專利名稱：在多輸入多輸出系統(tǒng)中的重傳方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，尤其涉及一種在多輸入多輸出
(Multi Input Multi Output, MMO)系統(tǒng)中的重傳方法和設(shè)備。
背景技術(shù)：
MIMO技術(shù)是現(xiàn)代通信技術(shù)中的一個(gè)重要技術(shù)，通過MIMO技術(shù)可以在 通信系統(tǒng)的發(fā)送端和接收端分別安裝多個(gè)天線，利用各天線之間獨(dú)立的多徑衰 落來提高系統(tǒng)的容量和可靠性。
傳統(tǒng)的在MIMO系統(tǒng)中進(jìn)行重傳的方法是利用混合自動(dòng)重傳請(qǐng)求(Hybrid Automatic Repeat reQuest, HARQ)實(shí)現(xiàn)的，HARQ是3GPP標(biāo)準(zhǔn)中的一項(xiàng)重 要的服務(wù)質(zhì)量保證(Quality of Service, QoS)措施，是長(zhǎng)期演進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)(Long term evaluation, LTE )的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。HARQ是指同時(shí)利用前向糾錯(cuò)(Forward Error Correction, FEC )和自動(dòng)重傳^奮求(Automatic Repeat reQuest, ARQ )兩種差 錯(cuò)控制技術(shù)來降低系統(tǒng)的誤碼率，以確保服務(wù)質(zhì)量。在第一次發(fā)送的符號(hào)無法 正確解調(diào)的情況下，通過請(qǐng)求重傳，發(fā)送端發(fā)送冗余信息，接收端通過合并重 傳的信息來提高接收的正確率，從而保證正確解調(diào)。
在MIMO系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)的傳統(tǒng)HRAQ技術(shù)中沒有考慮到當(dāng)前的信道狀態(tài)對(duì) 重傳的影響，在每一次重傳時(shí)都采用固定的空時(shí)編碼矩陣進(jìn)行傳輸，使每一次 重傳都很難達(dá)到較好的傳輸性能；并且，接收端必須具備對(duì)多種空時(shí)編碼矩陣 進(jìn)行處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼的能力，增加了接收端的復(fù)雜度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實(shí)施例提供了在MIMO系統(tǒng)中重傳的方法和設(shè)備，以提高重傳的性能。
一種在多輸入多輸出系統(tǒng)中的重傳方法，該方法包括
將已執(zhí)行過的傳輸指定數(shù)據(jù)操作時(shí)采用的等效信道相關(guān)矩陣，分別與當(dāng)前 確定的多個(gè)等效信道相關(guān)矩陣相加，得到多個(gè)重傳等效信道相關(guān)矩陣；
從得到的多個(gè)重傳等效信道相關(guān)矩陣中選擇一個(gè)滿足設(shè)定條件的重傳等 效信道相關(guān)矩陣；
利用選擇的重傳等效信道相關(guān)矩陣對(duì)應(yīng)的空時(shí)編碼矩陣對(duì)所述指定數(shù)據(jù) 執(zhí)行空時(shí)編碼操作后發(fā)送。
一種在多輸入多輸出系統(tǒng)中的重傳設(shè)備，該設(shè)備包括
重傳等效信道相關(guān)矩陣獲得模塊，用于將已執(zhí)行過的傳輸指定數(shù)據(jù)操作時(shí) 采用的等效信道相關(guān)矩陣，分別與當(dāng)前確定的多個(gè)等效信道相關(guān)矩陣相加，得 到多個(gè)重傳等效信道相關(guān)矩陣；
選擇模塊，用于從得到的多個(gè)重傳等效信道相關(guān)矩陣中選擇一個(gè)滿足設(shè)定 條件的重傳等效信道相關(guān)矩陣；
重傳才莫塊，用于利用選擇的重傳等效信道相關(guān)矩陣對(duì)應(yīng)的空時(shí)編碼矩陣對(duì) 所述指定數(shù)據(jù)執(zhí)行空時(shí)編碼操作后發(fā)送。
本發(fā)明實(shí)施例綜合考慮了本次重傳之前，已執(zhí)行過的傳輸指定數(shù)據(jù)時(shí)采用 的等效信道相關(guān)矩陣對(duì)當(dāng)前重傳的影響后，得到多個(gè)重傳等效信道相關(guān)矩陣， 并從中選擇一個(gè)合適的重傳等效信道相關(guān)矩陣，利用選擇的該矩陣對(duì)應(yīng)的空時(shí) 編碼矩陣對(duì)指定數(shù)據(jù)進(jìn)行空時(shí)編碼操作后發(fā)送，在信噪比一定的情況下，降低 了重傳的誤碼率，提高了重傳性能，增大了重傳成功的可能性。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例一中在MIMO系統(tǒng)中的重傳方法步驟流程示意圖2為仿真實(shí)例中誤碼率隨信噪比變化的對(duì)比示意圖3 (a)和圖3 (b)為本發(fā)明實(shí)施例二中在多輸入多輸出系統(tǒng)中的重傳設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的，預(yù)先設(shè)置由多個(gè)空時(shí)編碼矩陣組成的矩陣組，計(jì)算 獲得每個(gè)空時(shí)編碼矩陣對(duì)應(yīng)的等效信道相關(guān)矩陣，得到等效信道相關(guān)矩陣組， 根據(jù)瞬時(shí)信道條件確定各等效信道相關(guān)矩陣中的信號(hào)功率元素值和干擾功率 元素值，結(jié)合之前傳輸相同的數(shù)據(jù)時(shí)所釆用的等效信道相關(guān)矩陣，自適應(yīng)地確 定一個(gè)合適的重傳等效信道相關(guān)矩陣，利用其對(duì)應(yīng)的空時(shí)編碼矩陣進(jìn)行空時(shí)編 碼操作后將所述數(shù)據(jù)重傳，在信噪比一定的情況下，可以降低重傳的誤碼率， 提高了傳輸性能，并且一定程度上可以降低接收端的復(fù)雜度。
在本發(fā)明實(shí)施例中，等效信道相關(guān)矩陣和重傳等效信道相關(guān)矩陣中的對(duì)角 線元素表示信號(hào)功率元素，此對(duì)角線元素值的平方等于該對(duì)角線元素表示的信
號(hào)功率元素的元素值；非對(duì)角線元素表示干擾功率元素，某一個(gè)非對(duì)角線元素 值的平方等于該非對(duì)角線元素表示的干擾功率元素的元素值。 下面結(jié)合說明書附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述。
如圖1所示，為本發(fā)明實(shí)施例一中在MIMO系統(tǒng)中的重傳方法步驟流程 示意圖，從圖中可以看出，該方法包括以下步驟 步驟101:設(shè)置多個(gè)等效信道相關(guān)矩陣。
設(shè)置的多個(gè)等效信道相關(guān)矩陣是通過對(duì)多個(gè)空時(shí)編碼矩陣和當(dāng)前的信道 衰落系數(shù)進(jìn)行計(jì)算獲得的。
這里的空時(shí)編碼矩陣組成了矩陣組，下面以發(fā)射天線凄t是4的情況為例， 說明矩陣組的組成方法
發(fā)射天線數(shù)為4的意思是在4個(gè)符號(hào)周期內(nèi)總共要傳輸4個(gè)復(fù)數(shù)符號(hào)。根 據(jù)線性擴(kuò)散碼的原理，將這4個(gè)復(fù)數(shù)符號(hào)的實(shí)虛部拆分后得到8個(gè)實(shí)數(shù)符號(hào)， 利用8個(gè)不同的基矩陣對(duì)這8個(gè)實(shí)數(shù)符號(hào)進(jìn)行加權(quán)求和即可得到一個(gè)空時(shí)編碼 矩陣。假如設(shè)定的基矩陣總個(gè)數(shù)為32個(gè)，這32個(gè)基矩陣可以對(duì)32個(gè)實(shí)數(shù)進(jìn)行加權(quán)求和，得到任意的4x4的復(fù)數(shù)矩陣。在本實(shí)施例中，可以從這32個(gè)基 矩陣中任取8個(gè)，存在g種取出8個(gè)基矩陣的方案，理論上可以得到P^個(gè)空 時(shí)編碼矩陣。但這P^個(gè)空時(shí)編碼矩陣不一定要全部作為矩陣組中的矩陣，為了 減少計(jì)算量，可以對(duì)這g個(gè)空時(shí)編碼矩陣按照一定的條件預(yù)先進(jìn)行選擇，保留 部分空時(shí)編碼矩陣作為矩陣組中的矩陣。
步驟102:根據(jù)當(dāng)前的瞬時(shí)信道條件和預(yù)先設(shè)置的多組離散矩陣計(jì)算確定 多個(gè)等效信道相關(guān)矩陣。
在本發(fā)明實(shí)施例中可以根據(jù)信道衰落系數(shù)來計(jì)算等效信道相關(guān)矩陣中的 元素，也可以根據(jù)信道衰落系數(shù)和信噪比來計(jì)算等效信道相關(guān)矩陣中的元素， 還可以根據(jù)其他的信道條件中的參數(shù)進(jìn)行計(jì)算。
在本步驟中，可以確定每一個(gè)獲得的等效信道相關(guān)矩陣中的各信號(hào)功率元 素值和干擾功率元素值，也可以根據(jù)實(shí)際情況，確定部分等效信道相關(guān)矩陣中 的各信號(hào)功率元素值和干擾功率元素值。
步驟103:確定已執(zhí)行過的傳輸指定數(shù)據(jù)操作時(shí)采用的等效信道相關(guān)矩陣 中的信號(hào)功率元素值和干擾功率元素值。
所述已執(zhí)行過的傳輸指定數(shù)據(jù)操作時(shí)采用的等效信道相關(guān)矩陣，可以是與 當(dāng)前重傳相鄰的前一次傳輸指定數(shù)據(jù)時(shí)采用的等效信道相關(guān)矩陣；也可以是當(dāng) 前重傳之前每一次傳輸指定數(shù)據(jù)時(shí)采用的等效信道相關(guān)矩陣之和。若當(dāng)前重傳 是第一次重傳，在當(dāng)前重傳之前，已經(jīng)對(duì)指定數(shù)據(jù)進(jìn)行了首次傳輸，此時(shí)已執(zhí) 行過的傳輸指定數(shù)據(jù)操作時(shí)采用的等效信道相關(guān)矩陣是指首次傳輸時(shí)采用的 等效信道相關(guān)矩陣；若當(dāng)前是第N(N〉1)次重傳，在當(dāng)前重傳之前，已經(jīng)對(duì) 指定數(shù)據(jù)進(jìn)行了首次傳輸和N-1次重傳，則已執(zhí)行過的傳輸指定數(shù)據(jù)操作時(shí)采 用的等效信道相關(guān)矩陣可以是指第N-l次重傳時(shí)采用的等效信道相關(guān)矩陣，也 可以是指首次傳輸和已執(zhí)行過的每次重傳中分別采用的等效信道相關(guān)矩陣之 和，還可以是首次傳輸和已執(zhí)行過的每次重傳中任意幾次采用的等效信道相關(guān) 矩陣之和。步驟104:將步驟103中確定的等效信道相關(guān)矩陣，分別與步驟102中計(jì) 算獲得的多個(gè)等效信道相關(guān)矩陣相加，得到多個(gè)重傳等效信道相關(guān)矩陣。
例如步驟102中得到10個(gè)等效信道相關(guān)矩陣分別是矩陣1Q、矩陣u......
矩陣19,步驟103中確定出2個(gè)等效信道相關(guān)矩陣，分別是矩陣20和矩陣21， 則執(zhí)行完本步驟中可以得到10個(gè)重傳等效信道相關(guān)矩陣，分別是矩陣3()=矩 陣10+矩陣20+矩陣21、矩陣3產(chǎn)矩陣n+矩陣20+矩陣21......矩陣39=矩陣19+矩陣
20+矩陣21。
步驟105:根據(jù)重傳等效信道相關(guān)矩陣的信號(hào)功率元素值和干擾功率元素 值，選擇一個(gè)滿足設(shè)定條件的重傳等效信道相關(guān)矩陣。
若滿足設(shè)定條件的重傳等效信道相關(guān)矩陣有多個(gè)，則可以從中選擇一個(gè)， 將選擇的重傳等效信道相關(guān)矩陣對(duì)應(yīng)的空時(shí)編碼矩陣作為對(duì)當(dāng)前待重傳的數(shù) 據(jù)進(jìn)行重傳時(shí)執(zhí)行空時(shí)編碼操作的矩陣。
步驟106:利用選擇的重傳等效信道相關(guān)矩陣對(duì)應(yīng)的空時(shí)編碼矩陣對(duì)待重 傳的數(shù)據(jù)執(zhí)行空時(shí)編碼操作后發(fā)送。
通過以上步驟101至步驟106的描述，實(shí)現(xiàn)了在MIMO系統(tǒng)中的一次重 傳過程，下面再對(duì)各步驟的具體實(shí)現(xiàn)方式進(jìn)行詳細(xì)闡述。
在步驟101中，根據(jù)本發(fā)明思想，是將g種可能性中的部分空時(shí)編碼矩陣 作為矩陣組中的矩陣，按照 一定的條件確定這部分空時(shí)編碼矩陣作為矩陣組中 的矩陣方法可以用以下例子來說明。
利用所選的8個(gè)基矩陣可計(jì)算得到&82個(gè)空時(shí)編碼矩陣，由于每個(gè)空時(shí)編碼 矩陣對(duì)應(yīng)一個(gè)等效信道相關(guān)矩陣，因此可以得到g個(gè)等效信道相關(guān)矩陣。觀察
得到的每個(gè)等效信道相關(guān)矩陣中信號(hào)功率元素和干擾功率元素的排列位置，挑 選出非零干擾功率的對(duì)應(yīng)元素的排列位置相同的等效信道相關(guān)矩陣。例如，挑
選出的等效信道相關(guān)矩陣都具有公式(1)所示的形式，則可以將挑選出的等
效信道相關(guān)矩陣對(duì)應(yīng)的空時(shí)編碼矩陣作為矩陣組中的矩陣。<formula>formula see original document page 10</formula>
在公式(l)中，fie表示等效信道相關(guān)矩陣，對(duì)角元素t表示等效信道相
關(guān)矩陣一行中的信號(hào)功率元素；非對(duì)角元素a表示同一行中的干擾功率元素。 公式(1)中每行的干擾功率元素即非對(duì)角線元素相同，并且得到的每一個(gè)2 x2分塊矩陣形式相同，等效信道相關(guān)矩陣fi。與其轉(zhuǎn)置fi:相同。本發(fā)明實(shí)施例 一中不限于2x2分塊矩陣這種形式，挑選出的等效信道相關(guān)矩陣中的分塊矩 陣可以是nxn的形式，其中n》1。
通過上述方法設(shè)置出矩陣組后，由于矩陣組中每一個(gè)空時(shí)編碼矩陣對(duì)應(yīng)的 等效信道相關(guān)矩陣的結(jié)構(gòu)類似，因此接收端只要支持相應(yīng)的同 一種解碼操作即 可，而不必全部支持每次重傳發(fā)送端可能采用的完全不同的空時(shí)編碼方式對(duì)應(yīng) 的解碼操作，降低了接收端的復(fù)雜度。
為了使空時(shí)編碼的性能進(jìn)一步提高，還可以盡量選擇干擾功率很小甚至干 擾功率元素值為零的等效信道相關(guān)矩陣對(duì)應(yīng)的空時(shí)編碼矩陣。例如，采用2根 發(fā)射天線時(shí)，Alamouti編碼的等效信道相關(guān)矩陣是對(duì)角陣，千擾功率元素值全 部為零，但在其他條件下，不一定存在千擾功率元素值全為零的等效信道相關(guān) 矩陣，因此，選擇的等效信道相關(guān)矩陣中非零干擾功率對(duì)應(yīng)的元素個(gè)數(shù)應(yīng)盡量 少。
另外，在步驟101中還需要通過空時(shí)編碼矩陣確定出設(shè)置的等效信道相關(guān) 矩陣，具體的確定過程如下
任何一種空時(shí)編碼矩陣都可以歸結(jié)為線性離散碼(LDC)的一種特例，LDC 的碼字構(gòu)成方法可以通過公式(2)表示如下S = E(W<Bg) (2)
其中 -V + A/是由2m個(gè)比特?cái)?shù)據(jù)調(diào)制后的符號(hào)，m為構(gòu)成一個(gè)調(diào)制 符號(hào)的比特個(gè)數(shù)的一半，()"靴V分別表示一個(gè)符號(hào)的實(shí)部和虛部，Ag，B,被 稱作離散矩陣，均是維度為iV,xr的矩陣，iV,表示發(fā)射天線數(shù)，T是傳輸這個(gè)編 碼塊的過程中所用的符號(hào)周期，Q表示碼字矩陣中所包含的調(diào)制符號(hào)的個(gè)數(shù)。 對(duì)于給定的天線數(shù)，LDC碼字的設(shè)計(jì)與T、 Q和離散矩陣(A^，BJ的選擇有很
大的關(guān)系。
根據(jù)公式(2)可以看出，利用當(dāng)前信道條件確定與發(fā)射天線條數(shù)iV,相同 個(gè)數(shù)的復(fù)數(shù)符號(hào)，每個(gè)復(fù)數(shù)符號(hào)可以拆分為實(shí)部和虛部，得到2iV,個(gè)符號(hào)，每 個(gè)符號(hào)分別與一組離散矩陣中的一個(gè)離散相乘作為加權(quán)，再將得到的2iV,個(gè)加 權(quán)后的矩陣相加，得到一個(gè)空時(shí)編碼矩陣。預(yù)先設(shè)置了多組離散矩陣，則可以 得到多個(gè)空時(shí)編碼矩陣，由于每個(gè)空時(shí)編碼矩陣對(duì)應(yīng)一個(gè)等效信道相關(guān)矩陣， 因此，可以根據(jù)當(dāng)前信道條件和預(yù)先設(shè)置的多組離散矩陣確定多個(gè)等效信道相 關(guān)矩陣。
具體地，LDC系統(tǒng)模型可以描述為公式(3)的形式
R= f^HS + V (3) 扭
其中，H表示乂xiV,維的信道矩陣，其中，乂表示接收天線數(shù)，iV,表示發(fā)
射天線數(shù)，S表示公式(2)中生成的iv,x:r維的空時(shí)編碼矩陣，v和R分別為乂xr 維的矩陣，其元素表征了每根接收天線在每個(gè)符號(hào)周期的接收信號(hào)和噪聲。R、
H、 S、 V均為復(fù)數(shù)矩陣，其中每一個(gè)元素都是復(fù)數(shù)。^表示接收天線上的信噪比。
通過維度擴(kuò)展，可以將公式(3)中復(fù)數(shù)形式的系統(tǒng)模型轉(zhuǎn)化為公式(4) 所示的實(shí)數(shù)形式的系統(tǒng)模型<formula>formula see original document page 12</formula>
上角標(biāo)R和I表示對(duì)矩陣取實(shí)數(shù)和取虛數(shù)，[R":UR^，[V"]"，[V^分別代表
<formula>formula see original document page 12</formula>
R R',V V'的第n列。而H的表達(dá)式中A,
<formula>formula see original document page 12</formula>
&=[(Hfi)(H')"]， (H""，(H。"分別代表H11， H'的第n行。
公式(4)中i可以稱為"等效信號(hào)項(xiàng)"，它是一個(gè)實(shí)數(shù)列向量，是將調(diào)制后 的符號(hào)的實(shí)部與虛部進(jìn)行拆分后，將其按序在列方向上交替排列而構(gòu)成。f也 是一個(gè)實(shí)數(shù)列向量，表征等效接收信號(hào)。力表示等效的噪聲矢量。而fi是等效 系統(tǒng)模型中的"等效信道矩陣"，等效信道矩陣中體現(xiàn)著瞬時(shí)的信道信息和空 時(shí)編碼矩陣的離散狀態(tài)信息。
通過公式(4)式可知，空時(shí)編碼的相關(guān)信息從空時(shí)編碼矩陣S中轉(zhuǎn)移到
了fi中。即空時(shí)編碼矩陣s的形式與fi的形式——對(duì)應(yīng)，通過分析fi的特征可
以得到空時(shí)編碼的相關(guān)特征。
接收端譯碼時(shí)，需要先經(jīng)過匹配濾波器H、貝寸
<formula>formula see original document page 12</formula>
公式(5)中的S是等效信號(hào)項(xiàng)，fi^矩陣就是等效信道相關(guān)矩陣fic，其中的對(duì)角線元素表征信號(hào)功率的幅值，即有效信號(hào)的幅值，而非對(duì)角線元素則 代表干擾功率的幅值。等效信號(hào)項(xiàng)中對(duì)應(yīng)每個(gè)實(shí)數(shù)符號(hào)的信道增益可以通過 fi"fi體現(xiàn)出來。
在步驟102中，獲得各等效信道相關(guān)矩陣中信號(hào)功率元素值和干擾功率元 素值之后，還可以直接將干擾功率元素值取負(fù)數(shù)，可以讓用戶后續(xù)可使用的等 效信道相關(guān)矩陣的個(gè)數(shù)增加一倍。在本發(fā)明中，由于干擾功率元素值的正負(fù)號(hào) 不會(huì)影響單次傳輸?shù)臋z測(cè)性能，因此，僅僅是干擾功率元素值的正負(fù)號(hào)不同的 等效信道相關(guān)矩陣可以看作是完全等價(jià)的。例如，根據(jù)當(dāng)前的瞬時(shí)信道條件計(jì) 算出了4個(gè)等效信道相關(guān)矩陣中的全部元素值，此時(shí)，將每個(gè)等效信道相關(guān)矩 陣中的干擾功率元素值取負(fù)數(shù)，就又得到了 4個(gè)新的等效信道相關(guān)矩陣，可以 將最終得到的8個(gè)等效信道相關(guān)矩陣用于后續(xù)的操作。
在步驟104中，將多個(gè)等效信道相關(guān)矩陣進(jìn)行相加時(shí)，實(shí)際上就是將每個(gè) 矩陣之間相同位置的信號(hào)功率元素值和干擾功率元素值相加。
在步驟105中，選擇滿足設(shè)定條件的重傳等效信道相關(guān)矩陣的方法包括但 不限于以下兩種方法
第一種方法:確定步驟104中得到的每個(gè)重傳等效信道相關(guān)矩陣的信千比， 從中選捧信干比不小于第一門限值的矩陣，在這里的信干比是指 一個(gè)重傳等
效信道相關(guān)矩陣中各對(duì)角線元素的和與各非對(duì)角元素絕對(duì)值的和之比。由于非 對(duì)角元素值的平方等于干擾功率元素值，因此，所述信干比也可以是指 一個(gè) 重傳等效信道相關(guān)矩陣中各信號(hào)功率元素值的和與各干擾功率元素值的和之 比。信干比的計(jì)算方式不同采用的第一門限值也可以相應(yīng)的改變。
另外，若存在多個(gè)重傳等效信道相關(guān)矩陣的信干比不小于第一門限值，則 可以任意選擇其中一個(gè)重傳等效信道相關(guān)矩陣，也可以選擇信干比最大的重傳 等效信道相關(guān)矩陣。
對(duì)于同一個(gè)重傳等效信道相關(guān)矩陣而言，雖然利用對(duì)角線元素的和與非對(duì) 角元素絕對(duì)值的和之比得到的信干比與利用信號(hào)功率元素值的和與干擾功率元素值的和之比得到的信干比在數(shù)值上不同，但是對(duì)于多個(gè)重傳等效信道相關(guān) 矩陣而言，只要采用相同的信干比計(jì)算方法，在按照信干比由小至大的順序排 列時(shí)，不論以哪種方式獲得信干比，矩陣之間排列的順序都相同。這種情況適用于任何形式的重傳等效信道相關(guān)矩陣，例如執(zhí)行步驟104 后得到的重傳等效信道相關(guān)矩陣為如下的fid和H^，則可以通過分別確定fid 和fi。的信干比來選擇合適的重傳等效信道相關(guān)矩陣。<formula>formula see original document page 14</formula>第二種方法這里的第二種方法是第一種方法的特例，它的前提是步驟104 中獲得的多個(gè)重傳等效信道相關(guān)矩陣之間，非零干擾功率的對(duì)應(yīng)元素的排列位 置相同，本方法包括以下三步1、從獲得的多個(gè)重傳等效信道相關(guān)矩陣中確 定第一矩陣組，該第一矩陣組中任意兩個(gè)等效信道相關(guān)矩陣之間，每行的信號(hào) 功率元素值相同；2、從所述第一矩陣組中進(jìn)一步確定第二矩陣組，該第二矩 陣組中任意一個(gè)重傳等效信道相關(guān)矩陣中每行的信號(hào)功率元素值相同；3、從 所述第二矩陣組中選擇一個(gè)干擾功率元素值之和不大于第二門限值的重傳等效信道相關(guān)矩陣。例如重傳等效信道相關(guān)矩陣為如下的H^和fie4，其對(duì)角線 中的元素都是t，非零干擾功率在Hd和H^中的位置相同，則從中選擇每行中干擾功率絕對(duì)值的和不大于第二門p艮值的矩陣。由于在這種情況下的重傳等效信道相關(guān)矩陣存在對(duì)稱性，因此第一行非對(duì)角線元素的絕對(duì)值的和與其他行相同，所以只需要計(jì)算一行非對(duì)角線元素的絕對(duì)值的和。由于可能存在多個(gè)每行 中干擾功率絕對(duì)值的和不大于第二門限值的重傳等效信道相關(guān)矩陣，因此，可以從中任意選擇一個(gè)，也可以選擇每行中干擾功率絕對(duì)值的和最小的矩陣。<formula>formula see original document page 15</formula>在第一種和第二種獲得滿足設(shè)定條件的等效信道相關(guān)矩陣的方法中涉及了第一門限值和第二門限值，這兩個(gè)值的確定方法包括但不限于根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值 確定、根據(jù)當(dāng)前的信道條件確定或其他可能的確定方法。如果本實(shí)施例一中的當(dāng)前重傳是第一次重傳，判斷當(dāng)前的信道衰落系數(shù)與 相鄰的前一次傳輸所述指定數(shù)據(jù)時(shí)的信道衰落系數(shù)之差是否小于閾值，若不小 于，則執(zhí)行以上步驟101至步驟106的方案；若衰落系數(shù)之差小于閾值，則可 以執(zhí)行以上步驟101至步驟106的方案，也可以直接將相鄰的前一次傳輸時(shí)確 定的等效信道相關(guān)矩陣ff1。中的非對(duì)角線元素值取負(fù)，得到的等效信道相關(guān)矩陣 fi c2作為本次的等效信道相關(guān)矩陣，則本次的重傳等效信道相關(guān)矩陣下面以4根發(fā)射天線和1根接收天線為例，說明判斷信道狀態(tài)改變量是否 較小的方法。假設(shè)hi表示第i根發(fā)射天線到接收天線的信道衰落系數(shù)，上一次 傳輸相同數(shù)據(jù)時(shí)信道衰落系數(shù)為h,、 h2、 113和114，當(dāng)前重傳時(shí)的信道衰落系 數(shù)為h; 、 h'2 、 h'3和h;,依次比較上一次傳輸和當(dāng)前重傳時(shí)的信道衰落系數(shù)， 若兩次傳輸?shù)拿恳桓炀€的信道衰落系數(shù)之差都小于閾值，則認(rèn)為信道狀態(tài)改 變量較??；否則，認(rèn)為信道狀態(tài)改變量較大。下面通過一個(gè)仿真實(shí)例說明利用本發(fā)明實(shí)施例一的重傳方法。 在本仿真實(shí)例中，設(shè)定發(fā)射天線數(shù)Nt-4，接收天線數(shù)NFl,編碼塊符號(hào) 周期T=4，空時(shí)編碼矩陣為4x4的矩陣。才艮據(jù)當(dāng)前信道條件計(jì)算并調(diào)制后的 符號(hào)的實(shí)部與虛部進(jìn)行拆分后得到x，、 x;、 x〖、x〖、x〖、x;、 x〖、x!這8個(gè)符 號(hào)。第一步確定16組正交基d至Q6作為調(diào)制得到的8個(gè)符號(hào)的離散矩陣，這16個(gè)正交基的復(fù)數(shù)加權(quán)可以構(gòu)成任意的4x4矩陣。這16組正交基C如下:<formula>formula see original document page 16</formula><formula>formula see original document page 17</formula>通過以上16個(gè)正交基C和16個(gè)正交基的復(fù)數(shù)即jC，可以得到32個(gè)基矩 陣，從中選擇8個(gè)作為4個(gè)復(fù)數(shù)符號(hào)的系數(shù)矩陣，得到空時(shí)編碼矩陣。第二步為了達(dá)到減少符號(hào)間干擾的目的，可以找到12種空時(shí)編碼矩陣以及等效信道相關(guān)矩陣，其形式可以完全相同。例如，可以得到一個(gè)空時(shí)編碼矩陣的形式如公式(6)所示。<formula>formula see original document page 17</formula>公式(6)所示的空時(shí)編碼矩陣中，xf選取的基矩陣是d,因此，公式(6) 中對(duì)角線中元素的實(shí)部為x，； x;選取的基矩陣是C9; 4選取的基矩陣是C3; x^選取的基矩陣是Cu; x^選取的基矩陣是C2; x;選取的基矩陣是C13; xf選 取的基矩陣是C4; xi選取的基矩陣是C12。公式(6)的等效信道相關(guān)矩陣的形式與公式(1 )相同，其中 t—h^+lh^+lh^+lhj2, a = -2(hj4^+h;h:+h;h;+h;h"， hf和h;分別表示第j根發(fā)射天線到接收天線的信道衰落系數(shù)的實(shí)部和虛部。除了公式(6)所示的空時(shí)編碼矩陣的形式之外，還可以從這32個(gè)基矩陣 中做選擇，寫出另外11種不同的空時(shí)編碼矩陣，其等效信道相關(guān)矩陣的形式 都與公式(l)相同，只是a值的絕對(duì)值不同。另外，也存在其它空時(shí)編碼矩陣的等效信道相關(guān)矩陣的形式與公式(1) 相同，a的幅度相同，但有正負(fù)號(hào)差異，如公式(7)所示<formula>formula see original document page 18</formula>在本發(fā)明中，認(rèn)為公式(7)與公式(1)的空時(shí)編碼矩陣是完全等價(jià)的， 因?yàn)閍值的正負(fù)號(hào)不會(huì)影響單次傳輸?shù)臋z測(cè)性能。通過對(duì)12個(gè)空時(shí)編碼矩陣的計(jì)算可以得到12個(gè)等效信道相關(guān)矩陣，這12 個(gè)等效信道相關(guān)矩陣的形式相同，所不同在于a的絕對(duì)值，通過計(jì)算可得12 個(gè)干擾功率分別如下<formula>formula see original document page 18</formula>a12=2|(hf hi - h;h;) - (h;h;-鵬
第三步々li殳當(dāng)前為第一次重傳，并且上一次傳輸時(shí)采用的等效信道相關(guān)
矩陣為化=
<formula>formula see original document page 19</formula>
,其中的干擾項(xiàng)為a',則從第二步中確定的
等效信道相關(guān)矩陣中選擇一個(gè)，如選擇Hfi =
<formula>formula see original document page 19</formula>
表示1至24(包括a分別是正號(hào)和負(fù)號(hào)的情況)中的一個(gè)，a'與a;之和最小。 第四步將S:與i^之和作為重傳等效信道相關(guān)矩陣fi。，并進(jìn)行本次重傳,
<formula>formula see original document page 19</formula>
如圖2所示，為分別利用本發(fā)明方案、傳統(tǒng)的Chase合并(Chase Combining),部分遞增冗余(Partial IR)和干擾相消(Cancel)方案分別在快 變的信道條件下得到的誤碼率(BER)隨信噪比(SNR)變化的對(duì)比示意圖， 假設(shè)在turbo編碼碼率為1/2，編碼方式為四相相移鍵控(QPSK)，并且當(dāng)前執(zhí) 行的是第一次重傳操作。Cancel方案是指當(dāng)前的重傳采用的等效信道相關(guān)矩陣中的干擾項(xiàng)與上一 次傳輸時(shí)采用的等效信道相關(guān)矩陣中的干擾項(xiàng)大小相同，符號(hào)相反，在接收端 進(jìn)行公式(8)的合并方式，這一方案可以省略等效信道相關(guān)矩陣的計(jì)算和選 擇模塊，減少運(yùn)算復(fù)雜度；Chase Combining方案是當(dāng)前重傳和上一次傳輸采 用固定的空時(shí)編碼方式，接收端采用與Cancel方案相同的合并方式；Partial IR 方案中，兩次傳輸時(shí)的等效信道相關(guān)矩陣分別獨(dú)立求解，最后進(jìn)行bit級(jí)的合 并。在快變信道條件下的本發(fā)明方案采用線性的最大似然檢測(cè)譯碼(直接在實(shí) 數(shù)的接收信號(hào)矢量上除以信號(hào)功率t)，其他的均采用單個(gè)復(fù)數(shù)符號(hào)的最大似然 檢測(cè)譯碼(Single-Symbol Decodable ML )。
從圖2中可以看出，在信噪比由小變大的過程中，利用本發(fā)明方案得到的 曲線圖對(duì)應(yīng)的誤碼率都明顯小于其他方案，特別是信噪比達(dá)到4dB以后，利用 本發(fā)明方案得到的誤碼率比利用Chase Combining和Partial IR方案得到的誤碼 率至少小2個(gè)數(shù)量級(jí)。
與本發(fā)明實(shí)施例一對(duì)應(yīng)的，本發(fā)明實(shí)施例二還提供了一種在多輸入多輸出 系統(tǒng)中的重傳設(shè)備，如圖3 (a)和圖3 (b)所示，該設(shè)備包括重傳等效信 道相關(guān)矩陣獲得模塊ll、選擇模塊12和重傳模塊13,其中重傳等效信道相 關(guān)矩陣獲得模塊11用于將已執(zhí)行過的傳輸指定數(shù)據(jù)操作時(shí)采用的等效信道相 關(guān)矩陣，分別與根據(jù)當(dāng)前信道條件計(jì)算獲得的多個(gè)等效信道相關(guān)矩陣相加，得 到多個(gè)重傳等效信道相關(guān)矩陣；選擇模塊12用于從得到的多個(gè)重傳等效信道 相關(guān)矩陣中選擇一個(gè)滿足設(shè)定條件的重傳等效信道相關(guān)矩陣；重傳模塊13用 于利用選擇的重傳等效信道相關(guān)矩陣對(duì)應(yīng)的空時(shí)編碼矩陣對(duì)所述指定數(shù)據(jù)執(zhí) 行空時(shí)編碼操作后發(fā)送。
所述設(shè)備還包括等效信道相關(guān)矩陣確定模塊14，用于根據(jù)當(dāng)前信道條件和 預(yù)先設(shè)置的多組離散矩陣，計(jì)算確定所述多個(gè)等效信道相關(guān)矩陣，并發(fā)送給重 傳等效信道相關(guān)矩陣獲得模塊11。
本發(fā)明實(shí)施例二中的選擇模塊可以有兩種選擇滿足設(shè)定條件的重傳等效信道相關(guān)矩陣的形式，分別如圖3 (a)和圖3 (b)所示。
如圖3 (a)所示，所述選擇模塊12包括信干比確定單元21和第一選擇執(zhí)行單元22，其中信干比確定單元21用于確定每個(gè)重傳等效信道相關(guān)矩陣的信干比，所述信千比為重傳等效信道相關(guān)矩陣中各信號(hào)功率元素值的和與各干擾功率元素值的和之比；第一選擇執(zhí)行單元22用于選擇一個(gè)信干比不小于第 一 門限值的重傳等效信道相關(guān)矩陣。
如圖3 (b)所示，所述選擇模塊12包括第一矩陣組確定單元31、第二矩陣組確定單元32和第二選擇執(zhí)行單元33，其中第一矩陣組確定單元31用于從所述多個(gè)重傳等效信道相關(guān)矩陣中確定第一矩陣組，該第一矩陣組中任意兩個(gè)重傳等效信道相關(guān)矩陣之間，每行的信號(hào)功率元素值相同；第二矩陣組確定單元32用于從所述第一矩陣組中進(jìn)一步確定第二矩陣組，該第二矩陣組中任意一個(gè)重傳等效信道相關(guān)矩陣中每行的信號(hào)功率元素值相同；第二選擇4丸行單元33用于從所述第二矩陣組中選擇一個(gè)干擾功率元素值之和不大于第二門限值的重傳等效信道相關(guān)矩陣。
通過本發(fā)明實(shí)施例方法和設(shè)備，在進(jìn)行重傳時(shí)充分考慮當(dāng)前的信道條件和之前傳輸時(shí)采用的等效信道相關(guān)矩陣，在信噪比一定的情況下，降低了重傳的誤碼率，提高了重傳性能，增大了重傳成功的可能性；由于可供發(fā)射端選擇的空時(shí)編碼矩陣具有結(jié)構(gòu)類似的等效信道相關(guān)矩陣，因此，接收端只需要具有相應(yīng)的同一種解碼能力即可，降低了對(duì)接收端能力的要求，使得接收端的復(fù)雜度較低；另外，為了進(jìn)一步減少系統(tǒng)的計(jì)算量，在當(dāng)前傳輸是第一次重傳時(shí)且當(dāng)前的信道條件與相鄰的上一次傳輸?shù)男诺罈l件改變較小時(shí)，直^l妄將為上一次傳輸計(jì)算獲得的等效信道相關(guān)矩陣中的非對(duì)角線元素取負(fù)后作為本次等效信道相關(guān)矩陣進(jìn)行后續(xù)操作。
顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種在多輸入多輸出系統(tǒng)中的重傳方法，其特征在于，該方法包括將已執(zhí)行過的傳輸指定數(shù)據(jù)操作時(shí)采用的等效信道相關(guān)矩陣，分別與當(dāng)前確定的多個(gè)等效信道相關(guān)矩陣相加，得到多個(gè)重傳等效信道相關(guān)矩陣；從得到的多個(gè)重傳等效信道相關(guān)矩陣中選擇一個(gè)滿足設(shè)定條件的重傳等效信道相關(guān)矩陣；利用選擇的重傳等效信道相關(guān)矩陣對(duì)應(yīng)的空時(shí)編碼矩陣對(duì)所述指定數(shù)據(jù)執(zhí)行空時(shí)編碼操作后發(fā)送。
2、 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述已執(zhí)行過的傳輸指定數(shù)據(jù)操作時(shí)采用的等效信道相關(guān)矩陣是與當(dāng)前重傳相鄰的前一次傳輸所述指定凄t據(jù)時(shí)采用的等效信道相關(guān)矩陣，或者，已執(zhí)行過的每次傳輸所述指定數(shù)據(jù)操作時(shí)采用的等效信道相關(guān)矩陣之和。
3、 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述多個(gè)等效信道相關(guān)矩陣是根據(jù)當(dāng)前信道條件和預(yù)先設(shè)置的多組離散矩陣確定的。
4、 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，選擇一個(gè)滿足設(shè)定條件的重傳等效信道相關(guān)矩陣，具體包括以下步驟確定每個(gè)重傳等效信道相關(guān)矩陣的信干比，所述信干比為重傳等效信道相關(guān)矩陣中各信號(hào)功率元素值的和與各干擾功率元素值的和之比；選擇一個(gè)信干比不小于第 一 門限值的重傳等效信道相關(guān)矩陣。
5、 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，得到的多個(gè)重傳等效信道相關(guān)矩陣中的非零干擾功率的對(duì)應(yīng)元素的排列位置相同。
6、 如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，選擇一個(gè)滿足設(shè)定條件的重傳等效信道相關(guān)矩陣，具體包括以下步驟從得到的多個(gè)重傳等效信道相關(guān)矩陣中確定第一矩陣組，該第一矩陣組中任意兩個(gè)重傳等效信道相關(guān)矩陣之間，每行的信號(hào)功率元素值相同；從所述第一矩陣組中進(jìn)一步確定第二矩陣組，該第二矩陣組中任意一個(gè)重傳等效信道相關(guān)矩陣中每行的信號(hào)功率元素值相同；從所述第二矩陣組中選擇一個(gè)干擾功率元素值之和不大于設(shè)定第二門限值的重傳等效信道相關(guān)矩陣。
7、 一種在多輸入多輸出系統(tǒng)中的重傳設(shè)備，其特征在于，該設(shè)備包括重傳等效信道相關(guān)矩陣獲得才莫塊，用于將已執(zhí)^f亍過的傳輸指定數(shù)據(jù)4喿作時(shí)采用的等效信道相關(guān)矩陣，分別與當(dāng)前確定的多個(gè)等效信道相關(guān)矩陣相加，得到多個(gè)重傳等效信道相關(guān)矩陣；選擇模塊，用于從得到的多個(gè)重傳等效信道相關(guān)矩陣中選擇一個(gè)滿足設(shè)定條件的重傳等效信道相關(guān)矩陣；重傳模塊，用于利用選擇的重傳等效信道相關(guān)矩陣對(duì)應(yīng)的空時(shí)編碼矩陣對(duì)所述指定數(shù)據(jù)執(zhí)行空時(shí)編碼操作后發(fā)送。
8、 如權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備還包括等效信道相關(guān)矩陣確定模塊，用于根據(jù)當(dāng)前信道條件和預(yù)先設(shè)置的多組離散矩陣，計(jì)算確定所述多個(gè)等效信道相關(guān)矩陣，并發(fā)送給重傳等效信道相關(guān)矩陣獲得模塊。
9、 如權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其特征在于，所述選擇模塊，包括信干比確定單元，用于確定每個(gè)重傳等效信道相關(guān)矩陣的信干比，所述信干比為重傳等效信道相關(guān)矩陣中各信號(hào)功率元素值的和與各干擾功率元素值的和之比；第 一選擇執(zhí)行單元，用于選擇一個(gè)信干比不小于第 一 門限值的重傳等效信道相關(guān)矩陣。
10、 如權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其特征在于，所述選擇模塊，包括第一矩陣組確定單元，用于從得到的多個(gè)重傳等效信道相關(guān)矩陣中確定第一矩陣組，該第一矩陣組中任意兩個(gè)重傳等效信道相關(guān)矩陣之間，每行的信號(hào)功率元素值相同；第二矩陣組確定單元，用于從所述第 一矩陣組中進(jìn)一步確定第二矩陣組，該第二矩陣組中任意一個(gè)重傳等效信道相關(guān)矩陣中每行的信號(hào)功率元素值相同；第二選擇執(zhí)行單元，用于從所述第二矩陣組中選擇一個(gè)干擾功率元素值之和不大于第二門限值的重傳等效信道相關(guān)矩陣。
全文摘要
本發(fā)明公開了在多輸入多輸出系統(tǒng)中的重傳方法和設(shè)備，其主要方案為將已執(zhí)行過的傳輸指定數(shù)據(jù)操作時(shí)采用的等效信道相關(guān)矩陣，分別與當(dāng)前確定的多個(gè)等效信道相關(guān)矩陣相加，得到多個(gè)重傳等效信道相關(guān)矩陣；從得到的多個(gè)重傳等效信道相關(guān)矩陣中選擇一個(gè)滿足設(shè)定條件的重傳等效信道相關(guān)矩陣；利用選擇的重傳等效信道相關(guān)矩陣對(duì)應(yīng)的空時(shí)編碼矩陣對(duì)所述指定數(shù)據(jù)執(zhí)行空時(shí)編碼操作后發(fā)送。通過本發(fā)明，在信噪比一定的情況下，降低了重傳的誤碼率，提高了重傳性能，增大了重傳成功的可能性。
文檔編號(hào)H04L1/16GK101635614SQ20081011724
公開日2010年1月27日 申請(qǐng)日期2008年7月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月25日
發(fā)明者力 王, 王文博, 慧 趙, 璐 韓 申請(qǐng)人:中國移動(dòng)通信集團(tuán)公司