專利名稱：一種增強(qiáng)無線通信系統(tǒng)分集效果的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域，具體地涉及到一種增強(qiáng)無線通信系統(tǒng)分集效果的 方法。
背景技術(shù)：
在無線通信中，因?yàn)闊o線信道的復(fù)雜性，在接收端接收到的信號(hào)是一種
帶有噪聲的衰變信號(hào)，其信噪比(Signal To Noise Ratio)是一個(gè)隨機(jī)過程。 在采用單天線發(fā)射情況下，當(dāng)信噪比變得較低時(shí)，接收效果就差，信道鏈路 就變得不可靠；在采用多天線的分集發(fā)送情況下，接收端接收到的是多路的 同一信號(hào)，多路同一信號(hào)信噪比變低的可能性比單天線發(fā)射的單路信號(hào)要 小，從而提高了鏈路的可靠性，也就是獲得了分集的增益。
通常分集發(fā)射的過程是這樣的待發(fā)射的二進(jìn)制信號(hào)經(jīng)過調(diào)制轉(zhuǎn)變成符 號(hào)(復(fù)數(shù))，再將要傳輸?shù)姆?hào)進(jìn)行空時(shí)頻維度上的分集編碼獲得分集編碼 塊，再將分集編碼塊中符號(hào)分配到不同的天線中發(fā)射出去。通常的分集編碼 塊中每一空時(shí)頻資源單元上只包含有一個(gè)要傳輸?shù)姆?hào)。
無線通信系統(tǒng)中經(jīng)常使用的分集方式主要有TSTD(Time Switch Transmission Diversity, 時(shí)間切換發(fā)射分集)，F(xiàn)STD (Frequency Switch Transmission Diversity,頻率切換發(fā)射分集)，STBC( Spatial Time Block Code, 空時(shí)分組碼)，SFBC (Spatial Frequency Block Code,空頻分組碼)，CDD (Cyclic Delay Diversity,循環(huán)延遲分集)等以及其組合方式。其中3GPP( 3rd Generation Partnership Project, 第三代合作伙伴計(jì)戈'J )的LTE (Long Term Evolution,長(zhǎng)期演進(jìn))標(biāo)準(zhǔn)將SFBC選為2天線的分集方法，SFBC+FSTD 作為4天線的分集方法；在后續(xù)的版本中會(huì)用到大于4天線的分集方式；在 其它標(biāo)準(zhǔn)組織的B3G， 4G標(biāo)準(zhǔn)中也把多天線的分集技術(shù)列為其要采用的技 術(shù)。
在大于2天線的SFBC+FSTD ( STBC+TSTD )發(fā)射分集中存在如下的一 個(gè)不足，就是其傳輸?shù)拿總€(gè)符號(hào)僅能獲得2個(gè)天線上的增益，而不能全得所 有天線上的增益，并且只能獲得編碼塊中所占頻率(時(shí)間)資源中2個(gè)單元
事實(shí)上其它的分集方法諸如TSTD， FSTD,其傳輸編碼塊能獲得各天線上的 增益，但是，傳輸?shù)拿恳环?hào)只能獲得一天線上的增益，而不能獲得其它天 線上的增益。也就是說這些方法無法獲得各天線的發(fā)射增益。其它分集方式 與這些分集方法的組合里也存在類似的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題就是提供一種增強(qiáng)無線通信系統(tǒng)分集效果的 方法，解決現(xiàn)有的分集方法無法同時(shí)獲得各天線的發(fā)射增益以及編碼塊中所 占各頻率(時(shí)間)資源單元上的增益的問題。
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種增強(qiáng)無線通信系統(tǒng)分集效果的 方法，在對(duì)二進(jìn)制序列進(jìn)行調(diào)制后，將要傳輸?shù)姆?hào)序列進(jìn)行變換，使要傳 輸?shù)姆?hào)序列中的每一個(gè)符號(hào)全部或其部分存在于分集編碼塊所占的每一 空間資源單元、每一頻率資源單元以及每一時(shí)間資源單元上。
進(jìn)一步地，所述方法包括如下步驟
(1) 將待發(fā)射的二進(jìn)制序列信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，轉(zhuǎn)變成符號(hào)序列；
(2) 將調(diào)制后要傳輸?shù)姆?hào)序列進(jìn)行變換，使要傳輸?shù)姆?hào)序列中的 每一個(gè)符號(hào)全部或其部分存在于分集編碼塊所占的每一空間資源單元、每一 頻率資源單元以及每一時(shí)間資源單元上；
(3) 將變換后所得的符號(hào)序列進(jìn)行分集編碼；
(4) 將分集編碼后的符號(hào)序列分配到各發(fā)射天線上，發(fā)射出去。
進(jìn)一步地，所述空間資源為發(fā)射天線；所述頻率資源為子載波；所述時(shí) 間資源為發(fā)射周期。
進(jìn)一步地，所述將要傳輸?shù)姆?hào)序列進(jìn)行變換為對(duì)將要傳輸?shù)姆?hào)序 列進(jìn)行酉變換，構(gòu)造成新的符號(hào)序列。
進(jìn)一步地，所述將要傳輸?shù)姆?hào)序列進(jìn)行變換為對(duì)將要傳輸?shù)姆?hào)序 列進(jìn)行吉文斯旋轉(zhuǎn)，構(gòu)造成新的符號(hào)序列。
進(jìn)一步地，所述將要傳輸?shù)姆?hào)序列進(jìn)行變換為對(duì)將要傳輸?shù)姆?hào)序
列進(jìn)行離散傅氏變換，構(gòu)造成新的符號(hào)序列。
進(jìn)一步地，對(duì)于發(fā)射天線為4根的情況，
所述步驟(l)中，轉(zhuǎn)變成符號(hào)序列稱為S叫St，S2,S3,S4]T;
在所述步驟(2)中，對(duì)S進(jìn)行酉變換，X=A*S,得到X序列，其中A
為一 4 x 4的酉矩陣，X = [X!，X2,X3,X4]T，
1 0-1 (T o l o _l 10 10 0 10 1
在所述步驟(3)中，采用空頻塊碼SFBC+FSTD的分集方式進(jìn)行分集編碼。
進(jìn)一步地，對(duì)于發(fā)射天線為6根的情況，
所述步驟(l)中，轉(zhuǎn)變成符號(hào)序列稱為S^Si,S2,S3,S4,S5,S6]T;
在所述步驟(2)中，對(duì)S進(jìn)行酉變換，X=A*S,得到X序列，其中A
<formula>formula see original document page 7</formula>在所述步驟(3)中，采用SFBC+FSTD的分集方式進(jìn)行分集編碼。 進(jìn)一步地，對(duì)于發(fā)射天線為8根的情況，
所述步驟(l)中，轉(zhuǎn)變成符號(hào)序列稱為S叫Si,S2,S3，S4，S5,S6,S7,S8]T;
在所述步驟(2)中，對(duì)S進(jìn)行酉變換，X=A*S,得到X序列，其中A
為一 8 X 8的酉矩陣，X = Pd,X2,X3,X4，X5,X6，X7,X8]T,
為一 6x6的酉矩陣，X= Pd，X2,X3,X4,X5,X6]T,
<formula>formula see original document page 7</formula><formula>formula see original document page 8</formula>
在所述步驟(3)中，采用SFBC+FSTD的分集方式進(jìn)行分集編碼。
本發(fā)明是一種分集的增強(qiáng)技術(shù)，可以與任一種分集方法聯(lián)合使用。本發(fā) 明使得采用分集方法的每一傳輸符號(hào)可以獲得整個(gè)分集編碼塊所占用的空 時(shí)頻上的分集增益，從而整個(gè)地提高傳輸鏈路的質(zhì)量。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)的分集發(fā)送示意圖2是現(xiàn)有技術(shù)在4天線情況下的SFBC+FSTD分集發(fā)送示意圖； 圖3是現(xiàn)有技術(shù)在4天線情況下SFBC+FSTD分集編碼示意圖； 圖4是本發(fā)明實(shí)施例的分集發(fā)送示意圖5是本發(fā)明應(yīng)用實(shí)例的4天線的SFBC+FSTD分集發(fā)送示意圖6是本發(fā)明應(yīng)用實(shí)例的一種4天線情況下的SFBC+FSTD分集編碼示 意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。 如圖1所示，現(xiàn)有技術(shù)的分集發(fā)送包括如下步驟
步驟l，將待發(fā)射的二進(jìn)制序列信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，轉(zhuǎn)變成符號(hào)序列，假設(shè) 要傳輸?shù)姆?hào)有N個(gè)，記為一個(gè)矢量8 = [81,82,...,8^]1,其中T表示矩陣的 轉(zhuǎn)置；
步驟2,將要傳輸?shù)姆?hào)序列S應(yīng)用某種分集方法進(jìn)行編碼，獲得分集
編碼塊；
步驟3,將分集編碼塊中各符號(hào)分配到各發(fā)射天線上發(fā)射。
以3GPP LTE中的開環(huán)發(fā)射分集為例，在LTE中，當(dāng)發(fā)射天線為4天線 時(shí)，采用SFBC+FSTD這種分集方式，設(shè)經(jīng)過調(diào)制后要傳輸?shù)恼{(diào)制符號(hào)序列 為S-[S^2,S3,S4]t,圖2表示了采用這種發(fā)射分集方法的示意圖，圖3表示 了 SFBC+FSTD這種方法的編碼方式，其中，Al、 A2、 A3、 A4分別表示不 同的天線；Fl, F2, F3, F4表示不同的子載波；*表示矩陣的共軛；從中可 以看到要傳輸?shù)腟序列中的每一個(gè)符號(hào)只在2根天線上發(fā)送，同時(shí)也只在2 個(gè)頻率資源單元(子載波)上發(fā)送。這表明了 S中的每一個(gè)符號(hào)只能獲得2 根天線上的增益，也只能獲得2個(gè)頻率單元上的增益。
如圖4所示，本發(fā)明實(shí)施例的分集發(fā)送方法包括如下步驟
步驟l,在發(fā)射端，將待發(fā)射的二進(jìn)制序列信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，轉(zhuǎn)變成符號(hào) 序列；
步驟2,將調(diào)制后要傳輸?shù)姆?hào)序列進(jìn)行變換，使要傳輸?shù)姆?hào)序列中 的每一個(gè)符號(hào)全部或其部分存在于分集編碼塊所占的每一空間資源單元、每
一頻率資源單元以及每 一 時(shí)間資源單元上；
其中每一個(gè)符號(hào)一般用復(fù)數(shù)表示，可以i人為由實(shí)部和虛部的組成，也可 以認(rèn)為由幅度和相位組成，或者對(duì)于不同維度，可能有不同的表示方式；上 文所述的"部分"即指符號(hào)的某一部分，如實(shí)部或虛部、幅度或相位等等。 只要是代表該符號(hào)的某個(gè)部分即可。
設(shè)要傳輸?shù)姆?hào)有N個(gè)，記為一個(gè)矢量S:[S!,S2，…,SN]t。將要傳輸?shù)?br> 符號(hào)矢量S進(jìn)行一次變換，得到X矢量，X-P^X^.^XlJT,這一過程可以 記為X:F(S) ; F表示對(duì)S的一種運(yùn)算或變換，可以是線性的，也可以是非 線性的。變換后的結(jié)果，應(yīng)當(dāng)使S中的每一個(gè)符號(hào)的全部或部分被X中的 多個(gè)符號(hào)包含，并且X中的一個(gè)符號(hào)成分中包含了 S中多個(gè)符號(hào)的全部或 部分，保證要傳輸?shù)腟中的每一個(gè)符號(hào)的全部或部分都會(huì)存在于分集編碼塊 所占的每一空間資源(天線)單元上，每一頻率資源(如子載波)單元上，
及每一時(shí)間資源單元(指發(fā)射的一個(gè)或多個(gè)周期)上。符合條件的變換方法
有很多，如基于Givens(吉文斯)旋轉(zhuǎn)構(gòu)造的矩陣或基于DFT( Discrete Fourier Transform,離散傅氏變4灸)式的構(gòu)造矩陣顯然可以做到這一點(diǎn)。
步驟3,將變換后所得的符號(hào)序列進(jìn)行分集編碼；
這里選取的分集方法，可以是任一種分集方法，不拘限于在本文中提到 的。也就是說，本發(fā)明可以與任一種分集方法聯(lián)合使用。只要這種方法存在 著如下的缺點(diǎn)，本發(fā)明就能發(fā)揮功用，產(chǎn)生增益；這個(gè)缺點(diǎn)就是使用的這 種分集方法不能保證每一個(gè)被傳輸?shù)姆?hào)都可以獲得分集編碼塊所占用的 每一頻率單元上的增益，或者不能保證每一個(gè)被傳輸?shù)姆?hào)都可以獲得分集
編碼塊所占用的空間單元上的增益，或者不能保證每一個(gè)被傳輸?shù)姆?hào)都可 以獲得分集編碼塊所占用的時(shí)間單元上的增益。
步驟4,將分集編碼后的符號(hào)序列分配到各發(fā)射天線上，然后進(jìn)行發(fā)射。
在上述的增強(qiáng)無線通信系統(tǒng)分集效果的方法中，由于對(duì)要傳輸?shù)姆?hào)序 列進(jìn)行了一個(gè)變換，使得要傳輸?shù)拿恳粋€(gè)符號(hào)的全部或部分被包含于變換后 得到的多個(gè)符號(hào)中。從而保證進(jìn)行分集編碼后，要傳輸?shù)拿恳粋€(gè)符號(hào)的全部 或部分都會(huì)存在于分集編碼塊所占的每一空間資源單元上，每一頻率資源單 元上，及每一時(shí)間資源單元上。也就保證了每一被傳輸?shù)姆?hào)可以獲得分集 編碼塊所占的每一空間資源單元上的增益，每一頻率資源單元上的增益，及 每 一 時(shí)間資源單元上的增益。
圖5表示的是本發(fā)明應(yīng)用實(shí)例的SFBC+FSTD的分集傳輸示意圖，圖6
列經(jīng)過調(diào)制產(chǎn)生符號(hào)序列S，再經(jīng)過變換X二A+S，得到X序列，再將X序 列按照通常的SFBC+FSTD方式進(jìn)行分集編碼，然后再將編碼塊中的符號(hào)分 配到各天線上發(fā)射出去。這里采用的變換乂 =八*8為酉變換，其中A為一4 x 4的酉矩陣，<formula>formula see original document page 10</formula>
由圖6我們可以看到經(jīng)過變換后，S序列中的每一個(gè)符號(hào)都包含于X序 列中的多個(gè)符號(hào)中；并且我們也看到了， S中的每一個(gè)符號(hào)都可以在每一根 天線上發(fā)射，并且也可以在每一個(gè)頻率資源單元上發(fā)射。從而S中的每一個(gè) 符號(hào)都可以獲得每一根發(fā)射天線上的增益，并且同時(shí)獲得每一發(fā)射頻率資源 單元上的增益。
對(duì)于發(fā)射天線為6根的情況，采用SFBC+FSTD的分集傳輸，則二進(jìn)制
序列經(jīng)過調(diào)制產(chǎn)生符號(hào)序列S^S,，S2,S3,S4,S5,S6]T,再經(jīng)過變換X^A《S，得
到X序列，X = [X!,X2,X3，X4,X5，X6]T，再將X序列按照通常的SFBC+FSTD 方式進(jìn)行分集編碼，然后再將編碼塊中的符號(hào)分配到各天線上發(fā)射出去。這 里釆用的變換乂 =八*8為酉變換，其中A為一6x6的酉矩陣，可以是
爿=-
—10一l一l0—1
01_10_11
10110_1—1
1_101一l0
110110
101_101
或J
—1_10_1_10
01_10一l1
10110_1—1
10_110—1
110_110
101101
對(duì)于發(fā)射天線為8根的情況，采用SFBC+FSTD的分集傳輸，則二進(jìn)制
序列經(jīng)過調(diào)制產(chǎn)生符號(hào)序列S = [Si,S2,S3,S4,S5，S6，S7,S8]T,再經(jīng)過變換X-A沐S, 得到X序列，X = [Xi,X2,X3,X4，X5,X6,X7,X8]T,再將X序列按照通常的
SFBC+FSTD方式進(jìn)行分集編碼，然后再將編碼塊中的符號(hào)分配到各天線上 發(fā)射出去。這里采用的變換X-AfS為酉變換，其中A為一8x 8的酉矩陣， 可以是
—10一l0_1010
010一l0_101
1010_10—10
101010_10-1
10—1010_10
010_1010-1
10101010
01010101
熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的人員應(yīng)理解，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并 非用來限定本發(fā)明的實(shí)施范圍；凡是依本發(fā)明作等效變化與修改，都被本發(fā) 明的所述權(quán)利要求范圍所涵蓋。
權(quán)利要求
1. 一種增強(qiáng)無線通信系統(tǒng)分集效果的方法，其特征在于，在對(duì)二進(jìn)制序列進(jìn)行調(diào)制后，將要傳輸?shù)姆?hào)序列進(jìn)行變換，使要傳輸?shù)姆?hào)序列中的每一個(gè)符號(hào)全部或其部分存在于分集編碼塊所占的每一空間資源單元、每一頻率資源單元以及每一時(shí)間資源單元上。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟(1) 將待發(fā)射的二進(jìn)制序列信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，轉(zhuǎn)變成符號(hào)序列；(2) 將調(diào)制后要傳輸?shù)姆?hào)序列進(jìn)行變換，使要傳輸?shù)姆?hào)序列中的 每一個(gè)符號(hào)全部或其部分存在于分集編碼塊所占的每一空間資源單元、每一 頻率資源單元以及每一 時(shí)間資源單元上；(3) 將變換后所得的符號(hào)序列進(jìn)行分集編碼；(4) 將分集編碼后的符號(hào)序列分配到各發(fā)射天線上，發(fā)射出去。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述空間資源為發(fā)射天 線；所述頻率資源為子載波；所述時(shí)間資源為發(fā)射周期。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1 3任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述將要傳 輸?shù)姆?hào)序列進(jìn)行變換為對(duì)將要傳輸?shù)姆?hào)序列進(jìn)行酉變換，構(gòu)造成新的 符號(hào)序列。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1 3任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述將要傳 輸?shù)姆?hào)序列進(jìn)行變換為對(duì)將要傳輸?shù)姆?hào)序列進(jìn)行吉文斯旋轉(zhuǎn)，構(gòu)造成 新的符號(hào)序列。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1 3任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述將要傳 輸?shù)姆?hào)序列進(jìn)行變換為對(duì)將要傳輸?shù)姆?hào)序列進(jìn)行離散傅氏變換，構(gòu)造 成新的符號(hào)序列。
7. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，對(duì)于發(fā)射天線為4根的 情況，所述步驟(l)中，轉(zhuǎn)變成符號(hào)序列稱為S-[S,，S2,S3,S4]t; 在所述步驟(2)中，對(duì)S進(jìn)行酉變換，X=A*S,得到X序列，其中A 為一4X4的酉矩陣，X = [XhX2，X3,X4]T，<formula>formula see original document page 3</formula>在所述步驟(3)中，采用空頻塊碼SFBC+FSTD的分集方式進(jìn)行分集編碼。
8. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，對(duì)于發(fā)射天線為6根的 情況，所述步驟(l)中，轉(zhuǎn)變成符號(hào)序列稱為S-[Si,S2,S3，S4,S5,S6]T;在所述步驟(2)中，對(duì)S進(jìn)行酉變換，X=A*S，得到X序列，其中A<formula>formula see original document page 3</formula>在所述步驟(3)中，采用SFBC+FSTD的分集方式進(jìn)行分集編碼。
9. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，對(duì)于發(fā)射天線為8根的 情況，所述步驟(l)中，轉(zhuǎn)變成符號(hào)序列稱為S二[S,，S2,S3,S4,S5,S6,S7,S8]T;在所述步驟(2)中，對(duì)S進(jìn)行酉變換，X=A*S,得到X序列，其中A為一 8x8的酉矩陣，<formula>formula see original document page 3</formula>為一 6x6的酉矩陣，<formula>formula see original document page 3</formula><formula>formula see original document page 4</formula>
全文摘要
本發(fā)明公開了一種增強(qiáng)無線通信系統(tǒng)分集效果的方法，在對(duì)二進(jìn)制序列進(jìn)行調(diào)制后，將要傳輸?shù)姆?hào)序列進(jìn)行變換，使要傳輸?shù)姆?hào)序列中的每一個(gè)符號(hào)全部或其部分存在于分集編碼塊所占的每一空間資源單元、每一頻率資源單元以及每一時(shí)間資源單元上。本發(fā)明是一種分集的增強(qiáng)技術(shù)，可以與任一種分集方法聯(lián)合使用。本發(fā)明使得采用分集方法的每一傳輸符號(hào)可以獲得整個(gè)分集編碼塊所占用的空時(shí)頻上的分集增益，從而整個(gè)地提高傳輸鏈路的質(zhì)量。
文檔編號(hào)H04B7/06GK101383648SQ200710145950
公開日2009年3月11日 申請(qǐng)日期2007年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月7日
發(fā)明者永 李, 袁柳清, 郁光輝 申請(qǐng)人:中興通訊股份有限公司