專(zhuān)利名稱(chēng)：發(fā)射和接收方法及發(fā)射機(jī)和接收機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域，尤其涉及用于多輸入多輸出正交頻分復(fù)用系統(tǒng)的發(fā)射方法、接收方法、發(fā)射機(jī)和接收機(jī)。

背景技術(shù)：
多輸入多輸出系統(tǒng)既可以提供分集增益又可以提供復(fù)用增益，多數(shù)現(xiàn)存的MIMO(Multiple Input Multiple Output，多輸入多輸出)技術(shù)最初設(shè)計(jì)的目的是獲得二者其一。例如，空時(shí)編碼STC(space-time codes)——包括空時(shí)分組碼(Space-Time Block Code，STBC)和空時(shí)格形碼(Space-Time Trellis Code，STTC)的設(shè)計(jì)是為了獲得最大的分集增益；而分層空時(shí)碼(LSTC)，如BLAST或V-BLAST的設(shè)計(jì)是為了獲得最大的復(fù)用增益。但是當(dāng)發(fā)射天線(xiàn)數(shù)目一定，STTC的解碼復(fù)雜度隨著傳輸速率按指數(shù)增長(zhǎng)，因此譯碼復(fù)雜度很高；STBC只有對(duì)于兩個(gè)發(fā)射天線(xiàn)，才可以達(dá)到滿(mǎn)速率，而對(duì)于多于兩個(gè)發(fā)射天線(xiàn)，STBC最多只能達(dá)到滿(mǎn)速率的3/4，而且隨著發(fā)射天線(xiàn)數(shù)的增加，STBC的設(shè)計(jì)也變得更加復(fù)雜。BLAST和V-BLAST系統(tǒng)可以獲得滿(mǎn)傳輸速率，但是系統(tǒng)的誤碼率性能欠佳，尤其當(dāng)接收天線(xiàn)數(shù)目較少時(shí)。
分組的分層空時(shí)結(jié)構(gòu)(Group layered space-time block codingarchitecture，GLSTBC)結(jié)合了空時(shí)編碼和分層空時(shí)處理，可以在復(fù)用增益和分集增益之間進(jìn)行一個(gè)很好的折中。在GLSTBC中，發(fā)射天線(xiàn)分為不同的組，組與組之間采用分層結(jié)構(gòu)(可以獲得部分復(fù)用增益)，而在每組發(fā)射天線(xiàn)中則采用空時(shí)編碼(可以獲得部分的分集增益)。相對(duì)于空時(shí)編碼而言，GLSTBC可以獲得部分復(fù)用增益，同時(shí)相對(duì)于單純的分層空時(shí)結(jié)構(gòu)而言，GLSTBC又可以獲得部分的分集增益。
對(duì)于有碼間干擾的頻率選擇性衰落信道，GLSTBC可以和OFDM(Othrogonal Frequency Division Multiplexing，正交頻分復(fù)用)結(jié)合。在OFDM系統(tǒng)中，發(fā)射端采用逆傅立葉變換(Inverse FastFourier Transform，IFFT)和加循環(huán)前綴(Cyclic Prefix，CP)相結(jié)合，在接收端經(jīng)過(guò)去循環(huán)前綴和傅立葉變換(Fast Fourier Transform，F(xiàn)FT)后，將一個(gè)頻率選擇性衰落信道轉(zhuǎn)化為一組并行的平坦衰落的子信道。這使得接收端的均衡變得非常簡(jiǎn)單，同時(shí)也使得平衰落信道下的空時(shí)編碼技術(shù)可以應(yīng)用于頻率選擇性衰落信道。
在GLSTBC中空時(shí)處理多采用STBC編碼，但是STBC一個(gè)顯著的特點(diǎn)是各天線(xiàn)發(fā)射的信號(hào)之間正交，即信號(hào)發(fā)送矩陣滿(mǎn)足GGT＝||s1|2+|s2|2+...+|sn|2|I，其中I為單位陣，S1，S2，...Sn為發(fā)送矩陣G中采用的信號(hào)點(diǎn)。當(dāng)STBC滿(mǎn)足正交性要求時(shí)，不僅保證能夠達(dá)到最大分集增益，而且還可以降低譯碼復(fù)雜度。但正交關(guān)系的引入也帶來(lái)了如下問(wèn)題其一，STBC的編碼增益僅與所采用的信號(hào)星座圖的結(jié)構(gòu)有關(guān)，目前還沒(méi)有很好的編碼增益優(yōu)化方法；其二，若采用有2b個(gè)信號(hào)點(diǎn)的星座圖，STBC頻帶利用率只有當(dāng)發(fā)射端有兩根天線(xiàn)時(shí)才可達(dá)到bbit/(s·Hz)，當(dāng)天線(xiàn)數(shù)增加時(shí)，其頻帶利用率最多只有最大值的3/4?？梢哉f(shuō)，STBC以編碼增益和部分頻帶利用率為代價(jià)換取最大分集增益和低編譯碼復(fù)雜度。其三，這種加入循環(huán)前綴的OFDM將一個(gè)頻率選擇性衰落信道轉(zhuǎn)化為N個(gè)并行的平衰落的子信道，但是難以有效的抑制組間干擾和多用戶(hù)干擾。


發(fā)明內(nèi)容
鑒于以上所述的一個(gè)或多個(gè)問(wèn)題，本發(fā)明提出了用于多輸入多輸出正交頻分復(fù)用系統(tǒng)的發(fā)射方法、接收方法、發(fā)射機(jī)和接收機(jī)，本發(fā)明更加適用于采用空時(shí)分組GLSTBC和OFDM結(jié)合的情況。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于多輸入多輸出正交頻分復(fù)用系統(tǒng)的發(fā)射方法包括步驟S102，發(fā)送端對(duì)待發(fā)送的原始信號(hào)進(jìn)行分層編碼以得到空間復(fù)用的兩組信號(hào)；步驟S104，將空間復(fù)用的兩組信號(hào)中的每組信號(hào)分為兩路信號(hào)，保持一路信號(hào)并對(duì)另一路信號(hào)進(jìn)行循環(huán)移位延遲處理，然后對(duì)每組信號(hào)進(jìn)行空時(shí)分組編碼；步驟S106，將經(jīng)過(guò)空時(shí)分組編碼后的信號(hào)變換為并行信號(hào)；步驟S108，用第一子載波選擇矩陣和第二子載波選擇矩陣分別右乘對(duì)應(yīng)的并行信號(hào)對(duì)右乘后的并行信號(hào)進(jìn)行逆傅立葉變換，其中第一子載波選擇矩陣和第二子載波選擇矩陣正交；以及步驟S110，將得到的信號(hào)變換為串行信號(hào)后發(fā)送出去。
其中，在步驟S108中，對(duì)進(jìn)行逆傅立葉變換后的信號(hào)添加循環(huán)前綴。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于多輸入多輸出正交頻分復(fù)用系統(tǒng)的接收方法包括步驟S202，接收端接收來(lái)自發(fā)送端的串行信號(hào)，將得到的串行信號(hào)變換為并行信號(hào)；步驟S204，對(duì)并行信號(hào)進(jìn)行傅立葉變換，并用第一子載波選擇矩陣和第二子載波選擇矩陣分別右乘對(duì)應(yīng)的并行信號(hào)；步驟S206，將得到的并行信號(hào)變換為兩組串行信號(hào)，并分別對(duì)兩組串行信號(hào)進(jìn)行空時(shí)分組譯碼；以及步驟S208，對(duì)譯碼后的信號(hào)進(jìn)行循環(huán)移位延遲并進(jìn)行合并。
其中，在所接收到的串行信號(hào)有循環(huán)前綴的情況下，去除串行信號(hào)的循環(huán)前綴。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于多輸入多輸出正交頻分復(fù)用系統(tǒng)的發(fā)射機(jī)包括分層編碼單元302，用于對(duì)待發(fā)送的原始信號(hào)進(jìn)行分層編碼以得到空間復(fù)用的兩組信號(hào)；循環(huán)移位延遲單元304，用于將空間復(fù)用的兩組信號(hào)中的每組信號(hào)分為兩路信號(hào)，保持一路信號(hào)并對(duì)另一路信號(hào)進(jìn)行循環(huán)移位延遲處理；空時(shí)分組編碼單元306，用于對(duì)每組信號(hào)進(jìn)行空時(shí)分組編碼；串/并變換單元308，用于將經(jīng)過(guò)空時(shí)分組編碼后的信號(hào)變換為并行信號(hào)；逆傅立葉變換單元310，用于使用第一子載波選擇矩陣和第二子載波選擇矩陣分別右乘對(duì)應(yīng)的并行信號(hào)，并對(duì)處理后的所述并行信號(hào)進(jìn)行逆傅立葉變換，其中，第一子載波選擇矩陣和第二子載波選擇矩陣正交；并/串變換單元312，用于將逆傅立葉變換后的并行信號(hào)變換為串行信號(hào)；以及發(fā)射單元314，用于將得到的串行信號(hào)后發(fā)送出去。
其中，發(fā)射機(jī)還包括加循環(huán)前綴單元，用于對(duì)經(jīng)過(guò)逆傅立葉變換后的信號(hào)添加循環(huán)前綴。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于多輸入多輸出正交頻分復(fù)用系統(tǒng)的接收機(jī)包括接收單元402，用于接收來(lái)自發(fā)射機(jī)的串行信號(hào)；串/并變換單元404，用于將接收到的串行信號(hào)變換為并行信號(hào)；傅立葉變換單元406，用于對(duì)并行信號(hào)進(jìn)行傅立葉變換，并用第一子載波選擇矩陣和第二子載波選擇矩陣分別右乘對(duì)應(yīng)的并行信號(hào)；并/串變換單元408，用于將傅立葉變換單元得到的并行信號(hào)變換為兩組串行信號(hào)；空時(shí)分組譯碼單元410，用于分別對(duì)兩組串行信號(hào)進(jìn)行空時(shí)分組譯碼；循環(huán)移位及處理單元412，用于對(duì)譯碼后的信號(hào)進(jìn)行循環(huán)移位延遲并進(jìn)行合并處理；以及信號(hào)合并單元414，用于將循環(huán)移位延遲和合并后的信號(hào)進(jìn)一步合并，之后輸出到后續(xù)設(shè)備進(jìn)行處理。
其中，接收機(jī)還包括去循環(huán)前綴單元416，用于去除接收到的串行信號(hào)中的循環(huán)前綴，并將去除循環(huán)前綴后的信號(hào)傳輸至串/并變換單元。
本發(fā)明的方案具有以下優(yōu)點(diǎn)第一，設(shè)計(jì)的MIMO OFDM收發(fā)信機(jī)(接收機(jī)和發(fā)射機(jī))，僅對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整，不需要額外開(kāi)銷(xiāo)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔；第二，MIMO OFDM收發(fā)信機(jī)，在發(fā)射端將4個(gè)發(fā)射天線(xiàn)分為兩組，每組有2個(gè)發(fā)射天線(xiàn)，在每組發(fā)射天線(xiàn)中采用延遲分集和GLSTBC級(jí)聯(lián)，運(yùn)算量小，易于工程實(shí)現(xiàn)；第三，MIMO OFDM收發(fā)信機(jī)與傳統(tǒng)的裝置相比，可以獲得頻率分集增益，而且編譯碼的過(guò)程都是基于線(xiàn)性處理的，計(jì)算簡(jiǎn)單。



此處所說(shuō)明的附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中 圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的發(fā)射方法的流程圖； 圖2是根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的接收方法的流程圖； 圖3是根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例的發(fā)射機(jī)的框圖； 圖4是根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例的接收機(jī)的框圖；以及 圖5是根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例的發(fā)射機(jī)/接收機(jī)的仿真效果圖。

具體實(shí)施例方式 下面參考附圖，詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的具體實(shí)施方式
。
本發(fā)明的一個(gè)目的，是在不增加收發(fā)信機(jī)復(fù)雜度的情況下，調(diào)整收發(fā)信機(jī)——即發(fā)射機(jī)和接收機(jī)——的結(jié)構(gòu)得到一種高效的、適用于采用循環(huán)移位延遲加空時(shí)分組STBC編碼的MIMO OFDM系統(tǒng)的收發(fā)信機(jī)及相應(yīng)的傳輸方法，其核心思想是對(duì)信號(hào)進(jìn)行分組并做循環(huán)移位延遲處理，再對(duì)經(jīng)過(guò)STBC的信號(hào)，每一路信號(hào)分別經(jīng)過(guò)OFDM調(diào)制，且不同的組選擇不同的子載波，其過(guò)程利用子載波選擇矩陣來(lái)實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明方法與傳統(tǒng)的方法相比，能夠有效的抑制組間干擾和多用戶(hù)干擾。
本發(fā)明的目的是提供一種用于多輸入多輸出正交頻分復(fù)用系統(tǒng)的傳輸方法及收發(fā)信機(jī)，這種收發(fā)信機(jī)在傳統(tǒng)的GLSTBC方案的基礎(chǔ)上針對(duì)上述存在的缺陷進(jìn)行了改進(jìn)，使之更加適用于采用空時(shí)分組GLSTBC和OFDM結(jié)合的情況。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種用于多輸入多輸出正交頻分復(fù)用系統(tǒng)的傳輸方法，它包含發(fā)射和接收兩部分，下面將分別對(duì)其進(jìn)行描述 圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的發(fā)射方法的流程圖。如圖1所示，該發(fā)射方法包括以下步驟 步驟S102，對(duì)發(fā)送的原始信號(hào)進(jìn)行分層編碼得到空間復(fù)用的兩組信號(hào)。
步驟S104，對(duì)空間復(fù)用得到的兩組信號(hào)中的每一組再分為兩路，即一路保持，另一路做循環(huán)移位延遲處理，然后分別對(duì)每組信號(hào)進(jìn)行空時(shí)分組編碼。
步驟S106，將經(jīng)過(guò)空時(shí)分組編碼后的信號(hào)變換為并行信號(hào)。
步驟S108，用兩組子載波選擇矩陣分別右乘對(duì)應(yīng)組的并行信號(hào)；所述兩組子載波選擇矩陣分別為




0000 對(duì)右乘后的信號(hào)進(jìn)行逆傅立葉變換。其中，可以對(duì)經(jīng)過(guò)逆傅立葉變換后的信號(hào)添加循環(huán)前綴。
步驟S110，將前一步驟得到的信號(hào)變換為串行信號(hào)后進(jìn)行發(fā)射。
圖2是根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的接收方法的流程圖。如圖2所示，該接收方法包括以下步驟 步驟S202，接收信號(hào)，并且在存在循環(huán)前綴的情況下，將所接收的信號(hào)的循環(huán)前綴去掉，并將得到的信號(hào)變換為并行信號(hào)。
步驟S204，對(duì)所述并行信號(hào)進(jìn)行傅立葉變換后，用所述兩組子載波選擇矩陣分別右乘對(duì)應(yīng)組的并行信號(hào)。
步驟S206，將上一步驟得到的信號(hào)變換為兩組串行信號(hào)，對(duì)所述兩組串行信號(hào)分別進(jìn)行空時(shí)分組譯碼。
步驟S208，對(duì)譯碼后的信號(hào)進(jìn)行循環(huán)移位延遲及合并。
以下是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的適用于MIMO OFDM系統(tǒng)的方法。
其中，采用4個(gè)發(fā)射天線(xiàn)和接收天線(xiàn)進(jìn)行發(fā)射和接收的方法包括 采用4個(gè)天線(xiàn)進(jìn)行發(fā)射的過(guò)程包括 步驟一，將4個(gè)發(fā)射天線(xiàn)分為兩組，每組有2個(gè)發(fā)射天線(xiàn)。即對(duì)發(fā)送的原始信號(hào)S進(jìn)行分層編碼得到復(fù)用的第一組信號(hào)S1和第二組信號(hào)S2；令x1、x2、x3和x4表示4個(gè)長(zhǎng)度為N的連續(xù)的數(shù)據(jù)塊，經(jīng)過(guò)S/P得到 x1＝[x1(nN)x1(nN+1)…x1(nN+N-1)]T(1) x2＝[x2(nN)x2(nN+1)…x2(nN+N-1)]T(2) x3＝[x3(nN)x3(nN+1)…x3(nN+N-1)]T(3) x4＝[x4(nN)x4(nN+1)…x4(nN+N-1)]T(4) 步驟二，對(duì)空間復(fù)用得到的兩組信號(hào)中的每一組再分為兩路，即一路保持，另一路做循環(huán)移位延遲處理，然后將x1和x2、x3和x4分別進(jìn)行SFTBC和OFDM調(diào)制。
即對(duì)于第一個(gè)發(fā)射天線(xiàn)，連續(xù)的4個(gè)符號(hào)周期內(nèi)發(fā)送的符號(hào)分別為 x1、

θdx1和
對(duì)于第二個(gè)發(fā)射天線(xiàn)，連續(xù)的4個(gè)符號(hào)周期內(nèi)發(fā)送的符號(hào)分別為 x2、

θdx2和
對(duì)于第三個(gè)發(fā)射天線(xiàn)，連續(xù)的4個(gè)符號(hào)周期內(nèi)發(fā)送的符號(hào)分別為 x3、

θdx3和
對(duì)于第四個(gè)發(fā)射天線(xiàn)，連續(xù)的4個(gè)符號(hào)周期內(nèi)發(fā)送的符號(hào)分別為 x4、

θdx4和
步驟三，將經(jīng)過(guò)STBC空時(shí)分組編碼后的信號(hào)變換為并行信號(hào)。
步驟四，對(duì)并行信號(hào)進(jìn)行子載波分配后，進(jìn)行IFFT變換； 為了抑制組間干擾，利用OFDMA的思想，不同的組S1和S2選擇不同的子載波，將不同組的并行信號(hào)映射到不同子載波，本發(fā)明中利用子載波選擇矩陣來(lái)實(shí)現(xiàn)。

和

分別為第一組和第二組的子載波選擇矩陣，這里用來(lái)抑制組間干擾，即不同的組選擇不同的子載波。

由I2N的前N列構(gòu)成；

由I2N的后N列構(gòu)成，

和

互相正交，即

其中IN為單位矩陣，上角標(biāo)T為求轉(zhuǎn)置運(yùn)算。
我們按照選擇矩陣

的形式進(jìn)行子載波分配。具體做法是用兩組子載波選擇矩陣分別右乘對(duì)應(yīng)組的并行信號(hào)，即用

右乘第一組的兩路并行信號(hào)，也就是S1經(jīng)過(guò)STBC編碼及串/并轉(zhuǎn)換后得到的并行信號(hào)；用

右乘第二路的并行信號(hào)，也就是S2經(jīng)過(guò)STBC編碼及串/并轉(zhuǎn)換后得到的并行信號(hào)； 對(duì)右乘之后的信號(hào)進(jìn)行IFFT變換。
步驟五，對(duì)經(jīng)過(guò)IFFT變換后的信號(hào)添加循環(huán)前綴CP； 步驟六，將變換后的信號(hào)變換為串行信號(hào)后進(jìn)行發(fā)射。
兩組的連續(xù)的4個(gè)符號(hào)周期內(nèi)發(fā)送的符號(hào)分別表示為

其中，θd是一個(gè)N×N的循環(huán)移位矩陣。對(duì)一個(gè)N×1的矢量ST＝[S(nN)…S(nN+N-1)]T，有[θdST]k＝S((k+d)modN)，[·]k表示該矢量的第k個(gè)元素。


表示小于x的最大整數(shù)，L為信道脈沖響應(yīng)的長(zhǎng)度。mod表示求模運(yùn)算；F為FFT矩陣，由下式給出 則IFFT矩陣為FH。加CP的操作由矩陣表示，其中LCP為CP的長(zhǎng)度，

由I2N的后LCP行構(gòu)成。
接收過(guò)程包括以下步驟 步驟一，接收信號(hào)； 連續(xù)的4個(gè)符號(hào)周期內(nèi)接收的信號(hào)為

其中，R1表示在第1和第2個(gè)符號(hào)周期內(nèi)接收的信號(hào)；R2表示在第3和第4個(gè)符號(hào)周期內(nèi)接收的信號(hào)。

，i＝1，2；j＝t，t+T表示噪聲項(xiàng)。
將式(13)和(14)寫(xiě)成分量的形式，可得

步驟二，對(duì)接收的信號(hào)進(jìn)行去CP，將去掉CP后的信號(hào)變換為并行信號(hào)； 對(duì)接收的信號(hào)進(jìn)行去CP和FFT，并利用子載波間的正交性進(jìn)行組間干擾抑制(這里假定接收端頻率同步)，不失一般性，對(duì)于第一組OFDM解調(diào)后的信號(hào)可以分別表示為

注意到上式第三個(gè)等號(hào)利用了式(5)和(6)。表示去CP的矩陣。

其中將上式寫(xiě)成矩陣的形式，可以得到 步驟三，將經(jīng)過(guò)FFT變換后的信號(hào)變換為串行信號(hào)； 步驟四，對(duì)所述串行信號(hào)分別進(jìn)行STBC譯碼；不失一般性，以第一組為例，得到如下信號(hào) 令顯然

是一個(gè)酉矩陣，因此，將式(16)和(17)左乘

可以得到 步驟五，循環(huán)移位及合并； 將(18)式和循環(huán)移位后的(19)式進(jìn)行合并，可得 對(duì)角矩陣|D1|2+|D2|2左乘

右乘θd后，得到 (|D1|2+|D2|2)+(|D1|2+|D2|2)d是N×N的對(duì)角矩陣，第(k，k)個(gè)元素為|H1(k)|2+|H2(k)|2+|H1(k)|2+|H2(k’)|2，其中k’＝(k+d)mod N，選擇
同理，可以恢復(fù)出第二組的原始信號(hào)，然后將兩組譯碼后的序列合并，就可以得到原始信號(hào)。
上述只考慮了一根接收天線(xiàn)的情況，顯然該方法可以很容易地推廣至多個(gè)接收天線(xiàn)的情形，不再贅述。
圖3是根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例的發(fā)射機(jī)的框圖。如圖3所示，用于多輸入多輸出正交頻分復(fù)用系統(tǒng)的發(fā)射機(jī)，包括分層編碼單元302，用于對(duì)要發(fā)送的原始信號(hào)S進(jìn)行分層編碼得到復(fù)用的兩組信號(hào)S1和S2，分別如式(7)、(8)所示；循環(huán)移位延遲單元304，用于每一組中的兩路信號(hào)中一路信號(hào)進(jìn)行循環(huán)移位延遲處理；空時(shí)分組(STBC)編碼單元306，用于對(duì)分層編碼單元得到的兩路信號(hào)S1和S2分別進(jìn)行STBC編碼；串/并變換單元308，用于對(duì)STBC編碼單元得到的信號(hào)變換為并行信號(hào)；逆傅立葉變換單元310，用于對(duì)串/并變換單元得到的并行信號(hào)進(jìn)行逆傅立葉變換，即，用于對(duì)串/并變換單元得到的并行信號(hào)進(jìn)行子載波分配，用兩組子載波選擇矩陣分別右乘對(duì)應(yīng)組的并行信號(hào)；所述兩組子載波選擇矩陣分別為




然后對(duì)右乘后的信號(hào)進(jìn)行IFFT變換；并/串變換單元312，用于將增加CP后的信號(hào)變換為串行信號(hào)并發(fā)送給發(fā)射天線(xiàn)；以及發(fā)射天線(xiàn)(發(fā)射單元)314，用于發(fā)射并/串變換單元得到的串行信號(hào)。
進(jìn)一步地，所述發(fā)射機(jī)還可以包括加循環(huán)前綴單元316，用于對(duì)經(jīng)過(guò)IFFT變換后的信號(hào)添加循環(huán)前綴CP并發(fā)送給并/串變換單元； 圖4是根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例的接收機(jī)的框圖。如圖4所示，用于多輸入多輸出正交頻分復(fù)用系統(tǒng)的接收機(jī)，包括接收天線(xiàn)(接收單元)402，用于接收發(fā)射機(jī)發(fā)射的信號(hào)；接收到的信號(hào)如式(10)、(11)所示；串/并變換單元404，用于將去CP單元得到的信號(hào)變換為并行信號(hào)；傅立葉變換單元406，用于對(duì)串/并變換單元得到的并行信號(hào)進(jìn)行傅立葉變換；并/串變換單元408，用于將傅立葉變換單元得到的信號(hào)變換為串行信號(hào)；空時(shí)分組(STBC)譯碼單元410，用于對(duì)并/串變換單元得到的串行信號(hào)分別進(jìn)行STBC譯碼；譯碼的方法如式(18)、(19)所示；循環(huán)移位及處理單元412，用于對(duì)空時(shí)分組譯碼后的信號(hào)進(jìn)行移位及合并處理；信號(hào)合并單元414，用于將STBC譯碼單元譯碼后的信號(hào)進(jìn)行合并，并輸出給后繼的處理設(shè)備。
其中，傅立葉變換單元406還用于對(duì)串/并變換單元得到的并行信號(hào)進(jìn)行FFT變換，并在FFT變換后進(jìn)行組間干擾的抑制，即用兩組子載波選擇矩陣分別右乘對(duì)應(yīng)組的并行信號(hào)，所述兩組子載波選擇矩陣分別為



進(jìn)一步地，所述接收機(jī)還可以包括去循環(huán)前綴單元416，用于對(duì)接收天線(xiàn)接收到的信號(hào)進(jìn)行去CP操作后發(fā)給所述串/并變換單元；得到如式(14)、(15)所示的信號(hào)。
圖5是根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例的發(fā)射機(jī)/接收機(jī)的仿真效果圖。如圖5所示，仿真的條件如下所有發(fā)射天線(xiàn)和接收天線(xiàn)之間的信道均為頻率選擇性快衰落信道(信道在每個(gè)符號(hào)周期內(nèi)保持不變，符號(hào)之間隨機(jī)變化)。每個(gè)發(fā)射天線(xiàn)上數(shù)據(jù)塊的長(zhǎng)度為N＝128，IFFT和FFT變換的點(diǎn)數(shù)為2N＝2×128＝256，循環(huán)前綴的長(zhǎng)度為(LCP＝5)，噪聲為均值為0，方差為的復(fù)高斯隨機(jī)變量。信噪比SNR定義為其中ε2表示信號(hào)的能量。所有仿真結(jié)果均進(jìn)行了500次Monte-Carlo實(shí)驗(yàn)。圖5中給出了與基于奇異值分解(SingularValue Decomposition，SVD)的組間干擾抑制算法的性能比較(接收端3根天線(xiàn)，采用QPSK調(diào)制)，從圖5可以看出在BER＝10-2，與基于SVD組間干擾抑制算法相比有大約5dB的增益。
本發(fā)明的方案具有以下優(yōu)點(diǎn)第一，設(shè)計(jì)的MIMO OFDM收發(fā)信機(jī)，僅對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整，不需要額外開(kāi)銷(xiāo)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔；第二，MIMOOFDM收發(fā)信機(jī)，在發(fā)射端將4個(gè)發(fā)射天線(xiàn)分為兩組，每組有2個(gè)發(fā)射天線(xiàn)，在每組發(fā)射天線(xiàn)中采用延遲分集和GLSTBC級(jí)聯(lián)，運(yùn)算量小，易于工程實(shí)現(xiàn)；第三，本MIMO OFDM收發(fā)信機(jī)與傳統(tǒng)的裝置相比，可以獲得頻率分集增益，而且編譯碼的過(guò)程都是基于線(xiàn)性處理的，計(jì)算簡(jiǎn)單。
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于多輸入多輸出正交頻分復(fù)用系統(tǒng)的發(fā)射方法，其特征在于，包括
步驟S102，發(fā)送端對(duì)待發(fā)送的原始信號(hào)進(jìn)行分層編碼以得到空間復(fù)用的兩組信號(hào)；
步驟S104，將所述空間復(fù)用的兩組信號(hào)中的每組信號(hào)分為兩路信號(hào)，保持一路信號(hào)并對(duì)另一路信號(hào)進(jìn)行循環(huán)移位延遲處理，然后對(duì)每組信號(hào)進(jìn)行空時(shí)分組編碼；
步驟S106，將經(jīng)過(guò)所述空時(shí)分組編碼后的信號(hào)變換為并行信號(hào)；
步驟S108，用第一子載波選擇矩陣和第二子載波選擇矩陣分別右乘對(duì)應(yīng)的并行信號(hào)，對(duì)右乘后的并行信號(hào)進(jìn)行逆傅立葉變換，其中所述第一子載波選擇矩陣和所述第二子載波選擇矩陣正交；以及
步驟S110，將得到的信號(hào)變換為串行信號(hào)后發(fā)送出去。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)射方法，其特征在于，在所述步驟S108中，對(duì)進(jìn)行逆傅立葉變換后的信號(hào)添加循環(huán)前綴。
3.一種用于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
步驟S202，接收端接收來(lái)自發(fā)送端的串行信號(hào)，將得到的串行信號(hào)變換為并行信號(hào)；
步驟S204，對(duì)所述并行信號(hào)進(jìn)行傅立葉變換，并用第一子載波選擇矩陣和第二子載波選擇矩陣分別右乘對(duì)應(yīng)的并行信號(hào)；
步驟S206，將得到的并行信號(hào)變換為兩組串行信號(hào)，并分別對(duì)所述兩組串行信號(hào)進(jìn)行空時(shí)分組譯碼；以及
步驟S208，對(duì)譯碼后的信號(hào)進(jìn)行循環(huán)移位延遲并進(jìn)行合并。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的接收方法，其特征在于，在所接收到的串行信號(hào)有循環(huán)前綴的情況下，去除所述串行信號(hào)的循環(huán)前綴。
5.一種用于多輸入多輸出正交頻分復(fù)用系統(tǒng)的發(fā)射機(jī)，其特征在于，包括
分層編碼單元，用于對(duì)待發(fā)送的原始信號(hào)進(jìn)行分層編碼以得到空間復(fù)用的兩組信號(hào)；
循環(huán)移位延遲單元，用于將所述空間復(fù)用的兩組信號(hào)中的每組信號(hào)分為兩路信號(hào)，保持一路信號(hào)并對(duì)另一路信號(hào)進(jìn)行循環(huán)移位延遲處理；
空時(shí)分組編碼單元，用于對(duì)每組信號(hào)進(jìn)行空時(shí)分組編碼；
串/并變換單元，用于將經(jīng)過(guò)所述空時(shí)分組編碼后的信號(hào)變換為并行信號(hào)；
逆傅立葉變換單元，用于使用第一子載波選擇矩陣和第二子載波選擇矩陣分別右乘對(duì)應(yīng)的并行信號(hào)，并對(duì)處理后的所述并行信號(hào)進(jìn)行逆傅立葉變換，其中，所述第一子載波選擇矩陣和所述第二子載波選擇矩陣正交；
并/串變換單元，用于將逆傅立葉變換后的所述并行信號(hào)變換為串行信號(hào)；以及
發(fā)射單元，用于將得到的串行信號(hào)后發(fā)送出去。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的發(fā)射機(jī)，其特征在于，所述發(fā)射機(jī)還包括加循環(huán)前綴單元，用于對(duì)經(jīng)過(guò)逆傅立葉變換后的信號(hào)添加循環(huán)前綴。
7.一種用于多輸入多輸出正交頻分復(fù)用系統(tǒng)的接收機(jī)，其特征在于，包括
接收單元，用于接收來(lái)自發(fā)射機(jī)的串行信號(hào)；
串/并變換單元，用于將接收到的串行信號(hào)變換為并行信號(hào)；
傅立葉變換單元，用于對(duì)所述并行信號(hào)進(jìn)行傅立葉變換，并用第一子載波選擇矩陣和第二子載波選擇矩陣分別右乘對(duì)應(yīng)的并行信號(hào)；
并/串變換單元，用于將傅立葉變換單元得到的所述并行信號(hào)變換為兩組串行信號(hào)；
空時(shí)分組譯碼單元，用于分別對(duì)所述兩組串行信號(hào)進(jìn)行空時(shí)分組譯碼；
循環(huán)移位及處理單元，用于對(duì)譯碼后的信號(hào)進(jìn)行循環(huán)移位延遲并進(jìn)行合并處理；以及
信號(hào)合并單元，用于將循環(huán)移位延遲和合并后的信號(hào)進(jìn)一步合并，之后輸出到后續(xù)設(shè)備進(jìn)行處理。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的接收機(jī)，其特征在于，所述接收機(jī)還包括去循環(huán)前綴單元，用于去除接收到的串行信號(hào)中的循環(huán)前綴，并將去除循環(huán)前綴后的信號(hào)傳輸至所述串/并變換單元。
全文摘要
本發(fā)明提出了用于多輸入多輸出正交頻分復(fù)用系統(tǒng)的發(fā)射方法、接收方法、發(fā)射機(jī)、和接收機(jī)。發(fā)射方法包括步驟S102，發(fā)送端對(duì)待發(fā)送的原始信號(hào)進(jìn)行分層編碼以得到空間復(fù)用的兩組信號(hào)；步驟S104，將空間復(fù)用的兩組信號(hào)中的每組信號(hào)分為兩路信號(hào)，保持一路信號(hào)并對(duì)另一路信號(hào)進(jìn)行循環(huán)移位延遲處理，然后對(duì)每組信號(hào)進(jìn)行空時(shí)分組編碼；步驟S106，將經(jīng)過(guò)空時(shí)分組編碼后的信號(hào)變換為并行信號(hào)；步驟S108，用第一子載波選擇矩陣和第二子載波選擇矩陣分別右乘對(duì)應(yīng)的并行信號(hào)，對(duì)右乘后的并行信號(hào)進(jìn)行逆傅立葉變換，其中第一子載波選擇矩陣和第二子載波選擇矩陣正交；以及步驟S110，將得到的信號(hào)變換為串行信號(hào)后發(fā)送出去。
文檔編號(hào)H04L27/26GK101442354SQ20071019286
公開(kāi)日2009年5月27日 申請(qǐng)日期2007年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月21日
發(fā)明者王衍文, 段亞軍, 郝東來(lái) 申請(qǐng)人:中興通訊股份有限公司