專利名稱：在移動通信系統(tǒng)中發(fā)射和接收信號的方法和系統(tǒng)的制作方法
本申請要求2001年7月27日提交的韓國申請No.P2001-45438的優(yōu)先權(quán)益，并在此結(jié)合作為參考。
同時，近來也出現(xiàn)了使用多天線發(fā)射系統(tǒng)獲取發(fā)射分集的時空編碼技術(shù)。尤其是，在使用多個天線的系統(tǒng)中，已經(jīng)對層型時空編碼系統(tǒng)進行了積極的研究，其用于將要發(fā)射的信息劃分為多個層，并對各層進行編碼，以同時獲得信道編碼和發(fā)射天線分集。
圖1顯示的是使用時空編碼器的普通發(fā)射機結(jié)構(gòu)的例子。圖2顯示的是使用時空編碼器的普通發(fā)射機結(jié)構(gòu)的另外一個例子。
參考圖1和2，通過交織器102和203前面和后面的兩種編碼器101，103，202和204實現(xiàn)輸入數(shù)據(jù)的兩次編碼。對于各層進行此編碼過程，以生成通過多個天線發(fā)射的信號。編碼器101和202的一部分使用諸如卷積碼等等的信道誤差校正碼。時空編碼器103和204使用能夠提高天線之間無關(guān)性的正交碼等等。
上述過程中使用的兩種類型的編碼器(即，編碼器和時空編碼器)獨立進行構(gòu)造。這導(dǎo)致在接收端用于兩次解碼的解碼器單獨進行操作而無需彼此交換信息。即，不進行迭代解碼過程。
如上所述，根據(jù)傳統(tǒng)的多天線傳輸系統(tǒng)，各層的信道編碼和時空編碼系統(tǒng)沒有和其他層的組合起來，而是僅在相應(yīng)層獨立地進行組合。這樣，傳統(tǒng)的系統(tǒng)具有如下缺點其不能通過按層進行信道解碼器和空間分集的組合而獲得更好的效果。
另外，開發(fā)目前的第三代移動通信系統(tǒng)的3GPP之類的下一代移動通信系統(tǒng)的成員采用透平碼作為標(biāo)準(zhǔn)以及一種使用兩個天線進行發(fā)射的分集結(jié)構(gòu)。然而，即使在此系統(tǒng)中，透平碼和發(fā)射分集系統(tǒng)獨立存在而無彼此相關(guān)，這樣不能通過兩個系統(tǒng)的組合而獲得額外的增益。
本發(fā)明的一個目的是提供一種在移動通信系統(tǒng)中使用多個天線發(fā)射和接收信號的方法和系統(tǒng)，用于通過適當(dāng)?shù)亟M合信道編碼和發(fā)射分集技術(shù)而提高通信質(zhì)量。
本發(fā)明的另外一個目的是提供一種在使用多個天線的移動通信系統(tǒng)中發(fā)射和接收信號的方法和系統(tǒng)，即使系統(tǒng)環(huán)境改變也無需提高系統(tǒng)的復(fù)雜程度就可以提高通信質(zhì)量。
本發(fā)明的其它優(yōu)點、目的和特征有一部分將在以下的說明書中進行闡述，有一部分則對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員經(jīng)過對以下內(nèi)容的檢驗后會變得明了，或者通過本發(fā)明的實踐而體驗到。按所附的權(quán)利要求書具體指出的可實現(xiàn)并達到本發(fā)明的目的和優(yōu)點。
為了實現(xiàn)這些目的和其他的優(yōu)點，根據(jù)本發(fā)明的目的，如同作為實施例并在此處所述的，在通過多個層傳輸信號的移動通信系統(tǒng)中發(fā)射信號的方法包括對輸入數(shù)據(jù)進行一次編碼并按層進行分離，在空間和時間中對各層的一次編碼數(shù)據(jù)進行交織，對交織的數(shù)據(jù)進行接收和二次編碼，并且在時間和空間中對二次編碼數(shù)據(jù)進行調(diào)制，并通過多個天線將其發(fā)射出去。
在本發(fā)明的另一個方面，在通過多層接收信號的移動通信系統(tǒng)中接收信號的方法包括在時間和空間中對接收的信號進行解調(diào)，將解調(diào)的信號分離到各個層中，使用相應(yīng)層的非本征信息(extrinsicinformation)對分離的信號進行一次解碼，在空間和時間中對一次解碼數(shù)據(jù)進行去交織，對去交織的數(shù)據(jù)進行二次解碼，在空間和時間中對二次解碼數(shù)據(jù)進行交織，提供交織的數(shù)據(jù)作為非本征信息，分別重復(fù)預(yù)定次數(shù)的解碼步驟，去交織步驟，二次解碼步驟和提供步驟，并且確定由預(yù)定次數(shù)提供的非本征信息所生成的二次解碼數(shù)據(jù)的值。
在本發(fā)明的另一個方面，在通過多層發(fā)射信號的移動通信系統(tǒng)中發(fā)射信號的系統(tǒng)包括第一編碼器，用于對輸入數(shù)據(jù)進行按層分離并進行一次編碼；交織器，用于在空間和時間中對各層的一次編碼數(shù)據(jù)進行交織；第二編碼器，用于對交織數(shù)據(jù)進行二次編碼；時空調(diào)制器，用于對各層的二次編碼數(shù)據(jù)進行調(diào)制；以及天線，用于在時間和空間中對調(diào)制數(shù)據(jù)進行發(fā)射。
在本發(fā)明的另一個方面，在通過多層發(fā)射信號的移動通信系統(tǒng)中的交織器包括移位電路，用于將由一次編碼數(shù)據(jù)中相同信息所生成的數(shù)據(jù)位安排到不同的層，和一維交織器，用于在時間中對各層中所安排的數(shù)據(jù)位進行交織。
在本發(fā)明的另一個方面，在通過多層接收信號的移動通信系統(tǒng)中接收信號的系統(tǒng)包括第一解碼器，用于在時間和空間中對所接收的信號進行解調(diào)，將解調(diào)的信號分離到各層中，并且使用相應(yīng)層的非本征信息對分離的信號進行一次解碼；去交織器，用于在空間和時間中對一次解碼數(shù)據(jù)進行去交織；第二解碼器，用于對去交織的數(shù)據(jù)進行二次解碼；交織器，用于在空間和時間中對二次解碼數(shù)據(jù)進行交織，并且提供交織的數(shù)據(jù)作為非本征信息；和判定部分，用于在第一解碼器、去交織器、第二解碼器、和交織器進行預(yù)定次數(shù)的迭代操作時，確定由預(yù)定次數(shù)提供的非本征信息所生成的二次解碼數(shù)據(jù)的組合值。
在本發(fā)明的另一個方面，在通過多層發(fā)射和接收信號的移動通信系統(tǒng)中發(fā)射和接收信號的系統(tǒng)包括第一編碼器，用于對輸入數(shù)據(jù)進行按層分離和編碼，以生成獨立的信號；第一交織器，用于將各層的一次編碼數(shù)據(jù)在空間和時間中進行交織；發(fā)射機，包含用于對第一交織器的輸出進行二次編碼的第二編碼器，在發(fā)射機對二次編碼數(shù)據(jù)應(yīng)用了用于發(fā)射分集的編碼之后，其通過多個天線發(fā)射二次編碼數(shù)據(jù)；計算器，用于計算從發(fā)射機接收到的、分離為各層、然后解調(diào)的數(shù)據(jù)的誤差程度；存儲部分，如果誤差程度在閾值之內(nèi)，則存儲解調(diào)數(shù)據(jù)；組合器，如果誤差程度在閾值之內(nèi)，則對從存儲部分讀取的同一信息源的數(shù)據(jù)和重發(fā)射數(shù)據(jù)進行編碼組合，并將組合數(shù)據(jù)提供給第一解碼器作為它的輸入；第一解碼器，用于使用相應(yīng)層的非本征信息對提供的數(shù)據(jù)進行一次解碼；去交織器，用于在空間和時間中對一次解碼數(shù)據(jù)進行去交織；第二解碼器，用于對去交織的數(shù)據(jù)進行二次解碼；第二交織器，用于在空間和時間中對二次解碼的數(shù)據(jù)進行交織，并提供交織的數(shù)據(jù)作為非本征信息；和包含判定部分的接收機，所述判定部分用于在第一解碼器、去交織器、第二解碼器和第二交織器進行預(yù)定次數(shù)的迭代操作時，確定由預(yù)定次數(shù)所提供的非本征信息所生成的二次解碼數(shù)據(jù)的組合值。
在本發(fā)明的另一個方面，在通過多層發(fā)射和接收信號的移動通信系統(tǒng)中發(fā)射和接收信號的系統(tǒng)包括第一編碼器，用于對輸入數(shù)據(jù)進行按層分離和編碼，以生成獨立的信號；第一交織器，用于在空間和時間中對各層的一次編碼數(shù)據(jù)進行交織；包含第二編碼器的發(fā)射機，所述第二編碼器用于對第一交織器的輸出進行二次編碼，在發(fā)射機對二次編碼數(shù)據(jù)應(yīng)用了用于發(fā)射分集的編碼之后，其通過多個天線發(fā)射二次編碼數(shù)據(jù)；存儲部分，如果數(shù)據(jù)的誤差程度在閾值之內(nèi)，則存儲從發(fā)射機接收的、分離到各層、然后進行解調(diào)的數(shù)據(jù)；判定部分，用于確定解調(diào)數(shù)據(jù)是新發(fā)射的數(shù)據(jù)還是重發(fā)射的數(shù)據(jù)；組合器，如果調(diào)制數(shù)據(jù)是作為判定結(jié)果的重發(fā)射數(shù)據(jù)，則對從存儲部分中讀取的同一信息源的先前接收數(shù)據(jù)和重發(fā)射的數(shù)據(jù)進行編碼組合，并且將組合的數(shù)據(jù)作為輸入提供到第一解碼器；第一解碼器，用于使用相應(yīng)層的非本征信息對所提供的數(shù)據(jù)進行一次解碼；去交織器，用于在空間和時間中對一次解碼數(shù)據(jù)進行去交織；二次解碼器，用于對去交織數(shù)據(jù)進行二次解碼；第二交織器，用于在空間和時間中對二次解碼數(shù)據(jù)進行交織，并且提供交織的數(shù)據(jù)作為非本征信息；接收機，包括一個判定部分，所述判定部分用于在第一解碼器、去交織器、第二解碼器和交織器進行預(yù)定次數(shù)的迭代操作時，確定由預(yù)定次數(shù)提供的非本征信息所生成的二次解碼數(shù)據(jù)的組合值。
應(yīng)當(dāng)說明的是，無論前面所述的一般描述，還是下面的詳細(xì)介紹，都是示例性和解釋性的，用于為權(quán)利要求所限定的本發(fā)明做進一步的解釋。
圖2顯示的是使用時空編碼器的傳統(tǒng)發(fā)射機結(jié)構(gòu)的另外一個實例；圖3顯示的是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的串行鏈接時空編碼發(fā)射機的結(jié)構(gòu)；圖4顯示的是由圖3所示移位電路實現(xiàn)的二維交織器的結(jié)構(gòu)；圖5顯示的是圖4所示移位電路的操作原理；圖6顯示的是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的串行鏈接時空編碼接收機的結(jié)構(gòu)；圖7顯示的是圖6所示的二維去交織器的結(jié)構(gòu)；圖8顯示的是根據(jù)本發(fā)明另外一個實施例的串行鏈接時空編碼發(fā)射機的結(jié)構(gòu)；圖9顯示的是根據(jù)本發(fā)明另外一個實施例的串行鏈接時空編碼接收機的結(jié)構(gòu)；圖10顯示的是圖9所示瑞克(RAKE)接收機的結(jié)構(gòu)；圖11顯示的是根據(jù)本發(fā)明，AWGN信道環(huán)境中的誤碼率；圖12顯示的是根據(jù)本發(fā)明，根據(jù)二維交織器類型的誤碼率；圖13顯示的是根據(jù)本發(fā)明，衰減率為0.001時的誤碼率；圖14顯示的是根據(jù)本發(fā)明，衰減率為0.003時的誤碼率；圖15顯示的是根據(jù)本發(fā)明，根據(jù)天線數(shù)目和交織器規(guī)格的變化的誤碼率；優(yōu)選實施例詳細(xì)說明現(xiàn)在對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行詳細(xì)的說明，這些優(yōu)選實施例的例子顯示在圖中。附圖中相同的標(biāo)號指示相同的元件。
本發(fā)明涉及在使用多個天線的系統(tǒng)中，有效組合信道編碼和發(fā)射分集技術(shù)，以提高誤差性能的方法。
尤其是，本發(fā)明的目的在于，即使改變了諸如天線數(shù)目、層數(shù)增加等系統(tǒng)環(huán)境，也無需提高系統(tǒng)的復(fù)雜性就能改善發(fā)射分集性能。
為了實現(xiàn)此目的，本發(fā)明至少分別實現(xiàn)兩次編碼和解碼。對每一層都進行編碼和解碼。每一層的意思是一個特殊的通路，通過其可以進行數(shù)據(jù)傳輸。即，它表示一條傳輸通路，通過該通路，可以傳輸由數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換而來的無線幀。
圖3顯示的是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的串行鏈接時空編碼發(fā)射機的結(jié)構(gòu)。圖4顯示的是圖3所示由移位電路實現(xiàn)的二維交織器的結(jié)構(gòu)。圖5顯示的是圖4所示移位電路的操作原理。
如圖3所示，根據(jù)本發(fā)明的多天線發(fā)射系統(tǒng)包括一個串行-并行轉(zhuǎn)換器301，用于將各層的串行輸入序列轉(zhuǎn)換為并行序列；外部編碼器302，用于對并行序列進行編碼；二維(2D)交織器303，用于在空間和時間中對編碼的序列進行交織；內(nèi)部編碼器304，用于對交織的序列進行重新編碼；以及時空調(diào)制器305，用于調(diào)制重新編碼的序列。
根據(jù)包括外部編碼器302、2D交織器303和內(nèi)部編碼器304的結(jié)構(gòu)，交織器安置在兩種類型的卷積編碼器之間。這種結(jié)構(gòu)是一種適用于發(fā)射分集的透平編碼器。
下面描述上述構(gòu)造的系統(tǒng)的操作。
要發(fā)射的數(shù)據(jù)的串行序列被分離為L層，其中，由串行-并行轉(zhuǎn)換器301轉(zhuǎn)換為并行序列，然后輸入到L層的外部編碼器302，以進行一次編碼。此時，用在外部編碼器302中的信道碼(以后稱為外碼)使用具有不同結(jié)構(gòu)的編碼系統(tǒng)，并可以使用卷積碼很容易地實現(xiàn)。
由2D交織器303在空間和時間中對一次編碼序列進行交織，然后由內(nèi)部編碼器304進行二次編碼。如果圖4中的交織器用作二維交織器(303)，則由圖4中的移位電路401將一次編碼序列安排到不同的層，然后由一維(10)交織器402在時間中進行交織。在下文中，內(nèi)部編碼器304中使用的信道碼稱為內(nèi)碼。
在2D交織器303中，二維指的是空間維和時間維，空間維分為多個層。通過各層的信號處理生成獨立的信號。此時，為了在各層獲得最大程度的空間分集，發(fā)射天線的數(shù)目N應(yīng)當(dāng)大于或者等于層的數(shù)目L。
同時，可以在2D交織器303中使用不同的交織類型，如果使用了具有隨機特性的交織器，由于通用鏈接碼(concatenated code)的特性，可以大大提高交織性能。
如上所述，對于使用2D隨機交織器的情況，本發(fā)明不僅在各層的時間軸而且在空間軸具有隨機特性。
在本發(fā)明中，具有圖4中所示結(jié)構(gòu)的交織器用作2D隨機交織器。此交織器303包括一個移位電路401，和具有同一結(jié)構(gòu)的L個一維(1D)交織器402。
由于交織器303包括具有一維交織器形式的1D交織器402和實現(xiàn)簡單模L操作的移位電路401，降低了系統(tǒng)復(fù)雜性。相反，在接收端提供了實現(xiàn)交織器相反過程的去交織器。
同時，對于接收端對上述生成的信號進行接收和解碼的情況，各層實現(xiàn)同一去交織處理，從而可以降低時間延遲。
如圖5所示，根據(jù)2D交織器303，在同一層不會同時存在由同一外碼所編碼的兩個相鄰碼元，即由同一信息位所編碼的碼元，并且如果L超過外碼的約束長度，則由同一信息位所編碼的碼元分別分離到不同的層中。這使得降低了外碼和內(nèi)碼之間的相關(guān)度。
在圖5中，T表示發(fā)射碼元周期，Xij表示在第j時間在第i層上生成的碼元。
同時，由2D交織器303安排到不同層的序列通過交織器303中的1D交織器402進行時間交織，從而，從內(nèi)碼的角度來看，內(nèi)部編碼器304的輸入碼元具有非常隨機的特性。同樣，當(dāng)接收端對如上生成的信號進行解碼時，可以避免了內(nèi)碼中連續(xù)生成的突發(fā)錯誤擴展到外碼。
同時，最好使用卷積碼作為內(nèi)部編碼器304中使用的信道碼，對于使用同一結(jié)構(gòu)作為用在外部編碼器302中的信道碼的情況，沒有增加額外的硬件復(fù)雜性。
在通過不同類型的時空調(diào)制器305進行處理之后，通過N個發(fā)射天線將L層的二次編碼序列發(fā)射到接收端。時空調(diào)制器305分別對L層的二次編碼序列進行調(diào)制。
時空調(diào)制器305是考慮時間維和空間維而實現(xiàn)調(diào)制的調(diào)制器的通用名稱。
圖6顯示的是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的串行鏈接時空編碼接收機的構(gòu)造；圖7顯示的是圖6所示二維去交織器的構(gòu)造。
參照圖6，根據(jù)本發(fā)明實施例的串行鏈接時空編碼接收機包括內(nèi)部解碼器502，用于使用非本征信息對接收、分離到各層、然后解調(diào)的序列進行一次解碼；二維(2D)去交織器503，用于在空間和時間中對一次解碼序列進行去交織；外部解碼器504，用于對去交織的序列進行二次解碼；二維(2D)交織器505，用于在空間和時間中以預(yù)定次數(shù)對二次解碼序列進行交織，并且提供交織的序列作為非本征信息；并行-串行轉(zhuǎn)換器506，用于把外部解碼器輸出并經(jīng)過預(yù)定次數(shù)的二次解碼的并行序列轉(zhuǎn)換為串行序列；以及判定部分507，用于確定串行序列的信號值。
當(dāng)內(nèi)部編碼器502、2D去交織器503、外部解碼器504和2D交織器505實現(xiàn)預(yù)定次數(shù)的迭代操作時，由2D交織器提供的非本征信息所生成的外部解碼器504的輸出由并行-串行轉(zhuǎn)換器506轉(zhuǎn)換成串行序列，然后將串行序列輸入到判定部分507。
即，包括內(nèi)部解碼器502、2D去交織器503、外部解碼器504和2D交織器505的結(jié)構(gòu)用于實現(xiàn)接收非本征信息和輸出概率值的迭代解碼處理。此結(jié)構(gòu)被認(rèn)為是一種適用于發(fā)射分集的透平解碼器。
下面解釋根據(jù)上述結(jié)構(gòu)的接收信號處理。
通過M個天線接收到的序列分離為L層，然后由2D時空解調(diào)器501進行解調(diào)。
此處，時空解調(diào)器501是考慮空間維和時間維而進行解碼的解碼器的通用名稱。
所接收的解調(diào)序列通過內(nèi)部解碼器502進行一次解碼。內(nèi)部解碼器502是諸如維特比(Viterbi)解碼器，最大后驗(Maximum a posteriori)解碼器等等的輸出具有軟判決值的序列的解碼器的通用名稱。
通過2D去交織器503在時間和空間中對一次解碼序列進行去交織。即，2D去交織器503實現(xiàn)圖1所示2D交織器303的逆操作。
因此，2D去交織器503，如圖7所示，包括1D去交織器801，用于按層對經(jīng)過內(nèi)部解碼器502的一次解碼的序列進行去交織；和反向移位電路802，用于將由去交織序列中相同信息位所生成的碼元組合到同一層。
具有和內(nèi)部解碼器502同樣結(jié)構(gòu)的外部解碼器504(即，軟判決解碼器)對經(jīng)過空間和時間去交織的序列進行二次解碼。
按照和發(fā)射端同樣的方式，內(nèi)部解碼器502和外部解碼器504按照順序，對稱為內(nèi)碼和外碼的誤差校驗信道碼而進行解碼。
同時，內(nèi)部解碼器502和外部解碼器504的約束長度具有小于接收天線數(shù)目的值時，就更為有效。
由2D交織器505在空間和時間中對二次解碼序列進行交織，然后作為非本征信息提供給內(nèi)部解碼器502。因此，迭代解碼成為可能。
從并行-串行轉(zhuǎn)換器506輸出的最終軟判決值要經(jīng)過判定部分507的硬判決。
本發(fā)明可以用于所有利用多個天線實現(xiàn)信號發(fā)射和接收的系統(tǒng)，尤其是對于CDMA系統(tǒng)，可以使用正交發(fā)射分集(OTD)，圖8中顯示了這個應(yīng)用。
圖8顯示的是根據(jù)本發(fā)明另外一個實施例的串行鏈接時空編碼發(fā)射機的結(jié)構(gòu)。
如圖8所示，根據(jù)本發(fā)明的發(fā)射機還包括擴頻器和加擾器605-1至605-N，用于在層數(shù)設(shè)定為等于或者小于發(fā)射天線數(shù)目N之后，使用諸如偽噪聲碼、金色碼(gold code)和沃爾什碼(Walsh code)之類的序列，對各層的輸出信號進行擴頻或者加擾。
圖8中結(jié)構(gòu)的其他部分的基本操作原理等同于圖3中所示的。此處，CN表示用于第N個天線的擴頻或者加擾序列，根據(jù)N的不同，具有不同的值。
圖9顯示的是根據(jù)本發(fā)明另外一個實施例的串行鏈接時空編碼接收機的結(jié)構(gòu)。圖10顯示的是圖9所示瑞克接收機的結(jié)構(gòu)。
由圖8的結(jié)構(gòu)所發(fā)射的信號由瑞克接收機的解調(diào)器910和解擴器902分離到各層，進行解調(diào)并解擴(或者解擾)。
在解擴(或者解擾)過程中，按照圖8中的擴頻(或者解擾)過程的同樣方式使用偽噪聲碼或者金色碼。
瑞克接收機701計算所發(fā)射信號的誤差程度，直接處理生成了低于第一閾值的誤差的信號，并且提供該信號作為內(nèi)部編碼器702的輸入序列。
瑞克接收機701把誤差在第一閾值和第二閾值之間的信號存儲在存儲部分905中，并且向發(fā)射端請求重發(fā)射信號。根據(jù)請求，發(fā)射的信號包括發(fā)射信號的附加冗余碼。
瑞克接收機701不在存儲部分905中存儲誤差大于第二閾值的信號，而是向發(fā)射端請求重發(fā)射相應(yīng)的信號。根據(jù)請求，發(fā)射的信號按照新發(fā)射信號同樣的方式進行處理。
因此，瑞克接收機701的判定部分903分別確定各層的解擴(或者解擾)信號是新發(fā)射的信號還是重發(fā)射的信號。
如果確定信號是重發(fā)射的信號，瑞克接收機701的組合器904對各層的解擴(或者解擾)信號和包含和解擴(或者解擾)信號同樣信息的先前解擴(或者解擾)的信號進行編碼組合，并且提供該組合信號作為內(nèi)部編碼器702的輸入序列。
圖11到15是使用本發(fā)明的多天線發(fā)射系統(tǒng)時，根據(jù)天線數(shù)目和信道環(huán)境的誤碼率的示意圖。
在圖11到14中，假設(shè)在該環(huán)境中，1D交織器的規(guī)格為256，接收天線的數(shù)目為1，擴頻率為每發(fā)射碼元32碼片，使用具有長度為256的金色碼實現(xiàn)頻帶擴展，對于所有的情況，同時發(fā)射4個碼元，對每一層信號，存在3個干擾信號。此處，Txm表示發(fā)射天線的數(shù)目。
圖11顯示的是根據(jù)本發(fā)明，AWGN信道環(huán)境中的誤碼率。
如圖11所示，可以確認(rèn)，當(dāng)增加天線的數(shù)目時，提高了誤差性能。
圖12顯示的是根據(jù)本發(fā)明，根據(jù)二維交織器類型的誤碼率。
在圖12中，對2D隨機交織器的性能和具有模L移位結(jié)構(gòu)的2D交織器的性能進行了比較。2D隨機交織器的性能和具有模L移位結(jié)構(gòu)的2D交織器的性能幾乎完全相似。
此處，“移位器”表示使用了圖4所示2D交織器的情況，而“2D交織器”表示二維隨機交織器。
即，可以確認(rèn)，2D交織器(稱為“移位器”)具有和在實施上具有很大的復(fù)雜性的2D隨機交織器幾乎相同的性能。
圖13顯示的是根據(jù)本發(fā)明，衰減率為0.001時的誤碼率。
圖14顯示的是根據(jù)本發(fā)明，衰減率為0.003時的誤碼率。
圖13和14顯示的是由于多普勒效應(yīng)，根據(jù)信道衰減率變化的性能。在降低衰減率時，大大提高了根據(jù)天線數(shù)目增加的性能。
圖15顯示的是根據(jù)本發(fā)明，根據(jù)天線數(shù)目的改變和交織器規(guī)格的變化的誤碼率。
圖15顯示的是根據(jù)所使用交織器的整體規(guī)格的性能比較。可以認(rèn)為，如果天線數(shù)目為1，則使用的512交織器。對此情況，可以確認(rèn)，隨著天線數(shù)目的增加，大大提高了性能。
此處，“I”的意思是1D交織器的規(guī)格。
為了使得本發(fā)明的層型時空編碼系統(tǒng)的信道編碼和空間分集效應(yīng)的性能最大化，在發(fā)射端的各層使用鏈接碼，使得接收端可以實現(xiàn)迭代解碼。
鏈接碼系統(tǒng)使用交織器將同一信息編碼成為不同的類型，同時發(fā)射不同類型的編碼信息。此系統(tǒng)通過接收端的迭代解碼而具有非常好的性能。此編碼可以分為并行鏈接碼(即，透平碼)和串行鏈接碼。
串行鏈接碼系統(tǒng)是交織器位于兩個卷積編碼器之間的系統(tǒng)，也非常適用于層類時空編碼系統(tǒng)。
如上所述，由于本發(fā)明按層使用同樣的結(jié)構(gòu)，且使用簡單的移位結(jié)構(gòu)實現(xiàn)天線分集，即使增加了層的數(shù)目，也可以很容易地實現(xiàn)擴展，并且在多天線發(fā)射和接收系統(tǒng)中可以提高接收誤碼性能。
第二，由于本發(fā)明提高了接收信號的誤碼性能，和現(xiàn)在的系統(tǒng)相比，提高了發(fā)射功率的增益、系統(tǒng)性能、用戶容量等等。
第三，從信道編碼的角度看，本發(fā)明組合了空間和時間分集，因此，即使降低了通常確定透平碼性能的1D交織器的長度，也可以達到理想的性能。因此，能夠降低由于交織器所導(dǎo)致的時間延遲和復(fù)雜性，并且，用于發(fā)射單元的減小，使得在時分發(fā)射系統(tǒng)中，時隙或者幀的分配變得平滑。
另外，本發(fā)明能夠用于改善所有使用N個發(fā)射天線和M個接收天線的通信系統(tǒng)的誤碼性能，并且隨著層數(shù)的增加，無需增加硬件的復(fù)雜性，通過迭代地使用同一結(jié)構(gòu)，即能夠大大提高性能，從而，獲得諸如系統(tǒng)性能和容量提高等等的收益。
另外，根據(jù)時空調(diào)制系統(tǒng)，能夠?qū)⒈景l(fā)明自然地應(yīng)用于多種類型的多天線傳輸系統(tǒng)，并且可以獲得附加的空間分集效果。
上述的實施例和優(yōu)點僅是示例性的，并不構(gòu)成對本發(fā)明的限定。本技術(shù)可以適用于其他類型的設(shè)備。本發(fā)明的描述僅是說明性的，它并不限制權(quán)利要求的范圍。對于本技術(shù)領(lǐng)域人員，顯然可以有各種替換、改進和變化。在權(quán)利要求書中，裝置加功能的語句旨在涵蓋實現(xiàn)所述功能的結(jié)構(gòu)，它不僅是結(jié)構(gòu)等同的，也包括同等的結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求
1.一種在移動通信系統(tǒng)中通過多個層進行信號發(fā)射的方法，包括對各個層中的輸入數(shù)據(jù)進行一次編碼；在空間和時間中對各個層的一次編碼數(shù)據(jù)進行交織；對交織的數(shù)據(jù)進行二次編碼；以及對二次編碼數(shù)據(jù)進行調(diào)制，并通過多個天線發(fā)射信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的信號發(fā)射方法，其中，通過卷積碼進行一次和二次編碼。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的信號發(fā)射方法，其中，交織步驟還包括把由一次編碼數(shù)據(jù)中的相同信息所生成的數(shù)據(jù)位安排到不同的層中；以及對各個層中所安排的數(shù)據(jù)位進行時間交織。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中，通過時空調(diào)制方法實現(xiàn)調(diào)制步驟。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，還包括使用用于發(fā)射分集的代碼對二次編碼數(shù)據(jù)進行解擴或加擾。
6.一種在移動通信系統(tǒng)中通過多個層進行信號接收的方法，包括在時間和空間中對接收到的信號進行解調(diào)，將解調(diào)的信號分離到不同的層，使用相應(yīng)層的非本征信息對分離的信號進行一次解碼；在空間和時間中對一次解碼數(shù)據(jù)進行去交織；對去交織的數(shù)據(jù)進行二次解碼；在空間和時間中對二次解碼的數(shù)據(jù)進行交織，并且提供交織的數(shù)據(jù)作為非本征信息；分別重復(fù)預(yù)定次數(shù)的解碼步驟、去交織步驟、二次解碼步驟和提供步驟；以及確定由預(yù)定次數(shù)所提供的非本征信息生成的二次解碼數(shù)據(jù)的值。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其中，在確定步驟中進行組合值的硬判決。
8.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其中，使用卷積碼進行一次和二次解碼。
9.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其中，去交織步驟包括對一次解碼數(shù)據(jù)分別進行時間去交織；以及把由去交織的數(shù)據(jù)中相同信息所生成的數(shù)據(jù)位組合到同一層中。
10.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其中，交織步驟包括把由二次解碼數(shù)據(jù)中的相同信息所生成的數(shù)據(jù)位安排到不同的層中；以及對所安排的數(shù)據(jù)分別進行時間交織。
11.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，具中，如果接收信號應(yīng)用了正交發(fā)射分集，則由瑞克接收機使用時空分集的組合方法對所接收的信號進行解調(diào)。
12.一種用于在通過多個層發(fā)射信號的移動通信系統(tǒng)中發(fā)射信號的系統(tǒng)，包括第一編碼器，用于在各層中對輸入數(shù)據(jù)進行一次編碼；交織器，用于在空間和時間中對各層的一次編碼數(shù)據(jù)進行交織；第二編碼器，用于對交織數(shù)據(jù)進行二次編碼；調(diào)制器，用于調(diào)制各層的二次編碼數(shù)據(jù)；以及多個天線，用于發(fā)射信號。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的系統(tǒng)，其中，第一和第二編碼器使用卷積碼。
14.根據(jù)權(quán)利要求12的系統(tǒng)，其中，通過時空調(diào)制方法而應(yīng)用調(diào)制器。
15.根據(jù)權(quán)利要求13的系統(tǒng)，還包括用于擴頻的擴頻器或者使用發(fā)射分集編碼對二次編碼數(shù)據(jù)進行加擾的加擾器。
16.一種通過多個層傳輸信號的移動通信系統(tǒng)中的交織器，包括移位電路，用于把由一次編碼數(shù)據(jù)中相同信息所生成的數(shù)據(jù)位安排到不同的層中；以及一維交織器，用于在時間中對各層中所安排的數(shù)據(jù)位進行交織。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的交織器，其中，移位電路根據(jù)層的數(shù)目進行模操作。
18.一種用于在移動通信系統(tǒng)中通過多個層接收信號的系統(tǒng)，包括第一解碼器，用于在時間和空間中對所接收的信號進行解調(diào)，將解調(diào)的信號分離到各個層中，使用相應(yīng)層的非本征信息對分離的信號進行一次解碼；去交織器，用于在空間和時間中對一次解碼數(shù)據(jù)進行去交織；二次解碼器，用于對去交織數(shù)據(jù)進行二次解碼；交織器，用于在空間和時間中對二次解碼數(shù)據(jù)進行交織，并且提供交織的數(shù)據(jù)作為非本征信息；以及判定部分，用于在第一解碼器、去交織器、第二解碼器和交織器進行預(yù)定次數(shù)的迭代操作時，確定由預(yù)定次數(shù)提供的非本征信息所生成的二次解碼數(shù)據(jù)的組合值；
19.根據(jù)權(quán)利要求18的系統(tǒng)，還包括并行-串行轉(zhuǎn)換器，用于將由預(yù)定次數(shù)提供的非本征信息所生成的二次解碼數(shù)據(jù)值轉(zhuǎn)換成為串行序列，并且將該串行序列提供給判定部分。
20.根據(jù)權(quán)利要求19的系統(tǒng)，其中，判定部分執(zhí)行所提供的串行序列的硬判決。
21.根據(jù)權(quán)利要求18的系統(tǒng)，其中，第一和第二解碼器使用卷積碼。
22.根據(jù)權(quán)利要求18的系統(tǒng)，其中，去交織器包括一維去交織器，用于對一次解碼數(shù)據(jù)分別進行時間去交織；以及反向移位電路，用于把由去交織數(shù)據(jù)中的相同信息所生成的數(shù)據(jù)位組合到同一層中。
23.根據(jù)權(quán)利要求22的系統(tǒng)，其中，反向移位電路根據(jù)層數(shù)進行模操作。
24.根據(jù)權(quán)利要求18的系統(tǒng)，其中，交織器包括移位電路，用于把由二次解碼數(shù)據(jù)中的相同信息所生成的數(shù)據(jù)位安排到不同的層中；以及一維交織器，用于對所安排的數(shù)據(jù)分別進行時間交織。
25.根據(jù)權(quán)利要求24的系統(tǒng)，其中，移位電路根據(jù)層的數(shù)目進行模操作。
26.根據(jù)權(quán)利要求18的系統(tǒng)，還包括計算器，用于分別計算解調(diào)數(shù)據(jù)的誤差程度；存儲部分，如果誤差程度在閾值之內(nèi)，則存儲解調(diào)的數(shù)據(jù)；以及組合器，如果誤差程度在閾值之內(nèi)，則對從存儲部分讀取出來的相同信息源的數(shù)據(jù)和重發(fā)射的數(shù)據(jù)進行編碼組合，并且將組合數(shù)據(jù)提供給第一解碼器作為它們的輸入。
27.根據(jù)權(quán)利要求18的系統(tǒng)，還包括存儲部分，如果相應(yīng)數(shù)據(jù)的誤差程度在閾值之內(nèi)，則存儲解調(diào)的數(shù)據(jù)；判定部分，用于確定解調(diào)數(shù)據(jù)是新發(fā)射的數(shù)據(jù)還是重發(fā)射的數(shù)據(jù)；以及組合器，如果作為判定部分的判定結(jié)果，數(shù)據(jù)是重發(fā)射數(shù)據(jù)，則對從存儲部分中讀取的相同信息源的先前接收數(shù)據(jù)和重發(fā)射的數(shù)據(jù)進行編碼組合，并且將組合的數(shù)據(jù)提供給第一解碼器作為它們的輸入。
28.根據(jù)權(quán)利要求27的系統(tǒng)，其中，重發(fā)射的數(shù)據(jù)包括所存儲數(shù)據(jù)的冗余位。
29.一種移動通信系統(tǒng)中通過多個層發(fā)射和接收信號的系統(tǒng)，包括第一編碼器，用于對輸入數(shù)據(jù)進行按層分離并且進行編碼，以生成獨立的信號；第一交織器，用于在空間和時間中對各層的一次編碼數(shù)據(jù)進行交織；發(fā)射機，包括用于對第一交織器的輸出進行二次編碼的第二編碼器，發(fā)射機在對二次編碼數(shù)據(jù)應(yīng)用了用于發(fā)射分集的編碼之后，通過多個天線發(fā)射二次編碼數(shù)據(jù)；計算器，用于計算從發(fā)射機接收到、分離到各層、然后解調(diào)的數(shù)據(jù)的誤差程度；存儲部分，如果誤差程度在閾值之內(nèi)，則存儲解調(diào)的數(shù)據(jù)；組合器，如果誤差程度在閾值之內(nèi)，則對從存儲部分中讀取的同一信息源的數(shù)據(jù)和重發(fā)射的數(shù)據(jù)進行編碼組合，并且將組合的數(shù)據(jù)提供給第一解碼器作為它們的輸入；第一解碼器，用于使用相應(yīng)層的非本征信息對所提供的數(shù)據(jù)進行一次解碼；去交織器，用于在空間和時間中對一次解碼數(shù)據(jù)進行去交織；二次解碼器，用于對去交織數(shù)據(jù)進行二次解碼；第二交織器，用于在空間和時間中對二次解碼數(shù)據(jù)進行交織，并且提供交織的數(shù)據(jù)作為非本征信息；以及接收機，包括一個判定部分，所述判定部分用于在第一解碼器、去交織器、第二解碼器和交織器進行預(yù)定次數(shù)的迭代操作時，確定由預(yù)定次數(shù)提供的非本征信息所生成的二次解碼數(shù)據(jù)的組合值。
30.一種在移動通信系統(tǒng)中發(fā)射和接收信號的系統(tǒng)，其通過多個層發(fā)射和接收信號，包括第一編碼器，用于對輸入數(shù)據(jù)進行按層分離并且進行編碼，以生成獨立的信號；第一交織器，用于在空間和時間中對各層的一次編碼數(shù)據(jù)進行交織；發(fā)射機，包括用于對第一交織器的輸出進行二次編碼的第二編碼器，發(fā)射機在對二次編碼數(shù)據(jù)應(yīng)用了用于發(fā)射分集的編碼之后，通過多個天線發(fā)射二次編碼數(shù)據(jù)；存儲部分，如果數(shù)據(jù)的誤差程度在閾值之內(nèi)，則存儲從發(fā)射機接收、分離到各層、并解調(diào)的數(shù)據(jù)；判定部分，用于確定解調(diào)數(shù)據(jù)是新發(fā)射的數(shù)據(jù)還是重發(fā)射的數(shù)據(jù)；組合器，如果作為判定結(jié)果，解調(diào)數(shù)據(jù)是重發(fā)射數(shù)據(jù)，則對從存儲部分中讀取的同一信息源的先前接收數(shù)據(jù)和重發(fā)射的數(shù)據(jù)進行編碼組合，并且將組合的數(shù)據(jù)提供給第一解碼器作為它們的輸入；第一解碼器，用于使用相應(yīng)層的非本征信息對所提供的數(shù)據(jù)進行一次解碼；去交織器，用于在空間和時間中對一次解碼數(shù)據(jù)進行去交織；第二解碼器，用于對去交織數(shù)據(jù)進行二次解碼；第二交織器，用于在空間和時間中對二次解碼數(shù)據(jù)進行交織，并且提供交織的數(shù)據(jù)作為非本征信息；以及接收機，包括一個判定部分，所述判定部分用于在第一解碼器、去交織器、第二解碼器和第二交織器進行預(yù)定次數(shù)的迭代操作時，確定由預(yù)定次數(shù)提供的非本征信息所生成的二次解碼數(shù)據(jù)的組合值。
全文摘要
公布了一種在具有多個天線的移動通信系統(tǒng)中發(fā)射和接收信號的方法和系統(tǒng)。在通過多個天線發(fā)射信號的移動通信系統(tǒng)中，信號發(fā)射方法包括對輸入數(shù)據(jù)進行按層分離和一次編碼，以生成獨立的信號，在空間和時間中對各層的一次編碼數(shù)據(jù)進行交織，接收并對交織的數(shù)據(jù)進行二次編碼，并且通過多個天線發(fā)射二次編碼的數(shù)據(jù)。
文檔編號H04B7/06GK1400827SQ02127059
公開日2003年3月5日 申請日期2002年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2001年7月27日
發(fā)明者劉哲雨 申請人:Lg電子株式會社