基于Turbo 碼的MIMO-OFDM檢測系統的研究與設計

若交織器和基于外部信息比的反饋符號估計值已知，就可以計算出MMSE系數[8],則在MIMO系統中采用臨界結果，就可以找到一個很好的估計信道矩陣的方法。當存在信道估計出現偏差時，會產生地板效應，而該效應會嚴重影響軟干擾抵消的性能。所以，只能利用逐步信道估計方法去避免地板效應。就在迭代剛開始時，用一個短訓練值對信道矩陣進行預估計，然后利用每次迭代產生的反饋符號估計值不斷地對信道估計進行修正。檢測器再利用這個修正值得到空間匹配濾波器的權重和干擾估計。另外，如果給MMSE檢測器似然比輸出值設置一個門限，當超過這個門限時，系統就可以利用這些符號的硬判決去實現信道估計。

檢測器輸出的信息經過解交織以后送往譯碼器，Log-MAP算法能夠計算每一個信息比特的精確的后驗概率。

若對于檢測器迭代軟輸出為：

3 檢測系統的性能分析

通過仿真結果，來檢測基于Turbo碼的檢測系統與原分層空時碼檢測系統在無線通信傳輸過程中的性能。仿真過程中先不采用信道編碼技術，考慮不同的信道傳輸環境中，基于Turbo 碼的檢測系統與MIMO-OFM系統在不同的迭代次數和采用不同的天線系統下性能的差異。由于分層空時編碼多應用于準靜態傳輸，因此這里只對準靜態信道下的分層空時編碼進行仿真，仿真結果如圖3所示，橫坐標為發射天線和接收天線的數目，縱坐標為誤比特率。

從圖3中可以發現，基于Turbo碼的檢測系統在二次迭代的情況下要優于V-BLAST系統。并且隨著天線數目的增加，該系統性能也越來越好。而且隨著迭代數目的增加和天線系統的增加，在快衰落信道內傳輸的基于Turbo碼的檢測系統性能可以逐漸接近AWGN信道傳輸性能。

接下來再從不同天線數目情況下，比較兩個系統的性能?？紤]不同的天線結構為MT = MR = 8 ,MT = 5而MR = 8 ,MT = 6 而MR = 8 ,MT = 8 而MR = 5 ,MT = 8 而MR = 6五種情況下，基于Turbo碼的檢測系統和BLAST系統誤碼率性能，仿真結果如圖4所示。

考慮的基于Turbo碼的檢測系統是在10 次迭代以內的最好性能。從圖4中可以看到隨著天線數目的增加基于Turbo 碼的檢測系統和BLAST 系統性能都有所改善，但是在任何天線系統下基于Turbo碼的檢測系統性能總是要優于BLAST系統性能。而且根據BLAST性能，系統在誤碼率性能中的實際增益是在發射天線數目僅次于接收天線數目情況下體現的。因此基于Turbo碼的檢測系統性能也會因為天線數目的增加而性能受到抑制。比如當天線數目為MT = MR = 8 時，基于Turbo碼的檢測系統比BLAST 系統有2~3 dB 的增益，而在MT = 5而MR = 8 狀態時，卻只有0.5 dB的增益。

4 結語

本文在MIMO-OFDM系統中利用Turbo迭代譯碼思想，將接收機設計成為利用軟信息的檢測器與譯碼器，并且兩者之間通過交織器和解交織器相連接。充分利用了迭代檢測的解碼方法，即降低了發射端數據流的復雜度，又簡化了傳統分層空時解碼求偽逆的計算量。另外，在編碼系統中，所有的用戶信息都是同一時刻發送的，每個分量譯碼器的輸入相互獨立。即使在快衰落環境下，每條路徑上的相關性都很小，這使得該系統即獲得了大的分集增益，又提高了系統的譯碼性能。通過仿真結果證明，在不同的傳輸環境下，比原來的MIMO-OFDM系統，在誤比特率上有了很大的改進。