差分酉空时调制.pdf

2009年第01期，第42卷通信技术Vol.42，No.01,2009
总第205期CommunicationsTechnologyNo.205,Totally

差分酉空时调制

李庆坤，马红光，李正生

（第二炮兵工程学院，陕西西安710025）

【摘要】总结了差分酉空时调制的原理和编译码方法。差分酉空时调制是多输入多输出（MIMO）无线通信中不需要信
道信息的一种调制方法，它的性能比相干检测接收差3dB。文中首先介绍了酉空时调制的基本原理和在各种信噪比下的信号
星座图的设计原则；然后在此基础上介绍了不需要信道信息的差分酉空时调制；最后介绍了差分酉空时调制的最新进展，指
出了其研究方向。
【关键词】多输入多输出；差分酉空时调制；信号星座；迭代
【中图分类号】TN911.22【文献标识码】A【文章编号】1002-0802(2009)01-0056-03

DifferentialUnitarySpace-TimeModulation

LIQing-kun，MAHong-guang，LIZheng-sheng

(TheSecondArtilleryEngineeringCollege,Xi’anShaanxi710025,China)

【Abstract】Thispapersummarizestheprinciple,codinganddecodingofDifferentialUnitarySpace-TimeCoding
(DUSTC).DUSTCisamodulationfortheMIMOwhenthechannelstateinformation(CSI)isabsent.Theperformance
ofDUSTCisdegraded3dBascomparedtothecoherentreceiver.Thispaperfirstpresentsthebasicprincipleand
thedesigncriterionforthesignalconstellationsunderthedifferentSignal-NoiseRatio,andthendescribes
theDUSTCdemandingnoCSI.Finally,thispaperpointsouttherecentadvancementsandthedevelopmentdirection
oftheDUSTC.
【Keywords】MIMO；DUSTC；signalconstellation；iteration

0引言献[4-5]表明，酉空时调制是高信噪比下一种达到信道容量的
信息论，多输入多输出(MIMO)系统能够显著地提高信最佳调制方法。本文综述了酉空时调制编码的原理、设计原
道容量[1-2]。MIMO技术中的空时编码技术通过将时间分集和则和发展方向。
空间分集结合起来，分别在时域和空域引入冗余，提高了系
统的传输性能。在接收端能够得到精确信道信息的情况下，1系统模型
Alamouti空时分组码已有令人满意的使用效果[3]，并已经纳假设通信系统发送端和接收端的天线数目分别为M、N。
入3GPP标准。T′是信道相干时间，表示该信道在T′个符号周期内可以认
但是，在信道特性快速变化的移动环境中进行有效的信为其信道衰落系数保持恒定。T是信号星座中酉矩阵的时间
道估计是很困难的，在某些情况下甚至是不现实的。因此研维长度，T<T′/2。此外，还要求T≥M。因为根据信息论[4]，

究接收端无需信道估计的空时编码具有很大的实用价值。目当M≥T时，系统信道容量不再增加。令smt表示发射天线

前在这方面主要有两类调制方法：一类是基于正交设计的差m(m=1,…,M)在t时刻发射的字符且smt满足
M
分空时调制；另一类是基于酉矩阵的酉空时调制。对于前者，⎛2⎞。（1）
E⎜∑smt⎟=1
虽然编码原理简单，但当M>2时，MPSK存在信号扩展，而⎝m=1⎠
且对于复信号很难应用于发射天线数大于2的系统；有关文接收天线n在t时刻的接收信号可表示为：

收稿日期：2008-04-28。
作者简介：李庆坤（1976-），男，博士研究生，主要研究方向为MIMO技术、空时编码技术等；马红光，（1959-），男，教授，主要研究方向为
信号与信息处理；李正生，（1957-），男，教授，主要研究方向为信号与信息处理。

56

万方数据
MΦΦΦ
，（）z1z2z3
xnt=+=ρ∑hsnmmtwnt,1,,nN2
m=1⎡IM⎤⎡IM⎤⎡IM⎤
⎢⎥⎢⎥⎢⎥
VZ1VZ2V
其中hnm为从发射天线m到接收天线n的信道系数，假定其⎣⎦⎣⎦⎣Z3⎦
在T个符号周期内是恒定不变的，并且服从独立同CN(0,1)
⎡S⎤⎡IM⎤
0⎢⎥
分布；wnt为服从CN