BLAST空间复用系统详解

未来移动通信系统的首要目标是实现高速率的宽带传输，BLAST就是实现这一目标的重要手段之一。BLAST是一种在发射端和接收端都采用多天线来提高通信系统传输速率的通信技术。根据发送策略不同，BLAST系统又可分为对角线分层（Diagonal BLAST，D_- BLAST）和垂直分层（Vertical BLAST，V-BLAST）两种形式，如图8-2和图8-3所示。

图8-2 D-BLAST发射示意图

图8-3 V-BLAST发射示意图(www.xing528.com)

V-BLAST将每个用户的数据流分割为多个独立的子数据流并行分配在各发射天线上，所有的子数据流以相同的频带，在同一时刻从不同的天线上发出，其有效传输效率与发射天线个数成正比，因此频谱效率非常高。同样使用阵列天线接收发射信号及其散射信号，如果多径散射足够多，那么每根发射天线对应的子数据流由于其发射空间位置不同而造成散射特性不同，接收端可以根据各子信道的空间特性来区分子数据流。接收端首先检测出信噪比最高的子数据流，然后在接收信号中消除该子数据流对其他天线数据流造成的影响，直到最后检测出所有信号。在独立瑞利散射信道假设前提下，若接收天线数大于等于发射天线数，理论容量和发射天线数呈线性增长关系。

有文献指出，在平坦慢衰落、瑞利散射信道情况下，平均信噪比为25dB时，目标误码率为（10−2），8发12收的V-BLAS系统的频谱效率可达26bit/（s·Hz），这比传统的无线通信系统对应的2～3bit/（s·Hz）的频谱效率相比，可以说是一次质的飞跃。但这种实验结果是在非常良好的室内环境条件下得到的，且各种参数尽可能调到最佳，在实际传播环境中，很难保证独立瑞利散射信道这一假设，尽管如此，它也为未来无线通信发展指明了方向。

V-BLAST系统中，由于各天线空间位置的差异以及信道的时变特性，各子信道的信道增益是有差别的，为了充分利用信道资源、提高频谱效率，需要在发射端根据信道信息进行链路自适应。链路自适应的基本思想是在信道质量较好的子信道中多发送数据，包括提高调制制式或增加发射功率，在信道质量较差的子信道中少发送数据，甚至在信道质量特别差的子信道中不发送数据，即进行天线选择。