垂直貝爾實驗室分層空時碼結(jié)構(gòu)(V-BLAST)[1]在每個發(fā)射天線上傳輸獨立的數(shù)據(jù)子流，比單天線系統(tǒng)具有更高的數(shù)據(jù)傳輸率。正交頻分復(fù)用系統(tǒng)(OFDM)將頻率選擇性衰落信道轉(zhuǎn)化為多個并行的平坦衰落信道，有效對抗了多徑引起的符號塊間干擾[2]。將兩者相結(jié)合的VBALST-OFDM技術(shù)作為新一代移動通信的關(guān)鍵技術(shù)之一，近年來得到了廣泛研究[3]。
    VBLAST在高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐瑫r犧牲了發(fā)射分集，其誤符號率性能差于空時分組碼(STBC)、空頻分組碼(SFBC)等傳輸方式。利用多徑信道的頻率選擇性可以改善OFDM系統(tǒng)的發(fā)射分集。GIANNAKIS等人針對單天線OFDM研究發(fā)現(xiàn)：在OFDM載波上進行預(yù)編碼，最大可獲得的分集度為信道多徑數(shù)[4]。對于VBLAST-OFDM系統(tǒng)，參考文獻[5]發(fā)現(xiàn)在引入預(yù)編碼后，系統(tǒng)發(fā)射分集得到了改善。但該文獻只進行了計算機仿真，缺乏必要的理論分析。
    針對這一問題，本文首先分析了VBLAST-OFDM系統(tǒng)可獲得的最大分集度，并同時找出了實現(xiàn)該分集度所必須的條件，最后給出了一種能獲得該分集度的信號發(fā)射方法。
1 系統(tǒng)模型
    考慮有Mt根發(fā)射天線,Mr根接收天線的V-BLAST OFDM系統(tǒng)。在一個OFDM時間內(nèi)，第p根發(fā)射天線上的數(shù)據(jù)符號可以表示為sp=[s(pN-N),…，s(pN-1)]^T，p=1,…,Mt。所有Mt根發(fā)射天線數(shù)據(jù)分別經(jīng)OFDM調(diào)制、上變頻后送至天線發(fā)射。
    假設(shè)信道為頻率選擇性慢衰落信道,在同一個OFDM符號內(nèi)信道保持不變，在不同OFDM符號間隨機變化。將發(fā)射天線p與接收天線q間的信道建模為抽頭延遲線模型[6]：

2 仿真結(jié)果與分析
    通過計算機仿真,驗證提出方法對VBLAST-OFDM系統(tǒng)分集度的改善。考慮兩發(fā)兩收VBLAST-OFDM系統(tǒng)，OFDM子載波數(shù)為128。采用BPSK調(diào)制，并利用球形譯碼算法作為近似的最大似然檢測。為了降低檢測復(fù)雜度，本文引入了子載波分組的方法。頻率選擇性衰落信道選用ITU M.1225 步行測試信道。
    圖1仿真比較了平坦衰落信道下VBLAST系統(tǒng)、頻率選擇性衰落信道下VBLAST-OFDM系統(tǒng)以及本文方法在頻率選擇性衰落信道下的性能。從圖1可以發(fā)現(xiàn)，在未采用本文方法時，VBLAST-OFDM系統(tǒng)在頻選信道下與VBLAST系統(tǒng)在平坦衰落信道下的性能基本一致(未考慮CP對發(fā)射能量的消耗)。而采用本文方法后，VBLAST-OFDM系統(tǒng)可以在頻率選擇性衰落信道下獲得更高的分集度，從而在高信噪比下具有更好的性能。

    利用多徑信道的頻率選擇性可以改善VBLAST系統(tǒng)的發(fā)射分集度，其最大值為接收天線數(shù)乘上收發(fā)天線間頻選信道的最大多徑數(shù)。通過在VBLAST OFDM系統(tǒng)的各子流上分別采用頻域預(yù)編碼，并在接收端使用最大似然檢測即可以獲得該最大分集度。
參考文獻
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