專利名稱：移動通信系統(tǒng)的發(fā)射分集設(shè)備及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及移動通信系統(tǒng)的發(fā)射分集設(shè)備及其方法。
AMC(自適應(yīng)調(diào)制和編碼)方案是用于通過估計前向信道特性并根據(jù)前向信道特性的變化來改變編碼和調(diào)制方法，從而有效利用有限的無線電資源來增加前向鏈路容量的方法。


圖1是示出通用AMC(自適應(yīng)調(diào)制和編碼)設(shè)備的方框圖。
通用AMC設(shè)備包括AMC接收機10，用于通過使用通過接收天線11接收的接收信號來估計前向信道特性，對估計的前向信道特性進行反饋，對接收信號進行解調(diào)和解碼；以及AMC發(fā)射機20，用于根據(jù)反饋的前向信道特性來選擇MCS(調(diào)制編碼方案)級別，根據(jù)所選的MCS級別來對發(fā)射數(shù)據(jù)進行編碼和調(diào)制。
AMC接收機10包括信道估計器12，用于通過使用通過接收天線接收的接收信號來估計前向信道特性，并發(fā)射估計的前向信道特性；解調(diào)器13，用于根據(jù)在信道估計器12中估計的前向信道特性來檢測解調(diào)方法，并根據(jù)解調(diào)方法來對接收信號進行解調(diào)；信道去交織器14，用于對在解調(diào)器13中解調(diào)的接收數(shù)據(jù)進行信道去交織；以及解碼器15，用于對從信道去交織器14輸出的接收數(shù)據(jù)進行解碼。
AMC發(fā)射機20包括MCS級別選擇器21，用于根據(jù)從AMC接收機10發(fā)射的前向信道特性來選擇MCS級別；編碼器22，用于根據(jù)MCS級別的相關(guān)編碼速率來對發(fā)射數(shù)據(jù)進行編碼；信道交織器23，用于根據(jù)MCS級別來對在編碼器22中編碼的發(fā)射數(shù)據(jù)進行信道交織；以及調(diào)制器24，用于根據(jù)MCS級別的相關(guān)調(diào)制方法來對從信道交織器23輸出的發(fā)射數(shù)據(jù)進行調(diào)制，并將其通過發(fā)射天線25發(fā)射。
AMC接收機10被包括在移動站內(nèi)，并且AMC發(fā)射機20被包括在基站內(nèi)。
基站可通過從移動站接收前向信道SNR的反饋來進行MCS級別選擇?；蛘?，移動站可根據(jù)估計的前向信道的SNR來進行MCS級別選擇，并將其反饋發(fā)射到基站。
首先，將對根據(jù)信道特性來對MCS級別進行分類的方法進行說明。
圖2A示出了根據(jù)有關(guān)SNR(信噪比)的幀誤碼率和吞吐量來對各MCS級別進行分類的方法。
例如，當信道的SNR不小于3.25dB和不大于7.25dB時，與1/3編碼速率-QPSK(四相移相鍵控)調(diào)制方法相比，2/3編碼速率-QPSK調(diào)制方法具有較大吞吐量。此外，當信道的SNR不小于7.25dB和不大于9.25dB時，與1/3編碼速率-QPSK調(diào)制方法相比，2/3編碼速率-8PSK(相移鍵控)調(diào)制方法具有較大吞吐量。當信道的SNR不小于9.25dB時，與1/3編碼速率-QPSK調(diào)制方法相比，2/3編碼速率-16QAM(正交振幅調(diào)制)方法具有較大吞吐量。
因此，當信道的SNR不大于3.25dB時，選擇1/3編碼速率-QPSK調(diào)制方法。當信道的SNR不小于3.25dB和不大于7.25dB時，選擇2/3編碼速率-QPSK調(diào)制方法。當信道的SNR不小于7.25dB并不大于9.25dB時，選擇2/3編碼速率-8PSK調(diào)制方法。當信道的SNR不小于9.25dB時，選擇2/3編碼速率-16QAM方法。
圖2B是示出參照圖2A的MCS級別的表。
如圖2B所示，MCS級別1表示1/3編碼速率-OPSK調(diào)制方法，MCS級別2表示2/3編碼速率-OPSK調(diào)制方法，MCS級別3表示2/3編碼速率-8PSK調(diào)制方法，MCS級別4表示2/3編碼速率-16QAM方法。
以下將對移動通信系統(tǒng)的通用ATM編碼設(shè)備的操作進行說明。
移動終端的AMC接收機10的信道估計器12通過使用通過接收天線11接收的接收信號來估計前向信道特性，并且將估計的前向信道特性從移動終端反饋到基站的AMC發(fā)射機20。
移動終端的AMC接收機10的解調(diào)器13根據(jù)估計的前向信道特性來檢測調(diào)制方法，并根據(jù)檢測的調(diào)制方法來對接收信號進行解調(diào)。通過信道去交織器14和解碼器15對解調(diào)的接收信號進行解碼。
當前向信道特性從移動終端的AMC接收機10被反饋時，基站的AMC發(fā)射機20的MCS級別選擇器22根據(jù)前向信道特性來選擇最佳MCS級別，并且根據(jù)所選的MCS級別來對前向信道進行編碼、信道交織和調(diào)制。
AMC發(fā)射機20的編碼器22根據(jù)MCS級別的相關(guān)編碼速率來對發(fā)射數(shù)據(jù)進行編碼，該信道交織器23根據(jù)MCS級別來對編碼的發(fā)射數(shù)據(jù)進行信道交織，并且調(diào)制器24根據(jù)MCS級別的相關(guān)調(diào)制方法來對發(fā)射數(shù)據(jù)進行調(diào)制，并通過發(fā)射天線25來發(fā)射調(diào)制的發(fā)射信號(發(fā)射碼元)。
如上所述，在用于移動通信系統(tǒng)的通用ATM編碼設(shè)備中，可僅通過根據(jù)信道特性改變調(diào)制和編碼方案來提高發(fā)射速率，然而，無法提高誤碼性能。
同時，在用于支持多媒體服務(wù)的移動通信系統(tǒng)中，為了增加前向鏈路容量，可使用增加移動終端天線數(shù)的方法。然而，在移動終端中，由于功率、尺寸、重量、價格限制，難以具有大量天線。另一方面，基站在這些方法的限制較少，可選擇用于增加基站天線數(shù)的方法作為替代方案。如上所述，已對用于通過增加基站即發(fā)射機的復(fù)雜性而不是增加移動終端即接收機的復(fù)雜性來提高前向鏈路通信容量的方法作了研究，其中，存在一種發(fā)射分集方案。
發(fā)射分集方案用于通過在前向鏈路的發(fā)射機(基站)側(cè)安裝多個天線來在發(fā)射機(基站)和接收機(移動終端)之間形成多個路徑信道從而獲得分集增益。
發(fā)射分集方案可根據(jù)反饋數(shù)據(jù)的存在/不存在而劃分為開環(huán)發(fā)射分集方法和閉環(huán)發(fā)射分集方法。開環(huán)發(fā)射分集方法是在發(fā)射機側(cè)用于通過使用多個發(fā)射天線而不使用反饋數(shù)據(jù)或使用簡單編碼方案等來按照某個時間間隔改變發(fā)射天線。閉環(huán)發(fā)射分集方法用于通過使用有關(guān)來自接收機側(cè)(移動終端)的信道反饋的信息來進行發(fā)射機側(cè)(基站)的發(fā)射。
作為開環(huán)發(fā)射分集方法，存在一種STTD(空時發(fā)射分集)，而作為閉環(huán)發(fā)射分集方法，存在一種STD(選擇性發(fā)射分集)。
首先，將對STTD方法進行說明。
圖3示出了使用STTD的發(fā)射機一例。
使用STTD編碼的發(fā)射機包括STTD編碼器30，用于通過正交路徑來發(fā)射相同發(fā)射碼元，而不使用反饋信息，以獲得分集增益。
以下將對使用STTD編碼的發(fā)射機的操作進行說明。
一個時隙由多個碼元組成，并且STTD編碼器30對整個時隙進行編碼。然而，為便于說明，將針對有關(guān)對一個時隙的兩個碼元持續(xù)時間進行STTD編碼的情況進行說明。
當S是碼元、T是碼元持續(xù)時間、Tc是碼片時間和M是擴頻增益時，存在一種關(guān)系為Tc＝T/M。Rpilot是具有R個數(shù)量碼元的導(dǎo)頻信息，并且Ndata是具有N個數(shù)量碼元的數(shù)據(jù)。
當在某個時間T輸入S1，并在2T輸入S2時，在時間T，STTD編碼器30輸出第一天線(Ant0)的S1，并輸出第二天線(Ant1)的-S2*，作為S2的負共軛。此外，在時間2T，STTD編碼器30輸出第一天線(Ant0)的S2，并輸出第二天線(Ant1)的S1*，作為S1的共軛。
發(fā)射機分別對第一天線和第二天線的STTD編碼的碼元進行擴展和加擾，并將其通過多個信道發(fā)射。
因此，使用STTD編碼的發(fā)射機在2T時間內(nèi)發(fā)射兩個發(fā)射碼元(S1，S2)。通過經(jīng)由正交路徑來發(fā)射相同發(fā)射碼元，可能獲得分集增益。
接收機使用STTD解碼來對時空區(qū)域的各發(fā)射天線的碼元進行分類和解調(diào)。例如，當在2T時間內(nèi)對兩個發(fā)射碼元進行STTD編碼和發(fā)射時，對于STTD解碼兩個發(fā)射碼元是需要2T時間的。
圖4是示出根據(jù)STTD的接收SNR(信噪比)的曲線圖。
通過一個接收天線來接收通過正交路徑發(fā)射的信號的接收機可使SNR接收穩(wěn)定，盡管一個信道處于空閑(null)狀態(tài)。
以下將對STD方法進行說明。
圖5示出了STD的基本操作。
當前向信道狀態(tài)由接收機(移動終端)反饋時，發(fā)射機(基站)選擇具有最佳前向信道狀態(tài)的發(fā)射天線，并通過所選的發(fā)射天線來傳送發(fā)射數(shù)據(jù)(發(fā)射時隙)。例如，當反饋的前向信道狀態(tài)表示第一天線(Ant0)處于最佳狀態(tài)時，發(fā)射機通過第一天線(Ant0)來發(fā)射#0發(fā)射時隙，當反饋的前向信道狀態(tài)表示第二天線(Ant1)處于最佳狀態(tài)時，發(fā)射機通過第二天線(Ant1)來發(fā)射#1發(fā)射時隙。通過把發(fā)射時隙發(fā)射到處于較好狀態(tài)的發(fā)射天線，發(fā)射機(基站)可獲得分集增益。
然而，當包括兩個發(fā)射天線的發(fā)射機(基站)采用STD方法來發(fā)送發(fā)射數(shù)據(jù)時，把一個發(fā)射數(shù)據(jù)發(fā)射到最佳發(fā)射天線要花T時間，發(fā)射兩個發(fā)射數(shù)據(jù)要花2T時間。此外，對于使用STD方法的接收機(移動終端)，對一個數(shù)據(jù)進行解調(diào)要花T時間，并且對兩個發(fā)射數(shù)據(jù)進行解調(diào)需要花2T時間。
因此，在STD方案中，可通過獲得分集增益來改善誤碼性能，然而，不可能大幅提高發(fā)射速率。
圖6是示出根據(jù)STD方法接收的SNT的曲線圖。
在使用STD的接收機中，當存在兩個發(fā)射天線(Ant0，Ant1)時，通過從具有較好接收狀態(tài)的發(fā)射天線接收信號，可使接收SNR穩(wěn)定。
圖7示出了根據(jù)STTD和STD的誤碼性能。
與用于通過求平均來接收通過多個發(fā)射天線同時發(fā)射的信號的STTD相比，用于接收僅通過最佳發(fā)射天線發(fā)射的信號的STD具有較好的接收SNR。不管是OPSK還是8PSK，STD與STTD相比具有較好的誤碼性能。
如上所述，在STTD方法和STD方法中，可能通過獲得分集增益來提高誤碼性能，然而，無法大幅提高發(fā)射速率。
本發(fā)明的另一目的是提供一種能夠通過將ATM編碼方法與發(fā)射分集方法(STTD或STD)進行組合來提高發(fā)射速率和誤碼性能的移動通信系統(tǒng)的發(fā)射分集設(shè)備和方法。
為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一種移動通信系統(tǒng)的發(fā)射分集設(shè)備包括接收機，其通過對接收信號進行STTD解碼來估計前向信道狀態(tài)；以及發(fā)射機，其根據(jù)估計的前向信道狀態(tài)來選擇MCS級別，根據(jù)所選的MCS級別來對前向信道的發(fā)射數(shù)據(jù)進行編碼和調(diào)制，并對將要通過相互正交的路徑發(fā)射的發(fā)射數(shù)據(jù)進行STTD編碼。
為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一種移動通信系統(tǒng)的發(fā)射分集設(shè)備包括接收機，其通過對接收信號進行信道補償來估計前向信道狀態(tài)，根據(jù)估計的前向信道狀態(tài)來生成用于選擇最佳前向信道的天線選擇信息，并反饋估計的前向信道狀態(tài)信息和天線選擇信息；以及包括發(fā)射機，其根據(jù)反饋的前向信道狀態(tài)信息來選擇前向信道MCS級別，根據(jù)所選的MCS級別來對前向信道發(fā)射數(shù)據(jù)進行編碼和調(diào)制，根據(jù)天線選擇信息來選擇發(fā)射天線，并把發(fā)射數(shù)據(jù)發(fā)射到所選的發(fā)射天線。
為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一種移動通信系統(tǒng)的發(fā)射分集方法包括通過發(fā)射天線對通過一個接收天線接收的接收信號進行解碼來估計前向信道狀態(tài)；根據(jù)估計的前向信道狀態(tài)來選擇前向信道的編碼速率和調(diào)制方法；根據(jù)所選的前向信道的編碼速率和調(diào)制方法來對發(fā)射數(shù)據(jù)進行編碼和調(diào)制；以及采用STTD或STD方法通過多個發(fā)射天線來發(fā)送發(fā)射數(shù)據(jù)。
圖1是示出一般AMC(自適應(yīng)調(diào)制和編碼)設(shè)備的方框圖；圖2A示出了根據(jù)有關(guān)SNR(信噪比)的幀誤碼率FER和吞吐量來對各MCS級別進行分類的方法；圖2B是示出參照圖2A的MCS級別的表；圖3示出了使用STTD的發(fā)射機的示例；圖4是示出根據(jù)STTD的接收SNR(信噪比)的曲線圖；圖5示出了STD的基本操作；圖6是示出根據(jù)STD的接收SNT的圖；圖7示出了根據(jù)STTD和STD的誤碼性能；圖8是示出根據(jù)本發(fā)明實施例的移動通信系統(tǒng)的發(fā)射分集設(shè)備的方框圖；
圖9是示出根據(jù)本發(fā)明另一實施例的移動通信系統(tǒng)的發(fā)射分集設(shè)備的方框圖；以及圖10是示出根據(jù)本發(fā)明的移動通信系統(tǒng)的發(fā)射分集設(shè)備的性能的曲線圖。
圖8是示出根據(jù)本發(fā)明實施例的移動通信系統(tǒng)的發(fā)射分集設(shè)備的方框圖。
根據(jù)本發(fā)明實施例的移動通信系統(tǒng)的發(fā)射分集設(shè)備包括接收機110，用于通過對接收信號進行STTD解碼來估計前向信道狀態(tài)；以及發(fā)射機100，用于根據(jù)估計的前向信道狀態(tài)來選擇MCS級別，根據(jù)所選的MCS級別來對前向信道的發(fā)射數(shù)據(jù)進行編碼和調(diào)制，以及通過STTD編碼來把發(fā)射碼元發(fā)射到每個發(fā)射天線。
接收機110被布置在移動終端內(nèi)，并且發(fā)射機被布置在基站內(nèi)。
接收機110包括解擾器111，用于對通過一個接收天線(Rx.Ant)接收的接收碼元進行解擾；沃爾什(Walsh)解調(diào)器112，用于通過Walsh解調(diào)來對解擾的接收碼元進行解擴；STTD解碼器113，用于對解擴的接收碼元進行STTD解碼；信道狀態(tài)信息估計器114，用于通過使用STTD解碼的接收碼元來估計前向信道狀態(tài)；解調(diào)器115，用于通過使用軟判定來對STTD解碼的接收信號進行解調(diào)；信道去交織器116，用于對解調(diào)的接收位數(shù)據(jù)進行信道去交織；以及MAP(最大后驗概率，maximum a posteriori)解碼器117，用于通過對信道去交織的位數(shù)據(jù)進行解碼來輸出接收信息位118。
STTD解碼器113對由時空區(qū)域的發(fā)射天線通過相互正交的路徑發(fā)射的接收碼元進行分類，對其進行解調(diào)并進行求平均。
發(fā)射機100包括MCS級別選擇器102，用于根據(jù)估計的前向信道狀態(tài)信息來選擇MCS級別；Turbo編碼器103，用于根據(jù)由MCS級別選擇器102所選的MCS級別來對發(fā)射信息位101進行Turbo編碼；信道交織器104，用于根據(jù)MCS級別來對編碼的信息位進行信道交織；調(diào)制器105，用于通過調(diào)變符號集映射(constellationmapping)，根據(jù)MCS級別來對信道交織的信息位進行調(diào)制；STTD編碼器106，用于對調(diào)制的發(fā)射碼元進行STTD編碼；Walsh調(diào)制器107，用于通過Walsh調(diào)制來對各發(fā)射天線的STTD編碼的發(fā)射碼元進行擴展；以及加擾器108，用于對擴展的發(fā)射碼元進行加擾，并同時將其發(fā)射到各發(fā)射天線(Tx Ant0，Tx Ant1)。
STTD編碼器106通過時空區(qū)域的相互正交的兩個路徑來發(fā)送發(fā)射碼元。
MCS級別選擇器102可布置在發(fā)射機100或接收機110內(nèi)，此處將對把MCS級別選擇器102布置在發(fā)射機110內(nèi)的情況進行說明。
以下將對根據(jù)本發(fā)明實施例的移動通信系統(tǒng)的發(fā)射分集設(shè)備的操作進行說明。
接收機110對通過一個接收天線(RX Ant)接收的信號進行STTD解碼來估計前向信道狀態(tài)，并對估計的前向信道狀態(tài)進行反饋。發(fā)射機100根據(jù)反饋的前向信道狀態(tài)來選擇MCS級別，根據(jù)所選的MCS級別來對前向信道的發(fā)射數(shù)據(jù)進行編碼和調(diào)制，對將要通過時空區(qū)域的正交路徑發(fā)射的發(fā)射碼元進行STTD編碼，并將其發(fā)送到各發(fā)射天線。
以下將進行更詳細的說明。
例如，當發(fā)射機100包括兩個發(fā)射天線(Tx Ant0，Tx Ant1)，并且接收機110包括一個接收天線(Rx Ant)時，將通過一個接收天線(Rx Ant)接收的接收碼元通過解擾器111和Walsh解調(diào)器112發(fā)射到STTD解碼器113。STTD解碼器113依靠時空區(qū)域的每個發(fā)射天線來對接收的接收碼元進行分類和解調(diào)，并對每個發(fā)射天線的碼元進行求平均。因此，盡管通過隨機發(fā)射天線的前向信道處于空閑狀態(tài)，然而接收SNR是穩(wěn)定的，產(chǎn)生發(fā)射分集增益，并且誤碼性能得到提高。
信道狀態(tài)信息估計器114通過使用STTD解調(diào)的接收碼元來估計前向信道的SNR，并且接收機110對估計的前向信道的SNR進行反饋。
從接收機110的STTD解碼器113輸出的接收碼元順次通過解調(diào)器115、信道去交織器116、MAP解碼器117，并作為接收信息位格式118被輸出。
同時，當前向信道的SNR從接收機110被反饋時，發(fā)射機100的MCS級別選擇器102根據(jù)反饋的前向信道SNR來選擇MCS級別。此處，SNR越大，編碼速率就越高，并且選擇的調(diào)制方法就越好。因此，當SNR良好時，可提高發(fā)射速率。
參照圖2A和圖2B，在由MCS級別選擇器102進行的MCS級別選擇中，當前向信道SNR大于3.25dB和不大于7.25dB時，MCS級別選擇器102選擇2/3編碼速率編碼和QPSK調(diào)制方法。當前向信道的SNR大于9.25dB時，MCS級別選擇器102選擇2/3編碼速率編碼和16QAM調(diào)制方法。
發(fā)射機100的Turbo編碼器103根據(jù)所選的MCS級別編碼速率來對發(fā)射信息位101進行Turbo編碼，信道交織器104根據(jù)MCS級別來進行信道交織，以及調(diào)制器105根據(jù)MCS級別調(diào)制方法來對發(fā)射碼元進行調(diào)制。例如，當MCS級別是MCS級別2時，根據(jù)2/3編碼速率進行Turbo編碼，并采用QPSK方法進行調(diào)制。
STTD編碼器106對將要通過時空區(qū)域的兩個路徑發(fā)射的自適應(yīng)調(diào)制的發(fā)射碼元進行STTD編碼。
Walsh調(diào)制器107對STTD編碼的第一發(fā)射天線(Tx Ant0)數(shù)據(jù)和第二發(fā)射天線(Tx Ant1)數(shù)據(jù)進行擴展。加擾器108對擴展的STTD編碼的第一發(fā)射天線(Tx Ant0)數(shù)據(jù)和第二發(fā)射天線(Tx Ant1)數(shù)據(jù)進行加擾，并將其發(fā)射到第一發(fā)射天線(Tx Ant0)和第二發(fā)射天線(Tx Ant1)。因此，通過正交路徑，即第一發(fā)射天線(Tx Ant0)和第二發(fā)射天線(TxAnt1)來發(fā)送一個發(fā)射碼元。
在根據(jù)本發(fā)明的發(fā)射分集設(shè)備中，通過根據(jù)前向信道的SNR來改變編碼和調(diào)制方法，并通過兩個正交路徑來發(fā)射根據(jù)前向信道SNR自適應(yīng)編碼調(diào)制的發(fā)射碼元，前向信道SNR越大，前向信道的發(fā)射速率就越得到提高，并可獲得發(fā)射分集增益，因此可同時提高發(fā)射性能和誤碼性能。
圖9是示出根據(jù)本發(fā)明另一實施例的移動通信系統(tǒng)的發(fā)射分集設(shè)備的方框圖。
根據(jù)本發(fā)明另一實施例的移動通信系統(tǒng)的發(fā)射分集設(shè)備包括接收機210，用于通過對接收信號進行信道補償來估計前向信道狀態(tài)，并對估計的前向信道狀態(tài)和用于發(fā)射天線選擇的天線選擇信息進行反饋；以及發(fā)射機200，用于根據(jù)反饋的前向信道狀態(tài)信息來選擇前向信道MCS級別，根據(jù)所選的MCS級別來對前向信道發(fā)射數(shù)據(jù)進行編碼和調(diào)制，以及把發(fā)射數(shù)據(jù)發(fā)射到根據(jù)天線選擇信息所選的發(fā)射天線。
接收機210被布置在移動終端內(nèi)，并且發(fā)射機200被布置在基站內(nèi)。
接收機210包括信道補償器211，用于對通過一個接收天線(RxAnt)接收的接收碼元進行信道補償；信道狀態(tài)信息估計器212，用于通過使用信道補償?shù)慕邮沾a元來估計前向信道狀態(tài)，并根據(jù)估計的前向信道狀態(tài)來生成用于接收天線選擇的天線選擇信息；解擾器213，用于對信道補償?shù)慕邮沾a元進行解擾 Walsh解調(diào)器215，用于通過Walsh解調(diào)來對解擾的接收碼元進行解擴；解調(diào)器215，用于通過軟判定來對解擴的接收碼元進行解調(diào)；信道去交織器216，用于對解調(diào)的接收位數(shù)據(jù)進行信道去交織；以及MAP解碼器217，用于通過對信道去交織的位數(shù)據(jù)進行解碼來輸出接收信息位218。
發(fā)射機200包括MCS級別選擇器202，用于根據(jù)由接收機210反饋的前向信道狀態(tài)來選擇前向信道MCS級別Turbo編碼器203，用于根據(jù)所選的MCS級別來對發(fā)射信息位201進行Turbo編碼；信道交織器204，用于根據(jù)MCS級別來對編碼的信息位進行信道交織；調(diào)制器205，用于通過調(diào)變符號集映射，根據(jù)MCS級別來對信道交織的信息位進行調(diào)制 Walsh調(diào)制器206，用于通過使用Walsh函數(shù)來對調(diào)制的發(fā)射碼元進行擴展；加擾器207，用于對擴展的發(fā)射碼元進行加擾；以及天線選擇器208，用于根據(jù)由接收機210反饋的天線選擇信息，從多個發(fā)射天線(Tx Ant0～Tx Ant(N-1))中選擇最佳發(fā)射天線，并把加擾的發(fā)射碼元發(fā)射到所選的發(fā)射天線。
MCS級別選擇器202可布置在發(fā)射機200或接收機210內(nèi)，此處將對把MCS級別選擇器102布置在發(fā)射機110內(nèi)的情況進行說明。
以下將對根據(jù)本發(fā)明另一實施例的移動通信系統(tǒng)的發(fā)射分集設(shè)備的操作進行說明。
接收機210通過對通過一個接收天線(RX Ant)接收的接收碼元進行信道補償來估計前向信道SNR，根據(jù)估計的前向信道SNR來生成用于發(fā)射天線選擇的天線選擇信息，并對估計的前向信道SNR和天線選擇信息進行反饋。
發(fā)射機200根據(jù)反饋的前向信道SNR來選擇前向信道MCS，根據(jù)所選的MCS級別來對前向信道發(fā)射數(shù)據(jù)進行編碼和調(diào)制，根據(jù)反饋的天線選擇信息來選擇最佳SNR的發(fā)射天線，以及把發(fā)射數(shù)據(jù)發(fā)射到所選的發(fā)射天線。
以下將進行詳細說明。
接收機210的信道補償器211對通過一個接收天線(Rx Ant)接收的接收碼元進行信道補償。信道狀態(tài)信息估計器212通過使用信道補償?shù)慕邮沾a元來估計前向信道SNR，并生成用于從在空閑狀態(tài)中與具有發(fā)射數(shù)據(jù)的前向信道邏輯連接的前向信道中選擇最佳前向信道(發(fā)射天線)的天線選擇信息。接收機210對估計的前向信道SNR和天線選擇信息進行反饋。
從接收機210的信道補償器211輸出的接收碼元在通過加擾器213和Walsh解調(diào)器214之后，在解調(diào)器215中進行解調(diào)。將解調(diào)的接收位數(shù)據(jù)采用順次通過信道去交織器216和MAP解碼器217的方式，作為接收信息位格式218輸出。
同時，MCS級別選擇器通過使用從接收機210反饋的前向信道SNR來選擇MCS級別。此處，SNR越大，編碼速率就越高，并且所選的調(diào)制方法就越好。因此，SNR越大，發(fā)射速率就越能得到提高。MCS級別選擇器202的MCS級別選擇方法與MCS級別選擇器102的MCS級別選擇方法相同，因此，將省略詳細說明。
發(fā)射機200的Turbo編碼器203根據(jù)所選的MCS級別編碼速率來對發(fā)射信息位201進行Turbo編碼，信道交織器303根據(jù)所選的MCS級別來進行信道交織，以及調(diào)制器205根據(jù)MCS級別調(diào)制方法來對發(fā)射碼元進行調(diào)制。例如，當反饋的MCS級別是MCS級別2時，根據(jù)2/3編碼速率來進行Turbo編碼，并且根據(jù)QPSK方法來進行調(diào)制。
Walsh調(diào)制器107通過使用Walsh函數(shù)來對調(diào)制的發(fā)射碼元進行擴展，并且加擾器207對擴展的發(fā)射碼元進行加擾。
天線選擇器208根據(jù)反饋的天線選擇信息來選擇最佳SNR的發(fā)射天線，并把加擾的發(fā)射碼元發(fā)射到所選的發(fā)射天線。
如上所述，在根據(jù)本發(fā)明的發(fā)射分集設(shè)備中，通過根據(jù)前向信道SNR來改變編碼和調(diào)制方法，并把根據(jù)前向信道SNR自適應(yīng)編碼調(diào)制的發(fā)射碼元發(fā)射到最佳發(fā)射天線，則前向信道SNR越大，前向信道的發(fā)射速率就越能得到提高，并可獲得發(fā)射分集增益，因此可同時提高發(fā)射性能和誤碼性能。
圖10是示出根據(jù)本發(fā)明的移動通信系統(tǒng)的發(fā)射分集設(shè)備的性能的曲線圖。當把AMC與STTD組合時，與AMC相比表現(xiàn)為吞吐量更好。當把AMC與STD組合時，與AMC和STTD的組合相比表現(xiàn)為吞吐量更好。在AMC和STD的組合情況下，與具有兩個發(fā)射天線的情況相比，表現(xiàn)為具有四個發(fā)射天線時的吞吐量更好。
如上所述，在根據(jù)本發(fā)明的移動通信系統(tǒng)的發(fā)射分集設(shè)備和方法中，通過根據(jù)前向信道質(zhì)量來改變前向信道編碼和調(diào)制方法，并采用諸如STTD和STD那樣的發(fā)射分集方法來發(fā)送發(fā)射碼元，可同時提高前向信道發(fā)射速率，獲得發(fā)射分集增益，并提高誤碼性能。
權(quán)利要求
1.一種移動通信系統(tǒng)的發(fā)射分集設(shè)備，該設(shè)備包括接收機，其通過對接收信號進行STTD解碼來估計前向信道狀態(tài)；以及發(fā)射機，其根據(jù)估計的前向信道狀態(tài)來選擇MCS級別，根據(jù)所選的MCS級別來對前向信道的發(fā)射數(shù)據(jù)進行編碼和調(diào)制，并對將要通過相互正交的路徑發(fā)射的發(fā)射數(shù)據(jù)進行STTD編碼。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述接收機包括STTD解碼器，用于依靠在時空區(qū)域的發(fā)射天線對通過一個接收天線接收的接收碼元進行分類，并對接收碼元進行STTD解碼；以及信道狀態(tài)信息估計器，用于通過使用STTD解碼的接收碼元來估計前向信道狀態(tài)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中，所述接收機進一步包括解擾器，用于對通過一個接收天線接收的接收碼元進行解擾；Walsh解調(diào)器，用于通過Walsh解調(diào)對解擾的接收碼元進行解擴，并將其輸出到STTD解碼器；解調(diào)器，用于通過使用軟判定來對STTD解碼的接收信號進行解調(diào)；信道去交織器，用于對解調(diào)的接收位數(shù)據(jù)進行信道去交織；以及MAP(最大后驗概率)解碼器，用于通過對信道去交織的位數(shù)據(jù)進行解碼來輸出接收信息位。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述發(fā)射機包括MCS級別選擇器，用于根據(jù)由接收機估計的前向信道狀態(tài)信息來選擇MCS級別；Turbo編碼器，用于根據(jù)所選的MCS級別來對發(fā)射信息位進行Turbo編碼；信道交織器，用于根據(jù)所選的MCS級別來對編碼的信息位進行信道交織；調(diào)制器，用于通過調(diào)變符號集映射，根據(jù)MCS級別來對信道交織的信息位進行調(diào)制；以及STTD編碼器，用于對將要通過時空區(qū)域的相互正交的路徑發(fā)射的發(fā)射碼元進行STTD編碼。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其中，所述發(fā)射機進一步包括Walsh調(diào)制器，用于通過Walsh調(diào)制來對每個發(fā)射天線的STTD編碼的發(fā)射碼元進行擴展；以及加擾器，用于對擴展的發(fā)射碼元進行加擾，并將其發(fā)射到每個發(fā)射天線。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其中，所述MCS級別選擇器不僅包括在發(fā)射機內(nèi)，而且包括在接收機內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述接收機被布置在移動終端內(nèi)，并且所述發(fā)射機被布置在基站內(nèi)。
8.一種移動通信系統(tǒng)的發(fā)射分集設(shè)備，該設(shè)備包括接收機，其通過對接收信號進行信道補償來估計前向信道狀態(tài)，根據(jù)估計的前向信道狀態(tài)來生成用于選擇最佳前向信道的天線選擇信息，并反饋估計的前向信道狀態(tài)信息和天線選擇信息；以及發(fā)射機，其根據(jù)反饋的前向信道狀態(tài)信息來選擇前向信道MCS級別，根據(jù)所選的MCS級別來對前向信道發(fā)射數(shù)據(jù)進行編碼和調(diào)制，根據(jù)天線選擇信息來選擇發(fā)射天線，以及把發(fā)射數(shù)據(jù)發(fā)射到所選的發(fā)射天線。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的設(shè)備，其中，所述接收機包括信道補償器，用于對通過一個接收天線接收的接收碼元進行信道補償；以及信道狀態(tài)信息估計器，用于通過使用信道補償?shù)慕邮沾a元來估計前向信道狀態(tài)，并生成用于選擇最佳前向信道的天線選擇信息。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其中，所述接收機進一步包括解擾器，用于對信道補償?shù)慕邮沾a元進行解擾；Walsh解調(diào)器，用于通過Walsh解調(diào)來對解擾的接收碼元進行解擴；解調(diào)器，用于通過軟判定來對解擴的接收碼元進行解調(diào)；信道去交織器，用于對解調(diào)的接收位數(shù)據(jù)進行信道去交織；以及MAP解碼器，用于通過對信道去交織的位數(shù)據(jù)進行解碼來輸出接收信息。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的設(shè)備，其中，所述發(fā)射機包括MCS級別選擇器，用于根據(jù)由接收機反饋的前向信道狀態(tài)信息來選擇MCS級別；Turbo編碼器，用于根據(jù)所選的MCS級別來對發(fā)射信息位進行Turbo編碼；信道交織器，用于根據(jù)所選的MCS級別來對編碼的信息位進行信道交織；調(diào)制器，用于通過調(diào)變符號集映射，根據(jù)MCS級別來對信道交織的信息位進行調(diào)制；以及天線選擇器，用于根據(jù)反饋的天線選擇信息從多個發(fā)射天線中選擇最佳發(fā)射天線，并把調(diào)制的發(fā)射碼元發(fā)射到所選的發(fā)射天線。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其中，所述發(fā)射機進一步包括Walsh調(diào)制器，用于通過使用Walsh函數(shù)來對調(diào)制的發(fā)射碼元進行擴展；以及加擾器，用于對擴展的發(fā)射碼元進行加擾，并將其輸出到天線選擇器。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其中，所述MCS級別選擇器不僅包括在發(fā)射機內(nèi)，而且包括在接收機內(nèi)。
14.根據(jù)權(quán)利要求8所述的設(shè)備，其中，所述接收機被布置在移動終端內(nèi)，而所述發(fā)射機被布置在基站內(nèi)。
15.一種移動通信系統(tǒng)的發(fā)射分集方法，包括下列步驟通過采用發(fā)射天線對通過一個接收天線接收的接收信號進行解碼來估計前向信道狀態(tài)；根據(jù)估計的前向信道狀態(tài)來選擇前向信道的編碼速率和調(diào)制方法；根據(jù)所選的前向信道的編碼速率和調(diào)制方法來對發(fā)射數(shù)據(jù)進行編碼和調(diào)制；以及采用STTD或STD方法通過多個發(fā)射天線來發(fā)送發(fā)射數(shù)據(jù)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，該方法進一步包括對解碼的接收信號進行解調(diào)；對解調(diào)的接收數(shù)據(jù)進行信道去交織；以及對信道去交織的接收數(shù)據(jù)進行MAP解碼。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，采用STTD方法的發(fā)射步驟包括以下子步驟對將要通過時空區(qū)域的相互正交的路徑發(fā)射的發(fā)射數(shù)據(jù)進行STTD編碼；依靠發(fā)射天線來對STTD編碼的發(fā)射數(shù)據(jù)進行擴展；以及對發(fā)射數(shù)據(jù)進行加擾，并將其發(fā)射到每個發(fā)射天線。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中，所述解碼包括使用一個接收天線來接收通過兩個正交路徑發(fā)射的發(fā)射信號，并對由時空區(qū)域的發(fā)射天線解碼的信號進行求平均。
19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，采用STD方法的發(fā)射步驟包括以下子步驟從估計的前向信道狀態(tài)中選擇最佳發(fā)射天線；以及把發(fā)射數(shù)據(jù)發(fā)射到所選的發(fā)射天線。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種移動通信系統(tǒng)的發(fā)射分集設(shè)備及其方法。在根據(jù)本發(fā)明的移動通信系統(tǒng)的發(fā)射分集設(shè)備和方法中，通過根據(jù)前向信道質(zhì)量來改變前向信道編碼和調(diào)制方法，并采用諸如STTD或STD那樣的發(fā)射分集方法來發(fā)送發(fā)射碼元，可同時提高前向信道發(fā)射速率，獲得發(fā)射分集增益和提高誤碼性能。
文檔編號H04B14/04GK1469652SQ03137199
公開日2004年1月21日 申請日期2003年6月9日 優(yōu)先權(quán)日2002年6月7日
發(fā)明者黃仁泰 申請人:Lg電子株式會社