Объединение входов для принимаемых сигналов и оценки канала в соответствии с ортогональным пространственно-временным блочным кодом (OSTBC)
MIMO

Блок объединения OSTBC объединяет входной сигнал (от всех приемных антенн) и сигнал оценки канала для извлечения мягкой информации символов, которые были закодированы с использованием OSTBC. Оценка входного канала не может быть постоянной во время передачи каждого блока кодового слова, и алгоритм комбинирования использует только оценку для первого периода символа на блок кодового слова. Демодулятор или декодер символов должен следовать за объединительным блоком в системе связи MIMO.
Блок выполняет операцию объединения для каждого символа независимо. Алгоритм объединения зависит от структуры OSTBC. Дополнительные сведения см. в разделе OSTBC Combining Algoriths этой страницы справки.
Наряду со временными и пространственными доменами для передачи OSTBC, блок поддерживает необязательную размерность, по которой вычисление комбинирования является независимым. Это измерение можно рассматривать как частотную область для приложений на основе OFDM. На следующем рисунке показаны поддерживаемые размеры для входов и выходов блока OSTBC Combiner.


В следующей таблице описывается каждая переменная для блока.
| Переменная | Описание |
|---|---|
| F | дополнительное измерение; обычно это измерение частоты. Вычисление объединения не зависит от этого размера. |
| N | Количество передающих антенн. |
| M | Количество приемных антенн. |
| T | Длина выходной последовательности символов во временной области. |
| R | Скорость передачи символов кода. |
Примечание
На двух входах T/R - длина последовательности символов во временной области.
F может быть любые положительные целые числа. M может быть от 1 до 8, что указывается параметром Number of receive antennas. N может быть 2, 3 или 4, что указывается параметром Количество передающих антенн. Длина T/R временной области должна быть кратной длине блока кодовых слов (2 для Alamouti; 4 для всех остальных OSTBC). Для N = 2 T/R должно быть кратным 2. Если N > 2, значение T/R должно быть кратным 4. Значение R по умолчанию равно 1 для 2 антенн. R может быть либо , либо для более чем 2 антенн.
Поддерживаемые размеры блока зависят от значений F и M. Для одной приемной антенны (M = 1) входной сигнал должен быть вектором столбца или полной матрицей 2-D, в зависимости от значения F. Соответствующий входной сигнал оценки канала должен быть полной матрицей 2-D или 3-D.
Для более чем одной приемной антенны (M > 1) входной сигнал должен быть полной матрицей 2-D или 3-D, в зависимости от значения F. Соответственно, входной сигнал оценки канала должен быть матрицей 3-D или 4-D, в зависимости от значения F.
Сведения о распространении размеров блока см. в следующей таблице.
| Вход 1 (принятый сигнал) | Вход 2 (оценка канала) | Продукция | |
|---|---|---|---|
| F = 1 и M = 1 | Вектор столбца | 2-D | Вектор столбца |
| F = 1 и M > 1 | 2-D | 3-D | Вектор столбца |
| F > 1 и M = 1 | 2-D | 3-D | 2-D |
| F > 1 и M > 1 | 3-D | 4-D | 2-D |
Для получения информации о типах данных, поддерживаемых каждым блочным портом, см. таблицу Поддерживаемые типы данных на этой странице. Выходной сигнал наследует тип данных от входов. Блок поддерживает различные свойства фиксированных точек для двух входов. Для fixed-point сигналов длина выходного слова и дробная длина зависят от настроек параметров маски блока. Дополнительные сведения о распространении данных с фиксированной точкой этого блока см. в разделе Сигналы с фиксированной точкой.
Выходной сигнал наследует обрамление входного сигнала. Для вектора столбца или входного сигнала полной матрицы 2-D входной сигнал может быть основан либо на кадрах, либо на выборках. Входной сигнал матрицы 3-D или 4-D должен иметь вход на основе выборки.
Блок OSTBC Combiner поддерживает пять различных алгоритмов OSTBC, объединяющих вычисления. В зависимости от выбора скорости передачи и количества передающих антенн можно выбрать один из алгоритмов, показанных в следующей таблице.
| Передающая антенна | Уровень | Вычислительный алгоритм по длине блока кодового слова |
|---|---|---|
| 2 | 1 |
1, j − h1, jr 2, j *) ⋅
|
| 3 | 1/2 |
h1, j r 2, j * − h3, j r 4, j *) ⋅
|
| 3 | 3/4 |
*) ⋅
|
| 4 | 1/2 |
r 2, j * + h4, j * r 3, j − h3, j r 4, j *) ⋅
|
| 4 | 3/4 |
*) ⋅
|
k представляет оцененный k-ый символ в матрице кодовых слов OSTBC. hij представляет оценку для канала от i-й передающей антенны и j-й приемной антенны. Значения i и j могут находиться в диапазоне от 1 до N (количество передающих антенн) и от М (количество приемных антенн) соответственно. rlj представляет i-й символ в j-й приемной антенне на блок кодового слова. Значение l может находиться в диапазоне от 1 до длины блока кодового слова. H‖2 представляет собой суммирование мощности канала на линию связи, то есть H‖2=∑i=1N∑j=1M‖hij‖2
Используйте следующую формулу для 1 для кода Alamouti с 1 приемной антенной, чтобы выделить типы данных, используемые для сигналов с фиксированной точкой.
В этом уравнении типы данных для выхода продукта и накопителя соответствуют произведению и суммированию в числителе. Аналогично, типы для выхода энергетического продукта и накопителя энергии соответствуют продукту и суммированию в знаменателе.
Схема потока сигналов для s1 Комбинирование вычисления кода Alamouti с одной приемной антенной

Следующая формула показывает типы данных, используемые в блоке OSTBC Combiner для сигналов с фиксированной точкой для более чем одной приемной антенны для кода Аламути, где М представляет количество приемных антенн.
Блок-схема сигналов для комплексного умножения a + ib и c + id

Для двоичного масштабирования точек нельзя задать WLp и FLp. Вместо этого блоки определяют эти значения неявно из WLa и FLa
Внутреннее правило для выходных данных продукта и выходных данных энергетического продукта:
При выборе Inherit via internal rule, внутреннее правило определяет WLp и FLp. Поэтому WLa = WLp + 1 и FLa = FLp
Для Binary point scaling, указываются WLa и FLa. Поэтому WLp = WLa -1 и FLa = FLp.
Сведения о применении внутреннего правила к накопителю и накопителю энергии см. в разделе Наследование через внутреннее правило.
Устанавливает количество передающих антенн. Блок поддерживает 2, 3 или 4 передающие антенны. Это значение по умолчанию равно 2.
Задает скорость передачи символов кода. Можно указать 3/4 или 1/2. Это поле появляется только при использовании более 2 передающих антенн. По умолчанию это поле имеет значение для более чем 2 передающих антенн. Для 2 передающих антенн опция скорости отсутствует, а неявная (по умолчанию) скорость по умолчанию равна 1.
Количество антенн, используемых блоком для приема потоков сигналов. Блок поддерживает от 1 до 8 приемных антенн. Это значение по умолчанию равно 1.
Задает режим округления для вычислений с фиксированной точкой. Блок использует режим округления, если значение не может быть представлено точно указанным типом данных и масштабированием. В этом случае значение округляется до представимого числа. Дополнительные сведения см. в разделе Округление (конструктор фиксированных точек).
Устанавливает режим переполнения для вычислений с фиксированной точкой. Используйте этот параметр, чтобы указать метод, который будет использоваться, если величина результата вычисления с фиксированной точкой не соответствует диапазону типа данных и масштабирования, в котором хранится результат. Дополнительные сведения см. в разделе Точность и диапазон.
Комплексное произведение в числителе для объединения разнесения. Для получения дополнительной информации см. раздел «Сигналы фиксированной точки» на этой странице справки.
Суммирование в числителе для объединения разнесения.
Блоки Toolbox™ связи с фиксированной точкой, которые должны содержать результаты суммирования для дальнейшего вычисления, обычно позволяют указать тип данных и масштаб накопителя. Большинство таких блоков, приведённых к типу данных накопителя перед суммированием:

Используйте параметр Accumulator - Mode, чтобы указать, как следует обозначать длину слова и дроби накопителя:
При выборе Inherit via internal rule, длина выходного слова аккумулятора и дроби вычисляется автоматически. Дополнительные сведения см. в разделе Наследование через внутреннее правило.
При выборе Same as product output, эти характеристики соответствуют характеристикам продукта.
При выборе Same as inputэти характеристики совпадают с характеристиками первого входа в блок.
При выборе Binary point scaling, вы можете ввести длину слова и длину дроби накопителя, в битах.
При выборе Slope and bias scaling, вы можете ввести длину слова, в битах, и наклон накопителя. Смещение всех сигналов в программном обеспечении DSP System Toolbox™ равно нулю.
Комплексное произведение в знаменателе для вычисления общей энергии в канале MIMO.
Суммирование в знаменателе для вычисления общей энергии в канале MIMO.
Нормализованное объединение разнесения по суммарной энергии в канале MIMO.
| Порт | Поддерживаемые типы данных |
|---|---|
| Rx |
|
| пояс |
|
| Из |
|
Пример используемого блока см. в документе OSTBC Over 3x2 Rayleigh Fading Channel. В модели показано использование скорости startOSTBC для 3 передающих и 2 приемных антенн с модуляцией BPSK с использованием независимых линий с замиранием и AWGN.
Блок также можно просмотреть в примере Concatenated OSTBC с TCM, введя commtcmostbc в командной строке MATLAB ®.