移动通信系统中空时格码的改进设计

维普资讯 http://www.cqvip.com 第７卷第２期　２００２年６月　文章编号：１００７．０２４９（２００２）０２・００５３・０５　电路与系统学报　ＪＯＵＲＮＡＬ　ＯＦ　ＣⅡｔＣＵｎ’ｓ　ＡＮＤ　ＳＹＳＴＥＭＳ　Ｖｏ１．７　Ｎｏ．２　Ｊｕｎｅ．２００２　移动通信系统中空时格码的改进设计　邬钢，　陈明，　程时昕　（东南大学移动通信国家重点实验室，江苏南京２１００９６）　摘要。本文根据空时格码在快瑞利衰落信道下的成对错误概率上界，得出不同发射天线的码设计具有独立性，　进而提出一种改进的快瑞利衰落信道下空时格码的设计准则。当信道衰落快慢介于准静态和快瑞利衰落之间时，空　时格码的设计方法也可做相应的改进。分析及仿真结果表明，由改进方法设计的空时格码比由传统方法得出的具有　更优的性能。　关键调。空时格码；发射分集；成对错误概率；瑞利衰落信道　中圈分类号。ＴＮ９２９．５３３文献标识码。Ａ　１　引言　空时格码是移动通信系统中，采用多个发射天线时，将发射分集、信道编码及调制有机地结合起　来，以获得高传输速率及误码率性能的一种时间、空间联合编码方法…。对于准静态瑞利衰落信道，　文献【ｌ】提出了设计空时格码的秩准则和行列式准则。对于快瑞利衰落信道，【ｌ】又提出了距离准则及　积准则。当信道衰落快慢介于准静态及快瑞利衰落之间时，【ｌ】将上述秩／行列式准则和距离／积准则加　以综合，给出了设计空时格码的混合设计准则。然而，单凭这些设计准则难以设计出高性能的空时格　码。文献【２】指出，在准静态衰落时，文献【ｌ】中根据秩／行列式准则手工设计的空时格码，虽然满足了　秩准则，达到最大可能的分集增益，但并未充分满足行列式准则，达到最大可能的编码增益，这些码　的性能并非是最优的；同时，该文中给出了计算机穷尽搜索得到的３种准静态衰落下最优空时格码。　本文对快瑞利衰落信道下空时格码的设计准则做了改进。根据空时格码成对错误概率的上界的表　达式可得到，不同发射天线的码设计在快瑞利衰落信道下是独立的。由此可提出一种改进的快瑞利衰　落信道下空时格码的设计准则，比文献【ｌ】中距离／积准则要更加易于操作。根据改进准则，我们可以　利用一些传统方法，比如多重格码［３］的设计方法进行单个天线的码设计。其它天线可采用相同的码结　构。当衰落介于快和准静态之间时，与文献【ｌ】中将距离／积准则和秩／行列式准则加以综合得出混合设　计准则类似，我们也将的上述改进准则与秩／行列式准则相结合进行设计。在与文献【ｌ】的例３．９．２相同　的条件下，本文采用多重格码的设计方法结合秩／行列式准则设计出不同的码结构。理论分析和仿真　结果表明，其性能优于文献【ｌ】中仅靠混合设计准则得出的码结构。　我们注意到文献【５】也利用多重格码的设计方法进行了一种分层结构的空时码设计，这种分层结构　空时码实质上是将空时格码与空时块码【６］相结合。但文中的空时格码的输入和输出都是串行而非并行　数据流，所以文献【ｌ】提出空时格码的初始目的，即将发射分集、信道编码及调制相结合以获得高传　输速率及性能，已经被改变了。本文工作与文献【５】的区别在于，我们在与文献【ｌ】相同的条件（系统　模型、传输速率、网格图复杂度相同）下考虑空时码的设计。　本文的结构如下：第３节提出改进的空时格码的设计准则及方法；第４节举例验证所提出方法的　有效性；最后是结论。　２　改进的空时格码设计准则及方法　假设所讨论的带空时编码的移动通信系统有Ⅳ个发射天线、　个接收天线。如图ｌ所示，信息　源数据经空时编码、脉冲成形后，在时刻ｔ（ｔ＝ｌ，２…．，Ｌ，Ｌ为发出的调制信号长度）形成调制信号　收　日期・２００１・０５—１６　订日期。２００２．０４．２２　维普资讯 http://www.cqvip.com 电路与系统学报　第７卷　Ｃｌｔ，Ｃ２ｔ．．．，ＣＮｔ，，，（简称符号）。　个符号分别由不同的天线同时　发射天线１　发出。若介于每个发射天线和每个接收天线之间的信道为平坦　快瑞利衰落信道，第＿『ｑ＝ｌ，２…．　个接收天线在ｔ时刻的接收　信号可用公式表示为：　０　＝ＺＯｌｉ，ｊ，ｔＣｉｄ√　＋，ｌ　皂（１）　Ｉ　Ｉ　其中，ｃ　为ｆ时刻从第ｆ（　ｌ，２…．Ⅳ）个发射天线发出的符号；　Ｎｏ／Ｉ　时牵ｆ＝｝硇．　样，ｌ　，；为嘶零　均为值ｔ　、时方刻差从　的第ｉ一　２个　发独射立天复线高到斯第随Ｊ　机个变接量收在天ｔ线时的刻信的道采　一Ｉ　ｌ～　　配滤波　……Ｍ　为ｃ＝Ｃｌ１　２，ｌ…ｃ．ｖ１ｃｌ２　２．２…　．ｖ，２…ｃｌＬ　２，Ｌ…ｃ．ｖＬ，而接收机判为符号序列　，．，，，ｅ＝　ｌｌ　２，ｌ…　．ｖ，ｌ　ｌ，２　２，２…　．ｖ，２…　１．Ｌ　２，Ｌ…　．ｖ正，，快瑞利衰落信道下空时格码的成对错误概率上界为［１】．　Ｐ（ｃ　ｅ）　兀【ｌ＋—　∑ｌｃ　一　，　１２　（２）　ｌ＝Ｉ［１＋・　∑Ｉ　一ｅ　Ｉ　】　的最大可能值达到最小，这时各发射天线编码的性能是最优的。因此，在　维普资讯 http://www.cqvip.com ｒ．．．。．．．．．。．．．＝　．．．．．　．．Ｌ　．．．．．．．．。．．．．＝　．，．．．．．．．．　第２期　邬钢等：移动通信系统中空时格码的改进设计　５５　３　性能比较　ｌ　们＿＿＝＝＿＿　为了便于比较，我们采用与文献［１】中例３．９．２相同　的条件进行空时格码设计。条件为：两个发射天线，一　＝　＝　‘、　’　一　一个接收天线，４ＰＳＫ调制（星座图分布如图２所示），Ｌ三　ｈ＿２　３　Ｏ　１　２　３　２　３　０　　＿　Ｏ　１　ｌ　Ｏ　１　２　３　　．状态数为２，传输速率（传输速率是文献［１】中的称法，　Ｏ　ｌ　２　３　也称为频带利用率）是ｌｂ／ｓ／Ｈｚ，多重格码的重数为３。　图２　４．ＰＳＫ星座图　图３编码网格图　这样，一次要对３个比特进行编码，输出３个调制符号。　文献［１】中图２２给出了根据混合设计准则得　到的码设计。为了叙述方便，我们将其网格图示为图　３，其中Ｄ　，Ｅ　，Ｆ。，Ｇ　为天线１的输出，　Ｄ　，Ｅ　，Ｆ　，Ｇ　为天线２的输出，具体设计可写为（称为旧码）：　ｏ］　ｒ１　ｏ　ｏ］　ｒ３　ｏ　ｏ］　在左边每一项中，４行表示４条并行路径，Ｏ　１　２　３　　１　Ｉ　Ｊ　１　１　１　Ｉ　Ｊ　３　１　１　Ｉ　３列表示３个连续时刻的输出。我们针对不　１　２　３　Ｏ　２　Ｉ　ｌ　１　２　２　Ｉ　‘ｌ　３　２　２　Ｉ　同衰落信道情况给出两组空时格码，并进行　们　＝＝－　３Ｌ３３　］　ｒ０　】　］　性能分析及仿真。仿真采用图１的系统模　２　ｌ—　Ｉ　ｌ　０　３　１　．　１　ｌ　２　ｌ　　ｌ型，假设每帧中有１３０个符号。每帧的初始　２　Ｉ　Ｉ　２　１　３　Ｉ　Ｉ　２　３　１　　Ｉ和结束，编码器设为零状态。仿真中未采用　ＬＪ‘ＪＪ　ＬＪ　ＲＳ码作为外码，这并不影响所设计空时码　与旧码间的性能比较。　仿真结果以误帧率性能曲线表示，信噪比是两根发射天线的总能量２Ｅ　与总噪　声方差Ⅳ０之比。　Ｏ　１　２　３　２　３　Ｏ　ｌ　３．１快瑞利衰落信道　运用多重格码的最大的最短错误事件路径准则可得出与图３相同的网格图结构。设Ａ。为们　４ＰＳＫ　符号集（０，１，２，３）：＠表示Ｃａｒｔｅｓｉａｎ积。根据条件（状态数２，４ＰＳＫ，码率３／６），我们可以　将Ａ。＠Ａ。＠Ａ。分割成４个基本信号集Ａ。Ｂｉ＠Ａ。，ｉ＝０，１，２，３，其中　的第　（，＝０，１，２，３）个元素定义为　ｎｊ＋ｆ对４取模。根据文献［５】的表１，取ｎ＝１。则４个基本符号集为：　ＡＯ圆ＢＯ０ＡＯ：　］　Ａ。。Ｂ　。Ａ。＝ｆ　Ａ。。Ｂ　。Ａ。：ｆ　ＡＯ　０Ｂ３　０ＡＯ＝　Ｏ　１　２　３　３　Ｏ　ｌ　２　们　天线１的码结构根据上述基本符号集得到，这样，最大的最短错误事件路径（３个连续输出）欧氏距　的乘积准则得以满足。再交换其中两列以使２条连续路径的６个连续输出（次最短错误事件路径）　也能更好地满足最大的欧氏距乘积准则。天线２与天线ｌ的设计相同。具体码结构如下（称为新码１）：　Ｆｏ　０　２］　ｒｌ　０　ｏｌ　Ｆ３　０　ｏｌ　ｒｏ　０门　ｒｏ　０　２］　ｒｌ　０　ｏｑ　ｒ３　０　ｏｑ　ｒｏ　０　１］　。　：』ｌ　３　３　ｌＪｊ　　Ｅ　：Ｉ；０　』　３　３Ｊ　Ｅ：ｆｌ　２　３　３Ｊ『　Ｇ　：ｆｌ　３　３　ｏ；Ｊｆ　。　：ｆｌ　３　３　１Ｊｆ　　Ｅ　：Ｉｌ；ｏ　『　３　３Ｊ　　：ｊｌ？２　３　ｆ　３Ｊ　　Ｇ：：ｊｌ　３　３　０；Ｊ　ｆ　对于上述的每个矩阵，相邻行的各对应元素间的欧氏距都为√　，按文献［１】中的距离／积准则中的　说法，在１≤ｔ≤３时，可保证符号序列ＣＩＩｃ２ｌ…ｃ２，３≠ｅｌｌＰ２１…Ｐ２，．，．．３，达到了快瑞利衰落信道下分集增益３，　且快瑞利衰落编码增益为Ｉ＝Ｉ（　一　ｌ，Ｉ　＋　—　２，２）＝【（　）　＋（　）　】。＝６４：而旧码虽然达到了分集增益３，但　编码增益（　）　×【（　）　＋（　）　】×（　）　：１６。由此可看出，新码１具有更好的性能。　通过仿真进一步验证新码１的性能。我们知道，慢、快衰落只是发射符号周期丁和多卜勒频率　问的相对概念，一般定性认为，归一化多卜勒频率　丁　Ｉ，信道衰落为慢衰落。仿真中，我们选　择多卜勒频率　＝１００Ｈ、　２００Ｈｚ，比特率是０．１ｋｂ／ｓ，对应归一化多卜勒频率　丁：１，２，可认为是快　瑞利衰落的情况。图４所示的仿真结果表明新码ｌ的性能好于旧码。　维普资讯 http://www.cqvip.com 电路与系统学报　第７卷　给出新码１的目的是为了验证在快瑞利衰落信道下，我们所提出设计方法的正确性。０．１ｋｂ／ｓ的比　特率对于目前的移动通信系统来说，显然是过低了。下面例子中的比特率和多卜勒频率接近实际移动　通信系统的相应参数。　３．２信道衰落介于准静态及快瑞利衰落之间　现在，新码１的性能并不好。因为信道已不是快瑞利衰落信道。因此，现在要综合考虑文献［１】　在准静态衰落信道下给出的设计准则。码结构如下（称为新码２）：　『０　０　２］　。ｌ。『１　０　０］　『３　０　０］　『０　０　１］　『２　０　０］　『０　０　１］　『０　０　２］　『１　０　０］　ｌ　；１　３ｊ　Ｅｌ　ｌ　；１１；ｊ　Ｅ　ｌ　；１　ｊ　Ｇｌ　ｌ　；１　ｊ。２　ｌ；；１；１ｊ　Ｅ２　ｌ　１　ｌ　１；　ｏｊ　Ｇ２　ｌ　１　ｊ　设计过程及分析如下：（ａ）用设计新码１第一根天线相同的方法得到新码２第一根天线的码结构；　（ｂ）新码２第二根天线的码结构这样得到：改变Ｄ，，Ｇ，的第３列和Ｅ，，Ｉｌ的第１列，使不同行的对应元　素间的欧氏距为２或０，这样可使最短错误事件路径上的３个连续输出符号满足文献［１】中的秩准则；　为了达到更好的性能，在上一步调整的基础上，交换Ｄ，，Ｅ，，Ｉｌ，Ｇ，的第一和最后一列，以进一步保证次　最短错误事件路径上的６个连续输出符号满足秩准则。此时，按文献【１】中的距离，积准则中的说法，　快瑞利衰落信道下分集增益仍可达３，编码增益为　兀３（Ｉ　。　一　。　Ｉ　＋Ｉ　一　ｌ　）：　：（　）　×【（　）　＋（　）　】　：３２。　不难看出旧码在次最短错误事件路径　上不能满足秩准则，且在快瑞利衰落　信道下编码增益为１６。　仿真中，选择多卜勒频率．　＝　５Ｈｚ、５００Ｈｚ，比特率是１０ｋｂ／ｓ、　１４４ｋｂ／ｓ，对应归一化多卜勒频率．　是３．４７×１０～。５．２１×１０一，３．４７×１０。　，信噪比（ｄＢ）　图４　０．Ｉｋｂ／ｓ比特率下新码１　图５　１０ｋｂ／ｓ比特率下新码２　与旧码的误帧率比较　与旧码的误帧率比较　５．２１×１０～。仿真结果如图５、６所示。在不同的多卜勒频率和比特率条件下，新码２的性能都好于　旧码。我们还验证了新码２在准静态衰落（一帧内信道增益不变，不同帧间增益为独立分布的复高斯　随机变量）及快瑞利衰落（取　＝１００Ｈｚ，比特率０．１ｋｂ／ｓ）的性能。仿真结果如图７所示，新码２　同样具有更好的性能。　ｌｏ￣　４　结论　改进的空时格码设计准则及方　霎　一＂重　法的关键是运用了快瑞利衰落信道　姜－０　Ｉ下不同天线码设计的独立性。与仅　靠文献［１】的设计准则进行设计相　比，这种改进使设计过程的复杂度　得以降低，更加易于操作。分析及　旧码．ｆｄ＝５００Ｈｚ　・新码　ｆｄ＝５００Ｈｚ　４－旧码．ｆｄ＝５Ｈｚ　・新码２ｆｄ＝５Ｈｚ　Ｏ　．：Ｉ｝ｌ　１．＋・亏新旧：　＝码旺．王Ｏ准亏　Ｉ静ｂ　／ｓ态　．ｆ衰：ｄ＝亓落ｌｏ＝　０彳Ｈ　ｎ　＼］ｌ　＼、　＼　、　信噪比（ｄＢ）　图６　１４４ｋｂ／ｓ比特率下新码２　与旧码的误帧率比较　仿真结果证明，本文提出的改进准　图７准静态和快瑞利衰落下　则及方法更便于设计出性能好的空　新码２与旧码的误帧率比较　时格码。　参考文献：　【１】Ｔａｒｏｋｈ　ｖ＇Ｓｅｓｈａｄｒｉ　Ｎ　ａｎｄ　Ｃａｌｄｅｒｂａｎｋ　Ａ　Ｒ．Ｓｐａｃｅ－ｔｉｍｅ　ｃｏｄｅｓ　ｆｏｒ　ｈｉｇｈ　ｄａｔａ　ｒａｔｅ　ｗｉｒｅｌｅｓｓ　ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ：Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ｃｒｉｔｅｒｉａ　ａｎｄ　ｃｏｄｅ　维普资讯 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第２期　作　邬钢等：移动通信系统中空时格码的改进设计　５７　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ【Ｊ】．ＩＥＥＥ　Ｔｒａｎｓ．ｏｎ　Ｉｎｆｏｒｍ．Ｔｈｅｏｒｙ，１９９８—０３．４４（２）：７４４—７６５，　Ｂａｒｏ　Ｓ．Ｂａｕｃｈ　Ｇ．ａｎｄ　Ｈａｎｓｍａｎｎ　Ａ．Ｉｍｐｒｏｖｅｄ　ｃｏｄｅｓ　ｆｏｒ　ｓｐａｃｅ—ｔｉｍｅ　ｔｒｅｌｌｉｓ—ｃｏｄｅｄ　ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ【Ｊ】．ＩＥＥＥ　Ｃｏｍｍｕｎ．Ｌｅｔｔ．，２０００—０１．４（１）：２０—２２．　Ｄｉｖｓａｌａｒ　Ｄ　ｎｄ　ａＳｉｍｏｎ　Ｍ　Ｋ．Ｔｈｅ　ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　ｔｒｅｌｌｉｓ　ｃｏｄｅｄ　ＭＰＳＫ　ｆｏｒ　ｆａｄｉｎｇ　ｃｈａｎｎｅｌ：Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ｃｒｉｔｅｒｉａ【Ｊ】．ＩＥＥＥ　Ｔｒａｎｓ．ｏｎ　Ｃｏｍｍｕｎ．，１９８８—０９，　３６（９）：１００４—１０１２．　Ｄｉｖｓａｌａｒ　Ｄ　ｎｄ　ａＳｉｍｏｎ　Ｍ　Ｋ．Ｔｈｅ　ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　ｔｒｅｌｌｉｓ　ｃｏｄｅｄ　ＭＰＳＫ　ｆｏｒ　ｆａｄｉｎｇ　ｃｈａｎｎｅｌ：Ｓｅｔ　ｐａｒｔｉｔｉｏｎｉｎｇ　ｆｏｒ　ｏｐｔｉｍｕｍ　ｃｏｄｅ　ｄｅｓｉｇｎ［Ｊ］．ＩＥＥＥ　Ｔｒａｎｓ．ｏｎ　Ｃｏｍｍｕｎ．．．１９８８—０９．３６（９）：１０１３—１０２１．　Ｖａｎ　Ｗｙｋ　Ｄ　Ｊ．Ｏｐｐｅｒｍａｎｎ　Ｉ　Ｊ，Ｐｒｅｔｏｒｉｕｓ　Ｅ　ａｎｄ　Ｖａｎ　Ｒｏｏｙｅｎ　Ｐ　Ｇ　Ｏｎ　ｔｈｅ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｌａｙｅｒ　ｓｐａｃｅ—ｔｉｍｅ　ｃｏｄｅｄ　ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ（ＳＴＣＭ）ｃｏｄｅｓ　ｅｍｐｌｏｙｉｎｇ　ＭＴＣＭ　ｃｏｄｅ　ｄｅｓｉｇｎ　ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ【Ａ】．ＶＴＣ’９９　ｆａｌｌ［Ｃ］：２９６９—２９７３．　Ｔａｒｏｋｈ　Ｖ　Ｓｅｓｈａｄｒｉ　Ｎ　ａｎｄ　Ｃａｌｄｅｒｂａｎｋ　Ａ　Ｒ．Ｓｐａｃｅ—ｔｉｍｅ　ｂｌｏｃｋ　ｃｏｄｅｓ　ｆｒｏｍ　ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ　ｄｅｓｉｇｎｓ【Ｊ】．ＩＥＥＥ　Ｔｒａｎｓ．ｏｎ　Ｉｎｆｏｒｍ．Ｔｈｅｏｒｙ，Ｍａｙ　１９９９，　４５（５）：１４５６—１４６７．　Ｕｎｇｅｒｂｏｅｃｋ　Ｇ．Ｃｈａｎｎｅｌ　ｃｏｄｉｎｇ　ｗｉｔｈ　Ｍｕｌｔｉｌｅｖｅｌ／Ｐｈａｓｅ　ｓｉｇｎａｌｓ【Ｊ】．ＩＥＥＥ　Ｔｒａｎｓ．ｏｎ　耐Ｍ　Ｉｎｆｏｒｍ．Ｔｈｅｏｒｙ，１９８２—０１，２８（１）：５５—６７．　者简介ｔ郎钢，东南大学移动通信国家重点实验室博士生，ＩＥＥＥ学生会员，主要从事未来宽带移动通信系统的　研究；陈明。东南大学移动通信国家重点实验室副教授，主要从事未来宽带移动通信系统的研究：翟时昕。东南大　学教授、博导，移动通信国家重点实验室主任、中国通信学会和中国电子学会会士，曾任８６３通信高技术计划第一　届专家领导小组成员，主要从事数字移动通信与个人通信网理论与实现技术。　Ｉｍｐｒｏｖ　Ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　Ｓｐａｃｅ－ｔｉｍｅ　Ｔｒｅｌｌｉｓ　Ｃｏｄｅｓ　ｌｎ　ｏｂｉｌｅ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ　Ｓｙｓｔｅｍｓ　ＷＵ　Ｇａｎｇ，　ＣＨＥＮ　Ｍｉｎｇ，　ＣＨＥＮＧ　Ｓｈｉ—ｘｉｎ　（Ｎａｔｉｏｎａｌ　Ｍｏｂｉｌｅ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ，Ｓｏｕｔｈｅａｓｔ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ　２　１　００９６．Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｕｐｐｅｒ　ｂｏｕｎｄ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｐａｉｒｗｉｓｅ　ｅｒｒｏｒ　ｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙ　ｆｏｒ　ｓｐａｃｅ－ｔｉｍｅ　ｔｒｅｌｌｉｓ　ｃｏｄｅｄ　ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ　ｉｎ　ｆａｓｔ　Ｒａｙｌｅｉｇｈ　ｆａｄｉｎｇ　ｃｈａｎｎｅｌ。ｔｈｅ　ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｃｅ　ｏｆ　ｃｏｄｅ　ｄｅｓｉｇｎ　ｆｏｒ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｔｒａｎｓｍｉｔ　ａｎｔｅｎｎａ　ｉｓ　ｐｒｏｖｅｄ．Ｔｈｅｎ，ａｎ　ｉｍｐｒｏｖｅｄ　ｄｅｓｉｇｎ　ｃｒｉｔｅｒｉａ　ｆｏｒ　ｓｐａｃｅ－ｔｉｍｅ　ｔｒｅｌｌｉｓ　ｃｏｄｅｓ　ｉｎ　ｆａｓｔ　Ｒａｙｌｅｉｇｈ　ｆａｄｉｎｇ　ｃｈａｎｎｅｌ　ｉｓ　ｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｌｙ，ｗｈｅｎ　ｔｈｅ　ｃｈａｎｎｅｌ　ｆａｄｉｎｇ　ｉｓ　ｂｅｔｗｅｅｎ　ｑｕａｓｉ－ｓｔａｔｉｃ　ａｎｄ　ｆａｓｔ　ｆａｄｉｎｇ，ａｎ　ｉｍｐｒｏｖｅｄ　ｄｅｓｉｇｎ　ｍｅｔｈｏｄ　ｃａｎ　ａｌｓｏ　ｂｅ　ｕｔｉｌｉｚｅｄ．Ａｎａｌｙｓｉｓ　ａｎｄ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｃｏｄｅ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｓ　ｄｅｓｉｇｎｅｄ　ｂｙ　ｔｈｅ　ｍｅｔｈｏｄ　ｈａｖｅ　ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ　ｃｏｍｐａｒｅｄ　ｗｉｔｈ　ｔｈａｔ　ｂｙ　ｔｈｅ　ｃＯｎｖｅｎｔｉＯｎａｌ　ｍｅｔｈｏｄ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：　Ｓｐａｃｅ－ｔｉｍｅ　ｔｒｅｌｌｉｓ　ｃｏｄｅ；ｐａｉｒｗｉｓｅ　ｅｒｒｏｒ　ｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙ；Ｒａｙｌｅｉｇｈ　ｆａｄｉｎｇ　ｃｈａｎｎｅｌ　（ｆｒｏｍｐａｇｅ　１００）（续第１００页）　Ｒｅｄｕｃｔ　Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ　Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　Ｅｎｔｒｏｐｙ　ａｎｄ　Ｒｏｕｇｈ　Ｓｅｔ　Ｔｈｅｏｒｙ　ＨＡＮ　Ｂｉｎ　，ＷＵ　Ｔｉｅ－ｊｕｎ　，ＹＡＮＧ　Ｍｉｎｇ—ｈｕｉ　（１．Ｎａｔｉｏｎａｌ　Ｌａｂ　ｆｏｒ　Ｉｎｄｕｓｔｉｒａｌ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆＩｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ　Ｓｙｓｔｅｍｓ　ａｎｄ　Ｄｅｃｉｓｉｏｎ　Ｍａｋｉｎｇ．Ｚｈｅｊｉａｎｇ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　Ｈａｎｇｚｈｏｕ　３１００２７，Ｃｈｉｎａ：２．Ｐｏｗｅｒ　Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ＆Ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ　Ｃｏｒｐ，Ｋｕｎｍｉｎｇ　６５００００，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ　Ｉ　Ａ　ｎｅｗ　Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　Ｅｎｔｒｏｐｙ　ｂａｓｅｄ　ｒｅｄｕｃｔ　ｓｅａｒｃｈｉｎｇ　ａｌｇｏｒｉｔｈｍ　ｉｓ　ｐｒｏｐｏｓｅｄ　ｔｏ　ｔａｃｋｌｅ　ｔｈｅ　ｐｒｏｂｌｅｍｓ　ｉｎｖｏｌｖｅｄ　ｉｎ　Ｒｏｕｇｈ　ｓｅｔ　ｂａｓｅｄ　ｒｅｄｕｃｔｉｎｇ．Ｉｎｓｔｅａｄ　ｏｆ　Ｒｏｕｇｈ　ｓｅｔ　ｒｅｄｕｃｔｉｎｇ　Ｙｃｒｉｔｅｒｉｏｎ，ｔｈｅ　ｎｅｗ　ａｌｇｏｒｉｔｈｍ　ａｄｏｐｔ　ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｅｎｔｒｏｐｙ　ａｓ　ａｔｔｒｉｂｕｔｅ　ｓｅｌｅｃｔｉｎｇ　ｃｒｉｔｅｒｉｏｎ．Ｕｓｉｎｇ　ｔｈｉｓ　ａｌｇｏｒｉｔｈｍ，ｐｒｏｂｌｅｍｓ　ｉｎ　ｐｒｉｏｒ　ｃｒｉｔｅｒｉｏｎ，ｓｕｃｈ　ａｓ　ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｄａｔａ　ｎｏｉｓｅ，ｕｎａｂｌｅ　ｔｏ　ｅｘｐｒｅｓｓ　ｔｈｅ　ｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙ　ｃａｕｓａｌｉｔｙ　ｂｅｔｗｅｅｎ　ａｔｔｒｉｂｕｔｅｓ，ｃａｎ　ｂｅ　ｓｏｌｖｅｄ．Ｔｗｏ　ｉｌｌｕｓｔｒａｔｅｄ　ｅｘａｍｐｌｅｓ　ｓｈｏｗ　ｔｈａｔ　ｗｈｅｎ　ｔｈｅｒｅ　ｅｘｉｓｔｓ　ｄｅｔｅｒｍｉｎｉｓｔｉｃ　ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ　ｂｅｔｗｅｅｎ　ａｔｔｒｉｂｕｔｅｓ，ｎｅｗ　ａｌｇｏｒｉｔｈｍ　ｃａｎ　ｇｉｖｅ　ｔｈｅ　ｓｅｔ　ｏｆ　ａｔｔｒｉｂｕｔｅｓ　ｅｘｐｒｅｓｓｉｎｇ　ｔｈｉｓ　ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ　ａｓ　ｔｈｅ　Ｒｏｕｇｈ　ｓｅｔ　ｒｅｄｕｃｔｉｎｇ　ｙｃｒｉｔｅｒｉｏｎ．Ｗｈｅｎ　ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ　ｂｅｔｗｅｅｎ　ａｔｔｒｉｂｕｔｅｓ　ｉｓ　ｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙ　ｃａｕｓａｔｉｖｅ，ｏｒ　ｄｅｔｅｒｍｉｎｉｓｔｉｃ　ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ　ｉｓ　ｅｍｅｒｇｅｄ　ｂｙ　ｎｏｉｓｅ，Ｒｏｕｇｈ　ｓｅｔ　ｒｅｄｕｃｔｉｎｇ　ｙｃｒｉｔｅｒｉｏｎ　ｂｅｃｏｍｅｓ　ｕｓｅｌｅｓｓ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｉｎ　ｔｈｅｓｅ　ｃａｓｅｓ，ｔｈｅ　ｐｒｏｐｏｓｅｄ　ａｌｇｏｒｉｔｈｍ　ｃａｎ　ｇｉｖｅ　ｔｈｅ　ｃｏｒｒｅｃｔ　ａｎｓｗｅｒ　ｎｅｅｄｅｄ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：Ｒｅｄｕｃｔ，Ｒｏｕｇｈ　ｓｅｔｓ，Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　Ｅｎｔｒｏｐｙ，ｃｒｉｔｅｒｉｏｎ