基于Watterson模型的相關信道下Golden code性能研究

王鑫 葛利嘉

【摘要】 完美空時編碼Golden code可以兼顧系統的有效性和可靠性，極大的提高MIMO系統的性能，因此將Golden code應用于寬帶短波通信系統中提高系統的性能顯的十分必要。同時在實際生活中各個信道直接很難做到獨立，基于此，研究了信道相關性對Golden code空時編碼的性能影響。仿真信道采用Watterson信道模型。計算機仿真表明，在短波信道這種惡劣信道情況下，信道間相關性對系統影響十分明顯。且隨著相關系數的增大對系統性能影響愈發明顯。

【關鍵詞】 短波通信 Golden code 相關信道 空時編碼

短波通信以其機動靈活，抗毀滅性強以及設備成本低等優點在國民經濟，國防，軍隊建設中有著不可替代的作用。但是信道差，帶寬窄的缺點使得短波通信傳輸速率低，質量不高。MIMO技術可以在不增加帶寬的前提下提高信道可靠性，降低誤碼率。關于MIMO技術來改善短波通信性能已經做出了大量的研究，空時編碼作為MIMO中的一種不可或缺的技術，將其應用于短波通信顯的十分必要。本文討論了在Watterson信道模型下信道間相關性對Golden code性能的影響。文中第一部分簡單介紹了Golden code和watterson信道模型。第二部分給出了系統模型。第三部分以兩幅發送天線，兩幅接收天線的Golden code模型為基礎，從理論上分析了相關性對Golden code的影響，最后通過計算機仿真，驗證了前面的理論分析推導。

一、系統模型

本文采用Golden code在[1]中提出的兩幅發送天線2幅接收天線的模型，如圖1所示

二、相關性分析

M表示調制階數

結論：根據相關系數構造MIMO相關信道矩陣，根據相關矩陣，推導的公式，求出值帶入上式即可求出相關性帶來的符號差錯概率。

f（·）表示傅立葉變換。但這是一個超維積分，無法得到解析解。

三、仿真

在Watterson信道模型下對2發2收的Golden code進行仿真。采用4-QAM調制。其比特差錯率與相關系數之間的關系如圖2所示。

從圖二可以看出，在寬帶短波信道這種惡劣的信道環境下，信道相關性對Golden code編碼性能影響十分顯著，當相關性系數為0.2時，系統性能下降了5dB-7dB。隨著相關系數的增加，整個系統的性能下降的很快，因此如何降低相關性對Golden code的影響顯的十分必要。

四、小結

本文研究了基于Watterson信道模型的下信道問相關性對Golden code性能的影響，從理論上分析了相關信道下的比特差錯率性能并進行了仿真。計算機仿真結果表明：由于信道間相關性的存在，在寬帶短波信道這種惡劣信道環境下，系統性能下降的十分明顯。所以，通過何種技術手段來降低信道間相關性對Golden code的影響，是后續研究中的重點。