空时网格编码和OFDM相结合的通信系统性能仿真分析

数为0．6的升余弦滤波器。数据速率为16Mbit／s，训练符号的速率和数据速率相同。笔者仿真了未采用空时网格编码的OFDM通信系统、空时网格编码和OFDM相结合的通信系统(一副接收天线)(STTC—OFDM 1R)、空时网格编码和OFDM相结合的通信系统(两副接收天线)(STTC-OFDM 2R)在不同信道下的系统性能。假定这三个系统，每一个调制符号的能量都是相同的，都为Es＝1。

图5为这三个系统在高斯信道下的误码性能曲线图。

其中在仿真中采用的多径时延参数为ITU室内B信道模型，码片速率为8．0Mchip／s，可分离多径数为6；最大多普勒频移为30Hz。
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    对于未编码的OFDM系统，假设信源速率为Rbit／s，经过串／并变换，每个子载波的速率为R／32bit／s，每个子载波经过QPSK调制后符号速率为R／64chip／s，经过OFDM调制后符号速率为Rchip／s，再加上循环前缀符号速率变为1．125Rchip／s，经过滚降系数为0．6的升余弦滤波器脉冲成型后，整个系统占用的带宽为0．9RHz。所以未编码的OFDM系统的信道利用率为1．11bit／s／Hz。当采用4PSK 4个状态的空时网格编码时，由于4PSK 4个状态的空时网格编码是同时输入2个比特，同时产生2个符号，它们分别对应发送天线1和发送天线2。因此对每一个发送天线来说，其符号速率为未编码的OFDM系统符号速率的一半即为R／64chip／s；然后每个子载波经过QPSK调制后符号速率为R／128chip／s，再经过OFDM调制后符号速率为R／2chip／s，再加上循环前缀符号速率变为0．5625Rchip／s，经过滚降系数为0．6的升余弦滤波器脉冲成型后，整个系统占用的带宽为0．45 RHz。所以采用空时网格编码的OFDM系统信道利用率为2．22bit／s／Hz，是未采用空时编码的OFDM系统信道利用率的2倍。

如图5所示，在高斯信道下未编码的OFDM系统的误码率性能反而比采用空时网格编码的OFDM系统的误码率性能好，采用网格编码的OFDM系统的误码率性能大约比未编码的OFDM系统的误码率性能恶化1dB，采用分集接收后可以为系统带来大约3dB的分集增益。如表3所示，在频率选择性衰落信道下采用空时网格编码的OFDM系统的误码率性能明显优于未采用空时网格编码的OFDM系统的误码率性能；同时采用两副接收天线的STTC-OFDM系统比采用一副接收天线的STTC—OFDM系统的误码率性能要好。这说明采用空时网格编码的OFDM系统非常适于应用在频率选择性衰落信道下，同时采用较多的接收天线可以有效地改善系统的误码率性能。
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    空时网格编码可以有效提高信道的容量，采用空时网格编码的系统信道容量比未采用空时网格编码的系统信道容量提高了2倍。如果在接收端采用多副天线的话，可以带来空间分集增益，这种分集增益在频率选择性衰落信道下表现得更加突出。空时网格编码更适于应用在频率选择性衰落信道中。在频率选择性信道中，它可以有效地提高系统性能。

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