Προσδιορισμός επίδοσης ορθογωνικών χωροχρονικών μπλοκ κωδικοποίησης σε γενικευμένα κανάλια διάδοσης

Abstract

Η ραγδαία εξέλιξη των κινητών συστημάτων επικοινωνιών απαιτεί υψηλούς ρυθμούς μεταφοράς δεδομένων (high data rates), υψηλή φασματική απόδοση (high spectral efficiency), και κυρίως αντιμετώπιση της επίδρασης της διάλλειψης του καναλιού στο σήμα λήψης. Η κωδικοποίηση που παρουσίασε ο Alamouti έφερε επανάσταση στις ασύρματες τεχνολογίες με ένα απλό 2×1 σχέδιο μετάδοσης, με δύο κεραίες εκπομπής και μία κεραία λήψης, που επιτυγχάνει κέρδος διαφορισιμότητας (full diversity gain) ισοδύναμο με ένα σύστημα 1×2 με Maximum Ratio Combining (ΜRC). H εργασία αυτή παρουσιάζει τις βασικές αρχές εκπομπής και λήψης των χωρο-χρονικών μπλοκ κωδίκων (Space Time Block Codes, STBCs). Γίνεται μία περιγραφή της εκτίμησης μέγιστης πιθανοφάνειας (maximum likelihood estimation) για την αποδιαμόρφωση της κωδικοποίησης Alamouti 2×2 καθώς και οι γενικές σχέσεις αποδιαμόρφωσης για άλλες κωδικοποίησεις. Με τη βοήθεια του MatLab προσομοιώνει STBCs με διαφορετικά coding rates. Στη συνέχεια υπολογίζει την πιθανότητα σφάλματος (Bit Error Probability) για διάφορες ψηφιακές διαμορφώσεις (BPSK, QPSK, 16-QAM) σε κανάλια με Rayleigh fading και Nakagami-m fading. Ιδιαίτερα συγκρίνει την επίδοση των συστημάτων αυτών για τις εξής περιπτώσεις: α) ανεξάρτητο fading στις διαφορετικές διαδρομές του Multiple Input Multiple Output (MIMO) συστήματος β) συσχετισμένο fading μόνο στις κεραίες λήψης και γ) συσχετισμένο fading στις κεραίες εκπομπής και στις κεραίες λήψης.Τα αποτελέσματα των προσομοιώσεων αυτών αξιολογούνται και συγκρίνονται μεταξύ τους αλλά και σε σχέση με ένα απλό Single Input Single Output (SISO) σύστημα.