基于差分空时编码的OFDM系统的性能仿真

网络与通信基于差分空时编码的0FDM系统的性能仿真陈剑1覃焕昌2(1,百色市财政局信息中心,广西百色533000(2,百色学院物理与电信工程系,广西百色53300[摘要]结合羞分空时分组码( DSTBC)技术对MMO-OFDM系统中的性能进行了研究。在IE802.16d室内多径环境下,对使用2根发射天线和1根接收天线的MIMo-OFDM系統进行了深入研究。在发射端和接收端,差分空时分组编码和解吗技术应用在MIMO-OFDM系鱿中。为了比较,对使用空时分纽编码(STBC)技术 MIMO-OFDM通信系統的性能也进行了讨论[关鍵词]差分空时分組编码;空时分组編码;MMO-OFDM引言为了能够在多径信道中提高无线通信系统的性能,发射机和接收机使用多天线的MM0技术在未来通信系统中具有巨大的潜力叫。在M0通信系统中,空时分组码作为一种简在接收端,r1和r2分别表示相邻两时刻的接受信号:单易行的编码方式,成为研究的热点叫,使用空时分组码能r够很好的提高无线通信系统的性能,但是增加了系统的复r2x1+n2杂性。差分空时分组编码以小的性能损耗简化了系统的复其中n1和n2表示互不相干的加性高斯白噪声。在接收杂性被很多研究学者研究刀。在宽带无线通信系统中信端的译码部分采用最大似然算法进行译码,于是有道环境通常是频率选择性多径环境。例如,IEE802.16dx=h"r1+h2r’2室内信道模型是一种典型地频率选择性多径信道,被广泛的应用在无线城域网中wMAN。OFDM技术能够有效地抵抗频率选择性。在宽带无线通信系统中,针对OFDM通信系3. D-STBC编译码统,采用MIM0技术的系统使用差分空时分组编码不仅能够图2是 DSTBC的示意图。假设发射机在t1时刻从两个降低系统的复杂度,还能有效地抵抗多径衰落和频率选择发射天线同时发送信号x1和x,在t2时刻从两个发射天线性衰落同时发送信号x2和x假设在t时信号X(xm,x2),经在 MIMO-OFDM通信系统中发射端对信号进行差分空时STBC编码器,输出信号为:编码和OFM调制技术在接收端,对经过多径衰落的信号进行oFM解调和差分空时解码。为了验证差分空时分组编码D(x-d)At x?MMOωFDM通信系统的性能,仿真中使用了IEE802.16d其中,(xa,x和(x2,x2)分别表示由两根天线发送,D室内信道模型所讨论的信道模型(x+)用来作为计算下一个STBC编码的输入x1=(x2.空时分组编码x22),可以表示为:x =RD(xeD)最早的空时分组编码结构是由 Alamouti提出的,设计其中R=(RR是差分系数矢量。代表信号的系数由以的模型结构如图1所示下公式的表示信号调制RE" Xx xx?x2t这个过程一直重复至该帧的最后一个符号才结束。图1空时分组编码系统结构图1是MM0通信系统的示意图。发射端输入的比特经时延过调制映射后成为码元。这些码元每两个划分为一组然后以组为单位进行空时编码。经过编码后的码元以并行的两列分别经由两部发射天线传输。经过空时分组编码后,信号编码器变为并行两列码元,并通过两根天线发射,发射信号可表示田2差分空时分组码编码原理图作者简介:陈剑,男,广西平南人,主任,工翟师研究方向:电子信惠技术一网络与通信图5和图6显示了 DSTBC方案的仿真结果。为了便于比判决统计最大似较,对使用STBC方案也进行了仿真。在DTBC系统中,图中然译码的“2x1 DSTBC表示在仿真过程中使用了2根发射天线和1根接收天线。“2x2 DSTBC”表示在仿真过程中使用了2根发图3差分空时分组码译码原理图射天线和2根接收天线。从图5中可以看出, DSTBC方案与DSTBC方案比较,虽然前者的系统性能比后者的性能差3表示差分空时译码方框图假设接收端使用一个天些,但前者在解码时不需要进行信道估计这能够减少接收线,表示在时间t时接受到的信号.假定2-1,2t,2t1和机的复杂度在图6中在发射机只使用2根发射天线,同时2+接收信号分别表示为rara,r2;ray因此接收机的在接收机使用2根接收天线其结果与图5的结果类似,因判决统计信号为此,图6也说明了在OM系统中采用差分空时分组编码能R:=(r2r2)·(r,r2ay)(10)够降低系统的复杂性R,=(rar2)(r2r2)(1機排排!!因此,可以得到!!!!!!gR,=(h+n(R,R)+2)(12)其中h2是从第i个天线到接收天线的信道衰减系数,n:andn2表示噪声"里4。系统模型IFFT&CP去导频图5DsTB和STBc的性能仿真图(2根发射天统1根接收天线IFFT&C图4 DSTBC蝙码M》QF叫系统型里辅3:图4是一个由M根发射天线M根接收天线组成的MIMO→F模型。在发射端,一串二进制数据流在经过一个DSTBC编码器后转化成平行子信号流。然后对每个子信号进行串转并变换,并进行傅立叶逆变换和加入循环前缀a19::4gCP)。之后,经过0FDM调制的信号被发送到多径信道。在接收端接收信号去除循环前缀(P)和FFT运算,并进行解码于是接收信号可以写成r(k)=(k)s(k)+n1≤k≤K(13)其中s(k)=[s(k),…,s(k)],。"(k)表示第k个子载波符图6DsB和sTBC的性能仿真图(2櫃发射天线2根接收天线号在第画根发射天线发送的信号,H(k)表示第k个子载波6.结论信道。r(k)=[r1(k),…,rx()],rx(k)表示第k个子载波在第吗根接收天线接收到信号本文主要论述了基于IEE802,16d户内信道环境下的MIMO-OFDM系统。在MMO0FD系统中,对使用DSTC方案5.仿真分析进行了讨论,为了比较对采用STBC的MIM0OFD系统也进在仿真中,假设OFDM符号的子载波数为256,带宽为行了讨论。仿真结果表明使用DTBC方案的MMw0-OFwM系统20‰z。信道模型参考IE802.16d室内信道标准。信道模不需要进行信道估计,这很大程度上降低系统的复杂性,并型的参数见表1能够提高频带利用率表1信道模型的参数延功率多请勒频移参考文献路径100dB04H[1] Gesbert, D. etc From theory to practice: an overview of MIMO路径204u5dB04Hzspace-time coded wireless systems IEEE J Select Areas Communication路径309-10dB04出Apil2003,p.281-302天线方向性:全方位方向Jv. Tarokh, H. Jafarkhani and A RCalderbank, Space-timeblock天线间相关系数:0.5codes from orthogonal designs! IEEE Trans. Infora. Tbeory, July35网终与通信1999WCNC,2000,9:13-17,[]S MAlamouti, Asimple transmitter diversity scheme for wireless[6]B M Hochwald and WSweldens, Differential unitary space-timommunications, IEEE Journal on Selected Areas of Communications, modulation, IEEE Trans. Commun., vol. 48, Pp. 2041-2052.2000voL.16,No.8Pp.1451-1458,0t.1998[7]HJafarkhani and V, Tarokh, Multiple transmit antenna differential[4]JC Guey, M. P. Fitz, M.R. bell, and W.Y. Kuo, Signal design for detection from generalized orthogonal designs, IEEE Trans. Informansmitter diversity wireless communication systems over rayleichannels, IEEE Trans. Commun. vol. 47, pp. 527-537, 1999[8]Ye Li,N. Scshadri, channel estimation for OFDM system with[5]Z. Liu, GBGiannakis, and B L. Hughes, Double differentialansnnt diversity mobile wireless channels IEEE J. Selet. Areas comm.space-time block coding for time-selective fading channels, Proc IEEE March, 1999Performance Simulation of OFDM Systems Based on DSTBC(I. Finance Bureau of Baise City Information Center, Baise $3300, Guang2. Bose Institute Physics and Telecommunication Engineering, Baise 53300, GuangI Abstact I In this paper, the performance of the MmMO-OFDM systems using DSTBC (Differential Space Time Block Code)technique is analyzed. Based on a multi-path channel model defined by IEEE 802. 16d indoor channel standard, an MIMO-OFDMsystem with two transmit antennas and one receive antennas is investigated In both the transmitter and the receiver, the dSTBctechnique is considered. At the same time, an MIMO-OFDM system with two transmit antennas and two receive antennas isdiscussed. Finally, the performance of the system with STBC Differential Space Time Block Code)is also examined【 Keyword】STBC: DSTBC: MIMO-OFDM上接第29页)Web服务参考文献:集琪, Web services技术及其应用门计算机时代,203,(7)请求一请求/答复(操作,家晷德陈辉桂行东,于Obn模式的弄步Whb服务技蜒构的构建及应用[门,计其机工程与科学,20042.带关联信息的答复(ACK[3]聿联,曾致远,严德汁,基于Wb服务的分布式应用系统的构造团.微机发展,23.带为联信息的响应(征求/响应操作B4]吴罡义,使用.NET进行Wcb厭务的异步调用[冂计算机工4.操作A响应信息(ACK)5]张瓢,王瑜,袁时金.异步 Web servic。s浅析和实现门冂,计算图4使用公布的请求/答复操作The Study of the Different Operation Based on Web ServesYan Yongjian(I Suzhou University, Suzhou 215006,Jiangsu(2 Jiangsu Province Nantong welfare lotteryticket center of civil administration bureau, Nantong 226001, Jiangsu)I Abct 1 This article first carries on the elaboration of Web service, then analyzes the web service standard, and proposes fourkinds of asynchronous operation type based on the Web service.(Koyword I Web service; asynchronous operation; research