沈 瑩，唐友喜

(電子科技大學通信抗干擾技術(shù)國家級重點實驗室 成都 610054)

在單頻網(wǎng)中，分布在不同地理位置的各個發(fā)射天線，同時在相同的頻率發(fā)射相同的信號。與傳統(tǒng)的單天線系統(tǒng)相比，單頻網(wǎng)具有覆蓋更均勻、接收更可靠和易于擴展等特點[1-3]。單頻網(wǎng)采用正交頻分復(fù)用(OFDM)技術(shù)對抗多徑信道帶來的符號間干擾(ISI)[4]。雖然OFDM技術(shù)能有效抑制ISI，但卻無法解決部分子信道因深衰落而導(dǎo)致的信號檢測概率低的問題。目前，在集中式多天線OFDM系統(tǒng)中，采用空頻碼技術(shù)解決該問題[5-9]。

已有的空頻碼技術(shù)不能直接應(yīng)用于單頻網(wǎng)中，這是因為，現(xiàn)有的空頻碼技術(shù)針對的都是不同發(fā)射天線信號同步到達接收端的集中式多天線系統(tǒng)。而在單頻網(wǎng)中，分布在不同地理位置的各個發(fā)射天線到達接收端的距離可能不同，各發(fā)射天線的信號就可能異步到達接收端。因此，為了提高單頻網(wǎng)的系統(tǒng)性能，有必要研究適合于單頻網(wǎng)的發(fā)射信號設(shè)計方法。

1 系統(tǒng)模型

考慮一個帶有MT根分布式發(fā)射天線的單頻網(wǎng)。在發(fā)射端，數(shù)據(jù)經(jīng)過調(diào)制、發(fā)射信號設(shè)計、N點OFDM調(diào)制、添加循環(huán)前綴后，從MT根發(fā)射天線發(fā)射出去。

假設(shè)發(fā)射端與帶有MR根集中式天線的接收端之間的信道是準靜態(tài)信道，將發(fā)射天線p(TXp)與接收天線q(RXq)之間的信道建模為帶有抽頭系數(shù)的抽頭延遲線模型：

2 發(fā)射信號設(shè)計

2.1 信號設(shè)計準則

基于上述系統(tǒng)模型，本節(jié)通過誤對概率分析，得到發(fā)射信號設(shè)計應(yīng)該遵循的準則。

基于式(2)，接收端MR根天線收到的所有子載波上的信號可以表示為：

為了降低誤對概率，根據(jù)式(4)，發(fā)射信號的設(shè)計應(yīng)該遵循以下準則：

(1) 使R盡可能大的分集度準則；

(2) 使分集乘積盡可能大的分集乘積準則。

2.2 分集度分析和達到理論分集度的信號設(shè)計

基于式(4)，首先分析系統(tǒng)能獲得的分集度，然后設(shè)計能達到該分集度的發(fā)射信號。

如前所述，系統(tǒng)能獲得MRZ分集度的前提是diag(c?c)滿秩。為了達到該目的，可以根據(jù)格理論[12]，將發(fā)射信號設(shè)計為c=Gb，其中G為滿足N×N的生成矩陣[12]，b為調(diào)制后、等待信號設(shè)計的信息。如此設(shè)計得到的發(fā)射信號就能達到MRZ的分集度。

2.3 滿分集發(fā)射信號設(shè)計

根據(jù)節(jié)2.2的分析，系統(tǒng)在理論上能達到的最大分集度為MRL，以下設(shè)計2種能獲得最大分集度的發(fā)射信號。

2.3.1 獲滿分集發(fā)射信號方法一

2.3.2 獲滿分集發(fā)射信號方法二

2.4 優(yōu)化發(fā)射信號

在假設(shè)能達到最大分集度的前提下(在實際情況中，此場景是存在的)，基于上述發(fā)射信號的分集乘積可以表示為：

圖1 v=1時的相位因子圖

圖2 選擇恰當v時的相位因子圖

3 仿真驗證

圖3 仿真場景示意圖。

圖4 不同發(fā)射信號設(shè)計方案的仿真結(jié)果

圖5 發(fā)射信號優(yōu)化設(shè)計方案

4 結(jié) 論

本文針對單頻網(wǎng)，設(shè)計了具有滿分集度的發(fā)射信號，提出了基于異步時延的子載波交織分組信號優(yōu)化方法，該方法在接收機位置與性能之間建立了一種折中關(guān)系。仿真結(jié)果表明，優(yōu)化后的發(fā)射信號能獲得5～9 dB的增益。

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