分层空时编码

李静

摘 要：激光通信可以分为光纤通信和无线激光通信，激光通信一般指的进行信息传递的一种通信技术，是以光波作为载体根据传输媒介及用途不同，空时编码分为空时分组编码，空时分层编码，空时网格编码。

关键词：无线激光通信 分层空时编码

一、引言

分层空时编码指的是在发送端和接收端都由多根天线发送出去和接收进来信号。在发送端，高速传输的数据流首先经过并行信道编码器的编码，然后再对其进行分层空时编码处理并且把数据流分成若干个低速传输的数据流。在接收端，由多根天线接收信号，接收到的信号选择合适的信道估计算法得到信道参数，进行合适的检测算法对接收信号进行空时检测译码，最后通过单个信道译码器完成信道译码。

二、分层空时编码的三种分类

分层空时编码分为对角分层空时码（D-BLAST）、垂直分层空时码（V-BLAST）、水平分层空时码（H-BLAST）。分层空时编码最早由贝尔实验室提出来的。分层空时编码的这三种编码并没有进行任何编码，而是在空间和时间上对符号映射后的信息进行不同的排列。分层空时编码有两个优点：一：分层空时编码可以实现最大的空间复用增益；二、分层空时编码易于容易实现，对信息流完成串/并转换后，经过各自对应的天线发送出去就完成了分层空時编码。分层空时编码选择合适的检测算法，能够很容易地完成译码过程。分层空时编码要获得最大的空间复用增益就必须以空间编码增益和分集增益为代价，所以，接收端的检测算法对整个系统性能起到关键重要的作用。在分层空时编码中，以不同发射与接收天线衰落为相互独立的，假设有M根发送天线、N根接收天线的MIMO系统，系统的容量会随着min（N，M）成线性增加。下列图形介绍分层空时编码中的三种编码。

图1、图2、图3分别为水平分层空时编码结构，垂直分层空时编码结构，对角分层空时编码结构图。水平分层空时编码器是指在接收到并行信道编码器输出后，按照水平方向进行空间编码，即每个信道编码器编码后的码元从对应的天线上发送出去。垂直分层空时编码器在接收到并行信道编码器的输出后，将信号按照垂直的方向进行分层空间编码。对角分层空时编码器在接收到并行信道编码器的输出后，将接收信号按照对角线的方向进行分层空间编码。

三、结语

通过这三种编码的介绍，可以看到，对角编码的分集增益和复用增益能达到最优，具有较好的空时特性及层次结构，但是编码过程和检测过程都及其复杂，且存在传输冗余，降低了频带利用率；水平和垂直分层空时编码的空时特性及层次结构较对角分层空时编码差，且没有传输冗余；垂直分层空时编码能够获得最大的空间复用增益。

参考文献：

[1]林佳健.MIMO系统中的迭代检测技术[D].西安：西安电子科技大学硕士学位论文，2008.

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