專(zhuān)利名稱(chēng)：Mimo多碼字通信方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域，更具體而言，涉及應(yīng)用干擾分集改進(jìn)MIMO(Multiple-Input Multiple-Output，多輸入多輸出)通信技術(shù)多碼字(Multiple Code Word，縮寫(xiě)為MCW)方案。

背景技術(shù)：
根據(jù)信息論，在通信系統(tǒng)的發(fā)射端和接收端或者這兩端同時(shí)使用多天線陣列，可以顯著地提高傳輸比特率。
圖1示出了在發(fā)射端和接收端同時(shí)使用多天線陣列的具有空-時(shí)架構(gòu)的無(wú)線通信系統(tǒng)的示意圖。該系統(tǒng)工作在瑞利散射環(huán)境，信道矩陣的各個(gè)元素可以近似看作是統(tǒng)計(jì)獨(dú)立的。
在圖1所示的系統(tǒng)中，一個(gè)數(shù)據(jù)序列分成M個(gè)不相關(guān)的碼元子序列，每個(gè)子序列由M個(gè)發(fā)射天線中的一個(gè)發(fā)射。M個(gè)子序列在經(jīng)過(guò)一個(gè)信道矩陣為H的信道的影響后，在接收端由N個(gè)接收天線接收。發(fā)射信號(hào)s1，...，sM分別通過(guò)M個(gè)不同的天線單元a-1，...，a-M發(fā)射，相應(yīng)的接收信號(hào)x1，...，xN分別從N個(gè)不同的天線單元b-1，...，b-N接收。
該系統(tǒng)中，發(fā)射天線單元數(shù)M最少是2，而接收天線單元數(shù)N最少是M。信道矩陣H是一個(gè)N×M的矩陣，矩陣中第i行j列的元素表示第i個(gè)接收天線和第j個(gè)發(fā)射天線通過(guò)傳輸信道的耦合。接收信號(hào)x1，...，xN在數(shù)字信號(hào)處理器中被處理以產(chǎn)生恢復(fù)的發(fā)射信號(hào)

此圖中也顯示了求和成分c-1，c-2，...，c-N，它們代表無(wú)法避免必然包含的噪聲信號(hào)w1，w2，...，wN，這些噪聲信號(hào)分別加入到接收天線單元b-1，b-2，...，b-N接收到的信號(hào)中。
一般的，信號(hào)發(fā)射和接收的數(shù)學(xué)表達(dá)式如下
2006年7月31目的3GPP2 AIE標(biāo)準(zhǔn)化組織的白皮書(shū)C30-20060731-040_HKLLMNQRSUZ_PP2Phase2_FDD_Proposal_v1.9(Joint Proposal for 3GPP2 Physical Layer for FDD Spectra)介紹了一種MIMO的多碼字(MCW)通信方案。在MIMO的MCW通信方案中，有多路發(fā)射信號(hào)，各路都采用各自獨(dú)立的Turbo編碼方案。對(duì)于多碼字模式，接收端使用干擾消除技術(shù)可以獲得很大的增益，所以多碼字模式通常使用干擾消除的非線性接收機(jī)。接收端根據(jù)接收信號(hào)，先Turbo解碼一路發(fā)射信號(hào)，解碼后，根據(jù)校驗(yàn)位判斷這一路信號(hào)的解碼是否正確，如果正確，則用解碼的結(jié)果，從接收信號(hào)中消除這一路已經(jīng)被正確解碼的發(fā)射信號(hào)的影響，再根據(jù)所述消除了影響后的接收信號(hào)，Turbo解碼另一路發(fā)射信號(hào)；就這樣迭代地進(jìn)行上述的步驟，直到解碼所有的多路發(fā)射信號(hào)。
AIE標(biāo)準(zhǔn)化組織的白皮書(shū)所述多碼字模式通信方案中，發(fā)射端使用多個(gè)虛擬天線端口向接收端發(fā)射信號(hào)。上述的虛擬天線，是指發(fā)射信號(hào)組成的列向量的左邊乘一個(gè)矩陣后，再送到各個(gè)物理天線上發(fā)射。相應(yīng)的，每個(gè)發(fā)射信號(hào)，都與矩陣中的一列相乘，得到的各個(gè)結(jié)果分別送到各個(gè)物理天線，將這稱(chēng)為該發(fā)射信號(hào)通過(guò)一個(gè)虛擬天線進(jìn)行發(fā)射，所述的一個(gè)虛擬天線，相當(dāng)于一個(gè)空間的波束。
多碼字模式通信方案還可以與MIMO預(yù)編碼技術(shù)同時(shí)使用。高通公司在IEEE802.20中的提案C802.20-05-69AirInterfaceSpec_Final_Update，給出了MIMO預(yù)編碼技術(shù)方案和預(yù)編碼矩陣的設(shè)計(jì)方案。該提案中定義了多個(gè)預(yù)編碼矩陣，接收端反饋其中最優(yōu)的一個(gè)預(yù)編碼矩陣的序號(hào)，發(fā)射端使用該預(yù)編碼矩陣，對(duì)發(fā)射信號(hào)進(jìn)行預(yù)編碼之后再送到各個(gè)虛擬天線或者物理天線發(fā)射。假設(shè)對(duì)發(fā)射信號(hào)進(jìn)行預(yù)編碼之后再送到各個(gè)物理天線發(fā)射，則表達(dá)式(1)所表示的信號(hào)發(fā)射和接收的數(shù)學(xué)表達(dá)式變?yōu)?
上面的表達(dá)式中，t1，t2，...，tM是送到物理天線發(fā)射的信號(hào)，實(shí)際的發(fā)射信號(hào)s1，s2，...，sM組成的向量與預(yù)編碼矩陣相乘，得到t1，t2，...，tM送到物理天線發(fā)射，相應(yīng)數(shù)學(xué)表達(dá)式如下
這里，

是預(yù)編碼矩陣。
在上述的MIMO預(yù)編碼技術(shù)中，發(fā)射信號(hào)組成的列向量的左邊乘一個(gè)矩陣后，再送到各個(gè)物理天線或者虛擬天線上發(fā)射。相應(yīng)的，每個(gè)發(fā)射信號(hào)，都與矩陣中的一列相乘，得到的各個(gè)結(jié)果分別送到各個(gè)物理天線或者虛擬天線，將這稱(chēng)為該發(fā)射信號(hào)通過(guò)一層進(jìn)行發(fā)射，所述的一層，相當(dāng)于一個(gè)空間的波束。
如上所述，多碼字模式通信方案的多路數(shù)據(jù)流，可以通過(guò)多個(gè)虛擬天線，或者多個(gè)物理天線，或者預(yù)編碼技術(shù)中的多個(gè)層發(fā)射。
下面詳細(xì)介紹AIE標(biāo)準(zhǔn)化組織的白皮書(shū)所述多碼字模式通信方案的細(xì)節(jié)，該方案可以用在圖1所示的MIMO系統(tǒng)中。在多碼字模式下，發(fā)射端使用M個(gè)虛擬天線端口向接收端發(fā)射信號(hào)，所述的M大于等于2小于等于4。在多個(gè)虛擬發(fā)射天線上，每一個(gè)時(shí)刻傳輸K(K小于等于M)路編碼后的數(shù)據(jù)流，K路數(shù)據(jù)流的各路再分到各個(gè)虛擬發(fā)射天線上發(fā)射。
在MIMO技術(shù)中，為了更有效地傳輸數(shù)據(jù)，需要對(duì)發(fā)射端的數(shù)據(jù)速率進(jìn)行控制，并告訴發(fā)射端各路數(shù)據(jù)是否已經(jīng)被接收端正確解碼。在每一個(gè)TTI(Transition Time Interval，傳輸時(shí)間間隔)，接收端反饋K個(gè)CQI(信道質(zhì)量指示)信息和K個(gè)ACK/NACK信息，其中CQI信息告訴發(fā)射端在相應(yīng)的一個(gè)TTI傳輸?shù)腒路中的每一路編碼后的數(shù)據(jù)采用什么樣的MCS(The modulation and channelcoding scheme，調(diào)制與信道編碼方案)，而ACK/NACK信息告訴發(fā)射端在相應(yīng)的一個(gè)TTI傳輸?shù)腒路中的每一路編碼后的數(shù)據(jù)是否已經(jīng)被接收端正確解碼。
這里介紹上述的TTI的概念。為了對(duì)抗信道衰落，以及信道的干擾和噪聲帶來(lái)的傳輸錯(cuò)誤，發(fā)射端把需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)分成多個(gè)數(shù)據(jù)包(Block)，對(duì)同一個(gè)數(shù)據(jù)包中的信息比特進(jìn)行信道編碼和交織，再調(diào)制成多個(gè)符號(hào)通過(guò)信道傳輸，而傳輸這樣一個(gè)數(shù)據(jù)包所需要的時(shí)間的長(zhǎng)度決定了一個(gè)TTI的長(zhǎng)度。接收端先接收同一個(gè)數(shù)據(jù)包內(nèi)包含的所有符號(hào)，再進(jìn)行解交織和解碼。在本發(fā)明中，一個(gè)TTI就是指?jìng)鬏斶@樣一個(gè)數(shù)據(jù)包的時(shí)間間隔。
而一個(gè)TTI內(nèi)所傳輸?shù)囊粋€(gè)數(shù)據(jù)包內(nèi)的各個(gè)符號(hào)，可以分布在時(shí)域上的不同區(qū)間，或者分布在頻域上的不同區(qū)間，或者分布在時(shí)域和頻域的二維平面上的不同區(qū)間。下文所述的一個(gè)符號(hào)周期，就是指通過(guò)信道傳輸?shù)囊粋€(gè)符號(hào)在時(shí)域上占用的區(qū)間，或者在頻域上占用的區(qū)間，或者在時(shí)域和頻域的二維平面上占用的區(qū)間。例如，IEEE 802.20標(biāo)準(zhǔn)2006-01-06的文獻(xiàn)“MBFDD and MBTDDProposed Draft Air Interface Specification”所描述的MIMO OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交頻分復(fù)用)通信方案中，一個(gè)數(shù)據(jù)包使用時(shí)域上的8個(gè)OFDM符號(hào)，每個(gè)OFDM符號(hào)占用頻域上的16個(gè)子載波，那么一個(gè)符號(hào)周期，就是指時(shí)域和頻域的二維平面上的一個(gè)區(qū)間，也就是時(shí)域上1個(gè)OFDM符號(hào)上的1個(gè)子載波，而這個(gè)數(shù)據(jù)包共有8×16＝128個(gè)符號(hào)周期。
MCW模式中，接收端反饋K(K小于等于M)個(gè)CQI，分別指示K路編碼后的數(shù)據(jù)流的MCS。MCW模式也有兩種方案 1、方案甲K路編碼后的數(shù)據(jù)流中的每一路，固定在某一個(gè)虛擬天線或者物理天線傳輸。
2、方案乙K路數(shù)據(jù)流中的每一路，都通過(guò)所有被選擇使用的K個(gè)虛擬天線或者物理天線傳輸，即該路在某一個(gè)符號(hào)周期使用這個(gè)天線，下一個(gè)符號(hào)周期使用另一個(gè)天線，通過(guò)這種方法，每一路都遍歷所有的天線。
在高通公司于2006年10月提交給AIE標(biāo)準(zhǔn)化組織的提案C30-20061030-070_QCOM_Cycling_of_spatial_streams_in_LBC_FDD(″Cycling of spatial streams in LBC FDD”)中，比較了方案甲和方案乙，并說(shuō)明了方案乙的優(yōu)越性。在該提案的Fig 2中，描繪了K＝M＝4的情況下，方案甲和方案乙的示意圖。在示意圖中，用a、b、c、d分別表示K＝4路各自獨(dú)立編碼的數(shù)據(jù)流，并且假設(shè)這4路數(shù)據(jù)依照a、b、c、d的先后順序被檢測(cè)。這就是說(shuō)，接收端根據(jù)接收信號(hào)，先解碼數(shù)據(jù)流a，如果解碼正確，則用解碼的結(jié)果，從接收信號(hào)中消除數(shù)據(jù)流a的發(fā)射信號(hào)對(duì)檢測(cè)后續(xù)數(shù)據(jù)流的影響；其次，根據(jù)所述消除了影響后的接收信號(hào)，解碼數(shù)據(jù)流b，如果解碼正確，則用解碼的結(jié)果，再?gòu)慕邮招盘?hào)中消除數(shù)據(jù)流b的發(fā)射信號(hào)對(duì)檢測(cè)后續(xù)數(shù)據(jù)流的影響；然后，根據(jù)所述消除了影響后的接收信號(hào)，解碼數(shù)據(jù)流c，如果解碼正確，則用解碼的結(jié)果，再?gòu)慕邮招盘?hào)中消除數(shù)據(jù)流c的發(fā)射信號(hào)對(duì)檢測(cè)后續(xù)數(shù)據(jù)流的影響；最后，根據(jù)所述消除了影響后的接收信號(hào)，解碼數(shù)據(jù)流d。在下面的示意圖中，矩陣的每一行表示一個(gè)虛擬天線，或者一個(gè)物理天線，或者預(yù)編碼技術(shù)中的一層。將矩陣的第1、2、3、4行分別記為天線1、2、3、4。矩陣的各列，表示各個(gè)不同的符號(hào)周期，而矩陣相鄰的兩列，所對(duì)應(yīng)的兩個(gè)符號(hào)周期通常是在頻率域或者時(shí)間域相鄰的，至少，矩陣相鄰的兩列所對(duì)應(yīng)的兩個(gè)符號(hào)周期的信道情況變化較小從而相似。在AIE提案C30-20061030-070中，矩陣的各列表示OFDM通信系統(tǒng)中各個(gè)不同的子載波，相鄰的兩列，對(duì)應(yīng)兩個(gè)相鄰的子載波。
示意圖表示如下 方案甲示意圖
如上圖所示，在方案甲中，數(shù)據(jù)流a、b、c、d的每一個(gè)分別固定由一個(gè)發(fā)射天線發(fā)射。
方案乙示意圖
如上圖所示，在方案乙中，數(shù)據(jù)流a、b、c、d的各個(gè)符號(hào)循環(huán)使用各個(gè)天線發(fā)射。即在某個(gè)子載波，數(shù)據(jù)流a、b、c、d的符號(hào)分別由天線1、2、3、4發(fā)射；在緊鄰的下一個(gè)子載波，循環(huán)為數(shù)據(jù)流d、a、b、c的符號(hào)分別由天線1、2、3、4發(fā)射；在緊鄰的下一個(gè)子載波，再循環(huán)為數(shù)據(jù)流c、 d、a、b的符號(hào)分別由天線1、2、3、4發(fā)射；最后在緊鄰的下一個(gè)子載波，循環(huán)為數(shù)據(jù)流b、c、d、a的符號(hào)分別由天線1、2、3、4發(fā)射，由此完成一個(gè)循環(huán)周期，從而在下一個(gè)子載波又從數(shù)據(jù)流a、b、c、d的符號(hào)分別由天線1、2、3、4發(fā)射的情況開(kāi)始一個(gè)新的循環(huán)周期。從矩陣的對(duì)角線看，每一條對(duì)角線都由同一個(gè)數(shù)據(jù)流的各個(gè)符號(hào)所占據(jù)。
AIE提案C30-20061030-070指出，隨著MIMO信道的變化，MCW模式中各個(gè)數(shù)據(jù)流在各個(gè)TTI的瞬時(shí)信道容量(即瞬時(shí)數(shù)據(jù)吞吐率)隨時(shí)間變化，而與有循環(huán)的方案乙相比，沒(méi)有循環(huán)的方案甲下各數(shù)據(jù)流的瞬時(shí)信道容量變化的方差較大。原文中表述為“However，the distributions of the instantaneous capacities in(1)and(2)are different，shown in Fig.3，assuming Rayleigh fading channels.Itcan be seen that，the instantaneous capacity of non-cycling has widerdistribution with a larger tail.”同時(shí)，在方案甲和方案乙下，各數(shù)據(jù)流的瞬時(shí)信道容量的均值相同。
MCW模式中，接收端反饋K個(gè)CQI，而CQI反饋的擦除概率(the CQI feedback erasure rate)比較高，如AIE提案C30-20061030-070所述，在典型的信道環(huán)境中CQI反饋的擦除概率達(dá)到50％。而所謂CQI反饋的擦除概率，就是指因?yàn)镃QI反饋的信噪比(SNR)比較低，發(fā)射端判定接收端當(dāng)前反饋的CQI不可靠，從而在當(dāng)前的TTI，不根據(jù)當(dāng)前反饋的CQI確定相應(yīng)的一路數(shù)據(jù)流所采用的調(diào)制與信道編碼方案，而是根據(jù)以前反饋的CQI推測(cè)當(dāng)前的CQI以確定相應(yīng)的一路數(shù)據(jù)流所采用的調(diào)制與信道編碼方案。而所當(dāng)前最合適的調(diào)制與信道編碼方案，由當(dāng)前的瞬時(shí)信道容量決定。與方案甲相比，方案乙下各數(shù)據(jù)流的瞬時(shí)信道容量變化的方差較小，即瞬時(shí)的最優(yōu)調(diào)制與信道編碼方案和瞬時(shí)CQI變化的方差較小，從而在CQI反饋擦除的情況發(fā)生時(shí)，根據(jù)以前反饋的CQI推測(cè)當(dāng)前的CQI的誤差較小，從而造成的損失也較小。這就是相對(duì)于方案甲，方案乙的優(yōu)勢(shì)。方案甲和方案乙的瞬時(shí)信道容量的概率分布圖的對(duì)比如AIE提案C30-20061030-070的Fig.3所示，得到的仿真結(jié)果與該提案的結(jié)果類(lèi)似，仿真結(jié)果圖如圖2所示。
圖2中，橫坐標(biāo)表示信道容量，而縱坐標(biāo)表示概率密度函數(shù)。從圖中可以看出，與Non Cycling的方案甲相比，Cycling的方案乙下瞬時(shí)信道容量具有更集中的分布。數(shù)據(jù)分析表明，Cycling的方案乙下瞬時(shí)信道容量的方差，比Non Cycling的方案甲下瞬時(shí)信道容量的方差的小76％。
通過(guò)采用干擾分集的方法，方案乙可以被進(jìn)一步改進(jìn)，從而某些數(shù)據(jù)流的瞬時(shí)信道容量的分布可以更加集中。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在通過(guò)采用干擾分集的方法，進(jìn)一步改進(jìn)上述的方案乙，從而使某些數(shù)據(jù)流的瞬時(shí)信道容量的分布可以更加集中。
本發(fā)明提供了一種用于MIMO系統(tǒng)的MIMO多碼字通信方法，包括以下步驟MIMO系統(tǒng)發(fā)射端有M個(gè)發(fā)射天線，選擇其中的K個(gè)發(fā)射天線發(fā)射K路數(shù)據(jù)流；K路數(shù)據(jù)流的各路分別獨(dú)立進(jìn)行信道編碼，在一個(gè)TTI的各個(gè)符號(hào)周期，K路數(shù)據(jù)流的每一路都輪流使用K個(gè)發(fā)射天線的各個(gè)發(fā)射；MIMO系統(tǒng)接收端采用干擾消除的檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行接收；在一個(gè)TTI的各個(gè)符號(hào)周期，K路數(shù)據(jù)流的每一路輪流使用K個(gè)發(fā)射天線的各個(gè)發(fā)射的模式滿足以下的條件在由K個(gè)發(fā)射天線中任意確定的一個(gè)(設(shè)為天線i)發(fā)射K路數(shù)據(jù)流中任意確定的一路數(shù)據(jù)流(設(shè)為數(shù)據(jù)流x)的符號(hào)的各個(gè)符號(hào)周期內(nèi)，在接收端采用干擾消除的檢測(cè)技術(shù)消除了一路或多路已經(jīng)被檢測(cè)的數(shù)據(jù)流的符號(hào)的干擾以后，其干擾沒(méi)有通過(guò)干擾消除技術(shù)被消除從而仍然對(duì)該路數(shù)據(jù)流x的符號(hào)形成干擾的一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)流的符號(hào)被發(fā)射所使用的一個(gè)或多個(gè)天線的組合，如果可以隨著不同的符號(hào)周期而變化，那么就一定要變化至少一次，以達(dá)到干擾分集的效果。
在上述的MIMO多碼字通信方法中，在由K個(gè)發(fā)射天線中任意確定的一個(gè)(設(shè)為天線m)發(fā)射K路數(shù)據(jù)流中任意確定的一路數(shù)據(jù)流(設(shè)為數(shù)據(jù)流x)的符號(hào)的各個(gè)符號(hào)周期內(nèi)，其干擾沒(méi)有通過(guò)干擾消除技術(shù)被消除從而仍然對(duì)該路數(shù)據(jù)流x的符號(hào)形成干擾的一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)流的符號(hào)被發(fā)射所使用的一個(gè)或多個(gè)天線的組合，遍歷所有可能的組合，并且每個(gè)組合被使用的次數(shù)盡可能相同，以達(dá)到最優(yōu)干擾分集的效果。
在上述的MIMO多碼字通信方法中，達(dá)到上述最優(yōu)干擾分集的效果的一種方法包括以下步驟在一個(gè)TTI內(nèi)，遍歷數(shù)據(jù)流D1，D2，...Dk與天線1，2，...k對(duì)應(yīng)關(guān)系的所有可能排列。
在上述的MIMO多碼字通信方法中，M＝5，遍歷的排列為120種；M＝4，遍歷的排列為24種；M＝3，遍歷的排列為6種。
在上述的MIMO多碼字通信方法中，達(dá)到上述最優(yōu)干擾分集的效果的一種方法還包括以下步驟在一個(gè)TTI內(nèi)的各個(gè)符號(hào)周期內(nèi)，使用每一種排列的次數(shù)盡可能相等。
本發(fā)明提供的方法可以不遍歷所有可能排列而達(dá)到上述最優(yōu)干擾分集的效果，而是遍歷較少的排列就達(dá)到上述最優(yōu)干擾分集的效果。在上述的MIMO多碼字通信方法中，M＝5，遍歷的排列為60種即可；M＝4，遍歷的排列為12種即可。這樣做可以使得實(shí)現(xiàn)更加簡(jiǎn)單，同時(shí)在一個(gè)TTI內(nèi)的各個(gè)符號(hào)周期內(nèi)，使用每一種排列的次數(shù)相等的程度更高。
通過(guò)上述技術(shù)方案，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了如下技術(shù)效果 采用本發(fā)明的MIMO系統(tǒng)，M＝4時(shí)，在接收端第2個(gè)被檢測(cè)的數(shù)據(jù)流b和第3個(gè)被檢測(cè)的數(shù)據(jù)流c的瞬時(shí)信道容量的概率分布比高通的方案乙更集中；M＝5時(shí)，在接收端第2個(gè)被檢測(cè)的數(shù)據(jù)流b、第3個(gè)被檢測(cè)的數(shù)據(jù)流c和第4個(gè)被檢測(cè)的數(shù)據(jù)流d的瞬時(shí)信道容量的概率分布比高通的方案乙更集中。
本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說(shuō)明書(shū)中闡述，并且，部分地從說(shuō)明書(shū)中變得顯而易見(jiàn)，或者通過(guò)實(shí)施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點(diǎn)可通過(guò)在所寫(xiě)的說(shuō)明書(shū)、權(quán)利要求書(shū)、以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)和獲得。



此處所說(shuō)明的附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中 圖1示出了在發(fā)射端和接收端同時(shí)使用多天線陣列的具有空-時(shí)架構(gòu)的無(wú)線通信系統(tǒng)的示意圖； 圖2示出了方案甲和方案乙的瞬時(shí)信道容量的概率分布仿真結(jié)果的對(duì)比圖； 圖3示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的MIMO多碼字通信方法的流程圖；以及 圖4示出了本發(fā)明實(shí)施例和方案乙的瞬時(shí)信道容量的概率分布仿真結(jié)果的對(duì)比圖。

具體實(shí)施例方式 下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例，來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。
圖3示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的MIMO多碼字通信方法的流程圖，其包括以下步驟 步驟S10，MIMO系統(tǒng)發(fā)射端有M個(gè)發(fā)射天線，選擇其中的K個(gè)發(fā)射天線發(fā)射K路數(shù)據(jù)流； 步驟S20，K路數(shù)據(jù)流的各路分別獨(dú)立進(jìn)行信道編碼，在一個(gè)TTI的各個(gè)符號(hào)周期，K路數(shù)據(jù)流中的至少一路輪流使用K個(gè)發(fā)射天線的各個(gè)發(fā)射； 步驟S30，MIMO系統(tǒng)接收端采用干擾消除的檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行接收；以及 步驟S40，由K個(gè)發(fā)射天線中任意確定的一個(gè)(設(shè)為天線i)發(fā)射K路數(shù)據(jù)流中任意確定的一路數(shù)據(jù)流(設(shè)為數(shù)據(jù)流x)的符號(hào)的各個(gè)符號(hào)周期內(nèi)，在接收端采用干擾消除的檢測(cè)技術(shù)消除了一路或多路已經(jīng)被檢測(cè)的數(shù)據(jù)流的符號(hào)的干擾以后，其干擾沒(méi)有通過(guò)干擾消除技術(shù)被消除從而仍然對(duì)該路數(shù)據(jù)流x的符號(hào)形成干擾的一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)流的符號(hào)被發(fā)射所使用的一個(gè)或多個(gè)天線的組合，遍歷所有可能的組合，并且每個(gè)組合被使用的次數(shù)盡可能相同，以達(dá)到最優(yōu)干擾分集的效果。
假定，發(fā)射端有M個(gè)發(fā)射天線，選擇其中的K個(gè)天線發(fā)射K路信號(hào)，其中K小于等于M(K不小于3)。所述K路信號(hào)的各路分別獨(dú)立進(jìn)行信道編碼。在一個(gè)TTI的各個(gè)符號(hào)周期，K路發(fā)射信號(hào)的每一路都輪流使用被選擇的K個(gè)發(fā)射天線的各個(gè)發(fā)射。
現(xiàn)有技術(shù)的MIMO多碼字通信方法中，接收端采用干擾消除的檢測(cè)技術(shù)，依照約定的順序，檢測(cè)K路發(fā)射信號(hào)中還沒(méi)有被檢測(cè)的各路中的一路，對(duì)這路信號(hào)進(jìn)行信道解碼并且校驗(yàn)正確后，消除這一路發(fā)射信號(hào)對(duì)后續(xù)檢測(cè)的干擾；重復(fù)本步驟，直到檢測(cè)出所有的K路發(fā)射信號(hào)。
在接收端采用干擾消除的檢測(cè)技術(shù)接收的情況下，K路信號(hào)的任意一路在某個(gè)特定符號(hào)周期使用某個(gè)天線發(fā)射時(shí)，如果對(duì)該路信號(hào)形成干擾的各路信號(hào)(實(shí)際上每一路都受到所有其它的K-1路的干擾，只有接收端采用干擾消除技術(shù)，干擾信號(hào)的路數(shù)才會(huì)依次減少)所使用的發(fā)射天線組合多于1種(首先被檢測(cè)的1路信號(hào)，可能的干擾天線組合只有1種，最后被檢測(cè)的1路信號(hào)，沒(méi)有受到干擾)，那么在一個(gè)TTI的各個(gè)符號(hào)周期內(nèi)，在K路信號(hào)的任意確定的某路使用任意確定的某個(gè)天線發(fā)射的各個(gè)符號(hào)周期，對(duì)該路信號(hào)形成干擾的各路信號(hào)(實(shí)際上每一路都受到所有其它的K-1路的干擾，只有接收端干擾消除，干擾信號(hào)的路數(shù)才會(huì)依次減少)所使用的發(fā)射天線組合如果可以變化，則變化至少一次(即用到至少2種組合)。這可以達(dá)到干擾分集(多樣性)的效果。
遍歷所有可能的組合，這可以達(dá)到較優(yōu)干擾分集的效果。
進(jìn)一步地1個(gè)TTI的各個(gè)符號(hào)周期內(nèi)每個(gè)組合被使用的次數(shù)相同，或盡可能相同，這可以達(dá)到最優(yōu)干擾分集的效果。
如前所述，方案乙示意圖中所示的數(shù)據(jù)流a、b、c、d依照a、b、c、d的先后順序被檢測(cè)，下面針對(duì)這種情形描述本發(fā)明的應(yīng)用。
在檢測(cè)數(shù)據(jù)流a時(shí)，存在數(shù)據(jù)流b、c、d的干擾；在檢測(cè)數(shù)據(jù)流b時(shí)，因?yàn)橐呀?jīng)用數(shù)據(jù)流a的解碼結(jié)果從接收信號(hào)中消除了數(shù)據(jù)流a的發(fā)射信號(hào)對(duì)檢測(cè)后續(xù)數(shù)據(jù)流的影響，所以只存在數(shù)據(jù)流c、d的干擾；在檢測(cè)數(shù)據(jù)流c時(shí)，因?yàn)橐呀?jīng)依次用數(shù)據(jù)流a和b的解碼結(jié)果從接收信號(hào)中消除了數(shù)據(jù)流a和b的發(fā)射信號(hào)對(duì)檢測(cè)后續(xù)數(shù)據(jù)流的影響，所以只存在數(shù)據(jù)流d的干擾；而在檢測(cè)數(shù)據(jù)流d時(shí)，因?yàn)橐呀?jīng)依次用數(shù)據(jù)流a、b和c的解碼結(jié)果從接收信號(hào)中消除了數(shù)據(jù)流a、b和c的發(fā)射信號(hào)對(duì)檢測(cè)后續(xù)數(shù)據(jù)流的影響，所以不存在其它數(shù)據(jù)流的干擾。
考察檢測(cè)數(shù)據(jù)流b的情況，因?yàn)橐呀?jīng)用數(shù)據(jù)流a的解碼結(jié)果從接收信號(hào)中消除了數(shù)據(jù)流a的發(fā)射信號(hào)對(duì)檢測(cè)后續(xù)數(shù)據(jù)流的影響，所以在示意圖中，把數(shù)據(jù)流a的符號(hào)去掉，得到檢測(cè)數(shù)據(jù)流b時(shí)方案乙的示意圖如下，
由上圖可以看出，當(dāng)數(shù)據(jù)流b的符號(hào)由天線2發(fā)射時(shí)，對(duì)它形成干擾的兩個(gè)數(shù)據(jù)流的符號(hào)總是由天線3和4發(fā)射；當(dāng)數(shù)據(jù)流b的符號(hào)由天線3發(fā)射時(shí)，對(duì)它形成干擾的兩個(gè)數(shù)據(jù)流的符號(hào)總是由天線1和4發(fā)射；當(dāng)數(shù)據(jù)流b的符號(hào)由天線4發(fā)射時(shí)，對(duì)它形成干擾的兩個(gè)數(shù)據(jù)流的符號(hào)總是由天線1和2發(fā)射；當(dāng)數(shù)據(jù)流b的符號(hào)由天線1發(fā)射時(shí)，對(duì)它形成干擾的兩個(gè)數(shù)據(jù)流的符號(hào)總是由天線2和3發(fā)射。即，當(dāng)數(shù)據(jù)流b的符號(hào)由某一個(gè)確定的天線發(fā)射時(shí)，對(duì)它形成干擾的兩個(gè)數(shù)據(jù)流c和d的符號(hào)總是由固定不變的兩個(gè)天線發(fā)射。如果當(dāng)數(shù)據(jù)流b的符號(hào)由某一個(gè)確定的天線發(fā)射時(shí)，發(fā)射對(duì)它形成干擾的兩個(gè)數(shù)據(jù)流的符號(hào)所使用的天線隨著不同的符號(hào)周期而變化，那么就可以達(dá)到干擾分集的效果，從而讓數(shù)據(jù)流b的瞬時(shí)信道容量具有更集中的分布。
考察檢測(cè)數(shù)據(jù)流c的情況，因?yàn)橐呀?jīng)依次用數(shù)據(jù)流a和b的解碼結(jié)果從接收信號(hào)中消除了數(shù)據(jù)流a和b的發(fā)射信號(hào)對(duì)檢測(cè)后續(xù)數(shù)據(jù)流的影響，所以在示意圖中，把數(shù)據(jù)流a和b的符號(hào)去掉，得到檢測(cè)數(shù)據(jù)流c時(shí)方案乙的示意圖如下，
容易看出，當(dāng)數(shù)據(jù)流c的符號(hào)由某一個(gè)確定的天線發(fā)射時(shí)，對(duì)它形成干擾的一個(gè)數(shù)據(jù)流d的符號(hào)總是由固定不變的一個(gè)天線發(fā)射。如果當(dāng)數(shù)據(jù)流c的符號(hào)由某一個(gè)確定的天線發(fā)射時(shí)，發(fā)射對(duì)它形成干擾的一個(gè)數(shù)據(jù)流d的符號(hào)所使用的天線隨著不同的符號(hào)周期而變化，那么就可以達(dá)到干擾分集的效果，從而讓數(shù)據(jù)流c的瞬時(shí)信道容量具有更集中的分布。
在檢測(cè)數(shù)據(jù)流d時(shí)，不存在其它數(shù)據(jù)流的干擾，所以不應(yīng)用上述的干擾分集技術(shù)；而在檢測(cè)數(shù)據(jù)流a時(shí)，因?yàn)楫?dāng)發(fā)射數(shù)據(jù)流a的符號(hào)所用的天線確定以后，發(fā)射對(duì)它形成干擾的三個(gè)數(shù)據(jù)流b、c和d的符號(hào)所使用的天線必然是余下的三個(gè)天線，不可能變化，所以也不應(yīng)用上述的干擾分集技術(shù)。
AIE提案C30-20061030-070中所述的MCW方案，即上述的方案乙，可以通過(guò)采用干擾分集的方法進(jìn)一步改進(jìn)，從而某些數(shù)據(jù)流的瞬時(shí)信道容量的分布可以更加集中。
如上所述，在由K個(gè)發(fā)射天線中任意確定的一個(gè)(設(shè)為天線m)發(fā)射K路數(shù)據(jù)流中任意確定的一路數(shù)據(jù)流(設(shè)為數(shù)據(jù)流x)的符號(hào)的各個(gè)符號(hào)周期內(nèi)，其干擾沒(méi)有通過(guò)干擾消除技術(shù)被消除從而仍然對(duì)該路數(shù)據(jù)流x的符號(hào)形成干擾的一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)流的符號(hào)被發(fā)射所使用的一個(gè)或多個(gè)天線的組合，如果能夠變化則變化至少一次，可以達(dá)到干擾分集的效果；遍歷所有可能的組合，并且每個(gè)組合被使用的次數(shù)盡可能相同，可以達(dá)到最優(yōu)干擾分集的效果。
下面以前述的方案乙為例，說(shuō)明本發(fā)明的具體實(shí)施方式
。
前述的方案乙示意圖如下
一種改進(jìn)方案乙以達(dá)到最好干擾分集效果的方法，就是數(shù)據(jù)流a、b、c、d的符號(hào)分別使用各個(gè)天線1、2、3、4發(fā)射時(shí)，在一個(gè)TTI內(nèi)，數(shù)據(jù)流a、b、c、d與天線1、2、3、4的對(duì)應(yīng)關(guān)系，遍歷所有可能的排列(4的排列有24種)，而且，一個(gè)TTI內(nèi)的各個(gè)符號(hào)周期，每一種排列被用到的次數(shù)盡可能相等。因?yàn)樗械呐帕卸急挥玫?，那么顯然當(dāng)某個(gè)數(shù)據(jù)流的符號(hào)由某一個(gè)確定的天線發(fā)射時(shí)，發(fā)射其干擾沒(méi)有通過(guò)干擾消除技術(shù)被消除從而仍然對(duì)它形成干擾的一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)流的符號(hào)所使用的一個(gè)或多個(gè)天線，會(huì)遍歷所有可能的組合。這種方案的示意圖如下，圖中，所有的24種排列都被列出
上述的遍歷所有可能的排列的方法，會(huì)使實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜度較高，同時(shí)，一個(gè)TTI包括的符號(hào)周期數(shù)目必須是24的整數(shù)倍，才能使每種排列被使用的次數(shù)相等而達(dá)到最好的效果。實(shí)際上，不需要遍歷所有可能的排列，就可以保證當(dāng)某個(gè)數(shù)據(jù)流的符號(hào)由某一個(gè)確定的天線發(fā)射時(shí)，發(fā)射其干擾沒(méi)有通過(guò)干擾消除技術(shù)被消除從而仍然對(duì)它形成干擾的一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)流的符號(hào)所使用的一個(gè)或多個(gè)發(fā)射天線組合隨著不同的符號(hào)周期而變化，并且遍歷所有可能的組合。下面推導(dǎo)這種方法。
考察檢測(cè)數(shù)據(jù)流b的情況，由上所述，這時(shí)存在未檢測(cè)的兩個(gè)數(shù)據(jù)流c和d的符號(hào)的干擾。因?yàn)橹恍枰猙的符號(hào)由某一個(gè)確定的天線發(fā)射時(shí)，發(fā)射對(duì)它形成干擾的兩個(gè)數(shù)據(jù)流的符號(hào)所使用的兩個(gè)天線遍歷所有可能的組合，這里用*表示作為干擾的數(shù)據(jù)流c和d的符號(hào)。從以下示意圖的前三列可以看出，當(dāng)b的符號(hào)由天線2發(fā)射時(shí)，發(fā)射對(duì)它形成干擾的兩個(gè)數(shù)據(jù)流的符號(hào)所使用的兩個(gè)天線遍歷所有可能的組合(從余下的三個(gè)天線中取兩個(gè)，有三種組合)；容易看出當(dāng)b的符號(hào)分別由天線3、4、1發(fā)射時(shí)，發(fā)射對(duì)它形成干擾的兩個(gè)數(shù)據(jù)流的符號(hào)所使用的兩個(gè)天線也遍歷所有可能的組合。而作為干擾的數(shù)據(jù)流c和d的符號(hào)，可以隨意放入每一列的兩個(gè)*的位置。
對(duì)數(shù)據(jù)流b達(dá)到最好干擾分集效果的方案的示意圖
上面示意圖表示的方案，對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)流b的情況達(dá)到了最好干擾分集效果。在上述方案的基礎(chǔ)上，通過(guò)把作為干擾的數(shù)據(jù)流c和d的符號(hào)，依照一定的規(guī)則放入每一列的兩個(gè)*的位置，使得對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)流c的情況也達(dá)到最好干擾分集效果，具體的設(shè)計(jì)思路如下。
需要做到c的符號(hào)由某一個(gè)確定的天線發(fā)射時(shí)，發(fā)射對(duì)它形成干擾的一個(gè)數(shù)據(jù)流d的符號(hào)所使用的一個(gè)天線遍歷所有可能的組合。下表列出了所有可能的12種情況。由下表的前3列可以看出，當(dāng)數(shù)據(jù)流c的符號(hào)由天線3發(fā)射時(shí)，發(fā)射對(duì)它形成干擾的一個(gè)數(shù)據(jù)流d的符號(hào)所使用的一個(gè)天線遍歷所有可能的組合(從余下的三個(gè)天線中取一個(gè)，有三種組合)；容易看出當(dāng)c的符號(hào)分別由天線4、1、2發(fā)射時(shí)，發(fā)射對(duì)它形成干擾的1個(gè)數(shù)據(jù)流d的符號(hào)所使用的1個(gè)天線也遍歷所有可能的組合。
對(duì)數(shù)據(jù)流c達(dá)到最好干擾分集效果的方案的示意表格 上表中的12種情況，正好可以全部填入前述的對(duì)數(shù)據(jù)流b達(dá)到最好干擾分集效果的方案的示意圖的*中。填入的一種方法如下 把數(shù)據(jù)流c由天線m發(fā)射而數(shù)據(jù)流d由天線n發(fā)射的情況，與數(shù)據(jù)流c由天線n發(fā)射而數(shù)據(jù)流d由天線m發(fā)射的情況，稱(chēng)為一個(gè)匹配對(duì)，記為匹配對(duì)(m，n)。
一個(gè)匹配對(duì)的例子如下表格所示 對(duì)數(shù)據(jù)流c達(dá)到最好干擾分集效果的方案的示意表格中的12種情況，正好組成了6個(gè)匹配對(duì)?？梢园衙總€(gè)匹配對(duì)用以下的方法填入，在對(duì)數(shù)據(jù)流b達(dá)到最好干擾分集效果的方案的示意圖中找兩個(gè)*占位相同的列，依次填入

和

這樣的操作進(jìn)行6次后，剛好填滿。詳細(xì)的過(guò)程如下 (1)把匹配對(duì)(3，4)填入示意圖
(2)再把匹配對(duì)(1，4)填入示意圖
(3)再把匹配對(duì)(1，3)填入示意圖
(4)再把匹配對(duì)(2，4)填入示意圖
(5)再把匹配對(duì)(1，2)填入示意圖
(6)再把匹配對(duì)(2，3)填入示意圖
這樣得到了最后的方案，從該方案的構(gòu)造過(guò)程可以知道，它既對(duì)數(shù)據(jù)流b達(dá)到最好干擾分集效果，也對(duì)數(shù)據(jù)流c達(dá)到最好干擾分集效果。表達(dá)上述方案的矩陣中的空白位置由數(shù)據(jù)流a的符號(hào)占據(jù)。為了表達(dá)得清楚，把數(shù)據(jù)流a的符號(hào)填入，得到達(dá)到最好干擾分集效果的方案的示意圖如下
上述的方案只需要遍歷12種不同的排列，實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜度較低，同時(shí)，一個(gè)TTI包括的符號(hào)周期數(shù)目只需要是12的整數(shù)倍，就可以使每種排列被使用的次數(shù)相等而達(dá)到最好的效果。
標(biāo)準(zhǔn)中通常還有使用3發(fā)射天線的情況，也為這種情況設(shè)計(jì)達(dá)到最好干擾分集效果的方案。
在高通公司的提案中，也給出了只使用4個(gè)天線中的3個(gè)的情況下，3個(gè)數(shù)據(jù)流a、b、c的各個(gè)符號(hào)循環(huán)使用被選擇的3個(gè)天線中的每一個(gè)的方案，其示意圖如下，注意這里仍然假設(shè)數(shù)據(jù)流a、b、c在接收端按照a、b、c的先后順序被檢測(cè)，并且假設(shè)天線3沒(méi)有被選擇使用。

當(dāng)數(shù)據(jù)流a已經(jīng)被正確檢測(cè)并消除其干擾后，相應(yīng)的示意圖是，
容易看到，在上圖中，當(dāng)數(shù)據(jù)流b的符號(hào)由某一個(gè)確定的天線發(fā)射時(shí)，對(duì)它形成干擾的一個(gè)數(shù)據(jù)流c的符號(hào)總是由固定不變的一個(gè)天線發(fā)射。而如果當(dāng)數(shù)據(jù)流b的符號(hào)由某一個(gè)確定的天線發(fā)射時(shí)，發(fā)射對(duì)它形成干擾的一個(gè)數(shù)據(jù)流c的符號(hào)所使用的天線隨著不同的符號(hào)周期而變化，那么就可以達(dá)到干擾分集的效果，從而讓數(shù)據(jù)流b的瞬時(shí)信道容量具有更集中的分布。而為了達(dá)到最好的干擾分集效果，需要做到當(dāng)數(shù)據(jù)流b的符號(hào)由某一個(gè)確定的天線發(fā)射時(shí)，發(fā)射對(duì)它形成干擾的一個(gè)數(shù)據(jù)流的符號(hào)所使用的一個(gè)隨著不同的符號(hào)周期而變化并遍歷所有可能的組合，而且在一個(gè)TTI內(nèi)，每個(gè)組合被使用的次數(shù)盡可能相同。
一種達(dá)到最好干擾分集效果的方法，就是數(shù)據(jù)流a、b、c的符號(hào)分別使用各個(gè)天線1、2、4發(fā)射時(shí)，在一個(gè)TTI內(nèi)，數(shù)據(jù)流a、b、c與天線1、2、4對(duì)應(yīng)關(guān)系，遍歷所有可能的排列(3的排列有6種)，而且，一個(gè)TTI內(nèi)的各個(gè)符號(hào)周期，每一種排列被用到的次數(shù)盡可能相等。因?yàn)樗械呐帕卸急挥玫?，那么顯然當(dāng)某個(gè)數(shù)據(jù)流的符號(hào)由某一個(gè)確定的天線發(fā)射時(shí)，發(fā)射對(duì)它形成干擾的一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)流的符號(hào)所使用的一個(gè)或多個(gè)天線，會(huì)遍歷所有可能的組合。這種方案的示意圖如下，圖中，所有的6種排列都被列出
上述的方案，所使用的排列數(shù)目已經(jīng)較少，不需要進(jìn)一步減少。此外，分析也表明，對(duì)于使用3發(fā)射天線的情況，不可以象使用4發(fā)射天線的情況那樣，減少所需要使用的排列的數(shù)目。
本發(fā)明的干擾分集的思想，也可以用于更多發(fā)射天線的情況下的方案設(shè)計(jì)。假定在有5個(gè)發(fā)射天線的情況下，5個(gè)數(shù)據(jù)流a、b、c、d、e依照a、b、c、d、e的先后順序被檢測(cè)。下面針對(duì)這種情形描述本發(fā)明的應(yīng)用。
在檢測(cè)數(shù)據(jù)流a時(shí)，存在數(shù)據(jù)流b、c、d、e的干擾；在檢測(cè)數(shù)據(jù)流b時(shí)，因?yàn)橐呀?jīng)用數(shù)據(jù)流a的解碼結(jié)果從接收信號(hào)中消除了數(shù)據(jù)流a的發(fā)射信號(hào)對(duì)檢測(cè)后續(xù)數(shù)據(jù)流的影響，所以只存在數(shù)據(jù)流c、d、e的干擾；在檢測(cè)數(shù)據(jù)流c時(shí)，因?yàn)橐呀?jīng)依次用數(shù)據(jù)流a和b的解碼結(jié)果從接收信號(hào)中消除了數(shù)據(jù)流a和b的發(fā)射信號(hào)對(duì)檢測(cè)后續(xù)數(shù)據(jù)流的影響，所以只存在數(shù)據(jù)流d、e的干擾；在檢測(cè)數(shù)據(jù)流d時(shí)，因?yàn)橐呀?jīng)依次用數(shù)據(jù)流a、b和c的解碼結(jié)果從接收信號(hào)中消除了數(shù)據(jù)流a、b和c的發(fā)射信號(hào)對(duì)檢測(cè)后續(xù)數(shù)據(jù)流的影響，所以只存在數(shù)據(jù)流e的干擾；在檢測(cè)數(shù)據(jù)流e時(shí)，因?yàn)橐呀?jīng)依次用數(shù)據(jù)流a、b、c和d的解碼結(jié)果從接收信號(hào)中消除了數(shù)據(jù)流a、b、c和d的發(fā)射信號(hào)對(duì)檢測(cè)后續(xù)數(shù)據(jù)流的影響，所以不存在其它數(shù)據(jù)流的干擾。
5個(gè)發(fā)射天線的情況下，有120種不同的排列。應(yīng)用上面的方法可以求出，實(shí)際只需要遍歷較少數(shù)目的排列，就可以達(dá)到最好的干擾分集效果。
考察檢測(cè)數(shù)據(jù)流b的情況，由上所述，這時(shí)存在未檢測(cè)的3個(gè)數(shù)據(jù)流c、d和e的符號(hào)的干擾。因?yàn)橹恍枰猙的符號(hào)由某一個(gè)確定的天線發(fā)射時(shí)，發(fā)射對(duì)它形成干擾的3個(gè)數(shù)據(jù)流的符號(hào)所使用的3個(gè)天線遍歷所有可能的組合，所以用×表示作為干擾的數(shù)據(jù)流c、d和e的符號(hào)。從以下示意圖的前4行可以看出，當(dāng)b的符號(hào)由天線1發(fā)射時(shí)，發(fā)射對(duì)它形成干擾的3個(gè)數(shù)據(jù)流的符號(hào)所使用的3個(gè)天線遍歷所有可能的組合(從余下的4個(gè)天線中取3個(gè)，有4種組合)；容易看出當(dāng)b的符號(hào)分別由天線2、3、4、5發(fā)射時(shí)，發(fā)射對(duì)它形成干擾的3個(gè)數(shù)據(jù)流的符號(hào)所使用的3個(gè)天線也遍歷所有可能的組合。而作為干擾的數(shù)據(jù)流c、d和e的符號(hào)，可以隨意放入每一行的3個(gè)×的位置。
對(duì)數(shù)據(jù)流b達(dá)到最好干擾分集效果的方案的示意圖如下
考察檢測(cè)數(shù)據(jù)流c的情況，由上所述，這時(shí)存在未檢測(cè)的2個(gè)數(shù)據(jù)流d和e的符號(hào)的干擾。因?yàn)橹恍枰猚的符號(hào)由某一個(gè)確定天線發(fā)射時(shí)，發(fā)射對(duì)它形成干擾的2個(gè)數(shù)據(jù)流的符號(hào)所使用的2個(gè)天線遍歷所有可能的組合，所以用×表示作為干擾的數(shù)據(jù)流d和e的符號(hào)。從以下示意圖的前6行可以看出，當(dāng)c的符號(hào)由天線1發(fā)射時(shí)，發(fā)射對(duì)它形成干擾的2個(gè)數(shù)據(jù)流的符號(hào)所使用的2個(gè)天線遍歷所有可能的組合(從余下的4個(gè)天線中取2個(gè)，有6種組合)；容易看出當(dāng)c的符號(hào)分別由天線2、3、4、5發(fā)射時(shí)，發(fā)射對(duì)它形成干擾的2個(gè)數(shù)據(jù)流的符號(hào)所使用的2個(gè)天線也遍歷所有可能的組合。而作為干擾的數(shù)據(jù)流d和e的符號(hào)，可以隨意放入每一行的2個(gè)×的位置。
對(duì)數(shù)據(jù)流c達(dá)到最好干擾分集效果的方案的示意圖
考察檢測(cè)數(shù)據(jù)流d的情況，由上所述，這時(shí)存在未檢測(cè)的1個(gè)數(shù)據(jù)流e的符號(hào)的干擾。因?yàn)橹恍枰猟的符號(hào)由某一個(gè)確定天線發(fā)射時(shí)，發(fā)射對(duì)它形成干擾的1個(gè)數(shù)據(jù)流的符號(hào)所使用的1個(gè)天線遍歷所有可能的組合，所以用×表示作為干擾的數(shù)據(jù)流e的符號(hào)。從以下示意圖的前6行可以看出，當(dāng)d的符號(hào)由天線1發(fā)射時(shí)，發(fā)射對(duì)它形成干擾的1個(gè)數(shù)據(jù)流的符號(hào)所使用的1個(gè)天線遍歷所有可能的組合(從余下的4個(gè)天線中取1個(gè)，有4種組合)；容易看出當(dāng)d的符號(hào)分別由天線2、3、4、5發(fā)射時(shí)，發(fā)射對(duì)它形成干擾的1個(gè)數(shù)據(jù)流的符號(hào)所使用的1個(gè)天線也遍歷所有可能的組合。而作為干擾的數(shù)據(jù)流e的符號(hào)，可以隨意放入每一行的1個(gè)×的位置。
對(duì)數(shù)據(jù)流d達(dá)到最好干擾分集效果的方案的示意圖
在對(duì)數(shù)據(jù)流b達(dá)到最好干擾分集效果的方案的示意圖，考察對(duì)b形成干擾的3個(gè)天線是天線組合1、2、3的情況，把×用$代替，表示這種情況?？梢钥吹焦灿?種情況。

然后在對(duì)數(shù)據(jù)流c達(dá)到最好干擾分集效果的方案的示意圖，考察所使用的3個(gè)天線是天線組合1、2、3的情況，把×用$代替，表示這種情況?？梢钥吹焦灿?種情況。

對(duì)比上面兩圖可以看出，對(duì)數(shù)據(jù)流b達(dá)到最好干擾分集效果的20種情況第1次循環(huán)時(shí)，對(duì)b形成干擾的3個(gè)天線是天線組合1、2、3的情況共有2種；而在對(duì)數(shù)據(jù)流c達(dá)到最好干擾分集效果的方案的示意圖中，所使用的3個(gè)天線是天線組合1、2、3的情況共有3種。所以不可能在對(duì)數(shù)據(jù)流b達(dá)到最好干擾分集效果的20種情況第1次循環(huán)時(shí)，把在對(duì)數(shù)據(jù)流c達(dá)到最好干擾分集效果的方案的示意圖中，所使用的3個(gè)天線是天線組合1、2、3的3種情況完全填入，只能填入其中的2種。對(duì)于使用的3個(gè)天線是天線組合1、2、3的情況以外的其它9種組合的任意一種的情況，這一點(diǎn)都是成立的(5取3共有10種組合)。
所以在對(duì)數(shù)據(jù)流b達(dá)到最好干擾分集效果的20種情況第1次循環(huán)時(shí)，只填入而在對(duì)數(shù)據(jù)流c達(dá)到最好干擾分集效果的方案的示意圖中，所使用的3個(gè)天線是天線組合1、2、3的3種情況中的2種，如下圖(圖a)所示
然后在對(duì)數(shù)據(jù)流b達(dá)到最好干擾分集效果的20種情況第2次循環(huán)時(shí)，填入而在對(duì)數(shù)據(jù)流c達(dá)到最好干擾分集效果的方案的示意圖中，所使用的3個(gè)天線是天線組合1、2、3的3種情況中除了先前被填入的2種以外的余下1種，并且填入兩次，如下b所示
而為了保證在對(duì)數(shù)據(jù)流c達(dá)到最好干擾分集效果的方案的示意圖中，所使用的3個(gè)天線是天線組合1、2、3的3種情況被使用的次數(shù)相等，實(shí)際中可以按照?qǐng)Da、圖b、圖a的周期循環(huán)，即按照?qǐng)Da、圖b、圖a、圖a、圖b、圖a的方式循環(huán)。這樣相當(dāng)于每一個(gè)循環(huán)周期包括60種情況，并且在一個(gè)循環(huán)周期內(nèi)，對(duì)數(shù)據(jù)流b達(dá)到最好干擾分集效果的方案的20種情況循環(huán)3次，而對(duì)數(shù)據(jù)流c達(dá)到最好干擾分集效果的方案的30種情況循環(huán)2次。
然后在對(duì)數(shù)據(jù)流c達(dá)到最好干擾分集效果的方案的示意圖中，考察對(duì)c形成干擾的2個(gè)天線是天線組合1、2的情況，把×用#代替，表示這種情況?？梢钥吹焦灿?種情況，如下所示
然后在對(duì)數(shù)據(jù)流d達(dá)到最好干擾分集效果的方案的示意圖，考察所使用的2個(gè)天線是天線組合1、2的情況，把×用#代替，表示這種情況?？梢钥吹焦灿?種情況，如下所示
所以，在對(duì)數(shù)據(jù)流c達(dá)到最好干擾分集效果的30種情況第1次循環(huán)時(shí)，填入在對(duì)數(shù)據(jù)流d達(dá)到最好干擾分集效果的方案的示意圖中所使用的2個(gè)天線是天線組合1、2的2種情況，并且把其中的情況1重復(fù)填入一次；然后，在對(duì)數(shù)據(jù)流c達(dá)到最好干擾分集效果的30種情況第2次循環(huán)時(shí)，填入在對(duì)數(shù)據(jù)流d達(dá)到最好干擾分集效果的方案的示意圖中所使用的2個(gè)天線是天線組合1、2的2種情況，并且把其中的情況2重復(fù)填入一次。
綜上所述，每一個(gè)循環(huán)周期包括60種排列，就可以達(dá)到整體的最好干擾分集效果，這比遍歷5發(fā)射天線情況下所有的120種不同的排列的方案要簡(jiǎn)單。以上所述是本發(fā)明針對(duì)5發(fā)射天線MIMO系統(tǒng)所使用的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例。當(dāng)然，遍歷所有的120種不同的排列也能實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，可以構(gòu)成本發(fā)明的次優(yōu)實(shí)施例，但復(fù)雜度大于遍歷60種排列的本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例。
在多碼字模式中，存在天線選擇，即發(fā)射端有M個(gè)發(fā)射天線，接收端反饋告知發(fā)射端使用其中較好的K(K小于等于M)個(gè)天線，發(fā)射K路信號(hào)。天線選擇方案確定后，這就等價(jià)于K個(gè)天線發(fā)射K路信號(hào)的情況，從而可以應(yīng)用本發(fā)明的方法，達(dá)到整體的最好干擾分集效果。
注意本文件的所有示意圖中，矩陣的各列的順序可以任意交換，而矩陣的各行的順序也可以任意交換，得到的新方案其效果仍然相同。
針對(duì)MIMO系統(tǒng)4發(fā)射天線系統(tǒng)的情況，高通的方案遍歷4種排列；而本發(fā)明的方案遍歷12種排列；或者遍歷24種排列。
高通的方案第二層或者第三層的信號(hào)在某一固定的天線上發(fā)射時(shí)，對(duì)它形成干擾的天線集合是固定的，只有一種組合；本發(fā)明遍歷所有可能的組合，或至少經(jīng)歷了兩種組合。
高通的方案乙與本發(fā)明的方案的瞬時(shí)信道容量的概率分布圖的對(duì)比，仿真結(jié)果圖如圖4所示。采用本發(fā)明的MIMO系統(tǒng)，瞬時(shí)信道容量的概率分布比高通的方案乙更集中。
上圖中，橫坐標(biāo)表示信道容量，而縱坐標(biāo)表示概率密度函數(shù)。從圖中可以看出，與Qualcomm Cycling的方案乙相比，HuaweiCycling的本發(fā)明的方案下瞬時(shí)信道容量具有更集中的分布。數(shù)據(jù)分析表明，本發(fā)明的方案下瞬時(shí)信道容量的方差，比方案乙下瞬時(shí)信道容量的方差的小9％。
顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明白，上述的本發(fā)明的各模塊或各步驟可以用通用的計(jì)算裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)，它們可以集中在單個(gè)的計(jì)算裝置上，或者分布在多個(gè)計(jì)算裝置所組成的網(wǎng)絡(luò)上，可選地，它們可以用計(jì)算裝置可執(zhí)行的程序代碼來(lái)實(shí)現(xiàn)，從而，可以將它們存儲(chǔ)在存儲(chǔ)裝置中由計(jì)算裝置來(lái)執(zhí)行，或者將它們分別制作成各個(gè)集成電路模塊，或者將它們中的多個(gè)模塊或步驟制作成單個(gè)集成電路模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)。這樣，本發(fā)明不限制于任何特定的硬件和軟件結(jié)合。應(yīng)該明白，這些具體實(shí)施中的變化對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是顯而易見(jiàn)的，不脫離本發(fā)明的精神保護(hù)范圍。
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于MIMO系統(tǒng)的MIMO多碼字通信方法，其特征在于，
包括以下步驟
所述MIMO系統(tǒng)發(fā)射端有M個(gè)發(fā)射天線，由其中的K個(gè)發(fā)射天線發(fā)射K路數(shù)據(jù)流；
所述K路數(shù)據(jù)流的各路分別獨(dú)立進(jìn)行信道編碼，在一個(gè)TTI的各個(gè)符號(hào)周期，K路數(shù)據(jù)流中的至少一路輪流使用K個(gè)發(fā)射天線的各個(gè)發(fā)射；
所述MIMO系統(tǒng)接收端采用干擾消除的檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行接收；以及
其干擾沒(méi)有通過(guò)干擾消除技術(shù)被消除從而仍然對(duì)一路數(shù)據(jù)流的符號(hào)形成干擾的一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)流的符號(hào)被發(fā)射所使的一個(gè)或多個(gè)天線的組合，隨著不同的符號(hào)周期而變化至少一次，以實(shí)現(xiàn)干擾分集。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的MIMO多碼字通信方法，其特征在于，在一個(gè)TTI的各個(gè)符號(hào)周期，K路數(shù)據(jù)流中的每一路輪流使用K個(gè)發(fā)射天線的各個(gè)發(fā)射，并且K路數(shù)據(jù)流的每一路輪流使用K個(gè)發(fā)射天線的各個(gè)發(fā)射的模式滿足以下的條件在由K個(gè)發(fā)射天線中的任意確定的一個(gè)發(fā)射K路數(shù)據(jù)流中任意確定的一路數(shù)據(jù)流的符號(hào)的各個(gè)符號(hào)周期內(nèi)，在接收端采用干擾消除的檢測(cè)技術(shù)消除了一路或多路已經(jīng)被檢測(cè)的數(shù)據(jù)流的符號(hào)的干擾以后，其干擾沒(méi)有通過(guò)干擾消除技術(shù)被消除從而仍然對(duì)該路數(shù)據(jù)流的符號(hào)形成干擾的一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)流的符號(hào)被發(fā)射所使用的一個(gè)或多個(gè)天線的組合，如果可以隨著不同的符號(hào)周期而4化，則變化至少一次，以實(shí)現(xiàn)干擾分集。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的MIMO多碼字通信方法，其特征在于，所述在一個(gè)TTI的各個(gè)符號(hào)周期，K路數(shù)據(jù)流的每一路輪流使用K個(gè)發(fā)射天線的各個(gè)發(fā)射的模式滿足以下的條件在由K個(gè)發(fā)射天線中任意確定的一個(gè)發(fā)射K路數(shù)據(jù)流中任意確定的一路數(shù)據(jù)流的符號(hào)的各個(gè)符號(hào)周期內(nèi)，其干擾沒(méi)有通過(guò)干擾消除技術(shù)被消除從而仍然對(duì)該路數(shù)據(jù)流x的符號(hào)形成干擾的一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)流的符號(hào)被發(fā)射所使用的一個(gè)或多個(gè)天線的組合，遍歷所有可能的組合，并且每個(gè)組合被使用的次數(shù)盡可能相同，以實(shí)現(xiàn)最優(yōu)干擾分集。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的MIMO多碼字通信方法，其特征在于，所述實(shí)現(xiàn)最優(yōu)干擾分集的方法包括以下步驟
在一個(gè)TTI內(nèi)，遍歷數(shù)據(jù)流D1，D2，...Dk與天線1，2，...k對(duì)應(yīng)關(guān)系的所有可能排列。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的MIMO多碼字通信方法，其特征在于，K＝5，遍歷的排列為120種；K＝4，遍歷的排列為24種；K＝3，遍歷的排列為6種。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的MIMO多碼字通信方法，其特征在于，達(dá)到所述最優(yōu)干擾分集效果的方法還包括以下步驟
在一個(gè)TTI內(nèi)的各個(gè)符號(hào)周期內(nèi)，使用每一種排列的次數(shù)盡可能相等。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的MIMO多碼字通信方法，其特征在于，其特征在于，達(dá)到所述最優(yōu)干擾分集效果的方法包括以下特征
在一個(gè)TTI內(nèi)，并不需要遍歷數(shù)據(jù)流D 1，D2，...Dk與天線1，2，...k對(duì)應(yīng)關(guān)系的所有可能排列。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的MIMO多碼字通信方法，其特征在于，K＝5，遍歷的排列為60種；K＝4，遍歷的排列為12種。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的MIMO多碼字通信方法，其特征在于，達(dá)到所述最優(yōu)干擾分集效果的方法還包括以下步驟
在一個(gè)TTI內(nèi)的各個(gè)符號(hào)周期內(nèi)，使用被遍歷的每一種排列的次數(shù)盡可能相等。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于MIMO系統(tǒng)的MIMO多碼字通信方法，包括以下步驟MIMO系統(tǒng)發(fā)射端有M個(gè)發(fā)射天線，由其中的K個(gè)發(fā)射天線發(fā)射K路數(shù)據(jù)流；K路數(shù)據(jù)流的各路分別獨(dú)立進(jìn)行信道編碼，在一個(gè)TTI的各個(gè)符號(hào)周期，K路數(shù)據(jù)流中的至少一路輪流使用K個(gè)發(fā)射天線的各個(gè)發(fā)射；MIMO系統(tǒng)接收端采用干擾消除的檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行接收；以及其干擾沒(méi)有通過(guò)干擾消除技術(shù)被消除從而仍然對(duì)一路數(shù)據(jù)流的符號(hào)形成干擾的一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)流的符號(hào)被發(fā)射所使用的一個(gè)或多個(gè)天線的組合，隨著不同的符號(hào)周期而變化至少一次，以實(shí)現(xiàn)干擾分集。
文檔編號(hào)H04L1/06GK101114890SQ200710000610
公開(kāi)日2008年1月30日 申請(qǐng)日期2007年1月9日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月9日
發(fā)明者朱胡飛, 晟 劉 申請(qǐng)人:華為技術(shù)有限公司