基于Turbo 碼的MIMO-OFDM檢測系統的研究與設計

若交織器和基于外部信息比的反饋符號估計值已知，就可以計算出MMSE系數[8],則在MIMO系統中采用臨界結果，就可以找到一個(gè)很好的估計信道矩陣的方法。當存在信道估計出現偏差時(shí)，會(huì )產(chǎn)生地板效應，而該效應會(huì )嚴重影響軟干擾抵消的性能。所以，只能利用逐步信道估計方法去避免地板效應。就在迭代剛開(kāi)始時(shí)，用一個(gè)短訓練值對信道矩陣進(jìn)行預估計，然后利用每次迭代產(chǎn)生的反饋符號估計值不斷地對信道估計進(jìn)行修正。檢測器再利用這個(gè)修正值得到空間匹配濾波器的權重和干擾估計。另外，如果給MMSE檢測器似然比輸出值設置一個(gè)門(mén)限，當超過(guò)這個(gè)門(mén)限時(shí)，系統就可以利用這些符號的硬判決去實(shí)現信道估計。

檢測器輸出的信息經(jīng)過(guò)解交織以后送往譯碼器，Log-MAP算法能夠計算每一個(gè)信息比特的精確的后驗概率。

若對于檢測器迭代軟輸出為：

3 檢測系統的性能分析

通過(guò)仿真結果，來(lái)檢測基于Turbo碼的檢測系統與原分層空時(shí)碼檢測系統在無(wú)線(xiàn)通信傳輸過(guò)程中的性能。仿真過(guò)程中先不采用信道編碼技術(shù)，考慮不同的信道傳輸環(huán)境中，基于Turbo 碼的檢測系統與MIMO-OFM系統在不同的迭代次數和采用不同的天線(xiàn)系統下性能的差異。由于分層空時(shí)編碼多應用于準靜態(tài)傳輸，因此這里只對準靜態(tài)信道下的分層空時(shí)編碼進(jìn)行仿真，仿真結果如圖3所示，橫坐標為發(fā)射天線(xiàn)和接收天線(xiàn)的數目，縱坐標為誤比特率。

從圖3中可以發(fā)現，基于Turbo碼的檢測系統在二次迭代的情況下要優(yōu)于V-BLAST系統。并且隨著(zhù)天線(xiàn)數目的增加，該系統性能也越來(lái)越好。而且隨著(zhù)迭代數目的增加和天線(xiàn)系統的增加，在快衰落信道內傳輸的基于Turbo碼的檢測系統性能可以逐漸接近AWGN信道傳輸性能。

接下來(lái)再從不同天線(xiàn)數目情況下，比較兩個(gè)系統的性能?？紤]不同的天線(xiàn)結構為MT = MR = 8 ,MT = 5而MR = 8 ,MT = 6 而MR = 8 ,MT = 8 而MR = 5 ,MT = 8 而MR = 6五種情況下，基于Turbo碼的檢測系統和BLAST系統誤碼率性能，仿真結果如圖4所示。

考慮的基于Turbo碼的檢測系統是在10 次迭代以?xún)鹊淖詈眯阅?。從圖4中可以看到隨著(zhù)天線(xiàn)數目的增加基于Turbo 碼的檢測系統和BLAST 系統性能都有所改善，但是在任何天線(xiàn)系統下基于Turbo碼的檢測系統性能總是要優(yōu)于BLAST系統性能。而且根據BLAST性能，系統在誤碼率性能中的實(shí)際增益是在發(fā)射天線(xiàn)數目?jì)H次于接收天線(xiàn)數目情況下體現的。因此基于Turbo碼的檢測系統性能也會(huì )因為天線(xiàn)數目的增加而性能受到抑制。比如當天線(xiàn)數目為MT = MR = 8 時(shí)，基于Turbo碼的檢測系統比BLAST 系統有2~3 dB 的增益，而在MT = 5而MR = 8 狀態(tài)時(shí)，卻只有0.5 dB的增益。

4 結語(yǔ)

本文在MIMO-OFDM系統中利用Turbo迭代譯碼思想，將接收機設計成為利用軟信息的檢測器與譯碼器，并且兩者之間通過(guò)交織器和解交織器相連接。充分利用了迭代檢測的解碼方法，即降低了發(fā)射端數據流的復雜度，又簡(jiǎn)化了傳統分層空時(shí)解碼求偽逆的計算量。另外，在編碼系統中，所有的用戶(hù)信息都是同一時(shí)刻發(fā)送的，每個(gè)分量譯碼器的輸入相互獨立。即使在快衰落環(huán)境下，每條路徑上的相關(guān)性都很小，這使得該系統即獲得了大的分集增益，又提高了系統的譯碼性能。通過(guò)仿真結果證明，在不同的傳輸環(huán)境下，比原來(lái)的MIMO-OFDM系統，在誤比特率上有了很大的改進(jìn)。