시공간 코드는 AT&T 연구소의 Tarokh 등이 제안했습니다. 시공간 코딩은 다중 송신 안테나를 사용하여 설계된 코딩 기술입니다.
시공간 부호의 기본 개념
각 수신 안테나의 신호는 레일리 페이딩(Rayleigh fading) 또는 라이시안 페이딩(Rician fading)의 영향을 받습니다. 시공간 인코딩 방식은 MRRC(Maximal Ratio Receiver Combining) 기술과 동일한 다이버시티 이득을 얻습니다.
시공간 트렐리스 부호
격자의 특정 노드에 대해 4개의 기호 쌍이 노드에서 나오는 가지에 연결되어 동시에 전송되는 기호에서 가능한 모든 입력 비트의 값을 나타냅니다. 4가지 상태 공간 격자 코드의 격자 다이어그램. 4상태 시공간 격자 인코더 블록.
8상태 시공간 격자 코드의 격자 다이어그램. 8상태 시공간 격자 코드의 인코더 블록 다이어그램. 16-상태 시공간 격자 코드의 격자 다이어그램은 그림 1에 나와 있습니다.
32개 상태 시공간 격자 코드의 격자 다이어그램. 32개 상태 시공간 격자 코드의 인코더 블록 다이어그램.
시공간 블록 부호
하나의 수신 안테나를 사용하는 두 개의 전송 다이버시티 방식입니다. 무화과. 주어진 기호 시간에 두 개의 신호가 두 개의 안테나에서 동시에 전송됩니다. 첫 번째 안테나에서 전송되는 신호는 s0이고, 두 번째 안테나에서 전송되는 신호는 s1이다.
이 경우 2개의 송신 안테나와 M개의 수신 안테나로 2M 다이버시티를 제공할 수 있다. 예를 들어, 2개의 송신 안테나와 2개의 수신 안테나의 특별한 경우를 살펴보겠습니다. M개의 수신기 안테나로 일반화하는 것이 일반적입니다.
두 개의 수신 안테나에서 수신된 신호를 표시합니다. 두 개의 수신 안테나를 사용하는 두 가지 전송 다이버시티 방법입니다.
시공간 트렐리스 부호의 복호 방식 제안
세 번째 단계에서는 최소 경로를 가진 신호를 선택합니다. 현재 상태에서 통과 메트릭의 최소값을 선택하고 해당 시점의 최소 경로의 신호를 선택합니다. 여기서 MSt는 시간 t와 상태 s에서의 최소 경로메트릭입니다.
네 번째 단계에서는 최소 통과 메트릭에서 이전 상태를 검색합니다. 다섯 번째 단계는 역추적 및 디코딩입니다. 현재 상태에서 가장 작은 전환의 메트릭을 선택하고 해당 시점의 전환 시퀀스를 가져옵니다.
OFDM 기본 원리 및 시스템 구성
부채널을 통해 전송되는 심볼 fi는 i번째 부반송파의 주파수이다. 부반송파 주파수 간에 직교성이 확립되어야 하기 때문이다. OFDM의 기본 원리는 데이터 전송률이 높은 데이터 스트림을 데이터 전송률이 낮은 여러 데이터 스트림으로 나누어 부반송파를 사용하여 동시에 전송하는 것입니다.
OFDM은 개별 부반송파 간의 MCM(Multi-Carrier Modulation) 방식입니다. 여기서 T는 각 부반송파에 대한 심볼 주기이다. 서브캐리어 간격이 1/T의 배수인 경우, 서브캐리어에서 변조된 신호의 스펙트럼이 중첩되더라도 서브캐리어 간에 직교성이 성립되므로, 서브캐리어에서 변조된 신호를 구별 및 복조할 수 있다.
또한 심볼 간 간섭도 Ns배 감소합니다. 기호 간의 간섭을 거의 완전히 제거하기 위해 일반적으로 기호 사이에 보호 섹션이 삽입됩니다. 이 보호 구간에 CP를 추가하면 다중 경로 전파 환경에서도 부반송파 간의 간섭을 제거할 수 있습니다.
OFDM 을 적용한 시공간 트렐리스 부호
OFDM을 이용한 시공간 블록 코드는 아래 그림과 같습니다. 본 장에서는 안테나 수와 상태 수에 따른 시공간 격자 부호의 성능을 분석하고, 변조 방식과 안테나 수에 따른 시공간 블록 부호의 성능을 분석한다. 다음으로 OFDM을 사용하여 시공간 코드를 시뮬레이션합니다.
본 절에서는 채널 페이딩 환경에서 시공간 격자 코드의 성능을 분석했습니다. OFDM을 사용한 시공간 격자 코드 성능. OFDM을 이용한 시공간 격자 코드의 성능 분석이다.
OFDM을 이용한 시공간 블록코드의 성능. OFDM을 이용한 시공간 블록코드의 성능 분석이다. 시공간 격자 코드는 전송 대역폭의 손실 없이 최대 다이버시티 이득과 코딩 이득을 제공합니다.
OFDM의 시공간 격자 코드 및 시공간 블록 섹션.
OFDM 을 적용한 시공간 블록 부호
OFDM 을 적용하지 않은 경우
프레임 길이가 130인 시공간 격자 코드를 사용하였고, 시뮬레이션 결과는 다음과 같다. 이는 상태 수가 증가할수록 코딩 이득이 증가하고, 안테나 수가 증가할수록 다이버시티 이득이 증가하기 때문이다. 증가하여 뛰어난 성능을 발휘합니다. 수신 안테나 1개와 송신 안테나 2개를 사용한 QPSK 성능.
2개의 수신 안테나와 2개의 송신 안테나를 사용한 QPSK 성능. 수신 안테나 개수에 따라 분석된다. 그 이유는 안테나를 많이 사용할수록 다이버시티 이득이 증가하기 때문이다.
그러나 안테나 수를 늘리면 디코딩 프로세스가 더욱 복잡해집니다.
OFDM 을 적용한 경우
Calderbank, “Space-time codes for high-data-rate wireless communication: Performance criterion and code construction,” IEEE Transactions on Information Theory, Vol. Calder Bank, "Spatio-Temporal Codes for High Data Rate Wireless Communication: Code Construction", IEEE Transactions on Information Theory, vol. Calderbank, "Space-Time Code for High Data Rate Wireless Communication: Performance Criteria in the Presence of Channel Estimation Errors, Mobility, and Multipath," IEEE Transaction on Communications, vol.
Calderbank, "Space-Time Block Codes for Wireless Communication: Performance Results," IEEE Journal on Selected Areas in Communications, Vol. 9] Dakshi Agrawal, Vahid Trarokh, Ayman Naguib, Nambi Seshadri “Space-Time Coded OFDM for High Data-Rate Wireless Communication over Wideband. 12] Vahid Tarokh, Ayman Naquib, Nambi Seshafri, Fovert Calderbank, "Combined Array Processing and Space-Time Coding," IEEE Transactions on Information Theory, Vol.
14] Vahid Tarokh, Ayman Naquib, Nambi Seshafri, Fovert Calderbank, "Space-Time Codes for High Data Rate Wireless Communication: Performance Criteria in the Presence of Channel Estimation Errors, Mobility, and Multipaths", IEEE Transactions on Communication Vol. Calderbank, "Space-Time Coding and Signal Processing for High Data Rate Wireless Communications", IEEE Signal Processing Magazine, pp.76-92, May 2000.
