静态的情况下设计的。因此，STBC-OFDM/ SFBC-OFDM具有无线移动衰落信道的高时间/频率选择性。本文在原有的SML检测器的基础上，采用了三种新的检测器来改进双支路TDBC-OFDM系统。此外，在假设CP足够大的前提下，通过理论推导和计算机仿真，对STBC-OFDM和SFBC OFDM系统在空间不相关时变多径瑞利衰落信道中的性能进行了评价。基于将“有效信噪比(SNR)”的概念应用于[2]的结果，推导出的误码率(BER)表达式可以提供有用的见解。 Li et al. derived a simple expression for the tight upper bound on the variance of the ICI of previous content [4]. In consequence of this expression, analytical results are easy to calculate. Numerical results have revealed that significant performance improvement can be achieved even when the systems are operated in highly selective channels.

系统模型

本文研究了基于Alamouti码的OFDM发射分集系统的无线移动通信技术，该系统在下行传输中采用基站双发射天线和远端单接收天线。双支路TDBC-OFDM系统的离散时间基带等效系统模型如图1所示。

此外，STBC-OFDM与SFBC-OFDM系统的对比如图1.2所示。

系统功能的dm收发器

在本节中，我们描述OFDM收发器系统。在通过OFDM发射机在AWGN信道上传输信息位之前，数据流可以使用图1.3所示的M-PSK和M-QAM调制方案。发射机部分使用调制技术将要传输的数字数据转换为子载波的幅度和相位的映射。

然后使用计算效率更高的IFFT将数据的频谱表示转换为时域，并在所有实际系统中使用。为每个符号添加一个循环前缀解决了ISI和载波间干扰(ICI)。然后，数字数据通过信道传输。在时域信号通过信道后，将其分解为并行符号，并简单地丢弃前缀。接收器执行与发射器相反的操作。然后选择子载波的幅度和相位并将其转换回数字数据。在OFDM中，使用频率间隔为1/T的多个正弦波，其中T为活动符号周期。要在每个子载波k上发送的信息乘以其对应的

统计参数属性

文书工作及目的:分析和研究滤波对提出的SFBC和STBC OFDM方案性能的影响，该方案对1×1和2×2天线的x输入的随机和固定参数具有自相关，对于OFDM系统，JML, ZF, DF等，然后它们是不一样的，因为每个OFDM符号在时域和频域都包含额外的开销。在时域中，循环前缀是在传输的每个OFDM符号的头部上附加的。为了克服这一问题，提高系统性能，我们采用了一种简单有效的非相干和相干方法。

(i)相乘失真的相关性:

答:(STBC-OFDM

下表显示了时空块码格式为

4) DF检测器

从(25)中，DF检测器使用关于X的决策_{2i + 0}X_{2i + 1}帮助做出决定，也就是说，

本文的主要目的是开发和讨论一种基于收发器的方法，该方法通过检测技术提供了现代宽带无线传输OFDM系统所需的简单而有效的计算和性能。

b . SFBC-OFDM:SFBC-OFDM的ber推导与STBC-OFDM相似，用于评估检测技术，结果总结如下。首先，SFBC-OFDM的JML检测器的性能边界与STBC-OFDM的性能边界相同。其次，除了用作相应的相关外，SFBCOFDM系统的其他检测器的理论ber与STBC-OFDM系统的理论ber的形式相同。首先，只有当信道同时是非频率选择性和准静态时，SFBC-OFDM系统的所有检测器的性能才能满足式(33)中匹配的滤波器界。

五、仿真结果:所有通过MATLAB模拟器进行的仿真，参数详细如下:首先，载波频率和系统带宽分别为1.8 GHz和800 KHz，因此符号持续时间为T = 1.25μ秒;其次，子载波数为N = 128, CP数为G = 32，则OFDM分组总持续时间为(N+G)T=200μ秒;第三，不相关路径数M =12;最后，采用BPSK调制。STBC-OFDM和SFBC-OFDM系统的分析误差层。存在这些误差层的原因有两个方面:1)当信道在OFDM块持续时间内不恒定时引起的ICI;2)串扰是由ST/SF码字持续时间内的信道变化引起的。

结论

本文在原有SML检测器的基础上，采用三种新型检测器对两支路TDBC-OFDM系统进行改进。为了对抗快速通道选择性产生的串扰，ZF检测器只是将串扰强制为零，DF检测器通过白化匹配滤波减轻串扰，JML检测器同时减少串扰和噪声。因此，JML检测器性能最好，但复杂度最高，而DF和ZF检测器性能较差，但复杂度较低。此外，假设有足够的CP和BPSK调制，我们推导了空间不相关时变多径瑞利衰落信道下TDBC-OFDM系统的理论ber。

参考文献

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