專利名稱：一種增強無線通信系統(tǒng)分集效果的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及通信領域，具體地涉及到一種增強無線通信系統(tǒng)分集效果的 方法。
背景技術：
在無線通信中，因為無線信道的復雜性，在接收端接收到的信號是一種
帶有噪聲的衰變信號，其信噪比(Signal To Noise Ratio)是一個隨機過程。 在采用單天線發(fā)射情況下，當信噪比變得較低時，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，多路同一信號信噪比變低的可能性比單天線發(fā)射的單路信號要 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)射的二進制信號經(jīng)過調(diào)制轉(zhuǎn)變成符 號(復數(shù))，再將要傳輸?shù)姆栠M行空時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 塊中每一空時頻資源單元上只包含有一個要傳輸?shù)姆枴?br> 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, 第三代合作伙伴計戈'J )的LTE (Long Term Evolution,長期演進)標準將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)的版本中會用到大于4天線的分集方式；在 其它標準組織的B3G， 4G標準中也把多天線的分集技術列為其要采用的技 術。
在大于2天線的SFBC+FSTD ( STBC+TSTD )發(fā)射分集中存在如下的一 個不足，就是其傳輸?shù)拿總€符號僅能獲得2個天線上的增益，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(時間)資源中2個單元
事實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栔荒塬@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)明要解決的技術問題就是提供一種增強無線通信系統(tǒng)分集效果的 方法，解決現(xiàn)有的分集方法無法同時獲得各天線的發(fā)射增益以及編碼塊中所 占各頻率(時間)資源單元上的增益的問題。
為了解決上述技術問題，本發(fā)明提供一種增強無線通信系統(tǒng)分集效果的 方法，在對二進制序列進行調(diào)制后，將要傳輸?shù)姆栃蛄羞M行變換，使要傳 輸?shù)姆栃蛄兄械拿恳粋€符號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間資源單元上。
進一步地，所述方法包括如下步驟
(1) 將待發(fā)射的二進制序列信號進行調(diào)制，轉(zhuǎn)變成符號序列；
(2) 將調(diào)制后要傳輸?shù)姆栃蛄羞M行變換，使要傳輸?shù)姆栃蛄兄械?每一個符號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間資源單元上；
(3) 將變換后所得的符號序列進行分集編碼；
(4) 將分集編碼后的符號序列分配到各發(fā)射天線上，發(fā)射出去。
進一步地，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 間資源為發(fā)射周期。
進一步地，所述將要傳輸?shù)姆栃蛄羞M行變換為對將要傳輸?shù)姆栃?列進行酉變換，構(gòu)造成新的符號序列。
進一步地，所述將要傳輸?shù)姆栃蛄羞M行變換為對將要傳輸?shù)姆栃?列進行吉文斯旋轉(zhuǎn)，構(gòu)造成新的符號序列。
進一步地，所述將要傳輸?shù)姆栃蛄羞M行變換為對將要傳輸?shù)姆栃?br> 列進行離散傅氏變換，構(gòu)造成新的符號序列。
進一步地，對于發(fā)射天線為4根的情況，
所述步驟(l)中，轉(zhuǎn)變成符號序列稱為S叫St，S2,S3,S4]T;
在所述步驟(2)中，對S進行酉變換，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的分集方式進行分集編碼。
進一步地，對于發(fā)射天線為6根的情況，
所述步驟(l)中，轉(zhuǎn)變成符號序列稱為S^Si,S2,S3,S4,S5,S6]T;
在所述步驟(2)中，對S進行酉變換，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的分集方式進行分集編碼。 進一步地，對于發(fā)射天線為8根的情況，
所述步驟(l)中，轉(zhuǎn)變成符號序列稱為S叫Si,S2,S3，S4，S5,S6,S7,S8]T;
在所述步驟(2)中，對S進行酉變換，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的分集方式進行分集編碼。
本發(fā)明是一種分集的增強技術，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可以獲得整個分集編碼塊所占用的空 時頻上的分集增益，從而整個地提高傳輸鏈路的質(zhì)量。


圖1是現(xiàn)有技術的分集發(fā)送示意圖2是現(xiàn)有技術在4天線情況下的SFBC+FSTD分集發(fā)送示意圖； 圖3是現(xiàn)有技術在4天線情況下SFBC+FSTD分集編碼示意圖； 圖4是本發(fā)明實施例的分集發(fā)送示意圖5是本發(fā)明應用實例的4天線的SFBC+FSTD分集發(fā)送示意圖6是本發(fā)明應用實例的一種4天線情況下的SFBC+FSTD分集編碼示 意圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖及具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。 如圖1所示，現(xiàn)有技術的分集發(fā)送包括如下步驟
步驟l，將待發(fā)射的二進制序列信號進行調(diào)制，轉(zhuǎn)變成符號序列，假設 要傳輸?shù)姆栍蠳個，記為一個矢量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栃蛄蠸應用某種分集方法進行編碼，獲得分集
編碼塊；
步驟3,將分集編碼塊中各符號分配到各發(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，當發(fā)射天線為4天線 時，采用SFBC+FSTD這種分集方式，設經(jīng)過調(diào)制后要傳輸?shù)恼{(diào)制符號序列 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)腟序列中的每一個符號只在2根天線上發(fā)送，同時也只在2 個頻率資源單元(子載波)上發(fā)送。這表明了 S中的每一個符號只能獲得2 根天線上的增益，也只能獲得2個頻率單元上的增益。
如圖4所示，本發(fā)明實施例的分集發(fā)送方法包括如下步驟
步驟l,在發(fā)射端，將待發(fā)射的二進制序列信號進行調(diào)制，轉(zhuǎn)變成符號 序列；
步驟2,將調(diào)制后要傳輸?shù)姆栃蛄羞M行變換，使要傳輸?shù)姆栃蛄兄?的每一個符號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 時間資源單元上；
其中每一個符號一般用復數(shù)表示，可以i人為由實部和虛部的組成，也可 以認為由幅度和相位組成，或者對于不同維度，可能有不同的表示方式；上 文所述的"部分"即指符號的某一部分，如實部或虛部、幅度或相位等等。 只要是代表該符號的某個部分即可。
設要傳輸?shù)姆栍蠳個，記為一個矢量S:[S!,S2，…,SN]t。將要傳輸?shù)?br> 符號矢量S進行一次變換，得到X矢量，X-P^X^.^XlJT,這一過程可以 記為X:F(S) ; F表示對S的一種運算或變換，可以是線性的，也可以是非 線性的。變換后的結(jié)果，應當使S中的每一個符號的全部或部分被X中的 多個符號包含，并且X中的一個符號成分中包含了 S中多個符號的全部或 部分，保證要傳輸?shù)腟中的每一個符號的全部或部分都會存在于分集編碼塊 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，
及每一時間資源單元(指發(fā)射的一個或多個周期)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。
步驟3,將變換后所得的符號序列進行分集編碼；
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，本發(fā)明就能發(fā)揮功用，產(chǎn)生增益；這個缺點就是使用的這 種分集方法不能保證每一個被傳輸?shù)姆柖伎梢垣@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被傳輸?shù)姆柖伎梢垣@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被傳輸?shù)姆柖伎?以獲得分集編碼塊所占用的時間單元上的增益。
步驟4,將分集編碼后的符號序列分配到各發(fā)射天線上，然后進行發(fā)射。
在上述的增強無線通信系統(tǒng)分集效果的方法中，由于對要傳輸?shù)姆栃?列進行了一個變換，使得要傳輸?shù)拿恳粋€符號的全部或部分被包含于變換后 得到的多個符號中。從而保證進行分集編碼后，要傳輸?shù)拿恳粋€符號的全部 或部分都會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，及每一時間資源單元上。也就保證了每一被傳輸?shù)姆柨梢垣@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 時間資源單元上的增益。
圖5表示的是本發(fā)明應用實例的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方式進行分集編碼，然后再將編碼塊中的符號分 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序列中的每一個符號都包含于X序 列中的多個符號中；并且我們也看到了， S中的每一個符號都可以在每一根 天線上發(fā)射，并且也可以在每一個頻率資源單元上發(fā)射。從而S中的每一個 符號都可以獲得每一根發(fā)射天線上的增益，并且同時獲得每一發(fā)射頻率資源 單元上的增益。
對于發(fā)射天線為6根的情況，采用SFBC+FSTD的分集傳輸，則二進制
序列經(jīng)過調(diào)制產(chǎn)生符號序列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 方式進行分集編碼，然后再將編碼塊中的符號分配到各天線上發(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
對于發(fā)射天線為8根的情況，采用SFBC+FSTD的分集傳輸，則二進制
序列經(jīng)過調(diào)制產(chǎn)生符號序列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方式進行分集編碼，然后再將編碼塊中的符號分配到各天線上 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
熟悉本技術領域的人員應理解，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并 非用來限定本發(fā)明的實施范圍；凡是依本發(fā)明作等效變化與修改，都被本發(fā) 明的所述權利要求范圍所涵蓋。
權利要求
1. 一種增強無線通信系統(tǒng)分集效果的方法，其特征在于，在對二進制序列進行調(diào)制后，將要傳輸?shù)姆栃蛄羞M行變換，使要傳輸?shù)姆栃蛄兄械拿恳粋€符號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間資源單元上。
2. 根據(jù)權利要求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)射的二進制序列信號進行調(diào)制，轉(zhuǎn)變成符號序列；(2) 將調(diào)制后要傳輸?shù)姆栃蛄羞M行變換，使要傳輸?shù)姆栃蛄兄械?每一個符號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 時間資源單元上；(3) 將變換后所得的符號序列進行分集編碼；(4) 將分集編碼后的符號序列分配到各發(fā)射天線上，發(fā)射出去。
3. 根據(jù)權利要求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；所述時間資源為發(fā)射周期。
4. 根據(jù)權利要求1 3任意一項所述的方法，其特征在于，所述將要傳 輸?shù)姆栃蛄羞M行變換為對將要傳輸?shù)姆栃蛄羞M行酉變換，構(gòu)造成新的 符號序列。
5. 根據(jù)權利要求1 3任意一項所述的方法，其特征在于，所述將要傳 輸?shù)姆栃蛄羞M行變換為對將要傳輸?shù)姆栃蛄羞M行吉文斯旋轉(zhuǎn)，構(gòu)造成 新的符號序列。
6. 根據(jù)權利要求1 3任意一項所述的方法，其特征在于，所述將要傳 輸?shù)姆栃蛄羞M行變換為對將要傳輸?shù)姆栃蛄羞M行離散傅氏變換，構(gòu)造 成新的符號序列。
7. 根據(jù)權利要求2所述的方法，其特征在于，對于發(fā)射天線為4根的 情況，所述步驟(l)中，轉(zhuǎn)變成符號序列稱為S-[S,，S2,S3,S4]t; 在所述步驟(2)中，對S進行酉變換，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的分集方式進行分集編碼。
8. 根據(jù)權利要求2所述的方法，其特征在于，對于發(fā)射天線為6根的 情況，所述步驟(l)中，轉(zhuǎn)變成符號序列稱為S-[Si,S2,S3，S4,S5,S6]T;在所述步驟(2)中，對S進行酉變換，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的分集方式進行分集編碼。
9. 根據(jù)權利要求2所述的方法，其特征在于，對于發(fā)射天線為8根的 情況，所述步驟(l)中，轉(zhuǎn)變成符號序列稱為S二[S,，S2,S3,S4,S5,S6,S7,S8]T;在所述步驟(2)中，對S進行酉變換，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)明公開了一種增強無線通信系統(tǒng)分集效果的方法，在對二進制序列進行調(diào)制后，將要傳輸?shù)姆栃蛄羞M行變換，使要傳輸?shù)姆栃蛄兄械拿恳粋€符號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間資源單元上。本發(fā)明是一種分集的增強技術，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可以獲得整個分集編碼塊所占用的空時頻上的分集增益，從而整個地提高傳輸鏈路的質(zhì)量。
文檔編號H04B7/06GK101383648SQ200710145950
公開日2009年3月11日 申請日期2007年9月7日 優(yōu)先權日2007年9月7日
發(fā)明者永 李, 袁柳清, 郁光輝 申請人:中興通訊股份有限公司