專利名稱：用于uwb脈沖類型的多天線通信系統(tǒng)的空時編碼方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明同時涉及超大頻帶或UWB (超寬帶)電信領(lǐng)域和多天 線空時編石馬STC (空時編石馬)系統(tǒng)4頁i或。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有4支術(shù)中，多天線類型的無線電信系統(tǒng)已經(jīng)為眾人所知。 這些系統(tǒng)使用多個用于發(fā)射和/或接收的天線，并且才艮據(jù)其采用的構(gòu) 造類型，這些系統(tǒng)被命名為MIMO (多輸入多輸出)、MISO (多輸 入單輸出)或SIMO (單輸入多輸出)系統(tǒng)。下文中，我們將4吏用 同一個術(shù)i吾MIMO來表示前面所述的MIMO和MISO中的4壬意一 個?；诎l(fā)射和/或接收的空間分集(spatial diversity)的研究允許 這些系統(tǒng)提供明顯大于傳統(tǒng)單天線(或單輸入單輸出的SISO)系 統(tǒng)的信道容量的信道容量。通常通過空時編碼的方式由時間分集 (time diversity)來完成該空間分集。在這種編石馬中，在多個天線 上和在多個傳輸瞬間來編碼將要傳輸?shù)男畔⒎?。已知兩大類具?空時編碼的MIMO系統(tǒng)網(wǎng)格編碼(trellis coding)或STTC (空時 網(wǎng)才各編碼)系統(tǒng)以及塊編碼或STBC (空時塊編碼)系統(tǒng)。在網(wǎng)格 編碼系統(tǒng)中，空時編碼器可以被認(rèn)為是根據(jù)當(dāng)前狀態(tài)和根據(jù)將被編 碼的信息符號將P個傳輸符號提供到P個天線的有限狀態(tài)機。通過 多維維特比(Viterbi)算法來實現(xiàn)基于接收的解碼，該算法的復(fù)雜 度作為狀態(tài)數(shù)量的函數(shù)呈指數(shù)增加。在塊編碼系統(tǒng)中，將被傳輸?shù)男畔⒎枆K在傳^r符號矩陣中#皮編碼，該矩陣的 一個維度對應(yīng)于天 線數(shù)，并且另一個維度對應(yīng)于傳輸?shù)倪B續(xù)時刻。
圖1示意性地示出了具有STBC編碼的MIMO 100傳輸系統(tǒng)。 將例如b位的二進制字或者更常見地b個M進制符號的信息符號塊 S"^…,aJ在空時矩陣中編碼
<formula>formula see original document page 5</formula>其中，編碼的系數(shù)c,，p、 "1,..,7^ = 1，..,^通常是取決于信息符號的復(fù)系
數(shù)，P是用于發(fā)射的天線數(shù)量，T是表示編碼的時間擴展的整數(shù)， 即，信道使用的時刻數(shù)目或PCU (每信道使用)的數(shù)目。
在信息符號的任意矢量S和空時編碼字C之間提供對應(yīng) (correspondence )的函數(shù)f被稱為編碼函數(shù)。如果函數(shù)f是線性的， 則空時編碼也是線性的。如果系數(shù)％是實數(shù)，則空時編碼也是實數(shù)的。
在圖1中，空時編碼器用110表示。在信道使用的每個時刻t， 編碼器向復(fù)用器120提供矩陣C的第t行矢量。復(fù)用器將行矢量的 系數(shù)傳送給調(diào)制器13(h、…130p并由天線14(h、…140p傳送調(diào)制后
的信號。
空時編碼的特征在于其吞吐率，即，在每個信道使用時刻 (PCU)其傳輸?shù)男畔⒎柕臄?shù)量。如果其吞吐率為單天線使用 (SISO)的相對吞吐率的P倍，則該編碼被稱為是全速率的。空時編碼更進一步的特征在于其分集，該分集可以一皮定義為矩 陣C的#失。如果對于對應(yīng)于兩個矢量S,和S2的4壬意兩個任意編碼字
q和q,矩陣c,-q為滿秩，將會有最大分集。
最后，空時編碼的特征在于其編碼增益，該編碼增益表示在不
同的編石馬字之間的最小3巨離。其可以^皮定義為
其中，det(C)是指C的行列式以及C〃是C的共軛轉(zhuǎn)置矩陣。對于每 個信息符號的給定的傳輸能量，該編碼增益是有限的。
通常，編碼增益不是固定的，而是隨著信息調(diào)制的次序(order) 而減少，頻i普步文率取決于該次序。在某些情況下，當(dāng)頻"i普歲丈率增力口 時，編碼增益不趨近于零，而是朝向一個漸近的非零值。這種編碼 ^C稱為不具有非零行列式。
最后，確保系統(tǒng)傳輸?shù)钠骄芰吭谔炀€和傳輸時刻之間均勻分布。
完美的編碼#皮稱為全速率編碼，其具有最大分集，不具有非零 ^f亍列式，并具有按照上述分布的能量。
J-C Belfiore等人在2005年4月的信息理^侖的IEEE匯刊第51 巻第4號第1432-1436頁上發(fā)表的題為《The Golden code: a 2x2 full-rate space-time code with non-vanishing determinants (黃金編碼
或者，等價地，對于線性編碼:
mindet CHC具有非零;f于列式的2x2全速率時空編碼)》中4是出了 MIMO雙天線 傳輸系統(tǒng)的這種時空編碼的 一個實例。
所提出的編碼，即，所謂的黃金編碼，基于有理數(shù)Q域的雙代 數(shù)擴展K: K=Q(/，6>),其中，/ = 7^1是多項式乂2+1的一個根以及6>
是黃金數(shù)0 = ^^，其為多項式X、X-1的一+根。黃金編碼可以由 2
以下矩陣表示
C=「 ,+&2),+ft 4)) (4) g。w (/c^("3 +《<34) +《"2)」
其中，s = 是信息符號矢量。
o""2，a3,"4是星座圖
(constellation,格局)2氣QAM的復(fù)數(shù)符號，為Z[/]的子集，其中，
Z為整數(shù)環(huán)。《=1^是0的共輒才艮，《=1 + /(1 —。以及a, =1 + /(1 —《)。
在Fr6d6rique Oggier等人才是交^會信息理i侖的正EE匯刊中的出 jf反4勿的題為《Perfect space time block codes (完美空時塊編石馬)》的 文章中可以找到用于具有2、 3、 4或6個傳llr天線的MIMO系統(tǒng)的 完美空時編石馬的多個實例，并且這些實例也可以在 www.comelec.enst.fr/ belfiore鄉(xiāng)占力、中。
另一電信領(lǐng)域?qū)嶋H上是大量研究的目標(biāo)。這與UWB電信系統(tǒng) 相關(guān)，該UWB電信系統(tǒng)特別適于未來無線個人局域網(wǎng)絡(luò)(WPAN) 的開發(fā)。這些系統(tǒng)具有直接工作在具有非常寬的帶寬的信號的基帶 中的特點。UWB信號通常是指遵守頻譜屏蔽的信號，在2002年2 月14日的FCC條例中規(guī)定了該頻語屏蔽，并在2005年3月進行了 評價，即，基本上處于從3.1 GHz-10.6GHz的頻帶中并具有至少 500MHz、 -10dB帶寬的4言號。實際上，已知兩種類型的UWB 4言號，多帶OFDM (MB-OFDM)信號和脈沖類型的UWB信號。下文中， 僅對后者進行介紹。
UWB脈沖信號包括分布在一個幀內(nèi)的多個非常短的脈沖，通 常其持續(xù)時間為幾百皮秒量級。為減少多址干^尤(用MAI代表多 址干擾)，為每個用戶指定了 一種獨特的時if兆碼(time hopping code ) (用THH戈表時逸匕(time hopping ) )。 4妄下來，來自用戶k或發(fā)送到 該用戶的4言號可以-故寫為
<formula>formula see original document page 8</formula>
其中，w是基本脈沖類型，T;是碼片持續(xù)時間(chip duration), 是基本間隔的持續(xù)時間，并且^=乂7;，其中，TVc是間隔中的碼片 數(shù)量，總幀持續(xù)時間7)-a^;,其中，M是幀中的間隔的數(shù)量?；?月永沖持續(xù)時間凈皮選沖奪為小于碼片的持續(xù)時間，即，t;^t;。對于
n = o，.., iv, -1的序列Cyt (w)定義用戶k的時跳碼。選才奪時跳序列來4吏屬于
不同用戶的時跳序列的脈沖之間的沖突的數(shù)量最小。
圖2A中示出了與用戶k相關(guān)的TH-UWB信號。為了從用戶k 處傳輸給定信息符號或者向用戶k傳輸給定信息符號，通常以位置 調(diào)制來調(diào)制TH-UWB信號(用PPM表示脈沖位置調(diào)制)，即，對 于調(diào)制后的信號
<formula>formula see original document page 8</formula>
其中，e是基本小于碼片持續(xù)時間T;的調(diào)制高頻抖動(dither)并且 《"O，..,M-1}是符號的M進制PPM位置?？蛇x地，可以以幅度調(diào)制(PAM)的方式來傳輸、言息符號。在
這種情況下，調(diào)制后的信號可以寫作<formula>formula see original document page 9</formula>
其中a("^2m'-1-M'JLw'=l，..,M'，是PAM調(diào)制的M，進制符號。例如， 可以使用BPSK調(diào)制(7kT=2 )。
PPM和PAM調(diào)制可以結(jié)合成一個單一的M.M，進制復(fù)合調(diào)制， 通常表示為PPM-M，-PAM。貝'J,調(diào)制后的4言號具有以下的一:l殳形 式<formula>formula see original document page 9</formula>
圖3示出了該基本M".M，調(diào)制的字母表。對于M個位置中的每 一個，M'個調(diào)制幅度是可能的。字母表的符號(d,a)可以由序列 表示，<formula>formula see original document page 9</formula>其中d是PPM的4立置，a是PAM 調(diào)制幅度以及是狄拉克分布。
除了通過時跳碼來分開不同的用戶，通過正交編碼的方式來分 開不同的用戶也是可能的，例如，諸如在DS-CDMA中的Hadamard 編碼。接下來，其被稱為DS-UWB (直接擴展UWB )。在這種情況 下，對應(yīng)于(5)的非調(diào)制信號的表達(dá)式是<formula>formula see original document page 9</formula>
其中，6，，^0，..,A^-l是用戶k的擴展序列。應(yīng)當(dāng)注意，表達(dá)式(9) 類似于傳統(tǒng)的DS-CDMA信號的表達(dá)式。然而，不同點在于碼片沒有占據(jù)整個幀，而是分布在時期7;上。圖2B中示出了與用戶k相 關(guān)的DS-UWB信號。
如前所述，可以通過PPM調(diào)制、PAM調(diào)制或者復(fù)合 M-PPM-M'-PAM調(diào)制的方式來傳輸信息符號。在保持同樣的標(biāo)號的 情況下，對應(yīng)于TH-UWB信號(7)的幅度調(diào)制的DS-UWB信號 可以表示為
W)/fV)0"j;) (io)
最后，怎樣結(jié)合時跳碼和擴頻編碼來為不同用戶提供多種接入 是眾所周知的。因而可以獲4尋以下一4殳形式的TH-DS-UWB脈沖 UWB信號
a (0 = S《).吣-《-q (")rc) (11)
圖2C中示出了與用戶k相關(guān)的TH-DS-UWB信號?？梢酝ㄟ^ Af-PPM-M，PAM復(fù)合調(diào)制來對該信號進行調(diào)制。因此可以獲得調(diào)制 信號
/V廠1M-1
現(xiàn)有沖支術(shù)中已經(jīng)存在在MIMO系統(tǒng)中對UWB信號的使用。在 這種情況下，每個天線均傳送UWB信號，該信號根據(jù)信息符號或 這種符號的塊(STBC)而#1調(diào)制。
最初為窄帶^f言號或DS-CDMA開發(fā)的空時編；馬4支術(shù)^艮少應(yīng)用 于UWB脈沖信號。實際上，已知的諸如黃金編碼的空時編碼，通常是復(fù)系數(shù)，并因此傳遞相位信息。目前，恢復(fù)具有與UWB脈沖 信號的帶寬一樣寬的帶的信號中的相位信息是非常困難的。脈沖的 非常窄的持續(xù)時間(time support)使得其更適于位置調(diào)制(PPM )或 者幅度調(diào)制(PAM)。
刊中的出片反沖勿的題為 《Space-Time coding for multiuser Ultra-Wideband communications (多用戶超寬帶通4言空時編碼)》的 文章中才是出了 UWB信號的空時編碼，并且該文章也可以在 www.tsi.enst.fr中找到。
根據(jù)上述約束條件，提出的空時編碼是實數(shù)的。例如，對于具 有兩個發(fā)射天線的配置，編碼可以寫作
C =
(a3 +《a4 )^ (a, +《a2)
(13)
其中，"=~Ti=~A=-7J=， S-(^^,^,cO是PAM信息符號的矢
/1 + Sz f +《
量，即，& e{—M'+l,..,Af'_]
在該同一篇文章中，建"i義將空時編碼4,廣到屬于PPM-PAM字 母表的信息符號塊的編碼。對具有兩個發(fā)射天線的配置，該編碼可 以表示為2Mx2大小的矩陣
C
岸10 +6b20)
岸1,A/一1 +i) i + &4,M —1)
V^("3'o +《a4，0) AO," + to)
勿1("3,A/一1 +《"4,M —1) A("1,M —1 +《"2,M—1)
(14)此處，每個信息符號a, =(0,,..，",,,)均是代表^^^]\1-7^'- 八^1字 母表的元素的矢量，且"^=",(>-《)，其中，a是M-PAM字母表的 元素，《是M，-PPM字母表的元素。由編碼C編碼的信息符號塊正 是S = (a,，a2，a3，a4)。
更具體地，根據(jù)下文中給出的表達(dá)式，信息符號塊S引起了 UWB信號的產(chǎn)生。假設(shè)單用戶使用，以簡化標(biāo)號(沒有通過k指 凄史化，也沒有擴展序列)。
在第 一幀的持續(xù)時間7>期間，天線1傳輸信號
<formula>formula see original document page 12</formula> (15)
該信號對應(yīng)于編碼(14)的前M4亍的第一個列矢量。
在第一幀的持續(xù)時間7>期間，天線2同時傳送信號
<formula>formula see original document page 12</formula> (1 6)
該信號對應(yīng)于編碼的前M^f亍的第二個列矢量。
<接下來，再次將時間起點耳又作幀的起始，在第二幀的持續(xù)時間 期間，天線l再次傳送
<formula>formula see original document page 12</formula> (17)
該信號是對應(yīng)于編碼的最后M行的第一個列矢量的信號。
最后，在第二幀的持續(xù)時間期間，天線2同時傳送信號 (,) = A ( + &2,X,_《-c(")K - ) (18)
該信號是對應(yīng)于編碼的最后M行的第二個列矢量的信號。
上面定義的空時編碼在分集方面具有非常好的性能。但是，其 編碼增益小于由(4)定義的黃金編碼的增益。另夕卜，在矩陣(14) 中出現(xiàn)的標(biāo)量項，在每個幀中均造成了天線中能量的不均衡。
本發(fā)明的一個目的是提出一種用于具有UWB脈沖信號的 MIMO系統(tǒng)的實lt空時編石馬，該空時編碼具有大于前述的實凄t空時 編碼的編碼增益的編碼增益。本發(fā)明的另一個目的是^是供一種可以 應(yīng)用于具有任意數(shù)量天線的MIMO系統(tǒng)的實數(shù)空時編碼。最后，本 發(fā)明的另一個目的是l是出一種空時編碼，該空時編碼在每個幀處在 不同天線上具有均勻的能量分布。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明由用于包括至少兩個發(fā)射元件的UWB傳輸系統(tǒng)的空時 編碼方法定義，該方法將屬于2-PPM調(diào)制或2-PPM-M，-PAM復(fù)合 調(diào)制字母表的信息符號塊(S = (ai，a2,..，ap2))編碼為矢量(s"，Qs") 的序列，其中M，^2，矢量的分量用于在一個給定的傳輸間隔(7> )
上調(diào)制用于該系統(tǒng)的一個發(fā)射元件的UWB月永沖信號。該矢量定義 為以下頭巨陣的元素
<formula>formula see original document page 13</formula>在其;f亍和/或其列的 一個置4奐中定義了該矩陣，一^f亍對應(yīng)于4專
輸間隔，并且一列對應(yīng)于一個發(fā)射元件，其中，"是±"/2旋轉(zhuǎn)矩陣，
/ 人
P是發(fā)射元件的凄史量，以及s" =(Rj(8)I2)
乂 a//> 乂
定義為位于±10%左右
的余量內(nèi)，其中，12是大小為2x2的單位矩陣，(S)是張量積， a""l,..,r是信息符號，R,是對應(yīng)于正交矩陣R的第j行的維數(shù)P 的行矢量，該正交矩陣產(chǎn)生點陣(lattice ofpoint,陣點)A = {u0|ueZ"，
其中0
1《 1 6>，
尸-i、
1《
尸-1
《
"尸-l 乂
其中， 、p-O,..,尸-l是具有有理系凄史的P
次多項式的p個不同的實才艮。
根據(jù)可選實施例，該正交矩陣表示為R-0V,其中，V是矩陣， 該矩陣的列由矢量v"U(v〗P),v"，…，v^f， p-O,..,尸-l構(gòu)成，該矩陣的系 數(shù)為有理數(shù)。
本發(fā)明還涉及一種用于傳輸屬于 2-PPM調(diào)制或 2-PPM-M，-PAM復(fù)合調(diào)制的字母表的多個信息符號的方法，其中 M》2。才艮據(jù)該傳豐敘方法，通過上述的空時編碼的方式對該信息符號 進行編碼以l是供2維的W個矢量，其為所述矩陣C的元素，這些矢 量中每個矢量的分量對組成UWB脈沖信號的脈沖的位置或脈沖的 位置和幅度進行調(diào)制，以獲得尸2個對應(yīng)的已調(diào)制的UWB脈沖信號， 該信號分別在P個傳輸間隔期間由P個發(fā)射元件傳輸。
該發(fā)射元件可以是UWB天線、激光二4及管或發(fā)光二纟及管。
優(yōu)選地，該脈沖信號可以是TH-UWB信號、DS-UWB信號或 者進一步是TH-DS-UWB信號。


通過參照附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例的閱讀，本發(fā)明的其它特
點和優(yōu)點將變得顯而易見，其中
圖1示意性i也示出了當(dāng)前沖支術(shù)中已知的STBC編石馬的MIMCM專
輸系統(tǒng)；
圖2A到圖2C分別示出了 TH-UWB 、 DS-UWB以及 TH-DS-UWB ^[言號的形4犬；
圖3示出了 PPM-PAM調(diào)制的示例性星座圖；以及
圖4示意性地示出了使用根據(jù)本發(fā)明的空時編碼的MIMO傳輸 系統(tǒng)。
具體實施例方式
本發(fā)明基于的思想是建立一種空時編碼，這種空時編碼同時去 除了在黃金編碼(4)中出現(xiàn)的與如前所述的4吏用UWB脈沖信號不 相容的復(fù)數(shù)值《和a ，以及在天線上的不均4軒的能量分布的原點 (origin)去除了在編碼(13 )和(14)中出現(xiàn)的標(biāo)量V^。
提出的空時編碼應(yīng)用于使用UWB脈沖信號的具有任意數(shù)量P 的傳輸天線的MIMO系統(tǒng)，其中，信息符號是
用于雙天線的MIMO系統(tǒng)的2-PPM-M，-PAM調(diào)制(P=2 )的元
素，其中mh;
用于具有兩個以上傳4lT天線的MIMO系統(tǒng)的2-PPM調(diào)制(P〉2 )
的元素。才是出的編碼由大小為2尸x尸的矩陣表示
<formula>formula see original document page 16</formula>
其中，項s"、 / = 1,..,尸，/ = 1,..,尸是二維的矢量，后面將對其分量進行介 紹，并且Q是土;r/2旋轉(zhuǎn)矩陣，即，
<formula>formula see original document page 16</formula>
其中，12是大小為2x2的單位矩陣，(8)是張量(或Kronecker )積， 項a,，f = P2是代表將被編碼的P2個信息符號的二維矢量。還記得， 取決于P=2還是P>2,這些符號是2-PPM-M'-PAM或2-PPM調(diào)制
的星座圖的元素，即，a,=
其中，術(shù)語 和^中的一個等于
0，并且另一個在第一種情況下是M，-PAM調(diào)制符號，并且在第二 種情況下等于1。 Rj是^)"應(yīng)于以下矩陣R的第y1亍的大小為lx尸的4亍
矢量<formula>formula see original document page 17</formula>(22)
其中，^"于/7 = 0,..,尸-1和^ = 0,..,尸_1的術(shù)^吾1^)是有理凄史并且術(shù)^吾^;、
;7 = 0,..,尸-l是不同的實數(shù)，為具有有理系數(shù)的P次多項式f(X)的根: 可以選4奪一元的，即
(23)
<formula>formula see original document page 17</formula>
矩陣R^皮選4奪為正交的，即，RRT=IP,其中，Ip是大小為尸x尸
的單元矩陣。
應(yīng)當(dāng)注意，R = V,其中，0是范德蒙矩陣<formula>formula see original document page 17</formula>(24)
并且V是其列由矢量一)=(0",...,^『組成的矩陣。
如果考慮通過由0的列矢量構(gòu)成的基產(chǎn)生的p維點陣A二L (0)， 即，A"u0卜eZ^，則矩陣R的確定相當(dāng)于尋找A的正交基。正交基
可以例:^通過Lenstra-Lov&sz-Lenstra (也一爾為LLL )算法獲4尋，在 1982年出片反的Math. Ann.第261巻，515-534頁，A.K. Lenstra等人
of ft1
II
R的題為《Factoring polynomials with rational coefficients (有5里凄t系l^: 的多項式因式分解)》的文章中可找到該算法的描述。在E. Bayer-Fluckiger等人在信息理論的IEEE匯刊第50巻，第4期，2004 年,702-714頁，出片反的題為《New algebraic constructions of rotated Z"-lattice constellations for the Rayleigh fading channel(瑞利衰落信道 旋轉(zhuǎn)Z"晶格星座圖的新代數(shù)結(jié)構(gòu))》的文章中可以找到旋轉(zhuǎn)矩陣R 的實例。
如從表達(dá)式(22)中可以看到的那樣，矩陣R是實數(shù)的并且因 此在(19)中定義的空時編碼矩陣C也是實數(shù)的。同樣，考慮到矩 陣R的正交性，不同天線上的空時編碼的能量分布是均勻的。另外， 當(dāng)使用P個天線和P個信道使用(PCU)時，空時編碼C能夠編碼 尸2個信息符號。因此，其具有最大的吞吐率。
這可以表明，編石馬具有最大的分集V尸22。
最后，這也可以表明，只于于只又天線MIMO系統(tǒng)(P=2),其具 有與2-PPM和2-PPM-M，-PAM調(diào)制(M，=2，4,8 )的完美編石馬相同 的編石馬增益，并且乂于于具有兩個以上天線的MIMO系統(tǒng)(P>2), 其具有與2-PPM的完美編石馬相同的編石馬增益。
應(yīng)當(dāng)特別注意，矩陣C的行和/或列的置換不會影響空時編碼 的特性。實際上，列置換相當(dāng)于天線的簡單置換并且行置換(這里 的行理解為2維矢量的行)相當(dāng)于信道使用時刻的簡單置換。
實際上，矩陣C的元素量化為數(shù)字元素。但是，可以看出，超 出或欠缺小于10 %的量化誤差基本不會影響編碼的性能。
圖4示出了利用才艮據(jù)本發(fā)明的空時編碼的示例性傳輸系統(tǒng)。系統(tǒng)400通過塊S—a"^…，a一)來接收信息符號，其中，符號 a、f = 1""戶2是示出2_PPM或2-PPM-M，-PAM調(diào)制星座圖的元素的2 維矢量?？蛇x地，信息符號可以來自2.M'進制星座圖，只要它們預(yù) 先在2-PPM-M，-PAM星座圖中經(jīng)受自動譯碼(transcoding )(映射)。 當(dāng)然，信息符號可以來自 一個或多個為本領(lǐng)域技術(shù)人員所知的運 算，例如源編碼、巻積類型的信道編碼，每塊或者其它甚至串行或 并4亍的Turbo編石馬、交叉存耳又(interleaving )等。
信息符號塊在空時編碼器410中經(jīng)受編碼運算。更具體地，模 塊410根據(jù)(19)或者上述任意一個等價表達(dá)式計算矩陣C的項。
對于第一幀，首先將構(gòu)成C的第一行的P列矢量分別傳輸?shù)?UWB調(diào)制器420]，…，420p,接下來，對于第2幀，傳輸構(gòu)成第二行 的P列矢量，并且這樣直到對于第P幀傳輸C的最后一行的P列矢 量為止。
每個列矢量均具有對應(yīng)于PPM調(diào)制的兩個位置的兩個分量。 UWB調(diào)制器42(h，...， 420p從其接收到的列矢量產(chǎn)生相應(yīng)的調(diào)制后 的UWB l永沖信號。通常，用作調(diào)制載體(support)的UWB脈沖 ^f言號可以是TH-UWB、 DS-UWB或者TH-DS-UWB類型。例如， 對于與矩陣的第p列相關(guān)的TH-UWB類型的UWB調(diào)制器420p， 第一傳輸間隔的調(diào)制的UWB脈沖信號將是(比照等式8 ):
= SO - "z; - c(")rj+O - "7; - c(")rc - f) "=。 (25)
其中《'和《'是矢量,'的分量。
因此，接下來，將調(diào)制后的UWB脈沖信號傳輸?shù)桨l(fā)射元件43(h 到430p。這些發(fā)射元件可以是UWB天線或例如工作在紅外線范圍的和電光調(diào)制器相關(guān)的LED或激光二才及管。因此，4是出的傳l餘系 統(tǒng)可以應(yīng)用于無線光電4言4頁i或中。
傳統(tǒng)的多天線*接收器可以處理通過圖4所示的系統(tǒng)傳^T的 UWB信號。接收器可以包括例如Rake類型相關(guān)級，其后跟隨著使 用例如本領(lǐng)域技術(shù)人員所知的球型解碼器的確定級。
權(quán)利要求
1. 一種用于UWB傳輸系統(tǒng)的空時編碼方法，所述UWB傳輸系統(tǒng)包括至少兩個發(fā)射元件，所述方法將屬于2-PPM調(diào)制或2-PPM-M’-PAM復(fù)合調(diào)制字母表的信息符號塊編碼為矢量(si，j，Ωsi，j)的序列，其中M’≥2，矢量的分量用于在給定的傳輸間隔(Tf)內(nèi)調(diào)制用于所述系統(tǒng)的發(fā)射元件的UWB脈沖信號，其特征在于，所述矢量被定義為以下矩陣的元素所述矩陣被定義為在所述矩陣的行和/或列的一個置換內(nèi)，一行對應(yīng)于一個傳輸間隔，并且一列對應(yīng)于一個發(fā)射元件，其中，Ω是±π/2旋轉(zhuǎn)矩陣，P是發(fā)射元件的數(shù)量，以及位于±10％的余量內(nèi)，其中，I2是大小為2×2的單位矩陣，是張量積，al，l＝1，..，P2是信息符號，Rj是對應(yīng)于正交矩陣R的第j行的P維行矢量，所述正交矩陣R產(chǎn)生點陣Λ＝{uΘ|u∈Zp}，其中其中，θp，p＝0，..，P-1是具有有理系數(shù)的P次多項式的P個不同的實根。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的空時編碼方法，其特征在于，所述正交矩陣謬皮表示為R:0V,其中，V是矩陣，所述矩陣的列由矢量一"^，^，…，^r構(gòu)成，其中"o""尸-1，所述矩陣的系數(shù)為有理數(shù)。
3. —種用于傳l命屬于2-PPM調(diào)制或2-PPM-M'-PAM調(diào)制字母表 的多個信息符號的方法，其中M，22,其特征在于，通過根據(jù) 權(quán)利要求1或2的空時編碼對所述信息符號進行編碼，以提供 戶2個2維矢量，其為所述矩陣C的元素，這些矢量中每個矢 量的分量對組成UWB脈沖信號的脈沖的位置或所述脈沖的 位置和幅度進行調(diào)制，以獲得W個對應(yīng)的已調(diào)制的UWB脈沖 信號，所述信號分別在P個傳輸間隔期間由P個發(fā)射元件傳 輸。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的傳輸方法，其特征在于，所述發(fā)射元件 是UWB天線。
5. #^居權(quán)利要求3所述的傳輸方法，其特征在于，所述發(fā)射元件 是激光二極管或發(fā)光二極管。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3至5中任一項所述的方法，其特征在于，所述 脈沖信號是TH-UWB信號。
7. 根據(jù)權(quán)利要求3至5中任一項所述的方法，其特征在于，所述 月永沖信號是DS-UWB信號。
8. 根據(jù)權(quán)利要求3至5中任一項所述的方法，其特征在于，所述 月永沖信號是TH-DS-UWB信號。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于UWB傳輸系統(tǒng)的空時編碼方法，該傳輸系統(tǒng)包括至少兩個發(fā)射元件。該方法將屬于2-PPM調(diào)制或2-PPM-M’-PAM復(fù)合調(diào)制(其中M’≥2)字母表的信息符號塊(S＝(a₁，a₂…，a_P²))編碼為矢量序列(s^i，j，Ωs^i，j)，矢量的分量用于在一個給定的傳輸間隔(T_f)內(nèi)調(diào)制所述系統(tǒng)的發(fā)射元件的UWB脈沖信號。
文檔編號H04L1/06GK101523790SQ200780037040
公開日2009年9月2日 申請日期2007年10月2日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月3日
發(fā)明者沙迪·阿布里耶伊利 申請人:法國原子能委員會