專利名稱：一種mimo-ofdm系統(tǒng)的信號發(fā)送方法及發(fā)射機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及移動通信領(lǐng)域的空時處理技術(shù)，尤其涉及一種MIMO(Multiple-Input Multiple-Output，多輸入多輸出)-OFDM(正交頻分復(fù)用)系統(tǒng)的發(fā)送方法及發(fā)射機。

背景技術(shù)：
MIMO系統(tǒng)與傳統(tǒng)的SISO(Single-Input Single-Output)系統(tǒng)相比，可以提供極大的容量增益。假設(shè)只有接收端已知信道狀態(tài)信息的條件下，實際的MIMO調(diào)制方法一般分為兩種分集與復(fù)用?？紤]到空時分組碼雖然達(dá)到了最大分集增益，但卻不能提供MIMO信道的全系統(tǒng)容量，Hassibi提出了基于互信息量最大化設(shè)計的線性離散碼(Linear Dispersion Codes，LDC)。RobertW.Heath隨后提出了基于分集增益的線性離散碼設(shè)計準(zhǔn)則，在容量最大化的的前提下，也能保證較大的分集增益，使得系統(tǒng)性能得到一定的提高。
現(xiàn)有技術(shù)的缺陷在于不能適用于任何天線數(shù)目，主要是很難適應(yīng)于天線數(shù)為2的非冪次的情況。當(dāng)前的系統(tǒng)一般僅考慮分集或復(fù)用這兩種形式的一種，這樣要么是追求可靠性(分集)，要么是考慮容量或速率(復(fù)用)，很少兩者兼顧考慮在當(dāng)前情況下保證容量最大。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種多輸入多輸出正交頻分復(fù)用系統(tǒng)的信號發(fā)送方法及發(fā)射機，在不同的信道狀況和天線方式下，系統(tǒng)將會采取不同的分集和復(fù)用度，可以適用于任何天線數(shù)目，具有比較強的通用性。
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種多輸入多輸出正交頻分復(fù)用系統(tǒng)的信號發(fā)送方法，其特征在于，包括 確定相關(guān)條件數(shù)的下限Thmin和上限Thmax，并根據(jù)接收端反饋的信道信息確定相關(guān)條件數(shù)kn； 當(dāng)時，采用分集方式發(fā)送信號； 當(dāng)kn>10Thmax時，采用復(fù)用方式發(fā)送信號； 當(dāng)時，采用分集和復(fù)用聯(lián)合的方式發(fā)送信號。
進(jìn)一步的，該方法具體包括 21、線性離散編碼模塊確定相關(guān)條件數(shù)的下限Thmin和上限Thmax，并根據(jù)接收端反饋的信道信息確定相關(guān)條件數(shù)kn； 22、線性離散編碼模塊根據(jù)相關(guān)條件數(shù)kn、下限Thmin和上限Thmax確定空時編碼矩陣系數(shù)Aq和Bq； 當(dāng)時k＝1，…，R，m＝1，…，R； 當(dāng)kn>10Thmax時t＝1，…，T，r＝1，…，R； 當(dāng)時 其中T為發(fā)射天線數(shù)，R為接收天線數(shù)；pt為T維向量的第t個元素，ηr為R維向量的第r個元素；


t＝1，…，T；r＝1，…，R；k＝1，…，K；m＝1，…，M；K≤T，M≤R； 23、根據(jù)所述編碼矩陣系數(shù)Aq和Bq得到空時編碼矩陣； 24、信源產(chǎn)生的信號經(jīng)過編碼、交織和調(diào)制后進(jìn)入線性離散編碼模塊后，線性離散編碼模塊采用所得到的空時編碼矩陣對信號進(jìn)行空時編碼后，發(fā)給正交頻分復(fù)用調(diào)制模塊，調(diào)制后通過發(fā)射天線進(jìn)行發(fā)送。
進(jìn)一步的，步驟22具體包括 31、線性離散編碼模塊根據(jù)相關(guān)條件數(shù)kn、下限Thmin和上限Thmax確定Q值 當(dāng)時Q為Q1，Q1為發(fā)射天線數(shù)、或接收天線數(shù)、或兩者中較小的值，采用分集方式發(fā)送信號； 當(dāng)kn>10Thmax時Q為發(fā)射天線數(shù)和接收天線數(shù)的乘積，采用復(fù)用方式發(fā)送信號； 當(dāng)時Q為大于Q1，并且小于發(fā)射天線數(shù)與接收天線數(shù)乘積的任意整數(shù)，采用分集和復(fù)用聯(lián)合的方式發(fā)送信號； 32、線性離散編碼模塊根據(jù)Q確定空時編碼矩陣系數(shù)Aq和Bq 當(dāng)Q為Q1時k＝1，…，R，m＝1，…，R； 當(dāng)Q為發(fā)射天線數(shù)和接收天線數(shù)的乘積時t＝1，…，T，r＝1，…，R； 當(dāng)Q為大于Q1，并且小于發(fā)射天線數(shù)與接收天線數(shù)乘積的整數(shù)時 進(jìn)一步的，所述步驟24中根據(jù)所述編碼矩陣系數(shù)Aq和Bq得到空時編碼矩陣是指由Aq＝Cq+Dq，Bq＝Cq-Dq得到Cq和Dq，空時編碼矩陣為 進(jìn)一步的，所述步驟32后還包括33、線性離散編碼模塊根據(jù)接收端反饋的信道信息確定系統(tǒng)容量及誤碼率，并根據(jù)所得到系統(tǒng)容量及誤碼率調(diào)整上述Q，Q值調(diào)整的步長為1；具體調(diào)整方法為 如果誤碼率小于目標(biāo)誤碼率，則減小Q； 如果誤碼率達(dá)到目標(biāo)誤碼率，而容量未達(dá)到目標(biāo)容量，則增大Q； 如果同時達(dá)到目標(biāo)誤碼率和目標(biāo)容量，則Q值保持不變； 調(diào)整后返回步驟32。
進(jìn)一步的，所述線性離散編碼模塊確定容量的方法是 其中E()為求統(tǒng)計平均，ρ為信噪比，H為2NT×2Q的實際等效的信道矩陣；
進(jìn)一步的，相關(guān)條件數(shù)的下限上限其中M的值為接收天線數(shù)和發(fā)射天線數(shù)中較小的值。
本發(fā)明還提供了一種MIMO-OFDM系統(tǒng)的發(fā)射機，包括編碼模塊，交織模塊，調(diào)制模塊，線性離散編碼模塊、預(yù)編碼/波束形成模塊、OFDM調(diào)制模塊和發(fā)射天線；其特征在于 所述線性離散編碼模塊用于接收由接收端所反饋的信道信息，并根據(jù)該信息確定相關(guān)條件數(shù)kn；還用于確定相關(guān)條件數(shù)的下限Thmin和上限Thmax、并根據(jù)所述上下限和相關(guān)條件數(shù)判斷采用分集、或復(fù)用、或分集和復(fù)用聯(lián)合的信號發(fā)送方式，并確定相應(yīng)的空時編碼矩陣 當(dāng)時，采用分集方式； 當(dāng)kn>10Thmax時，采用復(fù)用方式； 當(dāng)時，采用分集和復(fù)用聯(lián)合的方式； 還用于接收調(diào)制模塊調(diào)制后的數(shù)據(jù)，并對其按照所得到的空時編碼矩陣進(jìn)行空時編碼后發(fā)送給預(yù)編碼/波束形成模塊。
進(jìn)一步的，所述線性離散編碼模塊根據(jù)所述上下限和相關(guān)條件數(shù)確定相應(yīng)的空時編碼矩陣是 首先根據(jù)所述上下限和相關(guān)條件數(shù)確定Q 當(dāng)時Q為Q1，Q1為發(fā)射天線數(shù)、或接收天線數(shù)、或兩者中較小的值，采用分集方式發(fā)送信號； 當(dāng)kn>10Thmax時Q為發(fā)射天線數(shù)和接收天線數(shù)的乘積，采用復(fù)用方式發(fā)送信號； 當(dāng)時Q為大于Q1，并且小于發(fā)射天線數(shù)與接收天線數(shù)乘積的任意整數(shù)，采用分集和復(fù)用聯(lián)合的方式發(fā)送信號； 然后根據(jù)Q確定空時編碼矩陣系數(shù)Aq和Bq 當(dāng)Q為Q1時k＝1，…，R，m＝1，…，R； 當(dāng)Q為發(fā)射天線數(shù)和接收天線數(shù)的乘積時t＝1，…，T，r＝1，…，R； 當(dāng)Q為大于Q1，并且小于發(fā)射天線數(shù)與接收天線數(shù)乘積的整數(shù)時 其中T為發(fā)射天線數(shù)，R為接收天線數(shù)；pt為T維向量的第t個元素，ηr為R維向量的第r個元素；


t＝1，…，T；r＝1，…，R；k＝1，…，K；m＝1，…，M；K≤T，M≤R； 最后根據(jù)所述編碼矩陣系數(shù)Aq和Bq得到空時編碼矩陣。
進(jìn)一步的，所述線性離散編碼模塊根據(jù)所述編碼矩陣系數(shù)Aq和Bq得到空時編碼矩陣是由Aq＝Cq+Dq，Bq＝Cq-Dq得到Cq和Dq，空時編碼矩陣為 進(jìn)一步的，所述線性離散編碼模塊還用于根據(jù)發(fā)送信號后反饋的信道信息計算系統(tǒng)容量和誤碼率，并根據(jù)系統(tǒng)容量和誤碼率調(diào)整Q 如果誤碼率小于目標(biāo)誤碼率，則減小Q； 如果誤碼率達(dá)到目標(biāo)誤碼率，而容量未達(dá)到目標(biāo)容量，則增大Q； 如果同時達(dá)到目標(biāo)誤碼率和目標(biāo)容量，則Q值保持不變； Q值調(diào)整的步長為1。
進(jìn)一步的，所述線性離散編碼模塊根據(jù)下式確定系統(tǒng)容量 其中E()為求統(tǒng)計平均，ρ為信噪比，H為2NT×2Q的實際等效的信道矩陣；
本發(fā)明的方案不僅適應(yīng)于天數(shù)為2的冪次的情況，而且也可應(yīng)用于天線數(shù)為非2的冪次的情況，并且給出復(fù)用和分集的判決準(zhǔn)則；而且優(yōu)化方案還能根據(jù)信道情況對分集和復(fù)用方式進(jìn)行折中，使得系統(tǒng)的容量在現(xiàn)有的信道情況盡量趨于最大。



圖1為本發(fā)明的MIMO OFDM系統(tǒng)的發(fā)射方法具體實施流程圖； 圖2為本發(fā)明的MIMO OFDM系統(tǒng)的發(fā)射機具體實施框圖。

具體實施例方式 下面將結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行更詳細(xì)的說明。
線性離散碼最早是以收發(fā)兩端互信息量最大化為設(shè)計準(zhǔn)則而提出的。LDC(線性離散碼)編碼器采用一系列基矩陣的線性組合來構(gòu)造空時碼字。這些碼字是從特定星座圖中選擇出的待發(fā)射的標(biāo)量符號集合，并且基矩陣集合存儲于收發(fā)兩端?；仃囃瑫r要滿足一定的功率限制條件，對應(yīng)于發(fā)射碼字的基矩陣可以采用某種加權(quán)系數(shù)的線性組合來構(gòu)造，合理的選擇這種加權(quán)系數(shù)可以使分集和復(fù)用方式有效的聯(lián)合使用，本發(fā)明就是在此理論的基礎(chǔ)上，提出了一種具體的進(jìn)行空間復(fù)用和分集聯(lián)合的信號發(fā)送方法，可以適用于任何天線數(shù)目，并能使得系統(tǒng)的容量趨于最大。
本發(fā)明提出的是一種基于LDC編碼思想的多天線空間復(fù)用和分集聯(lián)合的信號發(fā)送方法，結(jié)合線性離散編碼(LDC)的MIMO-OFDM系統(tǒng)，發(fā)射端在進(jìn)行了信道編碼和調(diào)制之后進(jìn)行線性離散編碼，離散編碼的系數(shù)可以根據(jù)收端對信道的反饋情況來確定，在不同的信道狀況和天線方式下，系統(tǒng)將會采取不同的分集和復(fù)用度，本發(fā)明所提供的信號發(fā)送方法給出了分集和復(fù)用程度判定的方法，并分別給出了信道不同情況下的具體解決方案。
本發(fā)明的目的是根據(jù)空間信道的具體情況，通過信息容量最大化的原則來計算空間編碼矩陣的系數(shù)矩陣，使得系統(tǒng)能夠合理地運用空間分集和復(fù)用方法來提高系統(tǒng)的容量。其核心思想是根據(jù)無線信道的具體情況來確定分集和復(fù)用的聯(lián)合程度，并據(jù)此來根據(jù)不同的空間編碼陣系數(shù)的計算方法來確定出空間編碼陣的系數(shù)，并且編碼和譯碼的處理都是基于線性處理，計算簡單，并且能夠充分利用分集和復(fù)用獲得增益使得系統(tǒng)的容量在當(dāng)前信道情況下得到最大值。
下面按步驟詳細(xì)介紹本發(fā)明，為了便于下面的描述，我們定義T為發(fā)射天線數(shù)，R為接收天線數(shù)，Q是表示分集和復(fù)用的聯(lián)合程度的系數(shù)，N為碼字流的符號個數(shù)，發(fā)送信號為 其中S1，...SQ為復(fù)數(shù)標(biāo)量，Cq和Dq為一固定的T×R矩陣。這樣線性離散碼主要取決于基于{Cq，Dq}的離散陣，如果令Sq＝αq+jβq，q＝1，…，Q，則有式中Aq＝Cq+Dq，Bq＝Cq-Dq。
系統(tǒng)的容量為 其中E()為求統(tǒng)計平均，ρ為信噪比，可以通過在接收端估計來計算。H為2NT×2Q的實際等效的信道矩陣；

在不同的信噪比情況下，CLD不盡相同，但與信道H相比，SNR(信噪比)的影響較小，因此，我們?nèi)ˇ眩?0dB的典型值來計算不同的信道情況下，在CLD最大時對應(yīng)的編碼矩陣系數(shù)Aq和Bq矩陣，為了計算方便，式(2)可簡化成 q＝1，……，Q (3) 如圖1所示，本發(fā)明的MIMO-OFDM系統(tǒng)信號發(fā)送方法包括以下步驟 S202、發(fā)射機的線性離散編碼模塊通過接收端反饋信息得到當(dāng)前無線信道的信息； S203、線性離散編碼模塊根據(jù)所述信道信息計算信道的相關(guān)條件數(shù)kn 其中，λ是HHH的特征值，λn是當(dāng)前HHH最小特征值。
根據(jù)仿真來確定該條件數(shù)的下限Thmin和上限Thmax；這個是根據(jù)具體仿真來確定，在本實施例中，取其中M＝min(T，R)。
S204、線性離散編碼模塊根據(jù)S203計算出的條件數(shù)以及預(yù)置的條件數(shù)的上下限Thmin和Thmax來確定分集復(fù)用聯(lián)合程度系數(shù)Q的初始值，具體方法如下 1)kn<<Thmin時，具體操作時可以界定為采用分集的方式發(fā)送信號，令Q＝Q1；在本實施例中，取Q1＝T；實際應(yīng)用時，也可以令Q1＝R或Q1＝min(T，R)。
2)kn>>Thmax時，具體操作時可以界定為kn>10Thmax，采用復(fù)用的方式發(fā)送信號，令Q＝RT，即Q為接收天線和發(fā)射天線的數(shù)目的乘積； 3)時，適合采用分集和復(fù)用聯(lián)合的方式發(fā)送信號，令Q1<Q<RT，并且Q為整數(shù)；比如當(dāng)取Q1＝T時，就取T<Q<RT。
S205、線性離散編碼模塊求出編碼矩陣系數(shù)Aq和Bq；根據(jù)發(fā)送方式的不同，具體分為以下三種情況 (一)Q＝Q1時，采用分集方式發(fā)送，即根據(jù)下式得到Aq和Bq系數(shù)矩陣 k＝1，…，R，m＝1，…，R (5) 其中

本情況中采用正交矩陣是為了保證得到空時分組編碼的空間分集增益。
(二)Q＝RT時采用復(fù)用方式發(fā)送，即根據(jù)下式得到Aq和Bq系數(shù)矩陣 t＝1，…，T，r＝1，…，R (6) 其中pt為T維向量的第t個元素，ηr為R維向量的第r個元素。在這種情況下，實際上是取得空間復(fù)用的增益。
(三)Q1<Q<RT時，用下式得到Aq和Bq系數(shù)矩陣 t＝1，…，T； 其中r＝1，…，R，k＝1，…，K；m＝1，…，M；K≤T，M≤R (7) 其中D、π矩陣的定義同上，pt為T-R維向量的第t個元素，ηr為R-M維向量的第r個元素。在這種情況下，是空間復(fù)用與分集的聯(lián)合。
S206、線性離散編碼模塊由Aq和Bq得到Cq和Dq，然后根據(jù)式(1)得到空時編碼矩陣；信源產(chǎn)生的信號經(jīng)過編碼、交織和調(diào)制后進(jìn)入線性離散編碼模塊，由線性離散編碼模塊采用所得到的空時編碼矩陣按現(xiàn)有技術(shù)對信號進(jìn)行空時編碼后，發(fā)給OFDM調(diào)制模塊，并由OFDM調(diào)制模塊調(diào)制后通過發(fā)射天線進(jìn)行發(fā)送。
由于信道狀態(tài)可以認(rèn)為在一段時間內(nèi)是不變化的，因此可以設(shè)定一個周期，每個周期確定一次Q值即可，而不必每次發(fā)送時都重新確定Q值。
如果按周期確定Q值，即第一次收到信道反饋信息時、及每個周期的開始時刻重復(fù)步驟S203到S206；周期內(nèi)則可以對Q值進(jìn)行調(diào)整，從而在保證誤碼率的前提下使信道容量趨于最大；如果不按周期確定Q值，則在確定Q值并發(fā)送后，按每次反饋的情況調(diào)整Q值。
對Q值按下面的步驟進(jìn)行調(diào)整 S207、線性離散編碼模塊結(jié)合下一次信道估計的結(jié)果采用式(2)進(jìn)行容量的計算，并對系統(tǒng)的誤碼率按現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行統(tǒng)計。
S208、線性離散編碼模塊根據(jù)S207的結(jié)果來調(diào)整上述Q值，具體調(diào)整方法為 首先將誤碼率統(tǒng)計結(jié)果與目標(biāo)誤碼率比較，如果達(dá)到目標(biāo)誤碼率，而S207的容量未達(dá)到目標(biāo)容量，則增大Q值； 如果S208的誤碼率統(tǒng)計結(jié)果未達(dá)到目標(biāo)誤碼率，無論容量是否達(dá)到目標(biāo)容量，都減小Q值； 如果同時達(dá)到目標(biāo)誤碼率和目標(biāo)容量，則Q值保持不變； Q值變化的步長設(shè)置為1。
所述目標(biāo)容量和目標(biāo)誤碼率可以事先按現(xiàn)有技術(shù)確定。
調(diào)整后按新的Q值確定空時編碼矩陣并發(fā)送信號，即返回步驟S205。
從上面分析可以看出，在滿足容量最大化的前提下，本發(fā)明的方法中空時編碼矩陣系數(shù)Aq和Bq的方法使得MIMO系統(tǒng)能夠根據(jù)信道情況合理地進(jìn)行分集和復(fù)用的聯(lián)合使用，而且本發(fā)明的方法不僅適應(yīng)于天數(shù)為2的冪次的情況，而且也可應(yīng)用于天線數(shù)為非2的冪次的情況，并且能和好地對分集和復(fù)用方式進(jìn)行折衷。
本發(fā)明還提供了一種MIMO-OFDM系統(tǒng)的發(fā)射機，包括編碼模塊，交織模塊，調(diào)制模塊，線性離散編碼模塊、預(yù)編碼/波束形成模塊、OFDM調(diào)制模塊和發(fā)射天線。
所述線性離散編碼模塊用于接收由接收端所反饋的信道信息，并根據(jù)該信息確定相關(guān)條件數(shù)kn；還用于確定相關(guān)條件數(shù)的下限Thmin和上限Thmax、并根據(jù)所述上下限和相關(guān)條件數(shù)判斷采用分集、或復(fù)用、或分集和復(fù)用聯(lián)合的方式發(fā)送信號，并得到相應(yīng)的Q值；還用于根據(jù)Q值得到空時編碼矩陣系數(shù)Aq和Bq，從而得到相應(yīng)的空時編碼矩陣；還用于接收調(diào)制模塊調(diào)制后的數(shù)據(jù)，并對其按照所得到的空時編碼矩陣進(jìn)行空時編碼后發(fā)送給預(yù)編碼/波束形成模塊；還用于根據(jù)發(fā)送信號后接收端反饋的信道信息調(diào)整Q值。
確定相關(guān)條件數(shù)kn；還用于確定相關(guān)條件數(shù)的下限Thmin和上限Thmax同前文中步驟203；根據(jù)信道信息得到Q的具體實現(xiàn)方式同前文中步驟S204；確定空時編碼矩陣系數(shù)Aq和Bq的方法同步驟S205；根據(jù)Aq和Bq得到空時編碼矩陣的具體實現(xiàn)方式同前文中步驟S206。
作為優(yōu)化方案，可以設(shè)定一個周期，在該周期內(nèi)認(rèn)為信道基本無變化；所述線性離散編碼模塊在第一次收到該反饋信息時、及每個周期的開始時刻確定分集復(fù)用聯(lián)合程度系數(shù)Q；在周期內(nèi)則按上述步驟S207、S208中所述的方法調(diào)整Q的大小。
如果不是周期性確定Q值，而是只在第一次收到反饋的信道信息時確定Q值，之后則所述線性離散編碼模塊根據(jù)每次反饋的結(jié)果來調(diào)整Q值。
如果Q值改變，再發(fā)送信號時線性離散編碼模塊是根據(jù)改變后的Q值得到空時編碼矩陣系數(shù)Aq和Bq，從而得到相應(yīng)的空時編碼矩陣。
其它各模塊同現(xiàn)有技術(shù)。
當(dāng)然，本發(fā)明還可有其他多種實施例，在不背離本發(fā)明精神及其實質(zhì)的情況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員當(dāng)可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1、一種多輸入多輸出正交頻分復(fù)用系統(tǒng)的信號發(fā)送方法，其特征在于，包括:
確定相關(guān)條件數(shù)的下限Thmin和上限Thmax，并根據(jù)接收端反饋的信道信息確定相關(guān)條件數(shù)kn；
當(dāng)時，采用分集方式發(fā)送信號；
當(dāng)kn>10Thmax時，采用復(fù)用方式發(fā)送信號；
當(dāng)時，采用分集和復(fù)用聯(lián)合的方式發(fā)送信號。
2、如權(quán)利要求1所述的信號發(fā)送方法，其特征在于，該方法具體包括:
(21)、線性離散編碼模塊確定相關(guān)條件數(shù)的下限Thmin和上限Thmax，并根據(jù)接收端反饋的信道信息確定相關(guān)條件數(shù)kn；
(22)、線性離散編碼模塊根據(jù)相關(guān)條件數(shù)kn、下限Thmin和上限Thmax確定空時編碼矩陣系數(shù)Aq和Bq；
當(dāng)時:k＝1，…，R，m＝1，…，R；
當(dāng)kn>10Thmax時:t＝1，…，T，r＝1，…，R；
當(dāng)時:
其中T為發(fā)射天線數(shù)，R為接收天線數(shù)；pt為T維向量的第t個元素，
ηr為R維向量的第r個元素；
t＝1，…，T；r＝1，…，R；k＝1，…，K；m＝1，…，M；K≤T，M≤R；
(23)、根據(jù)所述編碼矩陣系數(shù)Aq和Bq得到空時編碼矩陣；
(24)、信源產(chǎn)生的信號經(jīng)過編碼、交織和調(diào)制后進(jìn)入線性離散編碼模塊后，線性離散編碼模塊采用所得到的空時編碼矩陣對信號進(jìn)行空時編碼后，發(fā)給正交頻分復(fù)用調(diào)制模塊，調(diào)制后通過發(fā)射天線進(jìn)行發(fā)送。
3、如權(quán)利要求2所述的信號發(fā)送方法，其特征在于，步驟22具體包括:
(31)、線性離散編碼模塊根據(jù)相關(guān)條件數(shù)kn、下限Thmin和上限Thmax確定Q值:
當(dāng)時:Q為Q1，Q1為發(fā)射天線數(shù)、或接收天線數(shù)、或兩者中較小的值，采用分集方式發(fā)送信號；
當(dāng)kn>10Thmax時:Q為發(fā)射天線數(shù)和接收天線數(shù)的乘積，采用復(fù)用方式發(fā)送信號；
當(dāng)時:Q為大于Q1，并且小于發(fā)射天線數(shù)與接收天線數(shù)乘積的任意整數(shù)，采用分集和復(fù)用聯(lián)合的方式發(fā)送信號；
(32)、線性離散編碼模塊根據(jù)Q確定空時編碼矩陣系數(shù)Aq和Bq:
當(dāng)Q為Q1時:k＝1，…，R，m＝1，…，R；
當(dāng)Q為發(fā)射天線數(shù)和接收天線數(shù)的乘積時:t＝1，…，T，r＝1，…，R；
當(dāng)Q為大于Q1，并且小于發(fā)射天線數(shù)與接收天線數(shù)乘積的整數(shù)時:
4、如權(quán)利要求3所述的信號發(fā)送方法，其特征在于，所述步驟24中根據(jù)所述編碼矩陣系數(shù)Aq和Bq得到空時編碼矩陣是指:由Aq＝Cq+Dq，Bq＝Cq-Dq得到Cq和Dq，空時編碼矩陣為:
5、如權(quán)利要求3或4所述的信號發(fā)送方法，其特征在于，所述步驟32后還包括:33、線性離散編碼模塊根據(jù)接收端反饋的信道信息確定系統(tǒng)容量及誤碼率，并根據(jù)所得到系統(tǒng)容量及誤碼率調(diào)整上述Q，Q值調(diào)整的步長為1；具體調(diào)整方法為:
如果誤碼率小于目標(biāo)誤碼率，則減小Q；
如果誤碼率達(dá)到目標(biāo)誤碼率，而容量未達(dá)到目標(biāo)容量，則增大Q；
如果同時達(dá)到目標(biāo)誤碼率和目標(biāo)容量，則Q值保持不變；
調(diào)整后返回步驟32。
6、如權(quán)利要求5所述的信號發(fā)送方法，其特征在于，所述線性離散編碼模塊確定容量的方法是:
其中E()為求統(tǒng)計平均，ρ為信噪比，H為2NT×2Q的實際等效的信道矩陣；
7、如權(quán)利要求1所述的信號發(fā)送方法，其特征在于:
相關(guān)條件數(shù)的下限上限其中M的值為接收天線數(shù)和發(fā)射天線數(shù)中較小的值。
8、一種MIMO-OFDM系統(tǒng)的發(fā)射機，包括編碼模塊，交織模塊，調(diào)制模塊，線性離散編碼模塊、預(yù)編碼/波束形成模塊、OFDM調(diào)制模塊和發(fā)射天線；其特征在于:
所述線性離散編碼模塊用于接收由接收端所反饋的信道信息，并根據(jù)該信息確定相關(guān)條件數(shù)kn；還用于確定相關(guān)條件數(shù)的下限Thmin和上限Thmax、并根據(jù)所述上下限和相關(guān)條件數(shù)判斷采用分集、或復(fù)用、或分集和復(fù)用聯(lián)合的信號發(fā)送方式，并確定相應(yīng)的空時編碼矩陣:
當(dāng)時，采用分集方式；
當(dāng)kn>10Thmax時，采用復(fù)用方式；
當(dāng)時，采用分集和復(fù)用聯(lián)合的方式；
還用于接收調(diào)制模塊調(diào)制后的數(shù)據(jù)，并對其按照所得到的空時編碼矩陣進(jìn)行空時編碼后發(fā)送給預(yù)編碼/波束形成模塊。
9、如權(quán)利要求8所述的發(fā)射機，其特征在于，所述線性離散編碼模塊根據(jù)所述上下限和相關(guān)條件數(shù)確定相應(yīng)的空時編碼矩陣是:
首先根據(jù)所述上下限和相關(guān)條件數(shù)確定Q:
當(dāng)時:Q為Q1，Q1為發(fā)射天線數(shù)、或接收天線數(shù)、或兩者中較小的值，采用分集方式發(fā)送信號；
當(dāng)kn>10Thmax時:Q為發(fā)射天線數(shù)和接收天線數(shù)的乘積，采用復(fù)用方式發(fā)送信號；
當(dāng)時:Q為大于Q1，并且小于發(fā)射天線數(shù)與接收天線數(shù)乘積的任意整數(shù)，采用分集和復(fù)用聯(lián)合的方式發(fā)送信號；
然后根據(jù)Q確定空時編碼矩陣系數(shù)Aq和Bq:
當(dāng)Q為Q1時:k＝1，…，R，m＝1，…，R；
當(dāng)Q為發(fā)射天線數(shù)和接收天線數(shù)的乘積時:t＝1，…，T，r＝1，…，R；
當(dāng)Q為大于Q1，并且小于發(fā)射天線數(shù)與接收天線數(shù)乘積的整數(shù)時:
其中T為發(fā)射天線數(shù)，R為接收天線數(shù)；pt為T維向量的第t個元素，ηr為R維向量的第r個元素；
t＝1，…，T；r＝1，…，R；k＝1，…，K；m＝1，…，M；K≤T，M≤R；
最后根據(jù)所述編碼矩陣系數(shù)Aq和Bq得到空時編碼矩陣。
10、如權(quán)利要求9所述的發(fā)射機，其特征在于，所述線性離散編碼模塊根據(jù)所述編碼矩陣系數(shù)Aq和Bq得到空時編碼矩陣是:由Aq＝Cq+Dq，Bq＝Cq-Dq得到Cq和Dq，空時編碼矩陣為:
11、如權(quán)利要求9所述的發(fā)射機，其特征在于，所述線性離散編碼模塊還用于根據(jù)發(fā)送信號后反饋的信道信息計算系統(tǒng)容量和誤碼率，并根據(jù)系統(tǒng)容量和誤碼率調(diào)整Q:
如果誤碼率小于目標(biāo)誤碼率，則減小Q；
如果誤碼率達(dá)到目標(biāo)誤碼率，而容量未達(dá)到目標(biāo)容量，則增大Q；
如果同時達(dá)到目標(biāo)誤碼率和目標(biāo)容量，則Q值保持不變；
Q值調(diào)整的步長為1。
12、如權(quán)利要求11所述的發(fā)射機，其特征在于，所述線性離散編碼模塊根據(jù)下式確定系統(tǒng)容量:
其中E()為求統(tǒng)計平均，ρ為信噪比，H為2NT×2Q的實際等效的信道矩陣；
全文摘要
本發(fā)明提供了一種多輸入多輸出正交頻分復(fù)用系統(tǒng)的信號發(fā)送方法和發(fā)射機；方法包括確定相關(guān)條件數(shù)的下限Thmin和上限Thmax，并根據(jù)接收端反饋的信道信息確定相關(guān)條件數(shù)kn；當(dāng)kn＜Thmin/10時，采用分集方式發(fā)送信號；當(dāng)kn＞10Thmax時，采用復(fù)用方式發(fā)送信號；當(dāng)Thmin/10≤kn≤10Thmax時，采用分集和復(fù)用聯(lián)合的方式發(fā)送信號。發(fā)射機，包括編碼模塊，交織模塊，調(diào)制模塊，線性離散編碼模塊、預(yù)編碼/波束形成模塊、OFDM調(diào)制模塊和發(fā)射天線。本發(fā)明的方案不僅適應(yīng)于天線數(shù)為2的冪次的情況，而且也可應(yīng)用于天線數(shù)為非2的冪次的情況，并且給出復(fù)用和分集的判決準(zhǔn)則；而且優(yōu)化方案還能根據(jù)信道情況對分集和復(fù)用方式進(jìn)行折中，使得系統(tǒng)的容量在現(xiàn)有的信道情況盡量趨于最大。
文檔編號H04L1/02GK101383649SQ20071014595
公開日2009年3月11日 申請日期2007年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月7日
發(fā)明者郝東來, 王衍文 申請人:中興通訊股份有限公司