一種MIMO-OFDM系統(tǒng)中的空頻分組碼相位校正技術(shù)

對(duì)于MIMO-OFDM 系統(tǒng)，本文指出如果直接將空頻分組碼SFBC 與使用了跨符號(hào)插
值信道估計(jì)算法和“增/扣脈沖”同步技術(shù)的OFDM 方案相結(jié)合，那么由后者引入的時(shí)域循環(huán)移位操作會(huì)破壞SFBC 算法對(duì)于信道假設(shè)的有效性，從而導(dǎo)致空頻分組碼譯碼性能下降。
針對(duì)這一現(xiàn)象，本文提出了一種頻域相位校正的方法，使得校正后的等效頻域信道能重新滿足空頻碼對(duì)于信道的要求，進(jìn)而使這類MIMO-OFDM 系統(tǒng)在工程中更具有實(shí)用價(jià)值。
關(guān)鍵詞：空頻分組碼；多輸入多輸出系統(tǒng)；正交頻分復(fù)用系統(tǒng)
MIMO-OFDM 系統(tǒng)[1]，一種在正交頻分復(fù)用（Orthogonal Frequency-Division Multiplexing,OFDM）系統(tǒng)的接收端和發(fā)射端同時(shí)布置多個(gè)天線構(gòu)成的多輸入多輸出（Multiple-Input Multiple-Output, MIMO）系統(tǒng)，由于結(jié)合了MIMO 系統(tǒng)分集增益高、系統(tǒng)容量大以及OFDM系統(tǒng)抗頻率選擇性衰落、頻譜利用率高的諸多特點(diǎn)，在新一代移動(dòng)通信（Beyond 3G/4G）對(duì)高容量、低成本的要求驅(qū)使下，正受到越來(lái)越多的關(guān)注。在MIMO 技術(shù)中，從提高空間分集增益的角度來(lái)看，空時(shí)分組碼（STBC）由于其正交性設(shè)計(jì)，使得最大似然譯碼只需線性復(fù)雜度，因而目前研究最為廣泛。將空時(shí)碼與OFDM 結(jié)合，便構(gòu)成了空頻分組碼（SFBC）。
此時(shí)，空時(shí)碼對(duì)于信道時(shí)域特性的要求也轉(zhuǎn)而變?yōu)閷?duì)信道頻域特性的要求。具體到本文所要研究的Alamouti 空時(shí)碼方案[2]，其相應(yīng)空頻碼便要求同一編碼塊所處的頻域信道是慢變的。
在OFDM 系統(tǒng)中，符號(hào)同步和信道估計(jì)都屬于關(guān)鍵技術(shù)。對(duì)于本文所研究的這類系統(tǒng)，收端采用“增/扣脈沖”的方式進(jìn)行符號(hào)同步：當(dāng)累計(jì)誤差達(dá)到某一預(yù)設(shè)門(mén)限值時(shí)，收端對(duì)當(dāng)前符號(hào)的同步起始點(diǎn)進(jìn)行一次性調(diào)整。同時(shí)，該類系統(tǒng)采用的信道估計(jì)方案為：收端利用從不連續(xù)符號(hào)導(dǎo)頻點(diǎn)獲得的信道頻域信息進(jìn)行符號(hào)間的插值，從而恢復(fù)出不含導(dǎo)頻的符號(hào)在相應(yīng)頻點(diǎn)處的信道信息。對(duì)于這樣一類系統(tǒng)，“增/扣脈沖”操作將使單個(gè)符號(hào)的頻域信息發(fā)生一次突變，而信道估計(jì)算法又要求鄰近符號(hào)的頻域特性要保持一定“連貫性”。針對(duì)這一矛盾，此類系統(tǒng)普遍采用的一種方案是在“增/扣脈沖”操作之后，對(duì)當(dāng)前截取的時(shí)域符號(hào)進(jìn)行一次循環(huán)移位，以抵消因同步位置突變而形成的時(shí)域旋轉(zhuǎn)。
本文研究發(fā)現(xiàn)，如果直接將Alamouti 空時(shí)碼方案與上述OFDM 系統(tǒng)相結(jié)合，構(gòu)成
MIMO-OFDM 系統(tǒng)，那么后者引入的時(shí)域旋轉(zhuǎn)操作將使接收數(shù)據(jù)的頻域等效信道產(chǎn)生一個(gè)附加的線性相移，從而使Alamouti 對(duì)于同一編碼塊內(nèi)信道慢變的要求無(wú)法滿足，進(jìn)而導(dǎo)致譯碼失敗?；诖搜芯?，本文提出一種改進(jìn)算法，即：接收端根據(jù)時(shí)域符號(hào)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)操作的參數(shù)，對(duì)旋轉(zhuǎn)后得到的頻域數(shù)據(jù)進(jìn)行“相位校正”，使得校正后的等效頻域信道重新滿足Alamouti 方案的要求，以此保證譯碼的可靠性。