一種LST-CPM系統的簡(jiǎn)化接收機

隨著(zhù)頻譜快速增長(cháng)的需要，有效帶寬調制技術(shù)——CPM(Continuous Phase Modulation，CPM)調制逐漸引起人們的注意。除了包絡(luò )恒定和具有良好的頻譜特性之外，CPM系統由于其相位連續的特點(diǎn)而具有糾錯能力，被譯碼器利用使得CPM系統還具備編碼增益的功能，這在當前移動(dòng)通信應用中具有尤為重要的意義。
隨著(zhù)對一些新的編碼方式的研究日漸深入，使得對抗惡劣通信環(huán)境的能力有了提高，研究這些編碼方法與連續相位調制的結合方式對提高系統性能將具有很深遠的意義?？諘r(shí)編碼就是其中之一。文獻研究了一種使用CPM調制的空時(shí)網(wǎng)格編碼，該網(wǎng)格是空時(shí)碼和CPM內部編碼器的結合，易于尋找到良好性能的空時(shí)編碼。文獻討論了空時(shí)分組碼與二進(jìn)制CPM調制的結合，引入了有限脈沖響應(Finite Impulse Respon-se，FIR)濾波器以獲得更低的誤碼率。文獻研究了一種迭代譯碼的LST(Layered Space Time，LST)-CPM模型，獲得了低復雜度的接收機。
本文提出的空時(shí)分層碼連續相位調制的簡(jiǎn)化接收機，基于CPM信號的Lanrent分解，減少了接收機的匹配濾波器個(gè)數；在各發(fā)射天線(xiàn)上采用差分編碼，以提高譯碼性能；利用空時(shí)復用，在提高了數據傳輸速率的同時(shí)為系統在豐富散射環(huán)境下帶來(lái)了更大的系統容量；對接收信號進(jìn)行陣列處理和變換，使其適合于空時(shí)分層碼MMSE(Minimum Mean Square Error，MMSE)有序干擾抑制消除(Ordered Interference Suppre-ssion and Cancellation，OISC)檢測器的使用，避開(kāi)了網(wǎng)格譯碼大運算量的缺陷，降低了接收機的復雜度。

1 系統模型
如圖1所示，系統模型發(fā)射端采用橫向分層空時(shí)編碼(Horizontal LST，HLST)結構，串并轉換之后各支路采用獨立的編碼器，經(jīng)過(guò)CPM調制后經(jīng)Nt根發(fā)射天線(xiàn)同時(shí)發(fā)出。接收端Nr根接收天線(xiàn)同時(shí)經(jīng)過(guò)匹配濾波器，t=nT時(shí)刻采樣，最后將Nr路采樣結果送入分層空時(shí)編碼檢測接收機獲取最終的發(fā)射符號序列估計結果。單根發(fā)射天線(xiàn)上信號流程圖如圖2所示。

如圖2所示，信息序列I={in}，in∈{0，1}首先被送入差分編碼器得到二進(jìn)制序列{pn}，pn∈{0，1}。接著(zhù){pn}被映射為序列{bn}，bn∈{±1}。最后經(jīng)過(guò)二進(jìn)制CPM調制后由天線(xiàn)將調制信號發(fā)射?？梢宰C明，{in}和{pn}具有相同的均值和相關(guān)函數，因此差分編碼不會(huì )改變CPM傳輸期望的譜特性。
復基帶二進(jìn)制CPM信號可以表述為

其中，E表示發(fā)射的比特能量；T是符號周期；h=m／p是調制指數；m與p為互質(zhì)自然數。g(t)為相位成型函數。在加性高斯白噪聲環(huán)境下，接收信號表示為

N為符號個(gè)數，Fs為采樣頻率。H為衰落信道系數矩陣，各元素服從零均值單位方差復高斯分布。

2 LST-MSK簡(jiǎn)化接收機
2．1 二進(jìn)制CPM的Laurent分解
二進(jìn)制CPM信號的一種等效表達方式為

其中，K=2L-1表示用來(lái)準確描述s(t)所需要的脈沖成分的個(gè)數；L為CPM的關(guān)聯(lián)長(cháng)度。當L=1時(shí)，K=k=1，因此只需要一個(gè)AMP脈沖來(lái)準確地表示相應的CPM信號，且