隨著頻譜快速增長(zhǎng)的需要，有效帶寬調(diào)制技術(shù)--CPM調(diào)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(tǒng)由于其相位連續(xù)的特點(diǎn)而具有糾錯(cuò)能力，被譯碼器利用使得CPM系統(tǒng)還具備編碼增益的功能，這在當(dāng)前移動(dòng)通信應(yīng)用中具有尤為重要的意義。

隨著對(duì)一些新的編碼方式的研究日漸深入，使得對(duì)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(xù)相位調(diào)制的結(jié)合方式對(duì)提高系統(tǒng)性能將具有很深遠(yuǎn)的意義。空時(shí)編碼就是其中之一。引入了有限脈沖響應(yīng)（Finite Impulse Respon-se,FIR）濾波器以獲得更低的誤碼率。文獻(xiàn)研究了一種迭代譯碼的LST（Layered Space Time,LST）-CPM模型，獲得了低復(fù)雜度的接收機(jī)。

本文提出的空時(shí)分層碼連續(xù)相位調(diào)制的簡(jiǎn)化接收機(jī)，基于CPM信號(hào)的Lanrent分解，減少了接收機(jī)的匹配濾波器個(gè)數(shù)；在各發(fā)射天線上采用差分編碼，以提高譯碼性能；利用空時(shí)復(fù)用，使其適合于空時(shí)分層碼MMSE有序干擾抑制消除檢測(cè)器的使用，避開(kāi)了網(wǎng)格譯碼大運(yùn)算量的缺陷，降低了接收機(jī)的復(fù)雜度。

　　1 系統(tǒng)模型

系統(tǒng)模型發(fā)射端采用橫向分層空時(shí)編碼結(jié)構(gòu)，t=nT時(shí)刻采樣，將Nr路采樣結(jié)果送入分層空時(shí)編碼檢測(cè)接收機(jī)獲取終的發(fā)射符號(hào)序列估計(jì)結(jié)果。

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{pn}被映射為序列{bn},bn∈{±1}.經(jīng)過(guò)二進(jìn)制CPM調(diào)制后由天線將調(diào)制信號(hào)發(fā)射?？梢宰C明，{in}和{pn}具有相同的均值和相關(guān)函數(shù)，因此差分編碼不會(huì)改變CPM傳輸期望的譜特性。

復(fù)基帶二進(jìn)制CPM信號(hào)可以表述為其中，E表示發(fā)射的比特能量；T是符號(hào)周期；h=m/p是調(diào)制指數(shù)；m與p為互質(zhì)自然數(shù)。g（t）為相位成型函數(shù)。在加性高斯白噪聲環(huán)境下，接收信號(hào)表示為

N為符號(hào)個(gè)數(shù)，F(xiàn)s為采樣頻率。H為衰落信道系數(shù)矩陣，各元素服從零均值單位方差復(fù)高斯分布。

　　2 LST-MSK簡(jiǎn)化接收機(jī)

　　2.1 二進(jìn)制CPM的Laurent分解

二進(jìn)制CPM信號(hào)的一種等效表達(dá)方式為其中，K=2L-1表示用來(lái)準(zhǔn)確描述s（t）所需要的脈沖成分的個(gè)數(shù)；L為CPM的關(guān)聯(lián)長(zhǎng)度。當(dāng)L=1時(shí)，K=k=1,因此只需要一個(gè)AMP脈沖來(lái)準(zhǔn)確地表示相應(yīng)的CPM信號(hào)，且本文討論的簡(jiǎn)化接收機(jī)正是基于這樣的脈沖疊加表達(dá)形式，將包含的各脈沖作為接收端的匹配濾波器，與直接的ML（Maximum Likelihoo-d,ML）接收機(jī)相比，減小了運(yùn)算的復(fù)雜的。本文討論的模型中發(fā)射端各支路使用相同的差分編碼器，采用MSK調(diào)制，匹配濾波器為c0（-t）。

由式（2）可得，在Nt=2,Nr=4的情況下，有ML判決準(zhǔn)則

表示第v根發(fā)射天線上第n時(shí)刻的系數(shù)。表示取實(shí)部運(yùn)算。

要實(shí)現(xiàn)式（5）所示的ML判決準(zhǔn)則，采用維特比算法的檢測(cè)器必須對(duì)個(gè)狀態(tài)網(wǎng)格進(jìn)行完整的搜索，這樣即使Nt和L的值較小，系統(tǒng)的運(yùn)算量還是會(huì)較大。

　　2.2 利用MMSE接收機(jī)之前的信號(hào)處理

由式（5）看出，即使發(fā)射天線數(shù)Nt和關(guān)聯(lián)長(zhǎng)度L取值不大（如此處的Nt=2,L=1），接收端經(jīng)過(guò)匹配濾波后直接進(jìn)行Viterbi網(wǎng)格運(yùn)算也將面臨相當(dāng)大的運(yùn)算量。本文利用該模型下口an,v的取值特點(diǎn)，引入空時(shí)編碼MMSE-OISC檢測(cè)算法，避免了網(wǎng)格運(yùn)算較大的運(yùn)算復(fù)雜度，同時(shí)保證了較低的誤碼率。

經(jīng)匹配濾波后，結(jié)合式（2），第時(shí)刻離散基帶等效模型可表示為其中，an,v與前后兩個(gè)時(shí)刻的系數(shù)取值范圍不同，因此該結(jié)果的實(shí)部（或虛部）完全由n時(shí)刻發(fā)射符號(hào)決定，而虛部（或?qū)嵅浚┩耆蒼時(shí)刻前后兩個(gè)時(shí)刻的發(fā)射符號(hào)決定。

由于這個(gè)特點(diǎn)，本文考慮將接收端獲取的信號(hào)進(jìn)行陣列處理，將實(shí)部和虛部分離，以方便在不同時(shí)刻單獨(dú)對(duì)信號(hào)的實(shí)部（或虛部）進(jìn)行處理，在保證誤碼率的基礎(chǔ)上簡(jiǎn)化檢測(cè)的復(fù)雜度。對(duì)于向量，采用，而矩陣則采用

    其中，分別表示取實(shí)部和虛部運(yùn)算。

為了保證接收端在某時(shí)刻僅處理信號(hào)的實(shí)部或虛部（如2n時(shí)刻，期望僅處理），考慮找到矩陣H前或者后Nt列構(gòu)成的零空間的一組標(biāo)準(zhǔn)正交基以消除或者的影響。因此，以奇數(shù)時(shí)刻為例，迫零處理采用的線性操作為

    其中，矩陣的列為由矩陣H前Nt列構(gòu)成的矩陣的一組標(biāo)準(zhǔn)正交基。陣列處理之后，發(fā)射信號(hào)部分的等效結(jié)果為。

     此時(shí)，接收信號(hào)類似于BPSK調(diào)制下的分層空時(shí)編碼結(jié)構(gòu)，因此可以采用性能較好的MMSE檢測(cè)算法得到n時(shí)刻各天線上系數(shù)的估計(jì)結(jié)果。通過(guò)運(yùn)算。

得到第n時(shí)刻第v根天線上傳輸符號(hào)的估計(jì)結(jié)果，v=1,…，Nt.

　　3 仿真分析

仿真（Simulation），即使用項(xiàng)目模型將特定于某一具體層次的不確定性轉(zhuǎn)化為它們對(duì)目標(biāo)的影響，該影響是在項(xiàng)目仿真項(xiàng)目整體的層次上表示的。項(xiàng)目仿真利用計(jì)算機(jī)模型和某一具體層次的風(fēng)險(xiǎn)估計(jì)，一般采用蒙特卡洛法進(jìn)行仿真。

利用模型復(fù)現(xiàn)實(shí)際系統(tǒng)中發(fā)生的本質(zhì)過(guò)程，并通過(guò)對(duì)系統(tǒng)模型的實(shí)驗(yàn)來(lái)研究存在的或設(shè)計(jì)中的系統(tǒng)，又稱模擬。這里所指的模型包括物理的和數(shù)學(xué)的，靜態(tài)的和動(dòng)態(tài)的，連續(xù)的和離散的各種模型。所指的系統(tǒng)也很廣泛，包括電氣、機(jī)械、化工、水力、熱力等系統(tǒng)，也包括社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)、管理等系統(tǒng)。當(dāng)所研究的系統(tǒng)造價(jià)昂貴、實(shí)驗(yàn)的危險(xiǎn)性大或需要很長(zhǎng)的時(shí)間才能了解系統(tǒng)參數(shù)變化所引起的后果時(shí)，仿真是一種特別有效的研究手段。仿真的重要工具是計(jì)算機(jī)。仿真與數(shù)值計(jì)算、求解方法的區(qū)別在于它首先是一種實(shí)驗(yàn)技術(shù)。仿真的過(guò)程包括建立仿真模型和進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)兩個(gè)主要步驟。

考慮M=2,k=1/2,L=1的LST-CPM系統(tǒng)，其中，Nt=2,Nr=4.仿真過(guò)程中每幀的長(zhǎng)度為120個(gè)信息符號(hào)，CPM調(diào)制的成形函數(shù)為GMSK脈沖，在每個(gè)信噪比下統(tǒng)計(jì)2 000個(gè)誤碼。給出了多種算法的誤比特率性能比較。曲線"ML","MMSEOISC","MMSE BPSK"分別代表接收端直接采用ML檢測(cè)的檢測(cè)器，有序干擾抑制消除MMSE檢測(cè)器，以及BPSK調(diào)制MMSE檢測(cè)器的譯碼性能。

在低信噪比條件下，本文提出的簡(jiǎn)化接收機(jī)有效地降低了接收端的復(fù)雜度，而只引起較小的性能損失，保證了可實(shí)現(xiàn)性。

　　4 結(jié)束語(yǔ)

在MIMO無(wú)線通信中，空時(shí)分層碼ML接收機(jī)具有較高的復(fù)雜度，為了在一定程度上解決運(yùn)算量的問(wèn)題，本文提出了一種MSK調(diào)制下的MMSE-OISC簡(jiǎn)化接收機(jī)。對(duì)于多天線系統(tǒng)，獲得了類似于BPSK調(diào)制的空時(shí)分層碼結(jié)構(gòu)，利用MMS-OISC檢測(cè)接收機(jī)，避開(kāi)了網(wǎng)格譯碼，同時(shí)保證了與接收機(jī)接近的譯碼性能。仿真結(jié)果驗(yàn)證了算法的有效性。