级联低密校验码的差分酉空频调制技术

上海交通大学学报JOURNALOFSHANGHAIJIAOTONGUNIVERSITY文章编号:1006-2467(2006)01-0082-04级联低密度校验码的差分酉空频调制技术姜海宁,罗汉文,宋文涛,刘兴钊(上海交通大学电子工程系,上海200030)摘要:提出了一种新的级联低密度校验码的“差分酉空频调制”方案,该方案适用于收发端均未知信道状态信息的多输入多输出(OFDM)系统.“差分酉空频调制”是在发送夭线与OFDM子我波之间进行“空频”编码,而在相邻两个OFDM码字之间进行差分调制,它可以充分利用多径衰落信道所提供的频率分集资源,不需要任何信道状态信息就能够获得最大的频率分集增益.由于其具有最大化的频率分集增益和较高的编码增益,故该方案的系统误码率性能远远优于新近研究文献中所提出的“差分酉空时调制”OFDM技术.在接收端提出了非相干迭代译码方案,其性能良好,同时译码复杂度相对较低.相应的仿真研究表明,该方案在“时频双选”信道下具有很强的鲁棒性.关键词:差分调制;酉空时码;空频编码;低密度校验码;多输入多输出;正交频分复用中图分类号:TN911.3文献标识码:ALow-DensityParity-CheckBasedDifferentialUnitarySpace-FrequencyModulationforMIMO-OFDMSystemsJIANGHai-ning,LUOHan-wen,SONGWen-tao,LIUXing-zhao(Dept,ofElectronicEng.,ShanghaiJiaotongUniv.,Shanghai200030,China)Abstract:Thispaperproposedanoveldifferentialunitaryspace-frequencymodulation(DUSFM)schemeconcatenatedwithLDPCcodesforMIMOOFDMsystemswhenneitherthetransmitternorthereceiverhasaccesstothechannelstateinformation(CSI).ThenewDUSFMstrategyconsistsofcodingacrosstransmitantennasandOFDMtonessimultaneouslyaswellasdifferentialmodulationbetweentwoadjacentOFDMblocks.Itcanfullyexploittheinherentadvantagesprovidedbythemultipathfadingchannels♦resultinginahighdegreeofdiversity.Thestate-of-the-artlow-densityparity-check(LDPC)codesareconcatenatedwiththeDUSFMaschannelcodingtoimprovethebiterrorrate(BER)performanceconsidera-bly.Owingtothemaximummultipathdiversityandlargecodingadvantages,LDPC-DUSFMstronglyout-performstheDUSTMrecentlyproposedinliterature.Thelow-complexitynon-coherentiterativedecodingalgorithmisfinallyprovidedtooffersignificantperformancegain.Thesimulationresultsillustratethemeritsoftheproposedscheme.Keywords:differentialmodulation;unitaryspace-timecodes;space-frequencycoding;low-densityparitycheck(LDPC);multiple-inputmultiple-ontput(MIMO);orthogonalfrequency-divisionmultiplexing(OFDM)收稿日期:2004-12-09基金项目:国家自然科学基金资助项目(60272079);国家髙技术发展计划(863)资助项目(2OO3AA12331O)作者简介:姜海宁(1977-),女,黑龙江哈尔滨人,博士生,主要研究方向为空时编码技术及正交频分复用技术等.罗汉文(联系人儿男,教授•博士生导师,电话(Tel.):021-62932159$E-mail:hwluo@sjtu.edu.cn•笫40卷第1期2006年1月Vol.40No.1Jan.2006在盲空时码的研究中,人们首先提出了酉空时调制(UnitarySpace-TimeModulation,USTM)ri1技术,它适用于准静态的瑞利平坦衰落信道;对于连续变化的平坦衰落信道,则提出了差分酉空时调制(DifferentialUSTM,DUSTM技术.但是DUSTM技术在频率选择性衰落信道下,性能急剧恶化,因此将DUSTM与正交频分复用(OFDM)技术相结合引起了人们的研究兴趣.Sun等⑶提出将适用于平坦衰落信道的“酉空时码”直接调制在OFDM子载波上,这种简单的应用没有充分利用多径衰落信道所提供的频率分集资源,获得内在的频率分集增益,因而非常有必要在OFDM子载波之间引入“空频”编码⑷.有鉴于此,本文提岀了一种新的"差分酉空频调制n(DifferentialUnitarySpace-Fre-quencyModulation,DUSFM)OFDM技术,它是在发送天线与OFDM子载波之间进行“空频”编码,在相邻两个OFDM码字之间采用差分调制,不需要任何信道状态信息就能够获得最大的频率分集增益和良好的编码增益,与DUSTMOFD...

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