MIMO-OFDM系统简介

　　MIMO系统中的空时编码技术其可以在不牺牲带宽的情况下起到发射分集和提高功率增益的作用，是达到或接近MIMO无线信道容量的一种可行、有效的方法。但是，这种空时编码技术主要是为平坦衰落信道而设计，而实际的信道多为频率选择性衰落信道，因此，要想在实际中应用空时编码技术，必须将频率选择性衰落信道转化为平坦衰落信道，而正交频分复用（OFDM）技术就是这样的一种技术。OFDM是一种多载波调制技术，它的基本原理是在频域把信道分成许多子信道，各子信道间保持正交、频谱相互重叠，有效地减轻了频率选择性衰落信道中时延的影响。结果表明，采用带有循环前缀的OFDM调制技术，频率选择性衰落信道可以转化为并行的相关平坦衰落子信道。这时，即使存在较大的时延扩展，空时码技术仍可以有效地提高系统性能。

　　图是采用空时编码技术的MiMO－OFDM系统框图，假设系统中有N副发射天线、M副接收天线，信号经过频率选择性衰落信道。设系统总带宽被划分为Κ个相互重叠的子信道◇每个空时码字包含NK个码符号，在一个OFDM码字持续示警内同时发送，每个码符号用某一发射天线在某一OFDM的子载波上发送。假定衰落是准静态的，即在OFDM的一帧内衰落保持不变而且不同的发射天线和接收天线对之间的衰落是不相关的。由图2．14所示，在每一时刻莎，空时编码器对输人的信息比特序列进行编码输出码字。

　　其中，Cik为在时刻莎，在第犭副发射天线的第i个子载波上传输的数据，是调制星座中的星座点信号。然后分别对信号点序列

　　进行OFDM调制，并映射到第i副发射天线上（i＝1.2，…，N），将这些调制信号由N副发射天线在时刻莎同时发射出去。

　　图 基于空时编码的MIMO OFDM系统

　　为了消除由于信道时延扩展而引起的码间干扰iSI，OFDM系统中通常引人循环前缀。假定循环前缀长度大于信道时延扩展，且系统收发端完全同步。那么，接收天线j（j＝1.2，…，M）上的接收信号经符号速率采样、去循环前缀及FFT解调后为

　　其中，为t时刻从第i副发射天线到第j副接收天线之间的信道在第屁个子载波频率处的频率响应，Hijk为表示接收端噪声和干扰的复高斯随机变量。

　　假设接收端已知信道状态信息，则接收译码运用似然检测算法，寻找使度量值作为译码器的输出。