无线光MIMO中空时分组编码的信道容量分析研究
2014-10-27李静
李静
摘 要：空时编码就是将空间域上的发射分集和时间域上的信道编码相结合的联合编码技术。空时分组编码在不同闪烁因子下的gamma-gamma分布和对数正态分布下的信道容量。
关键词：空时分组编码；信道容量；误码率
1 引言
无线光通信近来受到广泛的重视和应用，它作为一种新型的通信技术结合了光纤通信和移动通信的优点。空时编码就是将空间域上的发射分集和时间域上的信道编码相结合的联合编码技术。
2 空时分组码的编码
2.1 不同闪烁因子下的对数正态分布和gamma-gamma分布下的概率密度函数
（1）光强的对数振幅 服从对数正态分布的概率密度函数，即：
其中， 为均值， 为方差， 和 满足 =- ，α表示光强闪烁衰减系数。A表示振幅。
（2）光强I服从Gamma-gamma分布的概率密度函数，即：
式中I为接收端的光强， 为gamma函数， 为第二类修正贝塞尔函数，α和β是表 征闪烁指数强度大小的两个参数。当 时，是弱湍流情况； 时，是中湍流情况；当 时，是强湍流情况。
2.2 空时分组码在PPM调制下的信道容量
根据信息论的概念得知，发送xi时收到yj所获得的信息量等于发送xi前接收端对xi的不确定程度（即xi的信息量）减去收到yj后接收端对xi的不确定程度（即给定yj条件下xi的不确定程度），发送xi时收到yj所获得的信息量，对所有的xi和yj取统计平均值，得出收到一个符号时，获得的平均信息量：
发送符号xi的出现概率为p（xi）表示先验概率，i=1，2，…，n；收到yj的概率是p（yj）后验概率，j=1，2，…，m； 表示转移概率，即发送xi的条件下收到yj的条件概率。
先验概率p（xi）：
式中，ES为任意探测器每符号上的电能量 ；η表示光电转换效率；IS表示无衰落时的最大接收光强；T表示时间；Q表示调制数；bnm表示从第m个激光器到第n个探测器上的路径幅度衰落增益；b表示光强闪烁衰减系数。
后验概率p（yj）：
根据贝叶斯公式，可得：
根据全概率公式，可得：
依据误比率和符号错误概率之间的关系得到其误比率为：
可得 ，可得信道容量C的公式：
3 结论
本文按照发送正确和错误的概率推导出来空时分组码的误码率公式，用信息论的方法推导出信道容量公式。
[参考文献]
[1]杨曦.MIMO空时编码比较研究[J].信息技术，2008，6：104～105.
摘 要：空时编码就是将空间域上的发射分集和时间域上的信道编码相结合的联合编码技术。空时分组编码在不同闪烁因子下的gamma-gamma分布和对数正态分布下的信道容量。
关键词：空时分组编码；信道容量；误码率
1 引言
无线光通信近来受到广泛的重视和应用，它作为一种新型的通信技术结合了光纤通信和移动通信的优点。空时编码就是将空间域上的发射分集和时间域上的信道编码相结合的联合编码技术。
2 空时分组码的编码
2.1 不同闪烁因子下的对数正态分布和gamma-gamma分布下的概率密度函数
（1）光强的对数振幅 服从对数正态分布的概率密度函数，即：
其中， 为均值， 为方差， 和 满足 =- ，α表示光强闪烁衰减系数。A表示振幅。
（2）光强I服从Gamma-gamma分布的概率密度函数，即：
式中I为接收端的光强， 为gamma函数， 为第二类修正贝塞尔函数，α和β是表 征闪烁指数强度大小的两个参数。当 时，是弱湍流情况； 时，是中湍流情况；当 时，是强湍流情况。
2.2 空时分组码在PPM调制下的信道容量
根据信息论的概念得知，发送xi时收到yj所获得的信息量等于发送xi前接收端对xi的不确定程度（即xi的信息量）减去收到yj后接收端对xi的不确定程度（即给定yj条件下xi的不确定程度），发送xi时收到yj所获得的信息量，对所有的xi和yj取统计平均值，得出收到一个符号时，获得的平均信息量：
发送符号xi的出现概率为p（xi）表示先验概率，i=1，2，…，n；收到yj的概率是p（yj）后验概率，j=1，2，…，m； 表示转移概率，即发送xi的条件下收到yj的条件概率。
先验概率p（xi）：
式中，ES为任意探测器每符号上的电能量 ；η表示光电转换效率；IS表示无衰落时的最大接收光强；T表示时间；Q表示调制数；bnm表示从第m个激光器到第n个探测器上的路径幅度衰落增益；b表示光强闪烁衰减系数。
后验概率p（yj）：
根据贝叶斯公式，可得：
根据全概率公式，可得：
依据误比率和符号错误概率之间的关系得到其误比率为：
可得 ，可得信道容量C的公式：
3 结论
本文按照发送正确和错误的概率推导出来空时分组码的误码率公式，用信息论的方法推导出信道容量公式。
[参考文献]
[1]杨曦.MIMO空时编码比较研究[J].信息技术，2008，6：104～105.
摘 要：空时编码就是将空间域上的发射分集和时间域上的信道编码相结合的联合编码技术。空时分组编码在不同闪烁因子下的gamma-gamma分布和对数正态分布下的信道容量。
关键词：空时分组编码；信道容量；误码率
1 引言
无线光通信近来受到广泛的重视和应用，它作为一种新型的通信技术结合了光纤通信和移动通信的优点。空时编码就是将空间域上的发射分集和时间域上的信道编码相结合的联合编码技术。
2 空时分组码的编码
2.1 不同闪烁因子下的对数正态分布和gamma-gamma分布下的概率密度函数
（1）光强的对数振幅 服从对数正态分布的概率密度函数，即：
其中， 为均值， 为方差， 和 满足 =- ，α表示光强闪烁衰减系数。A表示振幅。
（2）光强I服从Gamma-gamma分布的概率密度函数，即：
式中I为接收端的光强， 为gamma函数， 为第二类修正贝塞尔函数，α和β是表 征闪烁指数强度大小的两个参数。当 时，是弱湍流情况； 时，是中湍流情况；当 时，是强湍流情况。
2.2 空时分组码在PPM调制下的信道容量
根据信息论的概念得知，发送xi时收到yj所获得的信息量等于发送xi前接收端对xi的不确定程度（即xi的信息量）减去收到yj后接收端对xi的不确定程度（即给定yj条件下xi的不确定程度），发送xi时收到yj所获得的信息量，对所有的xi和yj取统计平均值，得出收到一个符号时，获得的平均信息量：
发送符号xi的出现概率为p（xi）表示先验概率，i=1，2，…，n；收到yj的概率是p（yj）后验概率，j=1，2，…，m； 表示转移概率，即发送xi的条件下收到yj的条件概率。
先验概率p（xi）：
式中，ES为任意探测器每符号上的电能量 ；η表示光电转换效率；IS表示无衰落时的最大接收光强；T表示时间；Q表示调制数；bnm表示从第m个激光器到第n个探测器上的路径幅度衰落增益；b表示光强闪烁衰减系数。
后验概率p（yj）：
根据贝叶斯公式，可得：
根据全概率公式，可得：
依据误比率和符号错误概率之间的关系得到其误比率为：
可得 ，可得信道容量C的公式：
3 结论
本文按照发送正确和错误的概率推导出来空时分组码的误码率公式，用信息论的方法推导出信道容量公式。
[参考文献]
[1]杨曦.MIMO空时编码比较研究[J].信息技术，2008，6：104～105.
