一种多天线发射分集方法及装置的制作方法

专利名称：一种多天线发射分集方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及通信领域，尤其涉及一种多天线发射分集方法及装置。
技术背景在无线通信的上行传输中，由于考虑终端的功率放大器的成本， 一种被主流标准采纳的单天线的发射方法是在变换到时域信号前先进行DFT(离散 傅立叶变换)，保证其时域信号的峰均比，减小对功率放大器的性能要求。 随着技术的发展，单天线的应用不再满足上行传输要求，因此多天线技术受 到了广泛的关注。 一种被使用的多天线技术是分集技术。而一些下4亍传输时 的分集方案被直接应用于上行传输时可能会有峰均比不能保证以及下行方 案应用到上行时由于存在一些不同的处理技术，如前面提到的DFT技术， 原有性能优势会丧失等缺点，因此需要被重新考虑和设计。目前已经确定的两天线发射分集方案是对需要在同一码元符号时间内 发射的调制符号进行DFT变换，然后对来自不同的DFT变换后的符号进行 Alamouti空时编码(Space Time Block Coding,简写为STBC)，该方法能 够保证不破坏上行的峰均比，且不破坏Alamouti编码特性，具有2天线发 射时的非常优的性能。 一种2天线的分集编码发送端处理方法如图l所示， 对待发射符号进行QAM调制，M点DFT变换，空时编码，子载波映射，N 点DFT逆变换，最后插入CP后发射。其中空时编码(Space - Time Coding) 模块使用的分集编码矩阵为2天线的STBC编码矩阵，可以形如T_Symbol1 T_Symbol2Tx1 Tx2—52^ ■上述分集编码矩阵的列为天线维度，行为时间维度。^&等为分集编码矩阵的示意符号。需要编码的符号数应为XxN个，X为示意符号个数，N10为整数。此例中X为2，因此每2个符号分别与^ A对应，进行分集编码。所有符号按照分集编码矩阵所示的方法完成编码后再映射到相应的空时频资源位置上发送。也可以是其对角线上元素互换的等效变换；这种方法能够保证每根天线 上的每个码元符号内频域位置上的数据均来自于同1个M-DFT变换后的序 列，或仅仅是对变换后的序列的符号元素进行了取负，共轭，相位旋转等不 影响其峰均比特性的操作，且在天线上排布后未改变其原有的符号顺序(变换后符号的符号顺序)。而对于更多天线的分集编码，STBC在扩展时则需要考虑具体应用时的 性能和对峰均比的影响2个方面。现有的一种4天线分集编码技术是采用STBC+PSD (相位旋转)方案， 即在上述STBC方案的基础上引入PSD技术，该技术能够保证峰均比的影 响。具体的方法是使用STBC编码块的拷贝，并加入不同的相位旋转，其分 集编码矩阵为、,s,, 一一 一—《一力一《一'仍^^'炉4 —上述分集编码矩阵的行之间可互相交换，列之间可互相交换。其列为天 线维度，行为时间维度，分集编码矩阵占用2个时域码元符号，占用4根天 线。整个分集编码矩阵属于同l个频域资源维度。可以对STBC块上的对角 线元素的互换，行之间的互换，列之间的互换等方法进行等效变换。该方法 不影响各天线上的峰均比，且其简单易于实现。但该方法分集增益有待提高。发明内容本发明要解决的技术问题是提供一种多天线发射分集方法和装置，增加 分集增益。为了解决上述问题，本发明提供了一种多天线发射分集方法，将待发射 数据进行编码调制及变换后得到的变换符号进行分集编码，将分集编码后的 数据映射在对应的空时频资源上发射，所述分集编码包括对变换符号进行空 时编码和相位旋转得到分集编码块，其特征在于，同一分集编码块中，其同 一列的相位旋转值相同，不同列之间的相位旋转值不全相同，至少存在一分 集编码块与其他分集编码块之间对应位置的相位旋转值中的至少一对应位 置的相位旋转值不相同。
进一步地，上述方法还可具有以下特点，时域相邻的若干个分集编码块 之间对应位置的相位旋转值不同，和/或，频域相邻的若干个分集编码块之 间对应位置的相位旋转值不同。
进一步地，上述方法还可具有以下特点，所述分集编码块之间，其对应 位置的相位旋转值随时间和/或频域位置变化而变化。
进一步地，上述方法还可具有以下特点，在4天线系统中，进行分集编 码时，所使用的分集编码矩阵为
Ae郝('、")+w'"))^/似('',"，,"))s (' ) ('.,"))'
或该矩阵4壬
意行交换、任意列交换得到的矩阵；
其中列为天线维度，行为时间维度，A为一常数，i是与时域位置相关 的一参数；n是与频域位置相关的一参数，W,")为与i和/或n相关的线性 函数，《，《,《，《为常数，W，")为常数值。
进一步地，上述方法还可具有以下特点，在4天线系统中，进行分集编 码时，所使用的分集编码矩阵如下
或该矩
一々如('')+糾"踏,"))^V(柳"""，'"))—*如(')+^*'(")佛、"))
A x
阵任意行交换、任意列交换得到的矩阵；
其中列为天线维度，行为时间维度，A为一常数，i是与时域位置相关 的一参数；n是与频域位置相关的一参数，W，")为与i相关的线性函数，* (") 为与n相关的线性函数，《，《,《,&，《,《,《，《为常数，W,")为常数值。
进一步地，上述方法还可具有以下特点，所述i为时域位置或时域位置
12逻辑编号D除以N取整，或者为时域位置编号D除以Z取余后再除以N取 整，Z, N为整数；所述n为频域位置或频域位置编号除以M取整，M为整数。
进一步地，上述方法还可具有以下特点，所述分集编码具体包括
Al)把来自2个不同变换后的符号序列，映射到s,和&两个示意符号所对 应的2层上，具体映射方法为
,,、 Q / = 0，1， "M-1 x(K(,')
M为变换后变换符号的个数，其中x^)(0和^(/)表示A^两个示意符号 所对应的2层；d。(/)和4(/)表示2个经过变换后生成的符号序列；
A2)对层映射后的数据进行预编码，其处理方法为『*1)，其中W为预 编码矩阵，D为由各层上数据符号或数据符号的部分信息组成的序列；
预编码矩阵W为
10 7.0
0一l0
010
10- /0
100
0—10
010
10—_/0
及其任意行交换，任意列交换的变形，其中A为一个常数；
D为层上部分数据符号信息组成的序列，对^(0和^(/)进行预编码时， D具体如下
或其行之间的交换
其处理方法描述为
13乂°)(4/)画l0
)0-1
严(4/ + 1)01
乂"(4"1)=爿*10
乂。)(4"2)10
乂"(4"2)0—1
/0)(4/ + 3)01
/"(4Z + 3)10
■/00 /0/-Re(x(，))-
一_/0*Re(x(1)。)
/0Im(x(。)(/))
0 /Im(x("(z))—
0— /0/^4/)/、4"i)/。乂4"2)j/w(4"3)对应的是需要获取的编码输出矩阵的 第1行，/)(4/);/1)(4/ + 1)乂"(4/ + 2),"(4/ + 3)对应的是编码输出矩阵的第2行， 如以下矩阵所示
(4/)y(0) (4/ +1)/0) (4/ + 2),) (4/ + 3)— —乂" (4/)/1) (4/ + (4/ + 2)>>(1) (4, + 3)—
A3 )对上述编码输出矩阵进行相位旋转得到分集编码块。
进一步地，上述方法还可具有以下特点，所述分集编码具体包括
Bl)把来自2个不同变换后的符号序列，映射到^和A两个示意符号所 对应的2层上，具体映射方法为
,,、0 / = 0,1，...,M-1
M为变换后变换符号的个数，其中xW(0和^(/)表示^^两个示意符号 所对应的2层，d。(/)和《(/)表示2个经过变换后生成的符号序列；
B2)对层映射后的数据进行预编码，处理方法为酽*￡),其中W为预编 码矩阵，D为由各层上数据符号或数据符号的部分信息组成的序列，预编码 矩阵W为
1 0 _/ 0 0 -l 0 _/ 0 10 y
10 -/ 0
及其任意行交换，任意列交换的变形，其中A为一个常数；
D为层上部分数据符号信息组成的序列，对每对需要进行预编码的,力)和x(')(/), D为:
Re(x(0)(/))-Re(x(1)(/)) Im(x(。)(/)) Im(x(1)(/))—
或其行之间的交换
预编码处理过程为:
0]「Re(x(0)(/)} / Re(x("0〕j 7' Im(x，)) 。丄Im(x(1)(/))
B3)对于每个i值，对预编码矩阵处理后的得到的数据进行拷贝，把预 编码处理后得到数据及其拷贝数据填入以下编码输出矩阵中，
y，4/);;(。)(4/ + 1)y。)(4/ + 2)j/°)(4/ + 3) 乂°>对应的是需要获取的编码输出矩阵 的第l行,/)(4!'),(4!' + l)/)(4!' + 2)/)(4!' + 3)y"对应的是编码输出矩阵的第2 行；其中，/0)(4/) =Y1, ) =Y2， 乂。)(4"1) =Y3, /)(4/ + l)=Y4， /0)(4/ + 2) =Yl ， y"(4z' + 2) = Y2， 乂0)(4/ + 3) = Y3, /)(4z' + 3) =Y4;
B4)对上述编码输出矩阵进行相位旋转；
或者，将所述步骤B3和B4进行交换，即将预编码处理后得到数据及 其拷贝数据分别经过相位旋转处理后填入所述编码输出矩阵中。
本发明还提出一种多天线发射分集装置，包括编码调制模块，用于将待 发射数据进行编码调制生成调制符号；变换模块，用于将调制符号进行变换 后得到的变换符号；分集编码模块，用于对变换符号进行分集编码；发射模 块，用于将分集编码后的数据映射在对应的空时频资源上发射，其特征在于， 所述分集编码模块对变换符号进行空时编码和相位旋转获得分集编码块，同 一分集编码块中，其同一列的相位旋转值相同，不同列之间的相位旋转值不 全相同；至少存在一分集编码块与其他分集编码块之间的对应位置的相位旋 转值中，至少一对应位置的相位旋转值不相同。
进一步地，上述装置还可具有以下特点，所述分集编码^t块进行分集编
,)(4/ +1)/0) (4/ + 2)/0) (4/ + 3) 乂" (4z>(1) (4/ +1)/" (4/ + 2);/1) (4/ + 3)
15A x
或该矩阵任
码得到的分集编码块中，时域相邻的若干个分集编码块之间对应位置的相位旋转值不同，和/或，频域相邻的若干个分集编码块之间对应位置的相位旋转值不同。
进一步地，上述装置还可具有以下特点，在4天线系统中，所述分集编
码模块使用如下分集编码矩阵进行分集编码
AeX早('.,")+w'"))Ae/(《啡,")+w,"))^e/(w(',")+外-,"))^eXaw'^+w,"))--s;e顏'、"緣"))^V(柳,")+氛"))_ ^e)(W,")+(H'、")) s:eX柳'"W,"))
意行交换、任意列交换得到的矩阵；
其中列为天线维度，行为时间维度，A为一常数，i是与时域位置相关的一参数；n是与频域位置相关的一参数，W,")为与i和/或n相关的线性函数，《，&，《,&为常数，W,")为常数值。
进一步地，上述装置还可具有以下特点，在4天线系统中，所述分集编码模块使用如下分集编码矩阵进行分集编码
或该矩
^ey(糾'.)+^'(")+w,")) s y(&w')+^'(")+亂")) ^eA柳+W(")+州,")) 5 ej.(e W(")+ K'、"))
A x
阵任意行交换、任意列交换得到的矩阵；
其中列为天线维度，行为时间维度，A为一常数，i是与时域位置相关的一参数;n是与频域位置相关的一参数，W,")为与i相关的线性函数，* (")
为与n相关的线性函数， 《，《，0"《4 5 《，《，《
为常数，W,")为常数值。
进一步地，上述装置还可具有以下特点，所述分集编码模块包含符号编码单元和相位旋转单元，其中
所述符号编码单元，用于对变换后的符号序列进行空时编码；
所述相位旋转单元，用于对空时编码后的数据进行相位旋转。
进一步地，上述装置还可具有以下特点，所述符号编码单元包括层映射子单元和预编码子单元，其中，
所述层映射子单元，用于把来自2个不同变换后的符号序列，映射到^和^两个示意符号所对应的2层上，具体映射方法为
z = 0,1,.."M —1M为变换后符号序列的符号数；其中,)(/)和x("(,')表示^ A两个示意符号所对应的2层，d。(/)和《(/)表示2个经过变换后生成的符号序列；
所述预编码子单元，用于对层映射后的数据进行预编码，其处理方法是，提取每层上1数据符号进行预编码，预编码矩阵W为<formula>formula see original document page 17</formula>一y'
及其任意行交换，任意列交换的变形，其中A为一个常数；
D为层上部分数据符号信息组成的序列，对每对需要进行编码的？W)和x(1)(/), D为，
Re(x(。)(0)-Re(;c(1)(/))Im(x(0)(/))Im(x(1)(/))
或其行之间的交换
其处理方法描述为
_10 /0—
,(4/)0—10
严(4/ + 1)010■/
+ 1)=力*10-y0*
+ 2)100
+ 2)0—10
/0)(4/+3)010
V"(4!. + 3)—10一J'0
Re(jc(。)(0)'Re(x(1)(/))
Im(x(。)(/))Im(x("(O)-
/。)(4/)/。)(4/ + 1)乂°)(4/ + 2);/。)(4/ + 3)对应的是需要获取的编码输出矩阵的第1行，乂1)(4/)/1)(4/ + 1)乂1)(4"2)乂1)(4/ + 3)对应的是编码输出矩阵的第2行，如以下矩阵所示
》(0) (4z>(0) (4/ +1)/0) (4/ + 2)乂0) (4/ + 3)—(4!>(1) (4i+(4/ + 2)y" (4i + 3)
17所述相位旋转单元，用于对上述编码输出矩阵进行相位旋转。
进一步地，上述装置还可具有以下特点，所述符号编码单元包括层映射子单元、预编码子单元和符号拷贝子单元，其中，
所述层映射子单元，用于把来自2个不同变换后的符号序列，映射到^和^两个示意符号所对应的2层上；具体映射方法为
G/ = 0,l,...，M-lx(1)(/)=《(0
M为变换后符号序列的符号数；其中,…)和V"(0表示A&两个示意符号所对应的2层，《(/)和《(,')表示2个经过变换后生成的符号序列；
所述预编码子单元，用于对层映射后的数据进行预编码，具体为『*￡),预编码矩阵W为
10/0
0_10/
010/
10—y0
及其任意行交换，任意列交换的变形，A
为一个常数；
D为层上部分数据符号信息组成的序列，对每对需要进行编码的x，i)和x(1)(/)， D为:
—Re(;c(。)(/)丫
Reh:(z)或其行之间的交换
Im(x(1)(0)—
预编码处理过程为:
—10■/0—陽Re(x(0)(0)-
720—10_/
\\ / / / … \
13010Im(x(0)(,))
/410—0Im(;c(1)(/))
符号拷贝子单元，用于对预编码矩阵处理后的得到的数据Yl, Y2、 Y3和Y4进行拷贝，把预编码处理后得到数据及其拷贝数据填入以下矩阵中，少(1) (4/)/1) (4/ +(4/ + 2)少(1) (4/ + 3) _
/°)(4/)3;(°)(4/ + 1)/°)(4/ + 2)乂°)(4/ + 3)对应的是需要获取的编码输出矩阵的第1行，乂')(4/)/1)(4/ + 1)/"(4/ + 2)乂"(4/ + 3)对应的是编码输出矩阵的第2行，其中，_y(0)(4/)=Yl, /)(40=Y2, 1)=Y3, 1)=Y4, /0)(4/ + 2)=Yl, /"(4/ + 2) = Y2， ；/0)(4〖+ 3) = Y3,少(1)(4/ + 3) =Y4;
所述相位旋转单元，用于对上述编码输出矩阵的各元素进行相位旋转；
或者，所述相位旋转单元，用于将预编码处理后得到数据Y1、 Y2、 Y3和Y4及其拷贝数据进行相位旋转处理；
所述符号拷贝子单元，用于将所述经过相位旋转处理的数据及其拷贝数据填入所述编码输出矩阵中。
本发明采用提出的分集编码方法，使用的分集编码矩阵之间相位旋转值随时间频域位置变化而变化，获取不同的信号经过差异化的信道后带来的分集增益，从而增加了分集增益。


图1是现有2天线的分集编码发送端处理框图；图2是本发明多天线发射分集编码示意图。
具体实施例方式
使用现有技术中提到的分集编码矩阵进行分集编码时，会使得经过分集编码后的编码块与编码块之间对应的位置相位旋转值相同，也就意味着时间上或频域上相邻的2个经过分集编码后产生的编码块，信道的特性会比较接近，从整个传输块来看经历的信道特性差异化不明显，损失了较多的传输分集增益。
现有4天线分级编码技术的STBC+相位旋转的增益是同样信号经过不同相位旋转的信道后在接收端能获取经过差异化信道和接收合并所带来的分集增益。例如接收合并时，同样的信号3获得+ "|//1 + //,1相对于^||//1||幅
度响应差异化的效果
由于STBC+相位旋转的方案中使用了拷贝信号，这种相位旋转的差异化使得接收端合并后能够带来历经信道的差异化。但现有技术没有充分考虑应用场景的不同，使得随时间频率动态相位旋转的分集编码能带来有益效果，而只获取了 ^经过不同信道的分集增益，而没有充分获取v ^之间经过差异化信道带来的分集增益。
本发明的中心思想是，分集编码块之间对应位置的相位旋转值随着时间和/或频域位置变化而变化，从而增加分集增益，同一分集编码块中，其同一列的相位旋转值相同，不同列之间的相位旋转值不全相同，至少存在一分集编码块与其他分集编码块之间的对应位置的相位旋转值中的至少一对应位置的相位旋转值不相同。通常，时域相邻的若干个分集编码块之间对应位置的相位旋转值不同，和/或，频域相邻的若干个分集编码块之间对应位置的相位旋转值不同。
下面将结合附图和实施例对本发明进行详细描述。
本发明提出一种多天线发射分集方法，如图2所示，所述方法包括
步骤301:将待传输的比特数据输入编码调制;f莫块生成符号序列Y;
步骤302:将Y进行分组，其中2组分别为Yl和Y2。 Yl与Y2的符
号数相等；
步骤303:对符号序列Y1， Y2分别进行变换处理，生成变换序列XI,
X2;
本步骤中进行变换处理的作用是使得变换后的信号XI， X2中的部分或全部元素经过了共轭、取负，相位旋转等不影响其幅度绝对值的变换后，映射到相应的空时频域资源位置后，同l根天线上的1个码元符号时间内频域信号变换到时域后具有较小的峰均比；
步骤304:对变换后的符号序列X1， X2进行分集编码；
步骤305:将分集编码后的数据映射到对应的空时频资源上发射出去。步骤304中，分集编码采用一种STBC + PSD的改进型分集编码，其相 位旋转值随时间频域位置变化而变化，从而获得更多时域和频域选择性衰落 带来的分集增益。
下面通过具体应用示例说明本发明提出的STBC+PSD分集编码方法使 用的分集编码矩阵，但本发明不限于以下所述分集编码矩阵。
第一类分集编码矩阵
鄭(i,"跳"))
j2e
及其任意行交换，任意列交换的变形。 其中列为天线维度，行为时间维度，A为一常数。
i是与时域位置相关的一参数，例如i可以是时域位置或时域位置逻辑 编号D除以N取整，N为整数。
D可以是用于传输数据时域符号的逻辑编号，具体的可以是用于需要进 行STBC+相位旋转处理的时域符号的逻辑编号。编号的范围可以是1个传 输时间间隔TTI，下一个TTI开始重新编号。
n是与频域位置相关的一参数，例如n可以是频域位置或频域位置编号 除以M取整，M为整数；W,")为只与i相关的线性函数，或只与n相关的 线性函数，或与i和n都相关的线性函数，《，《,《，《是线性函数的系数，为 常数。W,")为常数值。
例如，
i为时域符号编号D/2取整，n为频域子载波编号； W,")为与i和n都相关的线性函数，具体为W，")=i+n; 此时分集编码矩阵为
<formula>formula see original document page 21</formula>例如
i为时域符号逻辑编号D/2取整，n为频域子载波编号； W，")为只与i相关的线性函数，具体为A:(/,") =i;
此时分集编码矩阵为
Ax
y/一('、"))j,'(一('、"))^麵州,")) j^'"'w))-
第二类分集编码矩阵:
- ^W(裤.("崎'"))^Xw)"^"—"'")) — ^eJ'^w+g"",'.")) 一 A*('')W(")+ K'',">)
及其任意行交换，任意列交换的变形。
其中列为天线维度，行为时间维度，A为一常数；
i是时域位置或时域位置编号D除以N取整，N为整数；
n是频域位置或频域位置编号D除以M取整，M为整数；
W)为与i相关的线性函数，A:'(")为与n相关的线性函数。《，《,《A, 《，《，《,《是线性函数的系数，为常数。W，")为常数值。
例如
i为时域符号编号D/2， n为频域子载波编号； W)为与i相关的线性函数，具体为"')=i; M")为与n相关的线性函数，具体为M")=n; 此时分集编码矩阵为
22Ax
—^y".+《"+^.")) ^e乂( +《"+w,")) 一 ^—( +《"+(!i(,，")) ^ 一(04"04"+ >('.,"))
《,《,《，《，《,《,《，《等线性函数的常系数可退化为0，但不全为0; 例如《，《,《,《都为0时，分集编码矩阵为
第三类分集编码矩阵:
(")+ >(' .")) 5,.(6 2*'(")+(iK',")) w(柳)+^'(一(',")) s,'(ww(—(',"))
—^y(s";)+^'(")+<*(' ,")) 5i*e々2"o+W(")+(*a")) _ ^一化*('>《*'(")+的,"))^e乂化"o+W(")+w,"))
及其任意行交换，任意列交换的变形
其中列为天线维度，行为时间，，A为一常数；
i是时域位置或时域位置编号D除以Z取余后再除以N取整，N, Z为 整数。
n是频域位置或频域位置编号D除以M取整，M为整数； W)为与i相关的线性函数，A:'(")为与n相关的线性函数。 ^,《,《，《',《，《，《是线性函数的系数,为常数。 W，")为常数值。
例如
Z取4， N取2时，i-(DmodZ)/2取整；
W)=i, "") =n,《，《,《,《是线性函数的常系数。
该分集编码矩阵有如下效果
相同频域上的4个连续的STBC+PSD分集编码块，时域分别为块l,块 2,块3,块4,块1和块2作不同的相位旋转，块3和块4作不同的相位旋转，块1和块3作相同的相位旋转。 步骤304进一步包括
Al)把来自2个不同变换后的符号序列，映射到^和^两个示意符号所对 应的2层上。具体映射方法可以为
,'、 ° / = 0，1,.."m-1
M为变换后序列的符号数。如果变换采用DFT变换，M即为DFT变换 的点数。
其中,)(f)和;c")(O表示aa两个示意符号所对应的2层。A(!')和《(z')表示 2个经过变换后生成的符号序列，即步骤303中得到的符号序列XI, X2; 这种映射方法保证了 a ^两层上的数据来自不同的变换后的符号序列。
A2)对层映射后的数据进行预编码。其处理方法可以是『*￡>，其中W 为预编码矩阵，D为由各层上数据符号或数据符号的部分信息(复数的实部 或虛部)组成的序列。
如提取每层上l数据符号进行预编码，预编码矩阵W可以为
<formula>formula see original document page 24</formula>
及其任意行交换，任意列交换的变形。其中A为一个常数。
D为层上部分数据符号信息组成的序列。对每对需要进行编码的^(/)和 ;c(1)(0, D可以为:Re(x(0)(/)} Re(x("(/)j Im(;c(。)①) Im(x(1)0〕)—
或其行之间的交换
其处理方法可以描述为
- )—陽l00—
/"(4Z)0一l0 7'
乂0)(4/ + 1)010
=爿*10-0
乂0)(4/ + 2)100
乂"(4Z + 2)0一l0乂
/0)(4/ + 3)010
/"(4/ + 3)—10一/0
。1
Re(jc(1)(/))
Im(;c(。)(0) Im(x(1)(/))
/°)(40乂°)(4/ + 1)/))(4,' + 2)>;(°)(4/ + 3)对应的是需要获取的编码输出矩阵的 第1行，乂1)(4/)/"(4/ + 1)乂"(4!' + 2)>/1)(4/ + 3)对应的是编码输出矩阵的第2行， 如以下矩阵所示
》(0) (4/)/0> (4/ +1)/0) (4/ + 2)/0) (4/ + 3)— 乂" (4!>(1) (4z' +(4!' + 2)/1) (4!' + 3)—
A3)对上述编码输出矩阵进行相位旋转，具体相位旋转的角度参考上 述分集编码矩阵中的相位旋转值，但本发明不限于上述分集编码矩阵。
或者，步骤304进一步包括
Bl)把来自2个不同变换后的符号序列，映射到^和A两个示意符号所 对应的2层上。具体同步骤A1。
B2)对层映射后的数据进行预编码。其处理方法可以是『*￡>,其中W 为预编码矩阵，D为由各层上数据符号或^t据符号的部分信息组成的序列。 预编码矩阵可以为
爿*
100
0一l0 /
010
10一y0
25及其任意行交换，任意列交换的变形，其中A为一个常数。
D为层上部分数据符号信息组成的序列。对每对需要进行编码的x(，/)和 x(1)(/)， D可以为:
—Re(x(。)(0)-
r，:(!)或其行之间的交换
预编码处理过程为:
—n —
=乂*
74
0 。"l「Re(x(0)(0)--10 _/ Re(x(1)(！.))
1 0 _/ Im(x(0)(/)) 0 -_/ 0」|_lm(jc(1)(/))—
B3)对于每个i值，对预编码矩阵处理后的得到的数据进行拷贝。拷贝
方法为，把预编码处理后得到数据及其拷贝数据填入以下矩阵中，
—/0) (4z>(0) (4i +(4/ + 2)/0) (4/ + 3)— " (4/)乂" (4/ + 1)j/1) (4/ + 2)/" (4/ + 3)—
/W对应的是需要获取的编码输出矩阵的第l行，j/"对应的是编码输出
矩阵的第2行。其中，还可对该编码输出矩阵进行行交换和/或列交换。
B4 )对上述编码输出矩阵进行相位旋转，具体旋转的角度参考上述分集 编码矩阵中的相位旋转值，但本发明不限于上述分集编码矩阵。
其中，步骤B3和B4可以交换，即将预编码处理后得到数据及其拷贝 数据分别经过相位旋转处理后，再填入所述编码输出矩阵中，同样，还可对 该编码输出矩阵进行行交换和/或列交换。
本发明采用的方法获取的是不同的信号经过差异化的信道后带来的分 集增益(结合比特级的编码)。
^经过信道i/p H2， _ 2经过信道//3， /f4。当A， //3相差很大，if2, //44吏用本发明分集编码方法得到的同一频率资源fl的时域上连续2个分
27
和//3+i/,
相差很大时，加相同的相位旋转不会对影响信道的差异化程度有很大的影 响。即||//, + i/2ey1 - |//3 + i/4—伊|
但是，在无线通信中相邻的多个频域位置和相邻的多个时域位置都存在 很大的相关性。即逼近^ =仏，仏=仏。
此时
伸
就会很接近，也就意味着v ^经过的信道 特性很相近。
假设有2N个时域符号，M个频域资源和4根天线的资源。按照现有 STBC+PSD技术的分集编码矩阵进行分集编码。上述资源可以进行M*N个 分集编码矩阵所示的分集编码，而这些分集编码块中同l位置所对应的相位 旋转值则是完全相同的。而由于时域或频域上相邻的2个或多个分集编码块 的信道条件很接近(由信道特性决定，受到多径和多普勒频移影响， 一般来 说时域和频域都会有超过2个以上的分级编码块所占信道的信道条件很接 近)，相位旋转值又完全相同，因此丧失了更大频域选择性衰落和时域选择 性衰落带来的分集增益。本发明通过改变不同时频资源上的相位旋转值，可 以使得从整个系统来看，同1个传输块历经的信道差异化程度更大，而同1 个传输块属于同一个编码块，这样可以获得更大分集增益，提高传输性能。
与现有技术相比，经过现有技术描述的分集编码后同一频率资源fl的 时域上连续2个分集编码块为
T1 〈
f1 〈
经过现有技术描述的分集编码后不同频率资源fl， f2同样的时域位置 (由于采用STBC，时域位置粒度为2个码元符号)上连续2个分集编码块为
T1 〈
T2〈
2*1 4*3
3 《 b 《
A 《 《 《
2*1 4*3
1 約 a .釣
炉 /- 灼
e * 2 e * 4
- s -
& ^ 《 &
2*1 4*3
.《
.《
e * 2
-
3 炉
J， e
e *，4
i
2 2 2 2
伊 伊 & 伊
2*1 4*3
《
，2
1 伊
伊 "
e * 4其中相位旋转值有以下关系
% # p i *炉i
炉4 -炉4 #炉4
可以看到，本发明时域或频域相邻的分集编码块之间对应位置的相位旋 转值不同，从而获得了分集增益。
本发明还提供一种实现多天线发射分集装置，实现STBC +相位旋转， 所述装置包括编码调制模块、变换模块、分集编码模块和发射模块，其中，
所述编码调制^t块，用于对二进制数据进行编码调制，生成多个调制符
号；
所述变换模块，用于对所述编码调制模块生成的调制符号进行变换，得
到符号序列，该变换可以是DFT变换，对于需要在同1时域码元符号(例 如OFDM符号)内传输的数据，经过同l个变换处理。
所述分集编码模块，用于对经所述变换模块变换后的符号序列进行分集 编码。分集编码的对象是来自多组不同变换的多个数据符号。
集编码块为
f1
f1
一 57附6ofl
《e
州
/化
/a
s3e
不同频率资源fl， f2同样的时i或位置上连续2个分集编码块为:
"〈
f2〈
2*1
、4 * ， 3
Co
《
.■ 3
，，4
w * p ^i* *^u
r仲
I
炉
—/-
12* ，1 4*3
《
,炉
3
,炉
，、4
" 《
6
r^T- * 、Jr 4 * To所述发射模块，用于将分集编码后的数据在相应的空时频资源位置上发 射出去。
所述分集编码模块可进一步包括符号编码单元和相位旋转单元，其中
所述符号编码单元，用于对变换后的符号序列进行空时分组编码。编码 输出矩阵示意为
<formula>formula see original document page 29</formula>
及其任意行交换，任意列交换的变开。.
上述编码输出矩阵的列为天线维度，行为时间维度，A为一常数。
所述相位旋转单元，用于对经过符号编码单元编码后的数据进行相位旋 转。相位旋转值与各数据被映射的频域、时域位置和空域位置(天线)有关。 相位旋转的对象为经过符号编码单元编码后的编码输出矩阵。也可以先进行 相位旋转，再进行符号编码。
符号编码单元可进一步的包括，层映射子单元和预编码子单元，其中
所述层映射子单元，其处理对象为需要分集编码的2个符号，表示为示 意符号s,和a,层映射子单元用于把来自2个不同变换后的符号序列，映射 到^和^两个示意符号所对应的2层上。具体映射方法可以为
<formula>formula see original document page 29</formula>
M为变换后序列的符号数。如果变换采用DFT变换，M即为DFT变换 的点数。
其中？)(/)和1(1)(/)表示^2两个示意符号所对应的2层。《(/)和《(0表示 2个经过变换后生成的符号序列。这种映射方法保证了^a两层上的数据来 自不同的变换后的符号序列。
所述预编码子单元，用于对层映射后的数据进行预编码。其处理方法可 以是『*",其中W为预编码矩阵，D为由各层上凝:据符号或凝:据符号的部分信息(复数的实部或虚部)组成的序列, 如提取每层上1数据符号进行预编码:
预编码矩阵w可以为
<formula>formula see original document page 30</formula>及其任意行交换，任意列交换的变形。其中A为一个常数。
D为层上部分数据符号信息组成的序列。对每对需要进行编码的？)①和 x(1)(/)， D可以为:
-Re(x(。)(/))_
或其行之间的交换
Re(x，)) Im(;c(0)(/)) Im(jc(1)(/))
其处理方法可以描述为
—,)(40 —10■/0—
,(句0—10
/0)(4/ + 1)010
+ 1)10-_/0承
+ 2)10 /0
+ 2)0—10
,)(4/ + 3)010
—/"(4/ + 3)10—0
Re(x(。)(/)} Re(x("(/)) Im(x(0)(/)) Im(x("(O)
yW(句y。乂4f + Q乂。乂4f + 2)yw(4z' + 3)对应的是需要获取的编码输出矩阵的
第1行，,)(4,>("(4/ + 1)/)(4/ + 2)乂1)(4/ + 3)对应的是编码输出矩阵的第2行， 如以下矩阵所示
—/0) (4i)严(4z' + l)严(4i + 2)严(4/ + 3)— (4!>(1) (4/ +(4/ + 2)/1) (4/ + 3)
30或者，符号编码单元可进一步的包括层映射子单元、预编码子单元和符
号拷贝子单元，其中
所述层映射子单元处理方法与前述层映射子单元处理相同。
所述预编码子单元，用于对层映射后的数据进行预编码。其处理方法可 以是『*/),其中W为预编码矩阵，D为由各层上数据符号或数据符号的部 分信息组成的序列。
预编码矩阵可以为
4'
1 0 0 -l 0 1
0 0
10 -_/ 0—
及其任意行交换，任意列交换的变形，其中A为一个常数。
D为层上部分数据符号信息组成的序列。对每对需要进行编码的V，)和 jc(1)(/), D可以为
-Re(x(o)(O)-
Reh:(/)或其行之间的交换
Im(x(1)(0)—
预编码处理过程为
—:n] 「1 0 y 。TRe(;c(0)①)-
"—f 0 — 1 0 Re(jc(1)0))
73= 0 1 0 _/ Im(jc(0)(0)
/4」 |_1 0 - ■/ 。」Llm(jc("(oj—
对于每个i值，所述符号拷贝子单元对预编码矩阵处理后的得到的数据 进行拷贝。拷贝方法为，把预编码处理后得到数据及其拷贝数据填入以下矩 阵中，或将预编码处理后得到数据及其拷贝数据分别经过相位旋转单元处理 后填入以下矩阵中。,)(4z.)/0) (4/ +1)/0) (4z' + 2)/0) (4/ + 3) y" (4/)/) (4/ +1);/1) (4/ + 2)/') (4/ + 3)
/W对应的是需要获取的编码输出矩阵的第l行，/"对应的是编码输出 矩P车的第2行。其中，/0)(40 = Yl, /)(4i) =Y2, 乂0)(4!' + 1) =Y3, /)(4!' + l)=Y4， /0)(4/ + 2) = Yl, 乂"(4"2) = Y2, /0)(4i + 3) = Y3, y"(4/ + 3)=Y4。符号拷贝子 单元拷贝后，还可对该编码输出矩阵进行行交换和/或列交换。
权利要求
1、一种多天线发射分集方法，其特征在于，将待发射数据进行编码调制及变换后得到的变换符号进行分集编码，将分集编码后的数据映射在对应的空时频资源上发射，所述分集编码包括对变换符号进行空时编码和相位旋转得到分集编码块，其特征在于，同一分集编码块中，其同一列的相位旋转值相同，不同列之间的相位旋转值不全相同，至少存在一分集编码块与其他分集编码块之间对应位置的相位旋转值中的至少一对应位置的相位旋转值不相同。
2、 如权利要求1所述的方法，其特征在于，时域相邻的若干个分集编 码块之间对应位置的相位旋转值不同，和/或，频域相邻的若干个分集编码 块之间对应位置的相位旋转值不同。
3、 如权利要求l所述的方法，其特征在于，所述分集编码块之间，其 对应位置的相位旋转值随时间和/或频域位置变化而变化。
4、 如权利要求3所述的方法，其特征在于，在4天线系统中，进行分 集编码时，所使用的分集编码矩阵为—^.(早("")+ "，")) ^e麵",—('、"))—^彭",")+w,")) (柳'")+^,"))或该矩阵任A x意行交换、任意列交换得到的矩阵；其中列为天线维度，行为时间维度，A为一常数，i是与时域位置相关 的一参数；n是与频域位置相关的一参数，W,")为与i和/或n相关的线性 函数，《,《,《，《为常数，-"，")为常数值。
5、如权利要求3所述的方法，其特征在于，在4天线系统中，进行分 集编码时，所使用的分集编码矩阵如下或该矩阵任意行交换、任意列交换得到的矩阵；其中列为天线维度，行为时间维度，A为一常数，i是与时域位置相关A x.V(W'W(")+ K'、")) v(柳)+W(")+州,"))的一参数;n是与频域位置相关的一参数，W,")为与i相关的线性函数，* (")为与n相关的线性函数， 《，《，《s《3 《，& ，《，《4 为常数，W,")为常数值。
6、 如权利要求4或5所述的方法，其特征在于，所述i为时域位置或 时域位置逻辑编号D除以N取整，或者为时域位置编号D除以Z取余后再 除以N取整，Z, N为整数；所述n为频域位置或频域位置编号除以M取整， M为整数。
7、 如权利要求l所述的方法，其特征在于，所述分集编码具体包括Al)把来自2个不同变换后的符号序列，映射到&和&两个示意符号所对 应的2层上，具体映射方法为/ = 0，1,...,似—1M为变换后变换符号的个数，其中,乂/)和x("(/)表示^^两个示意符号 所对应的2层；J。(/)和《(/)表示2个经过变换后生成的符号序列；A2)对层映射后的数据进行预编码，其处理方法为『*1),其中W为预 编码矩阵，D为由各层上数据符号或数据符号的部分信息组成的序列；预编码矩阵W为 <formula>formula see original document page 3</formula>及其任意行交换，任意列交换的变形，其中A为一个常数；D为层上部分数据符号信息组成的序列，对？)(/)和V"(/)进行预编码时， D具体如下—Re(jc(。)(/))—Reh:(/)或其行之间的交换其处理方法描述为 <formula>formula see original document page 4</formula>Re(;c(。)(〖)J Re(x(')(Z: Im(x(0)(//°)(4/)乂°)(4/ + 1)/°)(4/ + 2)/°)(4/ + 3)对应的是需要获取的编码输出矩阵的 第1行，/"(4/)乂"(4/ + 1)乂1)(4/ + 2)乂"(4/ + 3)对应的是编码输出矩阵的第2行， 如以下矩阵所示匿/0) (4/)yo) (4/ + 1)乂0) (4/ + 2)y(0) (4Z + 3)— (40/1) (4Z +(4/ + 2)少(1) (4i + 3)—A3 )对上述编码输出矩阵进行相位旋转得到分集编码块。
8、如权利要求l所述的方法，其特征在于，所述分集编码具体包括Bl)把来自2个不同变换后的符号序列，映射到^和A两个示意符号所 对应的2层上，具体映射方法为"/二0，1，…,M-1 ;c("(/)-柳M为变换后变换符号的个数，其中x^(/)和;c("(/)表示A&两个示意符号 所对应的2层，d。(0和《(z')表示2个经过变换后生成的符号序列；B2)对层映射后的数据进行预编码，处理方法为『*/)，其中W为预编 码矩阵，D为由各层上数据符号或数据符号的部分信息组成的序列，预编码 矩阵W为 <formula>formula see original document page 4</formula>及其任意行交换，任意列交换的变形，其中A为一个常数；D为层上部分数据符号信息组成的序列，对每对需要进行预编码的 和x(')(/)， D为<formula>formula see original document page 5</formula>或其行之间的交换<formula>formula see original document page 5</formula>预编码处理过程为<formula>formula see original document page 5</formula>B3 )对于每个i值，对预编码矩阵处理后的得到的数据进行拷贝，把预 编码处理后得到数据及其拷贝数据填入以下编码输出矩阵中，少(0) (4/)/0) (4/ +(4i + 2)/0) (4/ + 3)— (4/)/) (4/ +1)/" (4/ + 2)乂1) (4/ + 3)—/))(4/)/°)(4"1);;(°)(4/ + 2)乂°)(4/ + 3) /w对应的是需要获取的编码输出矩阵 的第1行,/1)(4/)/1)(4/ + 1)>/1)(4/ + 2)/"(4/ + 3)乂"对应的是编码输出矩阵的第2 行；其中，v(0)(40 =Y1， 乂1)(40 = Y2, j/。)(4Z + l) = Y3, y"(4/ + l)=Y4， y。)(4/十2) =Y1, 乂')(4/ + 2) = Y2， _y(0)(4/ + 3) = Y3, /)(4/ + 3)=Y4;B4)对上述编码输出矩阵进行相位旋转；或者，将所述步骤B3和B4进行交换，即将预编码处理后得到数据及 其拷贝数据分别经过相位旋转处理后填入所述编码输出矩阵中。
9、 一种多天线发射分集装置，其特征在于，包括编码调制模块，用于 将待发射数据进行编码调制生成调制符号；变换模块，用于将调制符号进行 变换后得到的变换符号；分集编码模块，用于对变换符号进行分集编码；发 射模块，用于将分集编码后的数据映射在对应的空时频资源上发射，其特征 在于，所述分集编码模块对变换符号进行空时编码和相位旋转获得分集编码 块，同一分集编码块中，其同一列的相位旋转值相同，不同列之间的相位旋 转值不全相同；至少存在一分集编码块与其他分集编码块之间的对应位置的 相位旋转值中，至少一对应位置的相位旋转值不相同。
10、 如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述分集编码模块进行分 集编码得到的分集编码块中，时域相邻的若干个分集编码块之间对应位置的 相位旋转值不同，和/或，频域相邻的若干个分集编码块之间对应位置的相 位旋转值不同。
11、 如权利要求9所述的装置，其特征在于，在4天线系统中，所述分 集编码模块使用如下分集编码矩阵进行分集编码_yieX^('.,")+ k""))a^(《4"")+w'.,"))^e)(w('、")+(it"'")) ^ey(《"',")+^,")).或该矩阵任A x意行交换、任意列交换得到的矩阵；其中列为天线维度，行为时间维度，A为一常数，i是与时域位置相关 的一参数；n是与频域位置相关的一参数，为与i和/或n相关的线性 函数，《,《,《,《为常数，w,")为常数值。
12、如权利要求9所述的装置，其特征在于，在4天线系统中，所述分 集编码模块使用如下分集编码矩阵进行分集编码或该矩A x阵任意行交换、任意列交换得到的矩阵；其中列为天线维度，行为时间维度，A为一常数，i是与时域位置相关 的一参数;n是与频域位置相关的一参数，w,")为与i相关的线性函数，m") 为与n相关的线性函数，《,《,《,《为常数，-(',")为常数值。
13、 如权利要求11或12所述的装置，其特征在于，所述分集编码才莫块 包含符号编码单元和相位旋转单元，其中所述符号编码单元，用于对变换后的符号序列进行空时编码；所述相位旋转单元，用于对空时编码后的数据进行相位旋转。
14、 如权利要求13所述的装置，其特征在于，所述符号编码单元包括 层映射子单元和预编码子单元，其中，所述层映射子单元，用于把来自2个不同变换后的符号序列，映射到^ 和A两个示意符号所对应的2层上，具体映射方法为<formula>formula see original document page 7</formula>M为变换后符号序列的符号数；其中,)(!')和;^(0表示A&两个示意符 号所对应的2层，d。(,')和4(0表示2个经过变换后生成的符号序列；所述预编码子单元，用于对层映射后的数据进行预编码，其处理方法 是『*/)，提取每层上l数据符号进行预编码，预编码矩阵W为<formula>formula see original document page 7</formula>及其任意行交换，任意列交换的变形，其中A为一个常数；D为层上部分数据符号信息组成的序列，对每对需要进行编码的,)(/)和 x("(/)， D为,<formula>formula see original document page 7</formula>或其行之间的交换<formula>formula see original document page 7</formula>其处理方法描述为<formula>formula see original document page 7</formula>/))(4/)/°)(4/ + 1)>;(°)(4/ + 2)/°)(4/ + 3)对应的是需要获取的编码输出矩阵的 第1行，,1)(4!>(1)(4/ + 1)乂"(4/ + 2)乂1)(4/ + 3)对应的是编码输出矩阵的第2行, 如以下矩阵所示少(o) (4,-)yo) (4/ + 1)j;(o) (4/ + 2)/。) (4/ + 3)— —(4/)/1) (4/ +1)/1) (4/ + 2)/1) (4/ + 3)— 所述相位旋转单元，用于对上述编码输出矩阵进行相位旋转。
15、如权利要求13所述的装置，其特征在于，所述符号编码单元包括 层映射子单元、预编码子单元和符号拷贝子单元，其中，所述层映射子单元，用于把来自2个不同变换后的符号序列，映射到^ 和&两个示意符号所对应的2层上；具体映射方法为z = 0,l,.."Af —1M为变换后符号序列的符号数；其中^(/)和;c。(0表示AA两个示意符号所对应的2层，d。(i)和《(i)表示2个经过变换后生成的符号序列；所述预编码子单元，用于对层映射后的数据进行预编码，具体为酽*￡)， 预编码矩阵W为—1 oy 0—及其任意行交换，任意列交换的变形，A爿:<formula>formula see original document page 8</formula>为一个常数；D为层上部分数据符号信息组成的序列，对每对需要进行编码的x(，o和 D为-Re(;c(0)(z-))—Reh:(/)或其行之间的交换预编码处理过程为:<formula>formula see original document page 8</formula>符号拷贝子单元，用于对预编码矩阵处理后的得到的数据Yl, Y2、 Y3 和Y4进行拷贝，把预编码处理后得到数据及其拷贝数据填入以下矩阵中，V(0) (4/)y(0) (4z' +(4i + 2)/0> (4z. + 3)— 乂" (4/)y" (4/ + (4/ + 2)/') (4/ + 3)—;/°)(4/);;(。)(4/ + 1)/))(4"2);/°)(4/ + 3)对应的是需要获取的编码输出矩阵的 第1行，/1)(4/),(4/ + 1)/"(4/ + 2)/"(4/ + 3)对应的是编码输出矩阵的第2行, 其中，/0)(4/)=Yl, /)(40=Y2, /0)(4/ + 1) = Y3, ;;(1)(4/ + 1)=Y4， 乂0)(4/ + 2)= Yl ， 乂1)(4〖+ 2) = Y2， /0)(4/+3) = Y3 ，少(1)(4/ + 3) =Y4;所述相位旋转单元，用于对上述编码输出矩阵的各元素进行相位旋转；或者，所述相位旋转单元，用于将预编码处理后得到数据Yl、 Y2、 Y3 和Y4及其拷贝数据进行相位旋转处理；所述符号拷贝子单元，用于将所述经过相位旋转处理的数据及其拷贝数 据填入所述编码输出矩阵中。
全文摘要
本发明提供了一种多天线发射分集方法，将待发射数据进行编码调制及变换后得到的变换符号进行分集编码，将分集编码后的数据映射在对应的空时频资源上发射，所述分集编码包括对变换符号进行空时编码和相位旋转得到分集编码块，其特征在于，同一分集编码块中，其同一列的相位旋转值相同，不同列之间的相位旋转值不全相同，至少存在一分集编码块与其他分集编码块之间对应位置的相位旋转值中的至少一对应位置的相位旋转值不相同。本发明还提供了一种多天线发射分集装置。本发明所述方法及装置，获取不同的信号经过差异化的信道后带来的分集增益，从而增加了分集增益。
文档编号H04L27/26GK101515817SQ20091012899
公开日2009年8月26日 申请日期2009年3月17日 优先权日2009年3月17日
发明者辉 于, 博 戴, 陈艺戬 申请人:中兴通讯股份有限公司