
第 29 卷第 8 期 电 子 与 信 息 学 报 Vol.29No.8
2007 年 8 月 Journal of Electronics & Information Technology Aug. .2007
基于 DSTBC-MC-CDMA 的无线网络协同发射分集系统
赵贤敬
①
郑宝玉
①
傅洪亮
②
钱小聪
①
①
(南京邮电大学信号处理传输研究院 南京 210003)
②
(南京邮电大学通信与信息工程学院 南京 210003 )
摘 要:协同分集(cooperative diversity)技术通过使网络中各单天线用户共享彼此天线,形成虚拟的多天线阵列来
实现发射或接收分集,可以有效地提高系统性能。该文提出无线网络中频率选择性衰落信道环境下的一种基于分布
式空时分组码(Distributed Space Time Block Code, DSTBC)和 MC-CDMA 的协同发射分集方案,并给出了系统
实现。建立了误码模型,探讨了协同用户间的信道状态信息(CSI)对系统误码性能的影响,分析了误码性能的上限,
并给出了仿真结果。结果表明,DSTBC-MC-CDMA 系统相对于未协同的 MC-CDMA 系统,获得了明显的性能增
益。
关键词:协同分集;分布式空时分组码;多载波 CDMA;频率选择性衰落信道
中图分类号:TN92 文献标识码:A 文章编号:1009-5896(2007)08-1919-05
A Cooperative Transmit Diversity System Based on DSTBC-MC-CDMA
in Wireless Networks
Zhao Xian-jing
①
Zheng Bao-yu
①
Fu Hong-liang
②
Qian Xiao-cong
①
①
(Institute of Signal Processing and Transmission, Nanjing University of Posts and Telecomm, Nanjing 210003, China)
②
(Depart of Communication and Information Engineering, Nanjing University of Posts and Telecomm,
Nanjing 210003, China)
Abstract: A novel system based on cooperative Distributed Space-Time Block Code and Multi-Carrier Code Di-
vision Multiple Access (DSTBC-MC-CDMA) is presented which works well in multi-user wireless networks with
single-antenna user in frequency selective fading channel. And an analytical model for describing the symbol
decoding error between the interusers is established to analyze the qualitative influence to the bit error rate (BER)
performance of the system. Then the simulation is complimented to versify the analytic result above, and the
diagrams also show that the BER performance of DSTBC-MC-CDMA outgoes MC-CDMA with distinctive gains.
Key words: Cooperative diversity; Distributed Space-Time Block Coding; MC-CDMA; Frequency selective fading
channel
1 前言
多天线分集技术可以有效地抵抗无线网络中的多径衰
落的影响,改善网络性能
[1]
。但有些无线网络用户终端受限
于体积或能量约束等各种条件,不便于采用多天线技术,如
蜂窝网络、传感器网络和Ad hoc网络
[2]
。协同分集技术应运
而生,作为近年来出现的一种新技术,它将网络中某些分布
用户(协同用户,interusers)的单天线联合起来,形成虚拟的
多天线阵列,来实现多天线分集,已引起国内外同行的关
注
[3,4]
,并成为当前无线通信领域一个新的研究热点。
协同分集技术最早源于中继信道(relay channel)的研
究
[5]
;接着,Sendonaris
[6]
等最早研究了协同分集与网络容量
和中断概率(outage probability)等系统性能的关系,并给出
2005-12-05 收到,2006-12-07 改回
国家自然基金 (60372107),江苏省高校自然科学重大基础研究项目
(06KJA51001)和重庆市重点实验室开放基金资助课题
了在低速及高速CDMA传输系统下的实现方案;Laneman
[7,8]
等深入研究了分集的实现方法, 提出了固定中继(fixed
relaying) 、选择中继(selection relayling) 和增量中继
(increment relaying)3种协同策略;与Laneman 等人的研究
工作并行,Hunter
[9]
等提出了采用信道编码的编码协同
(coded cooperation),如turbo码;Babarossa
[10]
和Anghel
[11]
主要继续研究了在高斯信道和平坦瑞利衰落信道环境下,采
用空时编码技术实现协同分集的问题,对频率选择性衰落信
道涉及较少。本文将探讨在频率选择性衰落信道环境下的协
同分集实现技术。
近年来出现的MC-CDMA技术结合了正交频分复用
(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)和
CDMA技术的优点,通过扩频将数据调制到各个频谱互相正
交重叠的子载波上发送,不仅可以抵抗频率选择性衰落,同
时具有很高的频谱效率。将空时分组码应用于MC-CDMA系
统(STBC-MC-CDMA),一方面可降低频率选择性衰落的影