MIMO系统的空时编码技术

　　MIMO系统中的空时编码技术包括基于发射分集的空时码和空间复用技术，前者主要包括空时分组码、差分空时分组码和空时格状码，而空间复用技术的典型应用主要是指分层空时码。

　　（1）空时分组码（STBC）

　　空时分组码是基于发送分集的一种编码形式。空时分组码初形式是Alomout1提出的空时码，Trokh应用正交设计理论，将Alomout1提出的两天线发射分集方案推广到任意多副发射天线，提出了空时分组码，这种具有正交性的空时分组码可以获得满分集增益，其译码比较简单。

　　①空时分组码的编码。设基带传输含2莎个元素的调制星座图进行调制，在时隙莎有扔比特到达空时分组码编码器，映射为调制星座图中的信号点s1，S2，…，．Sk，这尼个信息码元经过天线（空间）和码元间隔（时间）两维进行编码。对尼个信息码元的编码过程可以用一个专门的编码矩阵C来表示，编码矩阵有夕行nT列，p为时隙数，nT为发送天线数。

　　空时分组码设计的本质是编码矩阵的正交性，这种正交性体现在空间域和时间域，从空时正交性这个基本关键点出发，利用正交设计理论，可以将STBC推广到多个发送天线和多个接收天线的情况如nT＝3，nT＝4。

　　②空时分组码的译码。空时分组码采用似然译码，空时分组码编码矩阵的正交性使得其似然译码非常简单，接收端只需进行线性处理即可完成。下面是以Alomouti提出的编码矩阵G，的空时分组码的译码方法。

　　图 空时分组码的接收机

　　图中有两个发送天线和一个接收天线，每次发送的一组数据符号S1，S2，其中这两个数据符号是来自于同一个星座（QPSK、16QAM等）的符号，然后把数据符号按照编码矩阵

　　进行编码，然后把编码后符号在两个符号间隔期间从两个发送天线发送出去，在个发送时刻，符号S1，S2分别从发送天线1与发送天线2同时发送出去，在第二个发送时刻，符号一S2，S1分别从发送天线1与发送天线2同时发送出去。

　　（2）差分空时分组码（differential STBC）

　　基于正交设计的空时分组码，由于它良好的性能和简单的译码很适合实际运用。但是，空时分组码的实现依赖于准确的信道估计，估计误差的存在，会导致性能的恶化。尤其当移动用户高速运动时，系统性能会急剧下降。因为由于用户的高速移动，其所经历的信道也相应发生急剧变化，通过估计运算捕获的信道参数往往很快就会失效。为了克服这个问题，提出了不用信道估计就可以实现译码的差分空时分组码（图2），其大大减少了接受设各的复杂度。

　　图2 差分空时码的编码器