新型基于酉空時編碼的用于減少冗余長度信息數(shù)據(jù)處理方法
【專利說明】新型基于酉空時編碼的用于減少冗余長度信息數(shù)據(jù)處理方法
[0001]本發(fā)明新型基于酉空時編碼的用于減少冗余長度信息數(shù)據(jù)處理方法屬于信息數(shù)據(jù)處理領域。
[0002]空時編碼是新型能獲取更高數(shù)據(jù)傳輸率的信號編碼技術。
[0003]空時編碼是空間傳輸信號和時間傳輸信號的結合，實質上就是空間和時間二維的處理相結合的方法。
[0004]在新一代移動通信系統(tǒng)中，空間上采用多發(fā)多收天線的空間分集來提高無線通信系統(tǒng)的容量和信息率；在時間上把不同信號在不同時隙內使用同一個天線發(fā)射，使接收端可以分集接收。
[0005]用這樣的方法可以獲得分集和編碼增益，從而實現(xiàn)高速率的傳輸?，F(xiàn)在是第三代移動通信系統(tǒng)中提高頻譜利用率的一項技術。
[0006]空時編碼STC (Space-Time Coding)技術在無線通信領域引起了廣泛關注，空時編碼的概念是基于Winters在20世紀80年代中期所做的關于天線分集對于無線通信容量的重要性的開創(chuàng)性工作。
[0007]空時編碼是新型能獲取更高數(shù)據(jù)傳輸率的信號編碼技術，是空間傳輸信號和時間傳輸信號的結合，實質上就是空間和時間二維的處理相結合的方法。
[0008]在新一代移動通信系統(tǒng)中，空間上采用多發(fā)多收天線的空間分集來提高無線通信系統(tǒng)的容量和信息率；在時間上把不同信號在不同時隙內使用同一個天線發(fā)射，使接收端可以分集接收。
[0009]用這樣的方法可以獲得分集和編碼增益，從而實現(xiàn)高速率的傳輸。
[0010]現(xiàn)在是第三代移動通信系統(tǒng)中提高頻譜利用率的一項技術。
[0011]空時編碼的有效工作需要在發(fā)射和接收端使用多個天線，因為空時編碼同時利用時間和空間兩維來構造碼字，這樣才能有效抵消衰落，提高功率效率；并且能夠在傳輸信道中實現(xiàn)并行的多路傳送，提高頻譜。
[0012]空時編碼技術因為屬于分集的范疇，所以要求在多散射體的多徑情況下應用，天線間距應適當拉開以保證發(fā)射、接收信號的相互獨立性，以充分利用多散射體所造成的多徑。
[0013]數(shù)據(jù)處理是對數(shù)據(jù)的采集、存儲、檢索、加工、變換和傳輸。數(shù)據(jù)是對事實、概念或指令的新型表達形式，可由人工或自動化裝置進行處理。
[0014]數(shù)據(jù)的形式可以是數(shù)字、文字、新型形或聲音等。數(shù)據(jù)經過解釋并賦予一定的意義之后，便成為信息。
[0015]數(shù)據(jù)處理的基本目的是從大量的、可能是雜亂無章的、難以理解的數(shù)據(jù)中抽取并推導出對于某些特定的人們來說是有價值、有意義的數(shù)據(jù)。
[0016]數(shù)據(jù)處理是系統(tǒng)工程和自動控制的基本環(huán)節(jié)。
[0017]數(shù)據(jù)處理貫穿于社會生產和社會生活的各個領域。數(shù)據(jù)處理技術的發(fā)展及其應用的廣度和深度，極大地影響著人類社會發(fā)展的進程。
[0018]空時分組編碼就是在空間域和時間域兩維方向上對信號進行編碼。
[0019]當天線的數(shù)目一定時，空時格碼(STTC)的譯碼復雜度與天線的個數(shù)和數(shù)據(jù)速率成指數(shù)增長。
[0020]為了解決譯碼復雜度的問題,Cadence公司的Alamouti首先提出了新型使用兩個發(fā)送天線的傳輸方法，采用兩個發(fā)送天線和一個接收天線，這種算法的性能與采用最大比合并算法(一個發(fā)送天線，兩個接收天線)的性能是相同的。
[0021]根據(jù)處理設備的結構方式、工作方式，以及數(shù)據(jù)的時間空間分布方式的不同，數(shù)據(jù)處理有不同的方式。
[0022]不同的處理方式要求不同的硬件和軟件支持。每種處理方式都有自己的特點，應當根據(jù)應用問題的實際環(huán)境選擇合適的處理方式。
[0023]數(shù)據(jù)處理主要有四種分類方式:
①根據(jù)處理設備的結構方式區(qū)分，有聯(lián)機處理方式和脫機處理方式。
[0024]②根據(jù)數(shù)據(jù)處理時間的分配方式區(qū)分，有批處理方式、分時處理方式和實時處理方式。
[0025]③根據(jù)數(shù)據(jù)處理空間的分布方式區(qū)分，有集中式處理方式和分布處理方式。
[0026]④根據(jù)計算機中央處理器的工作方式區(qū)分，有單道作業(yè)處理方式、多道作業(yè)處理方式和交互式處理方式。
[0027]數(shù)據(jù)處理對數(shù)據(jù)(包括數(shù)值的和非數(shù)值的)進行分析和加工的技術過程。包括對各種原始數(shù)據(jù)的分析、整理、計算、編輯等的加工和處理。
[0028]比數(shù)據(jù)分析含義廣。
[0029]隨著計算機的日益普及，在計算機應用領域中，數(shù)值計算所占比重很小，通過計算機數(shù)據(jù)處理進行信息管理已成為主要的應用。
[0030]如側繪制新型管理、倉庫管理、財會管理、交通運輸管理，技術情報管理、辦公室自動化等。在地理數(shù)據(jù)方面既有大量自然環(huán)境數(shù)據(jù)(土地、水、氣候、生物等各類資源數(shù)據(jù))，也有大量社會經濟數(shù)據(jù)(人口、交通、工農業(yè)等)，常要求進行綜合性數(shù)據(jù)處理。
[0031]故需建立地理數(shù)據(jù)庫，系統(tǒng)地整理和存儲地理數(shù)據(jù)減少冗余，發(fā)展數(shù)據(jù)處理軟件，充分利用數(shù)據(jù)庫技術進行數(shù)據(jù)管理和處理。
[0032]數(shù)據(jù)處理的過程大致分為數(shù)據(jù)的準備、處理和輸出3個階段。在數(shù)據(jù)準備階段，將數(shù)據(jù)脫機輸入到穿孔卡片、穿孔紙帶、磁帶或磁盤。這個階段也可以稱為數(shù)據(jù)的錄入階段。
[0033]數(shù)據(jù)錄入以后，就要由計算機對數(shù)據(jù)進行處理，為此預先要由用戶編制程序并把程序輸入到計算機中，計算機是按程序的指示和要求對數(shù)據(jù)進行處理的。
[0034]所謂處理，就是指上述8個方面工作中的一個或若干個的組合。最后輸出的是各種文字和數(shù)字的表格和報表。
[0035]數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)已廣泛地用于各種企業(yè)和事業(yè)，內容涉及薪金支付，票據(jù)收發(fā)、信貸和庫存管理、生產調度、計劃管理、銷售分析等。
[0036]它能產生操作報告、金融分析報告和統(tǒng)計報告等。
[0037]數(shù)據(jù)處理技術涉及到文卷系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、分布式數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)等方面的技術。
[0038]此外，由于數(shù)據(jù)或信息大量地應用于各種各樣的企業(yè)和事業(yè)機構，工業(yè)化社會中已形成一個獨立的信息處理業(yè)。數(shù)據(jù)和信息，本身已經成為人類社會中極其寶貴的資源。
[0039]信息處理業(yè)對這些資源進行整理和開發(fā)，借以推動信息化社會的發(fā)展。
[0040]X及其共軛的線性組合，一個編碼碼字共有P個時刻，并按行由Nf副天線同時發(fā)送，即在第一個時刻發(fā)送第一行，第二個時刻發(fā)送第二行，依此類推。
[0041]在第t個時刻發(fā)送第t行，總共需P個時刻才可完成一個編碼碼字的發(fā)送。
[0042]因此，矩陣的每一列符號實際是由同一副發(fā)送天線在不同時刻發(fā)送的。
[0043]考慮到編碼矩陣G列之間的相互正交性，在同一副天線上發(fā)送出去的星座點符號與另外任意天線上發(fā)送出去的符號是正交的，故這類碼稱為正交空時分組碼。
[0044]I空時編碼技術及其分類
空時編碼在不同天線所發(fā)送的信號中引入時間和空間的相關性，從而不用犧牲帶寬就可以為接收端提供不編碼系統(tǒng)所沒有的分集增益和編碼增益。
[0045]空時編碼的基本工作原理如下:從信源給出的信息數(shù)據(jù)流，到達空時編碼器后，形成同時從許多個發(fā)射天線上發(fā)射出去的矢量輸出，稱這些調制符號為空時符號(STS)或者空時矢量符(STVS)。
[0046]與通常用一個復數(shù)表示調制符號類似(復的基帶表示)，一個空時矢量符STVS可以表示成為一個復數(shù)的矢量，矢量中數(shù)的個數(shù)等于發(fā)射天線的個數(shù)。
[0047]目前提出的空時編碼方式主要有:
⑴正交空時分組碼 OSTBC (Orthogonal Space2 Time Block Coding)；
⑵貝爾分層空時結構 BLAST (Bell Layered Space2Time Architecture)；
⑶空時格型編碼 STTC(Space2Time Trellis Coding)；
這3類接收機需要已知信道傳輸系數(shù)的空時編碼，另外還有適于少數(shù)不知道信道傳輸系數(shù)情況的有效期分空時編碼。
[0048]空時分組碼
正交空時分組編碼(OSTBC)包括兩大類:⑴空時發(fā)射分集(STTD)，最初上Alamouti于1998年以兩個發(fā)射天線的簡單發(fā)射分集技術為例提出，其基本思想類似于接收分集中的最大比接收合并MRRC，然后經V.Tarokh等人于1999年利用正交化設計思想推廣到多天線情況，稱為空時分組編碼。
[0049]數(shù)據(jù)經過空時編碼后，編碼數(shù)據(jù)分為多個支路數(shù)據(jù)流，分別經過多個發(fā)射天線同時發(fā)射出去；接收端的最大似然譯碼可以通過把不同天線發(fā)射的數(shù)據(jù)解偶來得到更簡單的實現(xiàn)形式，利用的是空時碼字矩陣的正交性從而得到基于線性處理的最大似然譯碼算法。
[0050]⑵正交發(fā)射分集(OTD)，由Motorola做為cdma2000 3G CDMA的標準提出。
[0051]這兩種方法都具有不擴展信號帶寬的優(yōu)點，即可以不同犧牲頻譜效率；并且解碼可以由線性運算按照最大似然算法給出，優(yōu)于標準的Viterbi譯碼，接收機可以比較簡單，但是它們也不能夠提供編碼增益。
[0052]分層空時碼BLAST (Bell Layered Space-Time Arc