隨著頻譜快速增長的需要，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)的特點而具有糾錯能力，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)前移動通信應(yīng)用中具有尤為重要的意義。

隨著對一些新的編碼方式的研究日漸深入，使得對抗惡劣通信環(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)合方式對提高系統(tǒng)性能將具有很深遠的意義。空時編碼就是其中之一。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。

本文提出的空時分層碼連續(xù)相位調(diào)制的簡化接收機，基于CPM信號的Lanrent分解，減少了接收機的匹配濾波器個數(shù)；在各發(fā)射天線上采用差分編碼，以提高譯碼性能；利用空時復(fù)用，使其適合于空時分層碼MMSE有序干擾抑制消除檢測器的使用，避開了網(wǎng)格譯碼大運算量的缺陷，降低了接收機的復(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編碼結(jié)構(gòu)，t=nT時刻采樣，將Nr路采樣結(jié)果送入分層空時編碼檢測接收機獲取終的發(fā)射符號序列估計結(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制序列{pn},pn∈{0,1}.接著{pn}被映射為序列{bn},bn∈{±1}.經(jīng)過二進制CPM調(diào)制后由天線將調(diào)制信號發(fā)射?？梢宰C明，{in}和{pn}具有相同的均值和相關(guān)函數(shù)，因此差分編碼不會改變CPM傳輸期望的譜特性。

復(fù)基帶二進制CPM信號可以表述為其中，E表示發(fā)射的比特能量；T是符號周期；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，接收信號表示為

N為符號個數(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簡化接收機

　　2.1 二進制CPM的Laurent分解

二進制CPM信號的一種等效表達方式為其中，K=2L-1表示用來準確描述s（t）所需要的脈沖成分的個數(shù)；L為CPM的關(guān)聯(lián)長度。當(dāng)L=1時，K=k=1,因此只需要一個AMP脈沖來準確地表示相應(yīng)的CPM信號，且本文討論的簡化接收機正是基于這樣的脈沖疊加表達形式，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）接收機相比，減小了運算的復(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判決準則

表示第v根發(fā)射天線上第n時刻的系數(shù)。表示取實部運算。

要實現(xiàn)式（5）所示的ML判決準則，采用維特比算法的檢測器必須對個狀態(tài)網(wǎng)格進行完整的搜索，這樣即使Nt和L的值較小，系統(tǒng)的運算量還是會較大。

　　2.2 利用MMSE接收機之前的信號處理

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

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

由于這個特點，本文考慮將接收端獲取的信號進行陣列處理，將實部和虛部分離，以方便在不同時刻單獨對信號的實部（或虛部）進行處理，在保證誤碼率的基礎(chǔ)上簡化檢測的復(fù)雜度。對于向量，采用，而矩陣則采用

    其中，分別表示取實部和虛部運算。

為了保證接收端在某時刻僅處理信號的實部或虛部（如2n時刻，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)準正交基以消除或者的影響。因此，以奇數(shù)時刻為例，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)準正交基。陣列處理之后，發(fā)射信號部分的等效結(jié)果為。

     此時，接收信號類似于BPSK調(diào)制下的分層空時編碼結(jié)構(gòu)，因此可以采用性能較好的MMSE檢測算法得到n時刻各天線上系數(shù)的估計結(jié)果。通過運算。

得到第n時刻第v根天線上傳輸符號的估計結(jié)果，v=1,…，Nt.

　　3 仿真分析

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

利用模型復(fù)現(xiàn)實際系統(tǒng)中發(fā)生的本質(zhì)過程，并通過對系統(tǒng)模型的實驗來研究存在的或設(shè)計中的系統(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、機械、化工、水力、熱力等系統(tǒng)，也包括社會、經(jīng)濟、生態(tài)、管理等系統(tǒng)。當(dāng)所研究的系統(tǒng)造價昂貴、實驗的危險性大或需要很長的時間才能了解系統(tǒng)參數(shù)變化所引起的后果時，仿真是一種特別有效的研究手段。仿真的重要工具是計算機。仿真與數(shù)值計算、求解方法的區(qū)別在于它首先是一種實驗技術(shù)。仿真的過程包括建立仿真模型和進行仿真實驗兩個主要步驟。

考慮M=2,k=1/2,L=1的LST-CPM系統(tǒng)，其中，Nt=2,Nr=4.仿真過程中每幀的長度為120個信息符號，CPM調(diào)制的成形函數(shù)為GMSK脈沖，在每個信噪比下統(tǒng)計2 000個誤碼。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檢測的檢測器，有序干擾抑制消除MMSE檢測器，以及BPSK調(diào)制MMSE檢測器的譯碼性能。

在低信噪比條件下，本文提出的簡化接收機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，保證了可實現(xiàn)性。

　　4 結(jié)束語

在MIMO無線通信中，空時分層碼ML接收機具有較高的復(fù)雜度，為了在一定程度上解決運算量的問題，本文提出了一種MSK調(diào)制下的MMSE-OISC簡化接收機。對于多天線系統(tǒng)，獲得了類似于BPSK調(diào)制的空時分層碼結(jié)構(gòu)，利用MMS-OISC檢測接收機，避開了網(wǎng)格譯碼，同時保證了與接收機接近的譯碼性能。仿真結(jié)果驗證了算法的有效性。