專利名稱：一種多輸入多輸出正交頻分復(fù)用系統(tǒng)的接收方法和裝置的制作方法
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)，尤其涉及一種多輸入多輸出(MIMO)正交頻分復(fù)用(OFDM)系統(tǒng)的接收方法和裝置。

背景技術(shù)：
近年來，各種理論研究表明，在發(fā)送端和接收端利用多天線的多輸入多輸出系統(tǒng)的空時信號處理技術(shù)，可以滿足未來的無線移動通信中各種多媒體服務(wù)對高數(shù)據(jù)速率和高頻譜性能的要求。各種空時編碼方案，如空時分組碼、空時網(wǎng)格碼等等，都充分利用了多天線技術(shù)來提高系統(tǒng)的容量。大部分的空時編碼方案在接收端都必須利用導(dǎo)頻信號來準(zhǔn)確估計出信道狀態(tài)信息(CSI，Channel State Information)。然而，一方面，隨著發(fā)送天線和接收天線數(shù)目的增加，用于信道估計的訓(xùn)練序列的周期將會增加，從而降低系統(tǒng)的效率，同時由于鏈路的增多大大增加了信道估計的計算復(fù)雜度；另一方面，在快衰落環(huán)境或多普勒頻移較大的情況下來估算信道狀態(tài)信息也是不現(xiàn)實的。Hochwald和Marzetta提出了酉空時調(diào)制，在發(fā)送端或接收端不知道衰落系數(shù)的情況下，從具有復(fù)值信號并且相互正交的星座集中獲得良好的訓(xùn)練信息而進(jìn)行有效的譯碼。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是在于需要提供一種多輸入多輸出正交頻分復(fù)用系統(tǒng)的接收方法和裝置，以提高多輸入多輸出系統(tǒng)的信號接收性能。
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)的接收裝置，包括: 快速傅立葉變換模塊，用于對接收到的時域信息進(jìn)行快速傅立葉變換變換； 解交織器，用于將所述快速傅立葉變換變換后的信息進(jìn)行矩陣解交織處理，對相同下標(biāo)k的接收子矩陣Yk合并成等價接收矩陣Yk，并獲得所述Yk相鄰子載波上的等價接收矩陣Yk-1； 差分解調(diào)模塊，用于在外信息的作用下，對所述Yk和Yk-1進(jìn)行相干檢測； 信道譯碼器，用于對所述相干檢測的結(jié)果進(jìn)行譯碼，將譯碼結(jié)果輸出。
上述接收裝置中，所述解交織器對相同下標(biāo)k的接收子矩陣Yk合并成等價接收矩陣Yk的方法，可以包括將相同下標(biāo)k的接收子矩陣Yk進(jìn)行轉(zhuǎn)置，對根據(jù)轉(zhuǎn)置結(jié)果形成的行矩陣再進(jìn)行轉(zhuǎn)置，得到所述等價接收矩陣Yk。
上述接收裝置中，所述信道譯碼器譯碼的方式可以包括硬判決譯碼。
上述接收裝置中，所述信道譯碼器可以進(jìn)一步將所述譯碼結(jié)果作為所述外信息，反饋給所述差分解調(diào)模塊，用于所述相干檢測。
本發(fā)明進(jìn)而提供了一種多輸入多輸出正交頻分復(fù)用系統(tǒng)的接收方法，包括: (1)對接收到的時域信息進(jìn)行快速傅立葉變換變換； (2)將所述快速傅立葉變換變換后的信息進(jìn)行矩陣解交織處理，對相同下標(biāo)k的接收子矩陣Yk合并成等價接收矩陣Yk，并獲得所述Yk相鄰子載波上的等價接收矩陣Yk-1； (3)在外信息的作用下，對所述Yk和Yk-1進(jìn)行相干檢測； (4)對所述相干檢測的結(jié)果進(jìn)行譯碼，將譯碼結(jié)果輸出。
上述接收方法中，步驟(2)所述對相同下標(biāo)k的接收子矩陣Yk合并成等價接收矩陣Yk的方法，可以包括將相同下標(biāo)k的接收子矩陣Yk進(jìn)行轉(zhuǎn)置，對根據(jù)轉(zhuǎn)置結(jié)果形成的行矩陣再進(jìn)行轉(zhuǎn)置，得到所述等價接收矩陣Yk。
上述接收方法中，步驟(4)所述譯碼的方式可以包括硬判決譯碼。
上述接收方法所述步驟(4)可以進(jìn)一步包括，將所述譯碼結(jié)果作為所述外信息，用于所述相干檢測。
本發(fā)明適應(yīng)于空頻塊交織的差分酉空頻調(diào)制(I-DUSFM)接收技術(shù)，通過解交織和相干檢測，有效地降低了信道快衰帶來的影響，不僅適應(yīng)于I-DUSFM這種發(fā)送技術(shù)，其檢測的思想也適應(yīng)于同類的發(fā)送方案。



圖1為基于I-DUSFM的MIMO-OFDM發(fā)射裝置原理示意圖； 圖2為本發(fā)明裝置原理示意圖； 圖3為本發(fā)明方法流程步驟示意圖。

具體實施例方式 以下結(jié)合附圖和對本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)說明。
為了克服快衰信道給酉空時編碼帶來的性能損失，基于空頻塊交織的差分酉編碼的發(fā)送方法，并且將信道編碼理論和差分酉空時調(diào)制技術(shù)相結(jié)合，可以獲得無信道信息條件下更大的信道容量和更好的系統(tǒng)性能。本發(fā)明將提出一種適合這種發(fā)送技術(shù)的接收、檢測的方法與裝置。
在接收端，首先對發(fā)送端進(jìn)行的空頻塊交織進(jìn)行恢復(fù)，然后接收裝置根據(jù)接收到的兩個連續(xù)矩陣Yτ和Yτ-1進(jìn)行非相干檢測。根據(jù)信道假設(shè):信道在T≥2M符號周期內(nèi)保持不變，其中T為信道相干時間，M為分組時間間隔，所以τ時刻和τ-1時刻對應(yīng)的信道矩陣相同，實際上就可以通過相干檢測得到發(fā)送的信號。
首先對本發(fā)明的適用的發(fā)信機(jī)作簡要描述。結(jié)合圖1所示的多輸入多輸出正交頻分復(fù)用系統(tǒng)的發(fā)送裝置，基于空頻塊交織的差分酉空頻調(diào)制(I-DUSFM)發(fā)送方案為:經(jīng)過編碼器101和外交織器102處理后的信息符號，由星座映射模塊103映射成酉空時星座，然后由基于空頻塊交織的差分酉空頻調(diào)制器104通過差分調(diào)制，生成空頻矩陣，接著將這些空頻矩陣沿著頻率或空間軸分割成若干子矩陣，最后對這些子矩陣進(jìn)行交織處理后發(fā)送到相應(yīng)的發(fā)送天線上。經(jīng)過這一系列處理后，發(fā)送端對應(yīng)的發(fā)送信號Sk可以表示如下: Sk＝[X(0)，X(1)，……，X(MM-1)] 式(1) 其中: k＝0，……M1-1，M1為發(fā)射天線個數(shù)； MM表示分割空頻矩陣得到的子矩陣的個數(shù)； 矩陣Sk的第m(m≤M1)行表示在第m個發(fā)送天線上不同子載波發(fā)送的信號。
發(fā)送端信息矩陣為Xτ(l)(τ＝0，…，Ns；l＝0，…，MM-1)，經(jīng)過信道H(l)在接收端所得相應(yīng)的接收子矩陣為Y(l)，則式(2) 其中: τ＝0，…，Ns；l＝0，…，MM-1； Ns為星座群中信息矩陣的個數(shù)。
進(jìn)行快速傅立葉變換(FFT)到頻域:式(3) 則對應(yīng)于(1)式，接收信號可表示為: SR＝[Y(0)，Y(1)，…，Y(MM-1)] 式(4) 其中: 對SR進(jìn)行解交織，實質(zhì)是將其中有相同下標(biāo)k的接收子矩陣Yk(l)合并成等價接收矩陣Yk(k＝0，…，Ns): 式(5) 采用對兩個連續(xù)子載波上的信號進(jìn)行聯(lián)合檢測，根據(jù)式(3)可得: 式(6) 式(7) 其中: Xk＝diag{Xk(0)，…，Xk(MM-1)}； 根據(jù)差分酉矩陣的編碼原理: Xk＝VkXk-1 式(8) 令: Vk＝diag{Vk(0)，…，Vk(MM-1)} 式(9) Xk可表示為: 式(10) 則上式(8)可展開成: 式(11) 即: Xk＝VkXk-1 式(12) 由于進(jìn)行了空頻交織，可以認(rèn)為發(fā)送信號的兩個相鄰子矩陣經(jīng)歷相同衰落，也即可認(rèn)為Xk(l)和Xk-1(l)經(jīng)歷衰落相同，即: Hk(l)＝Hk-1(l)＝H(k)，k＝1，…，Ns，l＝0，…，MM-1 式(13) 進(jìn)一步表示為: Hk＝Hk-1＝H 式(14) 將式(12)和式(14)式代入式(6)和式(7)式可得:式(15) 其中:

為白噪矩陣。
可以看出式(15)不用信道H，因此可用相干檢測的方法進(jìn)行解調(diào)。采用最大似然法(ML)，則信息符號Vk的估計值可以用如下的表達(dá)式(16)估算: 式(16) 這樣就得到相干檢測后的信號，將此信號送入信道譯碼器，通過硬判決得到譯碼輸出。
圖2示出了本發(fā)明裝置實施例的結(jié)構(gòu)示意圖，本發(fā)明裝置除了包括接收天線22之外，主要還包括: FFT變換模塊201，與接收天線22相連，用于對通過接收天線22接收到的時域信息進(jìn)行FFT變換，將時域信息變換到頻域待處理； 解交織器202，與FFT變換模塊201相連，用于將FFT變換后的信息進(jìn)行矩陣解交織的處理，對其中有相同下標(biāo)k的接收子矩陣Yk(l)合并成等價接收矩陣Yk(k＝0，…，Ns)，其過程為將相同下標(biāo)k的各接收子矩陣Yk(l)進(jìn)行轉(zhuǎn)置，對根據(jù)轉(zhuǎn)置結(jié)果形成的行矩陣再進(jìn)行轉(zhuǎn)置，得到等價接收矩陣Yk，具體形式如式(5)所示，并獲得Yk(l＝0，…，Ns)相鄰子載波上的等價接收矩陣Yk-1(l＝0，…，Ns)； 差分解調(diào)模塊203，與解交織器202相連，用于在外信息的作用下，對上述的Yk(l＝0，…，Ns)和Yk-1(l＝0，…，Ns)兩個相鄰子載波信號進(jìn)行相干檢測，檢測方法如式(15)和(16)所描述； 信道譯碼器204，與差分解調(diào)模塊203相連，用于對差分解調(diào)模塊203所得的檢測結(jié)果進(jìn)行硬判決譯碼，得到譯碼結(jié)果并輸出，還將所輸出的判決結(jié)果作為外信息反饋給差分解調(diào)模塊203。
圖3示出了本發(fā)明方法實施例的步驟示意圖，本發(fā)明方法主要包括: 步驟301，對通過接收天線接收到的時域信息進(jìn)行FFT變換，將時域信息變換到頻域待處理； 步驟302，將FFT變換后的信息進(jìn)行矩陣解交織的處理，對其中有相同下標(biāo)k的接收子矩陣Yk(l)合并成等價接收矩陣Yk(k＝0，…，Ns)，其過程為將相同下標(biāo)k的各接收子矩陣Yk(l)進(jìn)行轉(zhuǎn)置，對根據(jù)轉(zhuǎn)置結(jié)果形成的行矩陣再進(jìn)行轉(zhuǎn)置，得到等價接收矩陣Yk，具體形式如式(5)所示； 步驟303，根據(jù)式(5)獲得Yk(k＝0，…，Ns)相鄰子載波上的等價接收矩陣Yk-1(k＝0，…，Ns)； 步驟304，在外信息的作用下，將上述的Yk(k＝0，…，Ns)和Yk-1(k＝0，…，Ns)兩個相鄰子載波信號送入差分解調(diào)模塊進(jìn)行相干檢測，檢測方法如式(15)和(16)所描述； 步驟305，將步驟304所得的檢測結(jié)果送入信道譯碼器進(jìn)行譯碼； 步驟306，信道譯碼器對接收到的檢測結(jié)果進(jìn)行硬判決譯碼，得到譯碼結(jié)果并輸出，還將所輸出的譯碼結(jié)果作為外信息反饋給差分解調(diào)模塊。
本發(fā)明適應(yīng)于空頻塊交織的差分酉空頻調(diào)制(I-DUSFM)接收技術(shù)，其中本發(fā)明的接收裝置，在進(jìn)行接收時采用了矩陣合并的方法進(jìn)行子矩陣的解交織，差分解調(diào)時利用相干檢測的方法進(jìn)行檢測，檢測的結(jié)果送給信道譯碼器進(jìn)行譯碼判決輸出，并利用信道譯碼的結(jié)果作為空頻譯碼的外信息反饋給差分解調(diào)單元。本發(fā)明通過解交織和相干檢測有效地降低了信道快衰帶來的影響，它不僅適應(yīng)于I-DUSFM這種發(fā)送方案，其檢測的思想也適應(yīng)于同類的發(fā)送方案。
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)的接收裝置，其特征在于，包括
快速傅立葉變換模塊，用于對接收到的時域信息進(jìn)行快速傅立葉變換變換；
解交織器，用于將所述快速傅立葉變換變換后的信息進(jìn)行矩陣解交織處理，對相同下標(biāo)k的接收子矩陣Yk合并成等價接收矩陣Yk，并獲得所述Yk相鄰子載波上的等價接收矩陣Yk-1；
差分解調(diào)模塊，用于在外信息的作用下，對所述Yk和Yk-1進(jìn)行相干檢測；
信道譯碼器，用于對所述相干檢測的結(jié)果進(jìn)行譯碼，將譯碼結(jié)果輸出。
2.如權(quán)利要求1所述的接收裝置，其特征在于，所述解交織器對相同下標(biāo)k的接收子矩陣Yk合并成等價接收矩陣Yk的方法，包括將相同下標(biāo)k的接收子矩陣Yk進(jìn)行轉(zhuǎn)置，對根據(jù)轉(zhuǎn)置結(jié)果形成的行矩陣再進(jìn)行轉(zhuǎn)置，得到所述等價接收矩陣Yk。
3.如權(quán)利要求1所述的接收裝置，其特征在于，所述信道譯碼器譯碼的方式包括硬判決譯碼。
4.如權(quán)利要求1所述的接收裝置，其特征在于，所述信道譯碼器進(jìn)一步將所述譯碼結(jié)果作為所述外信息，反饋給所述差分解調(diào)模塊，用于所述相干檢測。
5.一種多輸入多輸出正交頻分復(fù)用系統(tǒng)的接收方法，其特征在于，包括
(1)對接收到的時域信息進(jìn)行快速傅立葉變換變換；
(2)將所述快速傅立葉變換變換后的信息進(jìn)行矩陣解交織處理，對相同下標(biāo)k的接收子矩陣Yk合并成等價接收矩陣Yk，并獲得所述Yk相鄰子載波上的等價接收矩陣Yk-1；
(3)在外信息的作用下，對所述Yk和Yk-1進(jìn)行相干檢測；
(4)對所述相干檢測的結(jié)果進(jìn)行譯碼，將譯碼結(jié)果輸出。
6.如權(quán)利要求5所述的接收方法，其特征在于，步驟(2)所述對相同下標(biāo)k的接收子矩陣Yk合并成等價接收矩陣Yk的方法，包括將相同下標(biāo)k的接收子矩陣Yk進(jìn)行轉(zhuǎn)置，對根據(jù)轉(zhuǎn)置結(jié)果形成的行矩陣再進(jìn)行轉(zhuǎn)置，得到所述等價接收矩陣Yk。
7.如權(quán)利要求5所述的接收方法，其特征在于，步驟(4)所述譯碼的方式包括硬判決譯碼。
8.如權(quán)利要求5所述的接收方法，其特征在于，所述步驟(4)進(jìn)一步包括，將所述譯碼結(jié)果作為所述外信息，用于所述相干檢測。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種多輸入多輸出正交頻分復(fù)用系統(tǒng)的接收方法和裝置，旨在提高多輸入多輸出系統(tǒng)的信號接收性能，所述接收方法主要步驟為對接收到的時域信息進(jìn)行快速傅立葉變換變換；將所述快速傅立葉變換變換后的信息進(jìn)行矩陣解交織處理，對相同下標(biāo)k的接收子矩陣Yk合并成等價接收矩陣Yk，并獲得所述Yk相鄰子載波上的等價接收矩陣Yk-1；在外信息的作用下，對所述Yk和Yk-1進(jìn)行相干檢測；對所述相干檢測的結(jié)果進(jìn)行譯碼，將譯碼結(jié)果輸出。本發(fā)明降低了信道快衰帶來的影響。
文檔編號H04L27/26GK101374127SQ200710140498
公開日2009年2月25日 申請日期2007年8月24日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月24日
發(fā)明者郝東來, 康 馮, 王衍文, 周 支 申請人:中興通訊股份有限公司