Сравнение эффективности пространственно-временных блочных и решетчатых кодов в наземных MIMO каналах мобильной спутниковой связи
DOI:
https://doi.org/10.20535/S0021347017010010Ключові слова:
пространственно-временной блочный код, пространственно-временной решетчатый код, наземный канал мобильной спутниковой связи, LMS канал, марковская цепь, MIMO, STBC, STTCАнотація
Вследствие переполнения орбит и дефицита частотных ресурсов, использование технологии MIMO для улучшения эффективности использования спектра и повышения пропускной способности канала становится обязательным трендом в системах широкополосной спутниковой связи. В данной статье проведен анализ основных факторов влияния и сравнивается коэффициент битовых ошибок BER (bit error rate) в системах пространственно-временного блочного кодирования STBC (space-time block code) и пространственно-временного решетчатого кодирования STTC (space-time trellis code). Предложена модель наземного канала мобильной спутниковой связи LMS (land mobile satellite) при различных условиях окружающей среды путем использования марковской цепи с тремя состояниями. В статье сделан акцент на изучении характеристики BER для схем кодирования STTC и STBC в случае спутникового канала со многими входами и многими выходами (MIMO). Основное внимание сосредоточено на влиянии таких факторов как окружающая среда терминала и углы возвышения на характеристику BER при использовании систем кодирования STBC и STTC. Результаты моделирования указывают на то, что эффективность схемы кодирования STTC в случае рэлеевского канала заметно улучшается с увеличением количества передающих и принимающих антенн, однако состояние кодера слабо влияет на эффективность системы. В случае рэлеевского канала, эффективность кода Аламоути выше, чем кода STTC. В LMS канале эффективность этих двух видов пространственно-временного кодирования на открытой местности является оптимальной, а в городской зоне — наихудшей. Тем не менее, эффективность схемы кодирования STTC немного превосходит эффективность схемы STBC при различных условиях. При одинаковых условиях окружающей среды значение BER схем кодирования STBC и STTC понижается при возрастании угла высоты спутника, и кривые BER для кода STTC спадают быстрее.Посилання
Telatar, I. E. Capacity of multi-antenna Gaussian channels. European Trans. Telecom. — 1999. — Vol. 10, No. 6. — P. 585–595. — DOI : http://dx.doi.org/10.1002/ett.4460100604.
Loo, Chun. A statistical model for a land mobile satellite link. IEEE Trans. Vehicular Technol. — Aug. 1985. — Vol. 34, No. 3. — P. 122–127. — DOI : http://dx.doi.org/10.1109/T-VT.1985.24048.
Fontan, F. P.; Vazquez-Castro, M.; Cabado, C. E.; Garcia, J. P.; Kubista, E. Statistical modeling of the LMS channel. IEEE Trans. Vehicular Technol. — Nov. 2001. — Vol. 50, No. 6. — P. 1549–1567. — DOI : http://dx.doi.org/10.1109/25.966585.
Gesbert, David; Shafi, Mansoor; Shiu, Da-shan; Smith, P. J.; Naguib, A. From theory to practice: An overview of MIMO space-time coded wireless systems. IEEE J. Sel. Areas Commun. — Apr. 2003. — Vol. 21, No. 3. — P. 281–302. — DOI : http://dx.doi.org/10.1109/JSAC.2003.809458.
Foschini, Gerard J. Layered space-time architecture for wireless communication in fading environment when using multi-element antennas. Bell Labs Tech. J. — 1996. — Vol. 1, No. 2. — P. 41–59. — DOI : http://dx.doi.org/10.1002/bltj.2015.
Yongzhao, Li; Guisheng, Liao; Feng, Wang. Improved BLAST for wireless communications. J. Systems Engineering Electronics. — Mar. 2006. — Vol. 17, No. 1. — P. 48–53. — DOI : http://dx.doi.org/10.1016/S1004-4132(06)60009-1.
Alamouti, S. M. A simple transmit diversity technique for wireless communications. IEEE J. Sel. Areas Commun. — Oct. 1998. — Vol. 16, No. 8. — P. 1451–1458. — DOI : http://dx.doi.org/10.1109/49.730453.
Tarokh, V.; Jafarkhani, H.; Calderbank, A. R. Space-time block coding for wireless communications: performance results. IEEE J. Sel. Areas Commun. — Mar. 1999. — Vol. 17, No. 3. — P. 451–460. — DOI : http://dx.doi.org/10.1109/49.753730.
Tarokh, V.; Seshadri, N.; Calderbank, A. R. Space-time codes for high date rate wireless communication: Performance criterion and code construction. IEEE Trans. Inf. Theory. — Mar. 1998. — Vol. 44, No. 2. — P. 744–765. — DOI : http://dx.doi.org/10.1109/18.661517.
Tolga, M.; Ghrayeb, Ali. Coding for MIMO Communication System. England : John Wiley & Sons Ltd, 2007.
Yu, Xiangbin; Bi, Guangguo. Power control scheme for multiple antenna systems with space-time coding in Rayleigh fading channels. J. Systems Engineering Electronics. — Oct. 2011. — Vol. 22, No. 5. — P. 730–738. — DOI : http://dx.doi.org/10.3969/j.issn.1004-4132.2011.05.002.
King, Peter R.; Stavrou, Stavros. Characteristics of the land mobile satellite MIMO channel. Vehicular Technology : IEEE Conf., 25–28 Sept. 2006, Montreal, Que : proc. — IEEE, 2006. — P. 1–4. — DOI : http://dx.doi.org/10.1109/VTCF.2006.37.
Cho, Yong Soo; Kim, Jaekwon; Yang, Won Young; Kang, Chung G. MIMO-OFDM Wireless Communications with Matlab. — Singapore–England : John Wiley & Sons Ltd, 2010.
Fontán, F. P.; González, J. P.; Ferreiro, M. J. S.; Castro, M. A. V.; Buonomo, S.; Baptista, J. P. Complex envelope three-state Markov model based simulator for the narrow-band LMS channel. Int. J. Satellite Commun. Networking. — Jan. 1997. — Vol. 15, No. 1. — P. 1–15. — DOI : http://dx.doi.org/10.1002/(SICI)1099-1247(199701)15:1<1::AID-SAT563>3.0.CO.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2017 Известия высших учебных заведений. РадиоэлектроникаИздатель журнала Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника (сокр. "Известия вузов. Радиоэлектроника"), Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт", учитывает, что доступ автора к его статье является важным как для самого автора, так и для спонсоров его исследований. Мы представлены в базе издателей SHERPA/RoMEO как зеленый издатель (green publisher), что позволяет автору выполнять самоархивирование своей статьи. Однако важно, чтобы каждая из сторон четко понимала свои права. Просьба более детально ознакомиться с Политикой самоархивирования нашего журнала.
Политика оплаченного открытого доступа POA (paid open access), принятая в журнале, позволяет автору выполнить все необходимые требования по открытому доступу к своей статье, которые выдвигаются институтом, правительством или фондом при выделении финансирования. Просьба более детально ознакомиться с политикой оплаченного открытого доступа нашего журнала (см. отдельно).
Варианты доступа к статье:
1. Статья в открытом доступе POA (paid open access)
В этом случае права автора определяются лицензией CC BY (Creative Commons Attribution).
2. Статья с последующим доступом по подписке
В этом случае права автора определяются авторским договором, приведенным далее.
- Автор (каждый соавтор) уступает Издателю журнала «Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника» НТУУ «КПИ» на срок действия авторского права эксклюзивные права на материалы статьи, в том числе право на публикацию данной статьи издательством Аллертон Пресс, США (Allerton Press) на английском языке в журнале «Radioelectronics and Communications Systems». Передача авторского права охватывает исключительное право на воспроизведение и распространение статьи, включая оттиски, переводы, фото воспроизведения, микроформы, электронные формы (он- и оффлайн), или любые иные подобные формы воспроизведения, а также право издателя на сублицензирование третьим лицам по своему усмотрению без дополнительных консультаций с автором. При этом журнал придерживается Политики конфиденциальности.
- Передача прав включает право на обработку формы представления материалов с помощью компьютерных программам и систем (баз данных) для их использования и воспроизводства, публикации и распространения в электронном формате и внедрения в системы поиска (базы данных).
- Воспроизведение, размещение, передача или иное распространение или использование материалов, содержащихся в статье должно сопровождаться ссылкой на Журнал и упоминанием Издателя, а именно: название статьи, имя автора (соавторов), название журнала, номер тома, номер выпуска, копирайт авторов и издателя "© Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт"; © автор(ы)".
- Автор (каждый соавтор) материалов сохраняет все права собственника материалов, включая патентные права на любые процессы, способы или методы и др., а также права на товарные знаки.
- Издатель разрешает автору (каждому соавтору) материалов следующее:
- Право пользоваться печатными или электронными вариантами материалов статьи в форме и содержании, принятыми Издателем для публикации в Журнале. Подробнее см. политики Оплаченного открытого доступа, подписки и самоархивирования.
- Право бесплатно копировать или передавать коллегам копию напечатанной статьи целиком или частично для их личного или профессионального использования, для продвижения академических или научных исследований или для учебного процесса или других информационных целей, не связанных с коммерческими целями.
- Право использовать материалы из опубликованной статьи в написанной автором (соавторами) книге, монографии, учебнике, учебном пособии и других научных и научно-популярных изданиях.
- Право использовать отдельные рисунки или таблицы и отрывки текста из материалов в собственных целях обучения или для включения их в другую работу, которая печатается (в печатном или электронном формате) третьей стороной, или для представления в электронном формате во внутренние компьютерные сети или на внешние сайты автора (соавторов).
- Автор (соавторы) соглашаются, что каждая копия материалов или любая ее часть, распространенная или размещенная ими в печатном или электронном формате, будет содержать указание на авторское право, предусмотренное в Журнале и полную ссылку на Журнал Издателя.
- Автор (соавторы) гарантирует, что материалы являются оригинальной работой и представлены впервые на рассмотрение только в этом Журнале и ранее не публиковались. Если материалы написаны совместно с соавторами, автор гарантирует, что проинформировал их относительно условий публикации материалов и получил их подписи или письменное разрешение подписываться от их имени.
- Если в материалы включаются отрывки из работ или имеются указания на работы, которые охраняются авторским правом и принадлежат третьей стороне, то автору необходимо получить разрешение владельца авторских прав на использование таких материалов в первом случае и сделать ссылку на первоисточник во втором.
- Автор гарантирует, что материалы не содержат клеветнических высказываний и не посягают на права (включая без ограничений авторское право, права на патент или торговую марку) других лиц и не содержат материалы или инструкции, которые могут причинить вред или ущерб третьим лицам. Автор (каждый соавтор) гарантирует, что их публикация не приведет к разглашению секретных или конфиденциальных сведений (включая государственную тайну). Подтверждением этого является Экспертное заключение (см. перечень документов в Правила для авторов).
- Издатель обязуется опубликовать материалы в случае получения статьей положительного решения редколлегии о публикации на основании внешнего рецензирования (см. Политика рецензирования).
- В случае публикации статьи на английском языке в журнале «Radioelectronics and Communications Systems» (Издатель: Аллертон Пресс, США, распространитель Springer) автору (соавторам) выплачивается гонорар после выхода последнего номера журнала года, в котором опубликована данная статья.
- Документ Согласие на публикацию, который подают русскоязычные авторы при подаче статьи в редакцию, является краткой формой данного договора, в котором изложены все ключевые моменты настоящего договора и наличие которого подтверждает согласие автора (соавторов) с ним. Аналогичным документом для англоязычных авторов является Copyright Transfer Agreement (CTA), предоставляемый издательством Allerton Press.
- Настоящий Договор вступает в силу в момент принятия статьи к публикации. Если материалы не принимаются к публикации или до публикации в журнале автор (авторы) отозвал работу, настоящий Договор не приобретает (теряет) силу.
