專利名稱：一種td-scdma系統(tǒng)中的空間復(fù)用方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通訊領(lǐng)域，尤其涉及一種在TD—SCDMA系統(tǒng)中空間復(fù)用方法和裝置。
背景技術(shù)：
TD-SCDMA是第三代移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)，TD-SCDMA系統(tǒng)采用了上行同步、智能天 線、聯(lián)合檢測、接力切換、軟件無線電等一系列高新技術(shù)，比其他第三代移動(dòng)通 信標(biāo)準(zhǔn)具有更高的頻譜利用率和更低的成本。但隨著社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的不斷快速發(fā) 展，移動(dòng)用戶數(shù)將進(jìn)一步增大，移動(dòng)多媒體業(yè)務(wù)也會(huì)越來越多，第三代移動(dòng)通信 系統(tǒng)的傳輸速率將不能滿足要求。
多輸入多輸出(Multi-i叩utMuIti-output, MIM0)技術(shù)可以顯著提高無線 系統(tǒng)的頻譜利用率，進(jìn)而提高數(shù)據(jù)的傳輸速率，MIM0已經(jīng)成為未來移動(dòng)通信系 統(tǒng)實(shí)現(xiàn)高數(shù)據(jù)速率，高傳輸質(zhì)量的重要途徑，現(xiàn)有的TD—SCDMA系統(tǒng)中就已經(jīng)應(yīng) 用了這種技術(shù)。如圖1所示，是現(xiàn)有TD—SCDMA系統(tǒng)中發(fā)射端結(jié)構(gòu)示意圖，以具 有2個(gè)發(fā)射天線為例，其工作流程如下
步驟101:發(fā)射端將待發(fā)送的高速數(shù)據(jù)流通過串并轉(zhuǎn)換分為2路獨(dú)立的并行 低速子數(shù)據(jù)流；
步驟102:對所有子數(shù)據(jù)流分別進(jìn)行信道編碼、擴(kuò)頻、調(diào)制操作； 步驟103:在各路子數(shù)據(jù)流中分別加入導(dǎo)頻符號，組成子幀； 步驟104:將成幀后的2路子數(shù)據(jù)流分別經(jīng)由2個(gè)發(fā)射天線同時(shí)發(fā)送出去。 如圖2所示，是現(xiàn)有TD—SCDMA系統(tǒng)中接收端結(jié)構(gòu)示意圖，也以具有2個(gè)接
收天線為例，其工作流程如下
步驟201:用2根接收天線進(jìn)行接收，并將2個(gè)接收天線上接收的信號送入
信道估計(jì)模塊對當(dāng)前信道進(jìn)行估計(jì)；
步驟202:將信道估計(jì)值和兩路接收信號送入聯(lián)合檢測模塊進(jìn)行聯(lián)合檢測； 步驟203:對聯(lián)合檢測模塊得到的2路子數(shù)據(jù)流分別進(jìn)行解調(diào)、信道譯碼操
作；
步驟204:對2路子數(shù)據(jù)流進(jìn)行并串變換得到原始數(shù)據(jù)流。上述方法對兩路接收信號直接進(jìn)行聯(lián)合檢測，需要進(jìn)行大矩陣的求逆過程， 復(fù)雜度較高，MIMO中的分層空時(shí)編碼(Bell-labs Layered Space Time ， BLAST) 技術(shù)是由貝爾實(shí)驗(yàn)室^擇出的用于提高無線鏈路傳輸速率和頻譜利用率的有效方 法，該技術(shù)通過在發(fā)射端和接收端分別采用多天線，充分利用空域資源來提供復(fù) 用增益，從而提高數(shù)據(jù)傳輸速率和頻譜利用率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種TD—SCDMA系統(tǒng)中的空間復(fù)用方 法，該方法不僅有效的提高TD—SCDMA系統(tǒng)的數(shù)據(jù)速率,且避開了直接進(jìn)行聯(lián)合 檢測時(shí)需要進(jìn)行大矩陣的求逆過程，降低了復(fù)雜度；本發(fā)明還進(jìn)一步提供一種實(shí) 現(xiàn)該方法的裝置。
本發(fā)明所述在TD-SCDMA系統(tǒng)中的空間復(fù)用方法，包括在發(fā)射端，待發(fā)送的 高速數(shù)據(jù)流經(jīng)串并變換后分成N路獨(dú)立的并行低速子數(shù)據(jù)流，然后各子數(shù)據(jù)流經(jīng) 信道編碼、擴(kuò)頻、調(diào)制以及加入導(dǎo)頻符號后，組成子幀，由發(fā)射端天線發(fā)射出去， 接收端天線接收到低速子數(shù)據(jù)流后經(jīng)信道估計(jì)、聯(lián)合檢測、解調(diào)、信道譯碼以及 并串變換后，得到原來的高速數(shù)據(jù)流；在發(fā)射端加入導(dǎo)頻信號之前，還包括對子 數(shù)據(jù)流進(jìn)行BLAST編碼，并且在接收端信道估計(jì)后還包括對接收到的N路子數(shù) 據(jù)流進(jìn)行BLAST譯碼。
所述N的取值等于發(fā)射端天線數(shù)。
所述信道編碼采用1/3Turbo編碼。
所述擴(kuò)頻采用擴(kuò)頻因子為16的正交可變擴(kuò)頻碼進(jìn)行擴(kuò)頻。 所述調(diào)制采用四相相移鍵控(QPSK)調(diào)制。
所述BLAST編碼采用垂直分層空時(shí)編碼(V-BLAST)技術(shù)對輸入信號進(jìn)行編碼。
所述BLAST檢測采用基于最小均方誤差(MMSE)準(zhǔn)則的排序串行干擾抵消法。 所述聯(lián)合檢測采用畫SE線性塊均衡法。
本發(fā)明所述TD-SCDMA系統(tǒng)中的空間復(fù)用裝置，發(fā)射端包括信號源模塊、串 并轉(zhuǎn)換模塊、信道編碼模塊、擴(kuò)頻調(diào)制模塊、插入導(dǎo)頻符合模塊以及天線模塊， 信號源模塊產(chǎn)生的信號依次經(jīng)過其后各模塊處理后由天線模塊發(fā)射出去；接收端 包括天線模塊、信道估計(jì)模塊、聯(lián)合檢測模塊、解調(diào)模塊、信道譯碼模塊以及并 串轉(zhuǎn)換模塊，接收端的天線模塊接收到信號后依次經(jīng)過其后各模塊的處理，得到
5原始的信號；所述發(fā)射端在擴(kuò)頻調(diào)制模塊與插入導(dǎo)頻符合模塊之間還包括一 BLAST編碼模塊，該模塊用于對經(jīng)過的信號進(jìn)行BLAST編碼；所述接收端在天線 與聯(lián)合檢測模塊之間，還包括一 BLAST檢測模塊，該模塊還與信道估計(jì)模塊相連， 用于對子數(shù)據(jù)流進(jìn)行BLAST譯碼。
本發(fā)明在TD-SCDMA系統(tǒng)中引入BLAST技術(shù)，即在發(fā)射端通過串并變換將高速 數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換為若干并行低速數(shù)據(jù)流，經(jīng)過信道編碼、擴(kuò)頻、調(diào)制后，還要對其進(jìn) 行BLAST編碼，然后才從多根發(fā)射天線上同時(shí)發(fā)送，相應(yīng)的，在接收端根據(jù)信道 估計(jì)值對接收到的信號進(jìn)行BLAST譯碼；與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明有效的提高了 數(shù)據(jù)傳輸速率和頻譜利用率。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)中的發(fā)射端示意圖； 圖2為現(xiàn)有技術(shù)中的接收端示意圖； 圖3是本發(fā)明發(fā)射端示意圖； 圖4是本發(fā)明接收端示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對技術(shù)方案的實(shí)施作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。 本發(fā)明所述的一種TD-SCDMA系統(tǒng)中的空間復(fù)用方法，主要包括串并變換、 信道編碼、擴(kuò)頻、調(diào)制、BLAST編碼、信道估計(jì)、BLAST檢測、聯(lián)合檢測、解調(diào)、 信道譯碼、并串變換等步驟，本實(shí)施例假設(shè)使用2根發(fā)送天線，2根接收天線； 信道編碼采用1/3Turbo編碼，數(shù)據(jù)調(diào)制方式采用QPSK調(diào)制，擴(kuò)頻采用擴(kuò)頻因子 為16的正交可變擴(kuò)頻碼進(jìn)行擴(kuò)頻，接收端采用基于固SE排序串行干擾抵消算法 進(jìn)行BLAST檢測，采用腿SE線性塊均衡法進(jìn)行聯(lián)合檢測。
如圖3所示，是本發(fā)明所述的發(fā)射端示意圖，具體處理步驟如下 步驟301，將待發(fā)送的高速數(shù)據(jù)比特流通過串并轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換為2路獨(dú)立的 并行低速子數(shù)據(jù)流；
步驟302，對步驟301得到的2路子數(shù)據(jù)流分別進(jìn)行信道編碼、擴(kuò)頻、調(diào)制 操作；
步驟303，將步驟302得到的2路子數(shù)據(jù)流送入BLAST處理模塊； 設(shè)經(jīng)過擴(kuò)頻調(diào)制后的2路子數(shù)據(jù)流如下所示第1路信號......c71 c61 c51 c41 c31 c21 ell cOl
第2路信號......c72 c62 c52 c42 c32 c22 cl2 c02
BLAST編碼模塊采用V-BLAST技術(shù)對輸入信號進(jìn)行編碼，經(jīng)過V-BLAST編碼
后的輸出信號為-
......c62 c61 c42 c41 c22 c21 c02 cOl至發(fā)射天線1
......c72 c71 c52 c51 c32 c31 c12 ell至發(fā)射天線2
步驟304，將步驟303得到的32路子數(shù)據(jù)流分別送入加入導(dǎo)頻符號模塊， 為其加入訓(xùn)練序列及保護(hù)間隔，組成子幀；
步驟305，將成幀后的2路子數(shù)據(jù)流分別經(jīng)由2個(gè)發(fā)射天線同時(shí)發(fā)送出去。 如圖4所示，是本發(fā)明的接收端示意圖，接收端的具體處理步驟如下 步驟401，使用2個(gè)接收天線接收信號，每個(gè)天線接收到的數(shù)據(jù)流中包括經(jīng) 過無線信道的有用數(shù)據(jù)以及噪聲，接收信號可以表示為
r = //a + v
、&
^22
為信道轉(zhuǎn)移矩陣，矩陣中各元素/^表示第/根發(fā)射天線
到第/根接收天線的信道轉(zhuǎn)移特性；"=(^，"2/為發(fā)射信號列向量，v為復(fù)高斯
白噪聲；r = (^r2f為兩根接收天線上接收到的信號。
將2個(gè)天線上接收的信號送入信道估計(jì)模塊對當(dāng)前信道進(jìn)行估計(jì)，得到信道 估計(jì)值，假設(shè)該用戶在第n個(gè)發(fā)射天線上使用的訓(xùn)練序列為mz'《，第ra根接收
天線對應(yīng)的第n根發(fā)射天線的信道沖激響應(yīng)為/u ,則第m根接收天線上接收到 的信號中對應(yīng)訓(xùn)練序列的部分可表示為
2
= Z力鵬柳'《+ v: 或 = G// + vmW
0=1
其中 G =(《;)，/ = l，...,『,_/ = l，...,『，W為信道沖激響應(yīng)的長度，
iJ一i附一da似i力 其他
由上面即得到信道沖激響應(yīng)A的估計(jì)值為
7由于進(jìn)行信道估計(jì)時(shí)，忽略了噪聲的影響，因此選擇訓(xùn)練序列時(shí)應(yīng)選擇抗噪 聲性能好的的碼組。仿真信道采用AWGN信道，每時(shí)隙進(jìn)行一次信道估計(jì)，得到 4組信道估計(jì)值，分別取各組信道估計(jì)值中的最大徑組成信道轉(zhuǎn)移矩陣用于 BLAST檢測
步驟402，將信道估計(jì)值和2個(gè)接收信號送入BLAST檢測模塊進(jìn)行譯碼，以 檢測出每根發(fā)送天線發(fā)送的數(shù)據(jù)，從而得到2路信號；
BLAST檢測模塊采用基于MMSE準(zhǔn)則的排序連續(xù)干擾抵消檢測算法，對當(dāng)前 信道估計(jì)模塊估計(jì)出的信道矩陣進(jìn)行處理，以得到各子信號的迫零矢量，然后利 用迫零矢量對接收數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。
步驟403，將經(jīng)過BLAST譯碼得到的2路信號送入聯(lián)合檢測模塊分別進(jìn)行聯(lián) 合檢測；
步驟404,對2路信號分別進(jìn)行數(shù)據(jù)解調(diào)、信道譯碼操作； 步驟405，對2路數(shù)據(jù)流進(jìn)行并串變換得到原始數(shù)據(jù)流。 BLAST檢測時(shí)的譯碼算法具體步驟如下 步驟A，根據(jù)信道估計(jì)模塊估計(jì)出的當(dāng)前信道矩陣A計(jì)算Gi:
其中(.f表示共軛轉(zhuǎn)置操作，( )—'表示矩陣求逆操作，i表示迭代序號，^表 示噪聲方差，然后根據(jù)G,選出信噪比最大的發(fā)送天線A;
步驟B，計(jì)算信噪比最大的發(fā)送天線&對應(yīng)的迫零矢量^;
步驟C，對發(fā)送天線A上的數(shù)據(jù)進(jìn)行迫零解碼，將迫零矢量與接收信號矢量
相乘，并將解碼后的數(shù)據(jù)進(jìn)行星座圖映射
A =《G
其中2(A )表示對A進(jìn)行判決操作；
步驟D，從接收信號矢量中消除已解碼流的影響
從而得到更新的接收矢量"+1和信道矩陣4+1 ，其中(A、表示取A第A列； 步驟E，重復(fù)步驟A D,直到；=W。 ' 本發(fā)明的上述針對較佳實(shí)施例的描述較為具體，并不能因此而認(rèn)為是對本發(fā) 明專利保護(hù)范圍的限制，本發(fā)明的專利保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
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權(quán)利要求
1、一種TD-SCDMA系統(tǒng)中的空間復(fù)用方法，包括在發(fā)射端，待發(fā)送的高速數(shù)據(jù)流經(jīng)串并變換后分成N路獨(dú)立的并行低速子數(shù)據(jù)流，然后各子數(shù)據(jù)流經(jīng)信道編碼、擴(kuò)頻、調(diào)制以及加入導(dǎo)頻符號后，組成子幀，由發(fā)射端天線發(fā)射出去，接收端天線接收到子數(shù)據(jù)流后經(jīng)信道估計(jì)、聯(lián)合檢測、解調(diào)、信道譯碼以及并串變換后，得到原來的高速數(shù)據(jù)流；其特征在于，在發(fā)射端加入導(dǎo)頻信號之前，還包括對子數(shù)據(jù)流進(jìn)行分層空時(shí)編碼，并且在接收端信道估計(jì)后還包括對接收到的N路子數(shù)據(jù)流進(jìn)行分層空時(shí)譯碼。
2、 如權(quán)利要求1所述的TD-SCDMA系統(tǒng)中的空間復(fù)用方法，其特征在于，所述N的取值等于發(fā)射端天線數(shù)。
3、 如權(quán)利要求1所述的TD-SCDMA系統(tǒng)中的空間復(fù)用方法，其特征在于，所述信道編碼采用1/3Turbo編碼。
4、 如權(quán)利要求1所述的TD-SCDMA系統(tǒng)中的空間復(fù)用方法，其特征在于，所述擴(kuò)頻采用擴(kuò)頻因子為16的正交可變擴(kuò)頻碼進(jìn)行擴(kuò)頻。
5、 如權(quán)利要求1所述的TD-SCDMA系統(tǒng)中的空間復(fù)用方法，其特征在于，所述調(diào)制采用四相相移鍵控調(diào)制。
6、 如權(quán)利要求1所述的TD-SCDMA系統(tǒng)中的空間復(fù)用方法，其特征在于，所述分層空時(shí)編碼采用垂直分層空時(shí)編碼技術(shù)對輸入信號進(jìn)行編碼。
7、 如權(quán)利要求1所述的TD-SCDMA系統(tǒng)中的空間復(fù)用方法，其特征在于，所述分層空時(shí)譯碼采用基于最小均方誤差準(zhǔn)則的排序串行干擾抵消法。
8、 如權(quán)利要求1所述的TD-SCDMA系統(tǒng)中的空間復(fù)用方法，其特征在于，所述聯(lián)合檢測采用最小均方誤差線性塊均衡法。
9、 一種TD-SCDMA系統(tǒng)中的空間復(fù)用裝置，發(fā)射端包括信號源模塊、串并轉(zhuǎn)換模塊、信道編碼模塊、擴(kuò)頻調(diào)制模塊、插入導(dǎo)頻符合模塊以及天線模塊，信號源模塊產(chǎn)生的信號依次經(jīng)過其后各模塊處理后由天線模塊發(fā)射出去；接收端包括天線模塊、信道估計(jì)模塊、聯(lián)合檢測模塊、解調(diào)模塊、信道譯碼模塊以及并串轉(zhuǎn)換模塊，接收端的天線模塊接收到信號后依次經(jīng)過其后各模塊的處理，得到原始的信號；其特征在于，所述發(fā)射端在擴(kuò)頻調(diào)制模塊與插入導(dǎo)頻符合模塊之間還包括一分層空時(shí)編碼模塊，該模塊用于對經(jīng)過的信號進(jìn)行分層空時(shí)編碼；所述接收端在天線與聯(lián)合檢測模塊之間，還包括一分層空時(shí)編碼檢測模塊，該模塊同時(shí)與信道估計(jì)模塊相連。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種在TD-SCDMA系統(tǒng)中空間復(fù)用方法，該方法在發(fā)射端通過串并變換將高速數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換為若干并行低速數(shù)據(jù)流，經(jīng)過信道編碼、擴(kuò)頻、調(diào)制后，還要對其進(jìn)行分層空時(shí)編碼，然后才從多根發(fā)射天線上同時(shí)發(fā)送，相應(yīng)的，在接收端根據(jù)信道估計(jì)值對接收到的信號進(jìn)行分層空時(shí)譯碼；本發(fā)明還進(jìn)一步提供了一種實(shí)現(xiàn)該方法的裝置。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明不僅有效的提高TD-SCDMA系統(tǒng)的數(shù)據(jù)速率，且避開了直接進(jìn)行聯(lián)合檢測時(shí)需要進(jìn)行大矩陣的求逆過程，降低了復(fù)雜度，有效的提高了數(shù)據(jù)傳輸速率和頻譜利用率。
文檔編號H04B1/707GK101488775SQ20081006508
公開日2009年7月22日 申請日期2008年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月18日
發(fā)明者婷 張, 斌 李 申請人:中興通訊股份有限公司