專利名稱：一種多天線發(fā)射分集的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線通信領(lǐng)域，尤其涉及一種多天線發(fā)射分集的方法和裝置。
背景技術(shù)：
在3Gpp長(zhǎng)期演進(jìn)(Long-Term Evolution, LTE)系統(tǒng)中，下行定義了發(fā)射天線為2 天線時(shí)的分集方式為空頻分組編碼(Space Frequency Block Codes，SFBC)，編碼矩陣如式 1所示 下行還定義了 4天線時(shí)的分集方式為頻率切換分集(SFBC+FrequencySwitch Time Division, SFBC+FSTD)，編碼矩陣為式2所示 其中編碼矩陣的每一行對(duì)應(yīng)不同的頻率，每一列對(duì)應(yīng)不同天線，Xl、x2、&和&為 空頻編碼前的符號(hào)，x*表示對(duì)x求共軛。在3Gpp長(zhǎng)期演進(jìn)高級(jí)(LTE-Advanced)系統(tǒng)中，為了提高下行的數(shù)據(jù)傳輸速率和 頻譜利用率，下行最多可使用大于等于8根發(fā)射天線，在多天線(尤其是大于等于8根發(fā)射 天線)的情況下，如何發(fā)射分集而獲得較好的分集增益是待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題就是提出一種多天線發(fā)射分集的方法和裝置，能夠獲得 較好的分集增益。本發(fā)明提出一種多天線發(fā)射分集的方法，包括設(shè)置多天線空時(shí)編碼矩陣，對(duì)待發(fā)射數(shù)據(jù)進(jìn)行空時(shí)編碼；根據(jù)所述編碼矩陣將天線分組，得到的天線組數(shù)小于天線數(shù)；以及根據(jù)得到的天線組分別對(duì)空時(shí)編碼后得到的各路信號(hào)進(jìn)行波束形成，發(fā)射所述信 號(hào)；其中，每一天線組對(duì)應(yīng)一波束。進(jìn)一步地，上述方法還可具有以下特點(diǎn)所述天線數(shù)為N個(gè)時(shí)，N個(gè)天線的空時(shí)編碼矩陣S(N)為
其中N為2的整數(shù)倍，gf和gf為N/2個(gè)天線的空時(shí)編碼矩陣，所述空時(shí)編碼矩
陣的行表示時(shí)刻，列表示天線；所述空時(shí)編碼矩陣具有以下特點(diǎn)在每一個(gè)時(shí)刻至少有一根天線上發(fā)射的數(shù)據(jù)為0。進(jìn)一步地，上述方法還可具有以下特點(diǎn)所述天線數(shù)為8時(shí)，取 8天線空時(shí)編碼矩陣為 其中，x1、x2、x3、x4、x5、x6、x7和x8為編碼前的數(shù)據(jù)，所述矩陣的行表示時(shí)刻，列表示天線。
示天線。進(jìn)一步地，上述方法還可具有以下特點(diǎn)每一天線組中天線數(shù)≥1 ；在天線分組時(shí)，將同一時(shí)刻對(duì)應(yīng)天線發(fā)射數(shù)據(jù)為0的天線與對(duì)應(yīng)天線發(fā)射數(shù)據(jù)不 為0的天線構(gòu)成一組。進(jìn)一步地，上述方法還可具有以下特點(diǎn)由基站預(yù)先設(shè)定的天線的權(quán)值生成每個(gè)波束，所述波束為固定波束，或是根據(jù)信 道信息反饋的自適應(yīng)形成波束。本發(fā)明還提出一種多天線發(fā)射分集的裝置，包括空時(shí)編碼模塊、天線選擇分組模 塊和分組波束形成模塊，所述空時(shí)編碼模塊用于設(shè)置多天線空時(shí)編碼矩陣，對(duì)待發(fā)射數(shù)據(jù)進(jìn)行空時(shí)編碼；所述天線選擇分組模塊連接至空時(shí)編碼模塊，用于根據(jù)空時(shí)編碼模塊設(shè)置編碼矩 陣將天線分組，得到的天線組數(shù)小于天線數(shù)；還用于從空時(shí)編碼模塊接收空時(shí)編碼后得到的各路信號(hào)，并轉(zhuǎn)發(fā)給分組波束形成模塊；以及所述分組波束形成模塊連接至分組波束形成模塊，用于根據(jù)得到的天線組分別對(duì) 空時(shí)編碼后得到的各路信號(hào)進(jìn)行波束形成，發(fā)射所述信號(hào)；其中，每一天線組對(duì)應(yīng)一波束。進(jìn)一步地，上述裝置還可具有以下特點(diǎn)所述空時(shí)編碼模塊用于當(dāng)所述天線數(shù)為N個(gè)時(shí)，設(shè)置N個(gè)天線的空時(shí)編碼矩陣S(N) 為 其中N為2的整數(shù)倍，《甲和為N/2個(gè)天線的空時(shí)編碼矩陣，所述空時(shí)編碼矩
陣的行表示時(shí)刻，列表示天線；所述空時(shí)編碼矩陣具有以下特點(diǎn)在每一個(gè)時(shí)刻至少有一根天線上發(fā)射的數(shù)據(jù)為0。進(jìn)一步地，上述裝置還可具有以下特點(diǎn)所述空時(shí)編碼模塊用于當(dāng)所述天線數(shù)為8時(shí)，取
則設(shè)置8天線空時(shí)編碼矩陣為
為編碼前的數(shù)據(jù)其中 線。進(jìn)一步地，上述裝置還可具有以下特點(diǎn)天線選擇分組模塊用于設(shè)置每一天線組中天線數(shù)彡1，且將同-射數(shù)據(jù)為0的天線與對(duì)應(yīng)天線發(fā)射數(shù)據(jù)不為0的天線構(gòu)成一組。進(jìn)一步地，上述裝置還可具有以下特點(diǎn)分組波束形成模塊用于由基站預(yù)先設(shè)定的天線的權(quán)值生成每個(gè)波束；所述波束為 固定波束，或是根據(jù)信道信息反饋的自適應(yīng)形成波束。
-時(shí)刻對(duì)應(yīng)天線發(fā)
通過本發(fā)明，在LTE-Advanced系統(tǒng)中多天線下行發(fā)射分集結(jié)合波束形成，將不同 的符號(hào)數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)不同的波束，結(jié)合天線選擇進(jìn)行波束形成，在不增加額外開銷的同時(shí)，能夠 獲得較好的分集增益及良好的覆蓋。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例的多天線發(fā)射分集方法的流程圖；圖2是本發(fā)明實(shí)施例的多天線發(fā)射分集波束形成方法的示意圖；圖3是本發(fā)明實(shí)施例的多天線發(fā)射分集裝置的結(jié)構(gòu)框圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明結(jié)合空時(shí)編碼和天線選擇分組及分組波束形成，設(shè)計(jì)多天線時(shí) LTE-Advanced系統(tǒng)的發(fā)射分集方法，即，在LTE-Advanced系統(tǒng)中多天線下行發(fā)射分集結(jié)合 天線選擇分組及分組波束形成，將不同的符號(hào)數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)不同的天線組，進(jìn)而進(jìn)行分組波束 形成，這樣的分集方法比傳統(tǒng)的多天線空時(shí)編碼有3dB的性能增益。下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來詳細(xì)說明本發(fā)明。圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的多天線發(fā)射分集方法的流程圖，該方法包括步驟S101，設(shè)置多天線空時(shí)編碼矩陣，對(duì)待發(fā)射數(shù)據(jù)進(jìn)行空時(shí)編碼；其中，多天線空時(shí)編碼矩陣可以有多種選擇，比如，設(shè)置天線數(shù)為N個(gè)時(shí)，N個(gè)天線 的空時(shí)編碼矩陣S(N)為 其中N為2的整數(shù)倍，& 和乂爭(zhēng)為N/2個(gè)天線的空時(shí)編碼矩陣，所述矩陣的行表 示時(shí)刻，列表示天線。優(yōu)選地，所述空時(shí)編碼矩陣具有以下特點(diǎn)在每一個(gè)時(shí)刻至少有一根天線上發(fā)射的數(shù)據(jù)為0。具體地，比如，天線數(shù)為8，8天線空時(shí)編碼矩陣為 則得到
其中，Xl、x2、x3> x4、x5、x6、x7和x8為編碼前的數(shù)據(jù)，編碼矩陣的行表示時(shí)刻，列表 示天線，如1行1列的數(shù)據(jù)Xl對(duì)應(yīng)時(shí)刻1時(shí)天線1上的數(shù)據(jù)。步驟S102，根據(jù)所述編碼矩陣將天線分組，得到的天線組數(shù)小于天線數(shù)；以8天線為例，觀察天線空時(shí)編碼矩陣S(8)，在時(shí)刻1 天線1、天線2、天線5、天線 6上對(duì)應(yīng)有數(shù)據(jù)，而天線3、天線4、天線7、天線8上對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)為0 ；在其他時(shí)刻也是有些 天線上對(duì)應(yīng)有數(shù)據(jù)，有些天線上對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)為0的類似情況。因此，可以將天線1、天線3分 成第1組天線，天線2、天線4分成第2組天線，天線5、天線7分成第3組天線，天線6、天線 8分成第4組天線，當(dāng)然，可以采用其他的分組方式，每一天線組中天線數(shù)> 1，且天線分組 時(shí)，一般將該時(shí)刻對(duì)應(yīng)天線發(fā)射數(shù)據(jù)為0的天線與該時(shí)刻對(duì)應(yīng)天線發(fā)射數(shù)據(jù)不為0的天線 構(gòu)成一組。步驟S103，根據(jù)得到的天線組分別對(duì)空時(shí)編碼后得到的各路信號(hào)進(jìn)行波束形成， 發(fā)射所述信號(hào)發(fā)射；其中，每一天線組對(duì)應(yīng)一波束，即不同的天線組形成不同的波束。如圖2所示，天線組1、天線組2、天線組3和天線組4分別對(duì)應(yīng)波束1、波束2、波 束3和波束4。其中，每個(gè)波束為由基站預(yù)先設(shè)定的天線的權(quán)值生成的波束，該波束可以是 固定波束，也可以是根據(jù)信道信息反饋的自適應(yīng)形成波束。在時(shí)刻1 天線組1位于第1路通道上，對(duì)第1路數(shù)據(jù)Xl進(jìn)行波束形成；天線組2 位于第2路通道上，對(duì)第2路數(shù)據(jù)x2進(jìn)行波束形成；天線組3位于第5路通道上，對(duì)第5路 數(shù)據(jù)x5進(jìn)行波束形成；天線組4位于第6路通道上，對(duì)第6路數(shù)據(jù)x6進(jìn)行波束形成。在時(shí)刻2 天線組1切換到第3路通道上，對(duì)第3路數(shù)據(jù)x3進(jìn)行波束形成；天線組 2切換到第4路通道上，對(duì)第4路數(shù)據(jù)x4進(jìn)行波束形成；天線組3切換到第7路通道上，對(duì) 第7路數(shù)據(jù)x7進(jìn)行波束形成；天線組4切換到第8路通道上，對(duì)第8路數(shù)據(jù)x8進(jìn)行波束形 成。類似地，在時(shí)刻3和時(shí)刻4，時(shí)刻5和時(shí)刻6，時(shí)刻7和時(shí)刻8，對(duì)天線組1、天線組 2、天線組3、天線組4分別對(duì)各時(shí)刻數(shù)據(jù)進(jìn)行波束形成。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供了一種多天線發(fā)射分集裝置。圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施 例的天線分集裝置的結(jié)構(gòu)框圖，如圖3所示，該裝置包括空時(shí)編碼模塊、天線選擇分組模 塊和分組波束形成模塊， 其中，所述空時(shí)編碼模塊用于設(shè)置多天線空時(shí)編碼矩陣，對(duì)待發(fā)射數(shù)據(jù)進(jìn)行空時(shí) 編碼；所述天線選擇分組模塊連接至空時(shí)編碼模塊，用于根據(jù)空時(shí)編碼模塊設(shè)置編碼矩 陣將天線分組，得到的天線組數(shù)小于天線數(shù)；還用于從空時(shí)編碼模塊接收空時(shí)編碼后得到 的各路信號(hào)，并轉(zhuǎn)發(fā)給分組波束形成模塊；以及所述分組波束形成模塊連接至分組波束形成模塊，用于根據(jù)從天線選擇分組模塊 得到的天線組分別對(duì)空時(shí)編碼后得到的各路信號(hào)進(jìn)行波束形成，發(fā)射所述信號(hào)發(fā)射；其中， 每一天線組對(duì)應(yīng)一波束。優(yōu)選地，所述空時(shí)編碼模塊用于當(dāng)所述天線數(shù)為N個(gè)時(shí)，設(shè)置N個(gè)天線的空時(shí)編碼 矩陣Sw為
(51 <co2其中N為2的整數(shù)倍，gl^gf為N/2個(gè)天線的空時(shí)編碼矩陣，所述矩陣的行表 示時(shí)刻，列表示天線；所述空時(shí)編碼矩陣具有以下特點(diǎn)在每一個(gè)時(shí)刻至少有一根天線上發(fā)射的數(shù)據(jù)為0。優(yōu)選地，所述空時(shí)編碼模塊用于當(dāng)所述天線數(shù)為8時(shí)，取
5(4)=
則設(shè)置8天線空時(shí)編碼矩陣為 其中，)__線。優(yōu)選地，天線選擇分組模塊用于設(shè)置每一天線組中天線數(shù)> 1，且將同一時(shí)刻對(duì)應(yīng) 天線發(fā)射數(shù)據(jù)為0的天線與對(duì)應(yīng)天線發(fā)射數(shù)據(jù)不為0的天線構(gòu)成一組。優(yōu)選地，分組波束形成模塊用于由基站預(yù)先設(shè)定的天線的權(quán)值生成每個(gè)波束；所
其中
Xi、Xg、X^、、X5、Xg、X-J7 禾口 Xg
為編碼前
述波束為固定波束，或是根據(jù)信道信息反饋的自適應(yīng)形成波束。 本發(fā)明可以應(yīng)用于LTE-Advanced系統(tǒng)的基站、終端等多種領(lǐng)域。在本 發(fā)明中，提出了天線選擇分組及分組波束形成和空時(shí)編碼結(jié)合的多天線處理方 法，通過理論分析和仿真驗(yàn)證都證明將分集輸出信號(hào)分別送入波束形成陣列，與 單一的空時(shí)分集相比可以獲得3dB的增益，其中，優(yōu)選的空時(shí)分集的編碼矩陣為
的數(shù)據(jù)，通過空時(shí)編碼后，行對(duì)應(yīng)相鄰時(shí)刻，列對(duì)應(yīng)不同的發(fā)射天線。
當(dāng)然，本發(fā)明還可有其它多種實(shí)施例，在不背離本發(fā)明精神及其實(shí)質(zhì)的情況下，熟 悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員當(dāng)可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變 形都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
6 7 8
亥亥亥
天線8
天線7
天線6
天線5 天線4
天線3 天線2 天線1
1權(quán)利要求
一種多天線發(fā)射分集的方法，包括設(shè)置多天線空時(shí)編碼矩陣，對(duì)待發(fā)射數(shù)據(jù)進(jìn)行空時(shí)編碼；根據(jù)所述編碼矩陣將天線分組，得到的天線組數(shù)小于天線數(shù)；以及根據(jù)得到的天線組分別對(duì)空時(shí)編碼后得到的各路信號(hào)進(jìn)行波束形成，發(fā)射所述信號(hào)；其中，每一天線組對(duì)應(yīng)一波束。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于， 所述天線數(shù)為N個(gè)時(shí)，N個(gè)天線的空時(shí)編碼矩陣Sw為 其中N為2的整數(shù)倍，<》和g》為N/2個(gè)天線的空時(shí)編碼矩陣，所述空時(shí)編碼矩陣的行表示時(shí)刻，列表示天線；所述空時(shí)編碼矩陣具有以下特點(diǎn)在每一個(gè)時(shí)刻至少有一根天線上發(fā)射的數(shù)據(jù)為O。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于， 所述天線數(shù)為8時(shí)， 其中，X1, X2, x3> x4> x5> x6> X7和X8為編碼前的數(shù)據(jù)，所述矩陣的行表示時(shí)刻，列表示天線。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于， 每一天線組中天線數(shù)彡1 ；在天線分組時(shí)，將同一時(shí)刻對(duì)應(yīng)天線發(fā)射數(shù)據(jù)為O的天線與對(duì)應(yīng)天線發(fā)射數(shù)據(jù)不為O 的天線構(gòu)成一組。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，由基站預(yù)先設(shè)定的天線的權(quán)值生成每個(gè)波束，所述波束為固定波束，或是根據(jù)信道信 息反饋的自適應(yīng)形成波束。
6.一種多天線發(fā)射分集的裝置，其特征在于，包括空時(shí)編碼模塊、天線選擇分組模塊和分組波束形成模塊， 所述空時(shí)編碼模塊用于設(shè)置多天線空時(shí)編碼矩陣，對(duì)待發(fā)射數(shù)據(jù)進(jìn)行空時(shí)編碼； 所述天線選擇分組模塊連接至空時(shí)編碼模塊，用于根據(jù)空時(shí)編碼模塊設(shè)置編碼矩陣將 天線分組，得到的天線組數(shù)小于天線數(shù)；還用于從空時(shí)編碼模塊接收空時(shí)編碼后得到的各 路信號(hào)，并轉(zhuǎn)發(fā)給分組波束形成模塊；以及所述分組波束形成模塊連接至分組波束形成模塊，用于根據(jù)得到的天線組分別對(duì)空時(shí) 編碼后得到的各路信號(hào)進(jìn)行波束形成，發(fā)射所述信號(hào)；其中，每一天線組對(duì)應(yīng)一波束。
7.如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述空時(shí)編碼模塊用于當(dāng)所述天線數(shù)為N個(gè)時(shí)，設(shè)置N個(gè)天線的空時(shí)編碼矩陣Sw為 其中N為2的整數(shù)倍，和乂爭(zhēng)為Ν/2個(gè)天線的空時(shí)編碼矩陣，所述空時(shí)編碼矩陣的行表示時(shí)刻，列表示天線；所述空時(shí)編碼矩陣具有以下特點(diǎn)在每一個(gè)時(shí)刻至少有一根天線上發(fā)射的數(shù)據(jù)為O。
8.如權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于， 所述空時(shí)編碼模塊用于當(dāng)所述天線數(shù)為8時(shí)， 取則設(shè)置8天線空時(shí)編碼矩陣為 其中，Xl、x2、X3> X4> x5> x6> X7和X8為編碼前的數(shù)據(jù)，矩陣的行表示時(shí)刻，列表示天線。
9.如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，天線選擇分組模塊用于設(shè)置每一天線組中天線數(shù)> 1，且將同一時(shí)刻對(duì)應(yīng)天線發(fā)射數(shù) 據(jù)為O的天線與對(duì)應(yīng)天線發(fā)射數(shù)據(jù)不為O的天線構(gòu)成一組。
10.如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，分組波束形成模塊用于由基站預(yù)先設(shè)定的天線的權(quán)值生成每個(gè)波束；所述波束為固定 波束，或是根據(jù)信道信息反饋的自適應(yīng)形成波束。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種多天線發(fā)射分集的方法，包括設(shè)置多天線空時(shí)編碼矩陣，對(duì)待發(fā)射數(shù)據(jù)進(jìn)行空時(shí)編碼；根據(jù)所述編碼矩陣將天線分組，得到的天線組數(shù)小于天線數(shù)；以及根據(jù)得到的天線組分別對(duì)空時(shí)編碼后得到的各路信號(hào)進(jìn)行波束形成，發(fā)射所述信號(hào)；其中，每一天線組對(duì)應(yīng)一波束。本發(fā)明還公開了一種多天線發(fā)射分集的裝置。本發(fā)明在不增加額外開銷的同時(shí)，能夠獲得較好的分集增益。
文檔編號(hào)H04B7/08GK101854198SQ20091013236
公開日2010年10月6日 申請(qǐng)日期2009年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月30日
發(fā)明者劉文豪, 張力, 王衍文 申請(qǐng)人:中興通訊股份有限公司