毕业设计(论文)--协作MIMO系统的空时编码分析研究.doc

毕毕业业设设计计（（论论文文 ）） 题 目 协作 MIMO 系统的 空时编码 专 业 通信工程 学 号 学 生 XXX 指 导 教 师 答 辩 日 期 I 摘 要 通信的发展离不开频谱资源的利用问题，因此许多研究的重点都放在了提高 频谱利用率、增大信道容量等的问题上。在 MIMO 系统中引入利用分集的空时 编码技术可以很好的减少信号衰落的影响，能够降低误码率，获得信号的增益。 本文先是介绍了 MIMO 系统的特性以及研究的现状，分析当前的研究点。 论述了根据无线信道的特性，通过引入空时编码可以获得的优势。然后再分析了 常见的空时编码理论解决方案，通过对常见的解决方案的性能仿真和研究，理论 证明空时编码理论对于提高频谱利用率方面确实有积极的影响，对于不同空时编 码的优劣情况及理论应用前景最后做了详细的分析。本文最后一章是结合四种 MIMO 系统模型而研究了空时编码在 MIMO 系统中如何应用的问题，通过和其 他系统或是不同编码方案的性能仿真比较分析，给出了空时编码方案在 MIMO 系统下的可行性研究。 关键词MIMO 系统；分集；增益；空时编码 II Abstract The development of communication depends on the utilization of spectrum resource, so many researches focus on the problem of improving the utilization of spectrum and increasing the capacity of the channel. In the MIMO system, the use of the space-time coding technique can reduce the error rate and gain the signal. This paper first introduces the characteristics of the MIMO system and the status of the research, and analyzes the current research points. According to the characteristics of the wireless channel, the advantage of the time coding is introduced. After analyzing the common space-time coding theory solutions, through the common solution perance simulation and research. It is proved theoretically that the space- time coding theory to improve the spectrum utilization does have a positive impact, for different space-time coding advantages and application prospect of the theory and detailed analysis. In the last chapter of this paper, combined with four kinds of MIMO system model and study the space-time coding in the MIMO system how to apply the problem. Comparing with other systems or to simulate the perance of different coding schemes for comparative analysis, gives the space-time coding scheme in MIMO system feasibility study. Keywords MIMO system, Diversity, Transmission gain, Space-time code III 目 录 摘要摘要..................................................................................................................................I ABSTRACT.................................................................................................................II 第第 1 1 章章 绪绪 论论 1.1 课题背景、目的和意义.........................................................................................1 1.2 主要研究内容.........................................................................................................2 1.3 本文结构.................................................................................................................3 第第 2 章章 无线信道特性无线信道特性 2.1 MIMO 系统.............................................................................................................4 2.1.1 无线信道系统分类.........................................................................................4 2.1.2 无线信道系统性能.........................................................................................5 2.1.3 MIMO 信道模型..............................................................................................5 2.1.4 MIMO 信道条件..............................................................................................7 2.2 无线信道分集技术 ................................................................................................8 2.2.1 时间分集技术.................................................................................................8 2.2.2 空间分集技术.................................................................................................9 2.3 增益方案 ..............................................................................................................10 2.3.1 分集增益.......................................................................................................10 2.3.2 编码增益.......................................................................................................10 2.3.3 阵列增益.......................................................................................................11 2.4 合并技术 ..............................................................................................................11 2.5 无线信道特点 ......................................................................................................13 2.5.1 加性高斯白噪声...........................................................................................13 2.5.2 大尺度传播效应...........................................................................................14 2.5.3 小尺度传播效应...........................................................................................14 第第 3 章章 空时编码空时编码 3.1 ALAMOUTI方案.....................................................................................................16 IV 3.2 正交空时分组码编码方案 ..................................................................................18 3.3 其他空时编码 ......................................................................................................18 3.3.1 空时分格码...................................................................................................18 3.3.2 空时分层码...................................................................................................19 第第 4 章章 空时编码仿真实验空时编码仿真实验 4.1 ALAMOUTI方案.....................................................................................................21 4.2 仿真结果...............................................................................................................22 结论结论 .............................................................................................................24 参考文献参考文献......................................................................................................................25 致谢致谢................................................................................................................................27 - 1 - 第第 1 1 章章 绪绪 论论 1.1 课题背景、目的和意义 自上世纪 80 年代以来，移动通信产业得到了前所未有的发展，给人们的生 活方式带来了巨大改变。第三代移动通信技术已于本世纪初投入商业化运营，可 以为用户提供语音、数据、Web 浏览、文件传输和低速率的多媒体服务。随着移 动互联网和多媒体业务的飞速发展，用户要求实现传输速率在 100Mbps 以上的业 务服务，并且希望获得更好的可靠性和安全性，而现有移动通信系统已经无法满 足这一需求。因此，通信界许多国际标准化组织和研究机构都在致力于下一代移 动通信的标准制定和技术研究。国际电信联盟International Telecommunication Union， ITU在 2008 年开始征集先进的国际移动通信International Mobile Telecommunication-Advanced， IMT-Advanced标准也称为 4G，其目标是实现高 速移动条件下峰值速率为 100Mbps，低速和室内环境下支持 IGbps 的峰值速率。 目前向 IMT-Advanced 演进的路线主要有三条，分别是超移动宽带Ultra Mobile Broadband， UMB、全球微波互联接入World wide Interoperability for Microwave Access， WiMAX和长期演进及增强技术Long Term Evolution Long Term Evolution -Advanced， LTELTE-A2，并且以第三代合作伙伴计划The 3rd Generation Partnership Project， 3GPP提出的 LTELTE-A 最受通信运营商的青 睐虽然三条演进路线之间存在着差异，但它们的共同之处在于物理层都采用正交 频分复用Orthogonal Frequency Division Multiplexing， OFDM和多输入多输出 Multiple- Multiple-Output， MIMO等技术。上述两种技术可以大幅度提升 无线通信系统的频谱利用率，为支持更高速率的多媒体业务提供良好的技术保障。 智能终端设备近年来得到了极大的发展和普及，人们对能够随时随地以无线 方式接入互联网的需求越来越迫切。在移动蜂窝网络飞速发展的同时，其他无线 宽带接入技术也得到了全面而迅猛的发展。以 IEEE802.11X 为基础的无线保真 Wireless Fidelity，Wi-Fi技术在近年来得到了广泛的关注及用，2009 年， IEEE802.11n 添加了对 MIMO 技术的支持，通过使用多根发射和接收天线，可以 实现更高速率的数据传输，从而满足家庭和公共场所场景下用户实现无线接入的 体验需求。 近 10 年来，对无线 MIMO 系统信道容量研究的成果表明在发送端和/或接收 端使用多根天线可极大地增加系统的信道容量。为了在信息传输中充分利用和尽 - 2 - 可能接近无线 MIMO 系统的信道容量，人们很自然地将 SISO 系统中已经比较成 熟的各种编码技术推广到 MIMO 系统，这样空时编码就应运而生。空时编码是无 线通信中的一种新的编码与信号处理技术，由于空时编码在不同天线发送的信号 间引入了时域和空域相关，因此，能较好地利用由多发送多接收天线构成的 MIMO 系统所提供的传输分集度和自由度，可在不增加带宽和发送功率的情况下 提高信息传输速率，改善信息传输性能。空时编码的概念最早于 1987 年由 Winier 提出，Guey 等和 Tarokh 等分别给出了空时编码的设计准则，此后又有文 章分别从不同的角度对空时编码的设计方法进行了改进。特别值得一提的是在 1998 至 1999 年发表的一系列论文极大地丰富了空时编码的内容，引导人们对空 时编码的研究进入了一个新时期，使这项技术成为 MIMO 技术中的研究热点。 空时编码从设计方法的角度大致可分为空时网格码STTC、空时分组码 STBC、分层空时码LSTC和差分空时码DSTC等四类。 1.2 主要研究内容 结合国内外研究现状的分析和总结，课题研究包括如下内容 构建协作 MIMO 系统模型，将 MIMO 系统的空时编码技术引用到协作 MIMO 系统体系，获得分集增益的同时下获得编码增益。 图 1-1 发射端 - 3 - 图 1-2 无线信道模型 1.3 本文结构 本文将围绕设计四个模型，分别采用了四种仿真模型，其分别是无分集增益 的一发一收天线模型，发射分集的二发一收天线模型，发射分集的二发二收天线 模型，以及接收分集的一发二收天线模型，通过依靠空时分组码的编码方式了解 协作 MIMO 系统下的编码增益与分集增益。 本文主要内容如下 第 2 章中，对无线信道的特性进行讨论分析，了解协作 MIMO 系统的优势与 信道模型，同时了解无线信道下的分集增益与编码增益。 第 3 章中，讨论了空时分组码的理论，了解空时分组码的编码方式与译码方 式。同时简述另外两种空时编码，并且简单了解另外两种空时编码的系统结构。 第 4 章中，讨论分析了解了四种信道模型的仿真结果，分析四种系统模型的 优劣。 最后对毕业设计工作进行了总结。 - 4 - 第第 2 章章 无线信道特性无线信道特性 2.1 MIMO 系统 2.1.1 无线信道系统分类 图 2-1 给出了用于定义无线通信系统的不同天线配置结构框图。为应用方便， 根据天线系统的不同配置，即发射机和接收机是否配置多个天线系统天线阵， 移动通信信道可以分为四种情况单输入单输出系统SISO，单输入多输出系统 SIMO，多输入单输出系统MISO，多输入多输出系统MIMO。本论文主要研 究 MIMO 系统。MIMO 信道是指由一个基站多个发送、接收天线与多个用户交 互，每个基站都有一个或者更多的天线队列。MIMO 系统的概念最初主要是由 Teletar 和 Foschini 提出。这个理论的核心是在收发两端使用多根天线进行信号 的传输和接收。其采用分立式多天线结构，各个天线之间距离是一定值，所以各 个发送端天线和接收端天线之间的传输信号是互相独立、不受影响的。独立的信 道之间传输信号可以在接收端进行空间分集和时间分集接收，这样就增加了无线 信道容量。信道容量取决于最大可实现的数据率和一个任意小的误码率。因此， 那些研究盛行的信道编码方案将使得系统逼近香农容量公式的极限。这些编码技 术包括 Tarokh、Seshadri 和 Calderbank 提出的空时分格编码技术、Alamouti 提 出的空时分组编码技术和贝尔实验室提出了空时分层编码技术，前两种编码方案 在分集层面可以提高链路层的性能，而后一种编码技术可以达到 42 bit/s/Hz 的频 谱效率之高，要远远高于目前在蜂窝通信或者无线局域网系统的 23 bit/s/Hz 的 频谱效率。 - 5 - 图 2-1 无线信道不同天线配置结构图 2.1.2 无线信道系统性能 影响无线通信系统性能的三个最主要的不利因素无疑是同频道干扰CCI、 码间干扰ISI以及信号衰落等。CCI 一般是由系统中不同用户使用相同频道或者 是系统中未知的干扰源而产生的，ISI 和信号衰落则是由无线信道的多径影响而 产生的。为了减弱信号衰落的影响，MIMO 系统采用分集技术来处理分集将在 后面章节提到，由此引入极化分集、空间分集、时间分集以及频率分集，极化分 集和空间分集由采用阵列天线获得，时间分集以通过具体的发射技术编码调制 来获得，频率分集可通过利用多径物理信道来获得。为了消除或减弱无线通信系 统中的 ISI，多径信道可以用来信道均衡技术均衡，而这些技术包括 RAKE 接 收或是自适应均衡。MIMO 系统能够充分利用信号的空时频域的特性，利用或减 弱多径衰落，减小发射功率、增大系统容量、减小空间电磁干扰、消除 CCI 以 及提高频率利用率。由于在不同的实际应用环境下需要考虑的因素不同，MIMO 系统具有不同的性能指标。一般来讲 MIMO 系统性能的主要参考指标包括 1 功率利用率一般说的功率利用率仅仅指收发天线的信噪比增益，如果在 无线通信系统中引入相控天线阵PCA，可以形成发信功率的定向和集中辐射， 会产生能量集聚作用，可以达到利用较小的发射功率获取较大收信 SNR 基本目 的，会大幅度提升信道容量。此时，由于引入了定向窄波束的概念，因此还可实 现空分复用SDM，从而能够大幅度提升信道容量。 2 可靠性又称发射的鲁棒性，用于衡量给定比特率下系统的通信质量的。 一般来说，比特率越高，可靠性越低。 3 有效性评价标准是在单位带宽内提供尽可能高的比特率，可以用频谱利 用率表示。在高斯信道条件下，定义为在任意低误码率下可以获得的最高比特 率。由香农公式可得， 与功率利用率呈负相关性，即上升，功率利用率下降。 4 复杂度由于无线通信系统上下行中的其中一端指下行的移动用户设备 一般是靠电池供电的，其功率消耗与通信系统复杂度呈正相关性。因此，最切合 实际的设计方案是电池供电的一端要减小其系统的复杂度，设计收发两端不对称 的通信系统。 2.1.3 MIMO 信道模型 在无线信道中通信时，多径衰落下的物理机制是复杂混乱的，它使得想要控 制所有的信道特征实际上是不可能的。尽管基站和大体积的物体诸如建筑物之类 在很长的时间周期内有稳定的信道，可是接收者和相对来说比较小的物体由于在 环境中是不断移动的，它们的信道是无法预测得到的。因此，很有必要将信道看 - 6 - 成一个整体来研究，使用合适的统计模型描述它们。 在拥有很多用户的移动通信系统中， 移动单元装载拥有多个天线的基站是最有 效益的，同样基站也可能拥有小数目的天线也可能是一个。假设通信系统中载 有个发射天线和个接收天线。假定接收机已知信道状态信息，但是发射机 t M r M 未知。在窄带传输情况下，衰落信道是非频率选择性或平坦的，并且假定互相独 立的准静态，即信道在一个码字传输过程中不变，而且从一个码字到另一个码字 是独立的。在这种情况下，分集只在空间域和时间域可用。 图 2-2 具有个发射天线和个接收天线的 MIMO 系统天线 t M r M 一个空时编码 MIMO 系统如图 2-2 所示。空时编码器输入数据流到 b 比特 长的模块中，并且对于每个模块，从大小为的码字集合中选择一个码字。2bL 选定的码字随后通过信道在发射天线和时隙 T 中进行发送。每个码字都可以 t M 表示为 T维的矩阵 t M 2-1 1 111 1 222 1 1,2,..., t t t Mi Mi i tt Mi TTT ccc ccc CciM ccc 此处，表示由发射天线在非相关时间 中发射 i t c1,2,..., t i iM1,2,... t tT 的符号， 发射天线 到接收天线直接的信道系数表示为。这些系数是零均值ij , i j h 且具有单位方差的复高斯随机变量，也通常称为路径增益，是准静态、平坦的瑞 利分布。此外，对于不同天线对，路径增益是不相关的，相应地有信号从不, i j 同的发送天线传输，以及信号从不同接收天线经历独立的衰落信道而接收。在时 - 7 - 隙 时刻，从天线 发送信号，接收天线接收信号。则基本的发送接收方程可tij 以认为 2-2 , 1 ,1,2,..., t M jij tti jt i t yc hztT M 这是个发射天线和个接收天线的 MIMO 系统基本方程。是在时间 t M r M j t z 天线相关的噪声，一般假设为高斯白噪声，通常是独立的零均值复高斯随机噪tj 声的组成部分，在实际中和假设中，其方差都等于，是每根天线接收到的 0 2N 信噪比SNR，比例因子保证了是在每个接收天线上的平均信噪比SNR， t M 并且它与发射天线独立，由于方程出现，因而假设。另外也正是由于 0 21N 方程中出现了信噪比 ，要求假设每个发出信号的平均能量为 1，所以假设码字 满足能量限制，此处表示期望，是的 Frobenius 范数。 2 t F ECM T E 2 F CC 更一般地，发送接收信号式可以写成更紧密的形式如下 2-3 212 , 2 YGx xHZ 2.1.4 MIMO 信道条件 由于无线信道可以用路径增益有效地描述，因此对于衰减系数统计地描述就 是有必要研究的。在所有的信道衰落模型中，最常用的是瑞利衰落，其假设环境 中的有许多小反射存在。在这种情况下，衰减系数可以建模为一个复杂的零均值 高斯随机变量，变量在实际和理论上都有相同的方差。瑞利衰落的一个重要的假 设是没有一个信号路径是占主导地位的。这意味着发射机和接收机相隔很远，信 号不能通过视距方式传播，因此瑞利衰落模型可以应用在高楼林立的城市地区。 如果希望模型的情况应用在可以通过视距传播信道的收发天线之间，那么应当使 用赖斯衰落模型。本文将举例应用近似瑞利衰落。 另一个重要的方面是无线信道环境在时间中变化快慢的问题。更确切地说是 在相干时间和其延迟约束的关系下变化快慢问题。如果相干时间和延迟约束具有 很大的相关性，由此产生的衰落被称为慢衰落。在慢衰落模型中，在相干周期内， 衰减系数不是独立的，可能是均等的。如果它们相等的，而且在一个相干周期到 另一个相干周期内变化，准静态衰落就会发生。相反的情况是当相干时间小于信 道的延时约束时间时，产生的衰落为快衰落。慢衰落对应的情况主要存在于大体 积的静止的物体，例如建筑物和山脉等。在移动应用中，例如因特网信道快速 变化的原因是由于有许多手机用户，尽管快衰落适用于很宽泛的情况，但是本文 - 8 - 主要讨论准静态衰落情况。 信道的时间变化和使用衰落系数来描述的统计模型之间会有一个令人困惑的 问题。本文所述的信道时间变化指的是信道路径增益实际值的变化，而统计模型 只是路径增益的一种概率分布模型。作为信道随时间变化的不定状态，实际的衰 落系数也是变化的，但是它们的概率分布可能趋向于一个特定的模型，比如瑞利 衰落，其在衰落系数中是独立变化的。多个路径增益由于存在多个传输天线而变 的更加明显，衰落差别也会随之变的更加突出。 无线信道的最后一个特性是关于频率选择性。总所周知，任何波形都是一组 不同的频率周期信号集合。至于无线通信而言，任何通过无线信道信发送的信号 也是由具有不同的频率的信号组成。如果这些信号在信道中受到的影响不同，那 么衰落也可以说具有频率选择性。否则信号的所有频率成分都有相同数量的衰落， 这样的信道称为平坦衰落信道。 2.2 无线信道分集技术 分集有两重含义一是分散传输，以便接收端能获得多个携带同一信号信息但 是独立统计的衰落信号;二是集中处理，即接收机把收到的多个独立统计的衰落信 号进行合并，目的是降低衰落的影响。 上一节所述信道衰落效应会影响到信号的传播和接收，而本节讨论的分集技 术就是用来补偿这种衰落影响的，它通常要通过两个或者更多的接收支路来实现。 当信号通过无线信道传输时，信号的空间衰落和它的时变特性成了信号传输过程 中不可回避的现象。在特定的时间内， 尽管衰落现象确实存在，但是接收机通 过一定的方法能够恢复原始信号;而在其他时间内，衰落传输导致的信号在接收端 不可能完整地恢复出来，这种衰落称为深衰落。因此， 如果信号的传输和接收 都取决于单个路径，那么在接收端就可能接收到误码率高的信号，甚至是其他的 无关信号，而避免此类困挠的一种方法自然就是确保每个符号通过几个路径发送， 在接收端接收多径独立的衰落信号，然后再通过一定的方法，将信号分离、合并， 选出质量最好的信号，作为最后的接收信号，这种发送接收信号的方法，就是分 集。 分集有几个多种方式，根据发射信号副本采用的不同方法，可以将分集技术 分为时间分集、频率分集、空间分集等，但是和空时编码有关的分集方式只有时 间分集和空间分集。 2.2.1 时间分集技术 无线通信信道的衰落特性的可以用一种时间的函数来表示，直观地说，信息 - 9 - 传播在时间上的衰落现象就和一种物体随着时间而褪色原理一样。简而言之，作 为两个独立的信号同时向远方传播，衰落对它们各自的影响也是独立的。这种独 立衰落的一种学术上的更确的解释是由所谓的相干时间引起的。一般来说，相干 时间可以被认为是在信道状态下可预测的时间。因此，两路信号的传播时间小于 相干时间，则它们的衰落影响就是互相存在的，否则它们在时间上的衰落就是独 立存在的。 时间分集也称为实时分集 可以通过使用合适的编码和多次重发信号方法来 减少衰落对信号的影响。信息编码使用一个纠错编码来实现，每个码字在不同的 相干时间内被分为个连续的部分传播。更明确地，如果信号是L 12 ,,... L xx xx 一个码字序列， 是的任意两部分信号，各自分别在时间和传播，那么，若要区x 别，则应该大于信道的相干时间。定义相干时间意味着 的任意信号序列都是Tx 独立衰落的，即使序列中的一些信号由于深衰落而丢失，其他信号也可以正确恢 复原来的信息。在上述叙述中， 称为分集数量。实现时间分集最简单的方法是L 将多次重发信号作为纠错码的一种实现方案。在这种情况下，每个码字由个重L 复发送的信号组成。相同的码字仅仅是来在相同天线上简单重复地传播次，每L 个信号会在不同的相干时间内传输。 虽然时间分集显著地增加了数据传输的可靠性，但是它仍然有很大的缺陷。 首先，它传输数据率低，它需要经历次才传输一个信号;此外，相同信号在不同L 的相干时间上传播，所以没有一定的延迟时间，接收机就无法开始解码，这在对 于实时性要求比较高的应用场景中如在语音传输手机等是无法接受的。当信道 衰减随时间变化过于缓慢时，时间分集就不适合减小衰落了，由此产生了需要将 空间分集和时间分集一起结合使用的思想。 2.2.2 空间分集技术 在实际应用中，接收者是一个移动的对象，所以随时间变化才产生了多径衰 落，时间分集方案保证了相同信息的码字通过独立衰落的路径来传输。一个接收 者的移动性并非产生多径衰落的唯一原因，此外，独立相隔的天线阵列也是产生 多径衰落的另一个重要因素，这个因素被称为空间分集，它是一般天线分集中的 一种特殊情况。 如果使用多个发射天线，空间分集也被称为发送分集;如果使用多个接收天线， 它也被称为接收分集。如不特殊说明，本文所指的空间分集就意味着是发送分集。 一个将时间分集和空间分集结合的简单方案，可以通过以下方式实现假设我们想 传递一个信号，我们使用纠错编码对进行编码，获得。然后我xx 12 ,,... L xx xx - 10 - 们使用个不同的传输天线传送。在时间时， 是通过天线 发送的，而Lxti i xi 此时其他天线是不工作的。如果接收到的信号误码率太高，纠错编码会多次此信 号，意味着可能需要次通过个发送天线来发送一个信号。值得注意的是，因LL 为使用不同的发天线来发送信号，所以这个方案是适合有严格的延迟的情况。在 无线通信中，分集是一项重要的提高系统性能的方法，因此，很多通信解决方案 都会同时应用多种分集方案处理信号。空时编码就是同时在空间和时间上都采用 分集的编码方案。 2.3 增益方案 在通信系统的研究领域，多径衰落是一个绕不开的问题。在一个衰落信道， 信号会经历从有到无的衰减过程，当信号功率显著下降时，就意味着该信道已经 开始衰落了，信道衰落就会产生高误比特率BER，我们可以利用信道的增益来 减弱信号衰落对传输的影响。信道的增益会涉及到发射信号随着时间、空间以及 频率变化的多样性问题。在无线通信中有三种类型的信号增益方案。 2.3.1 分集增益 在无线信道中信号的功率是随机变化的，分集技术可以有效地对抗多径衰落 现象，分集技术的发射信号可以通过多重独立衰落路径，例如在时间、空间、频 率等，空间分集优于频率、时间分集的方式，因为空间分集不会占用额外的传输 时间或系统带宽。如果发射信号设计合理，构成 MIMO 信道的 Mt，Mr 条链路 互相独立衰落，那么接收端把接收的信号合成在一起，合成的信号和单输入单输 出系统SISO链路信号想比较，其信号随机起伏幅度将减小。使用合适的发射信 号设计方案，在发射端缺少信道状态信息的情况下仍可使用扩展空间分集增益技 术，诸如采用空时编码。我们通过此类分集获得多少增益可以使用数学表达式来 衡量，这被称为分集增益。常用的分集增益可以用下述表达式定义 2-4 log lim log SNR PEP SNR 其中，PEP 是成对错误概率，例如接收机误解码信息的概率。这个概率是有上界 值的，因为表达式的一项是 SNR 的倍数，L 代表分集增益值， 1 L SNR 是个有限值。 1 L SNR 2.3.2 编码增益 编码增益是在相同的分集增益前提下，具有编码的系统相对于无编码系统的 - 11 - 一种近似测量增益，编码通过映射信息序列，使序列变长从而增加信息的冗余 （表示为一个二进制数组） 。在一个预定义编码的情况下，两个码字的距离大于 编码前它们相对应的信息序列距离，减少了不同的信息码字混淆的概率，这是增 加冗余的最大优势。编码增益是增益后码字距离的量化，和不同的码字对的最小 距离密切相关。像分集增益、编码增益，如果代入式中的 PEP，其本身也存在一 个最大值。编码增益也可以用几何表述，无线系统的性能也通常由一个 PEP 相对 SNRdB的趋势图阐明。性能趋势图的水平方向表示系统的编码增益相对于系统 的非编码增益大小，其值用分贝表示。 2.3.3 阵列增益 阵列增益通过对发送端或者接收端的多维信号进行相干合成以提高接收端的 信噪比SINR来得到的。如果系统信道是多个发射机的信道环境，根据信道系数， 这样在单天线接收机有相干合成，在这种情况下的阵列增益叫做发送阵列增益;相 反的，如果不知道信道情况，且在发射端只有一个天线，而在接收端却有多个天 线的情况下，接收端可以收到多个信号，从中选出增益最大的信号作为最后的接 收信号，这种情况下的阵列增益叫做接收阵列增益。因