基于Watterson模型的相关信道下Golden code性能研究

王鑫 葛利嘉

【摘要】 完美空时编码Golden code可以兼顾系统的有效性和可靠性，极大的提高MIMO系统的性能，因此将Golden code应用于宽带短波通信系统中提高系统的性能显的十分必要。同时在实际生活中各个信道直接很难做到独立，基于此，研究了信道相关性对Golden code空时编码的性能影响。仿真信道采用Watterson信道模型。计算机仿真表明，在短波信道这种恶劣信道情况下，信道间相关性对系统影响十分明显。且随着相关系数的增大对系统性能影响愈发明显。

【关键词】 短波通信 Golden code 相关信道 空时编码

短波通信以其机动灵活，抗毁灭性强以及设备成本低等优点在国民经济，国防，军队建设中有着不可替代的作用。但是信道差，带宽窄的缺点使得短波通信传输速率低，质量不高。MIMO技术可以在不增加带宽的前提下提高信道可靠性，降低误码率。关于MIMO技术来改善短波通信性能已经做出了大量的研究，空时编码作为MIMO中的一种不可或缺的技术，将其应用于短波通信显的十分必要。本文讨论了在Watterson信道模型下信道间相关性对Golden code性能的影响。文中第一部分简单介绍了Golden code和watterson信道模型。第二部分给出了系统模型。第三部分以两幅发送天线，两幅接收天线的Golden code模型为基础，从理论上分析了相关性对Golden code的影响，最后通过计算机仿真，验证了前面的理论分析推导。

一、系统模型

本文采用Golden code在[1]中提出的两幅发送天线2幅接收天线的模型，如图1所示

二、相关性分析

M表示调制阶数

结论：根据相关系数构造MIMO相关信道矩阵，根据相关矩阵，推导的公式，求出值带入上式即可求出相关性带来的符号差错概率。

f（·）表示傅立叶变换。但这是一个超维积分，无法得到解析解。

三、仿真

在Watterson信道模型下对2发2收的Golden code进行仿真。采用4-QAM调制。其比特差错率与相关系数之间的关系如图2所示。

从图二可以看出，在宽带短波信道这种恶劣的信道环境下，信道相关性对Golden code编码性能影响十分显著，当相关性系数为0.2时，系统性能下降了5dB-7dB。随着相关系数的增加，整个系统的性能下降的很快，因此如何降低相关性对Golden code的影响显的十分必要。

四、小结

本文研究了基于Watterson信道模型的下信道问相关性对Golden code性能的影响，从理论上分析了相关信道下的比特差错率性能并进行了仿真。计算机仿真结果表明：由于信道间相关性的存在，在宽带短波信道这种恶劣信道环境下，系统性能下降的十分明显。所以，通过何种技术手段来降低信道间相关性对Golden code的影响，是后续研究中的重点。