專利名稱：用于多發(fā)射多接收(mimo)天線陣列系統(tǒng)的空間并行交織方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及在多發(fā)射多接收(MIMO，multiple input multiple output)天線陣列系統(tǒng)中天線間采用并行交織提高系統(tǒng)性能的技術(shù)。屬于無線通信系統(tǒng)中MIMO應用的技術(shù)。
無線移動通信信道不同于白高斯信道的是除了高斯白噪聲還存在大量其它的有害的干擾信號。這些有害的信號包括大幅度的信號衰落(由路徑損失和屏蔽效應引起)、小幅度的信號衰落(由破壞性的信號延時積累和重疊引起)、信道間的碼間干擾(由多徑效應引起)和多用戶干擾。對這幾種干擾的最好的補償方式是采用多種不同的分集技術(shù)。分集技術(shù)可以是時間分集(信道編碼和交織)，也可以是頻率分集(擴頻)和空間分集(接收天線分集)。
相比于空間分集技術(shù)在第二代全球無線通信系統(tǒng)中的廣泛應用，傳輸分集技術(shù)還是一個相對較新的并且很具有吸引力的領域。傳輸分集技術(shù)使得設計者可以把分集的負擔和開銷從功率體積受限的移動臺轉(zhuǎn)移到基站上去。但是，采用傳輸分集的主要問題是在發(fā)送端無法精確的獲得實時的信道狀態(tài)信息。因此，就必須要采用能在大多數(shù)信道環(huán)境下能保證良好性能的信道編碼。
時空編碼(STC，Space-Time Code)算法就是一種把信道編碼設計和多天線傳輸技術(shù)結(jié)合起來的新算法。編碼后的數(shù)據(jù)被劃分為n個信息碼元流后同時從n個天線上發(fā)送出去。接收到的信號為這n個信號外加高斯白噪聲以及信道引入衰落、突發(fā)干擾，以及碼間干擾的線性重疊。在接收端聯(lián)合使用時空解碼算法和信道估計技術(shù)，由此可以同時獲得分集增益和編碼增益。歐洲專利[EP1117197](“用于多輸入多輸出天線陣列的無線通信系統(tǒng)的時空處理過程”，美國朗訊公司，2001年7月18日)陳述了在MIMO系統(tǒng)中采用時空編碼的方法在不改變系統(tǒng)性能的同時可以簡化系統(tǒng)的復雜性；現(xiàn)在已經(jīng)有多種MIMO分集技術(shù)在被廣泛的研究和應用，主要有● BLAST-貝爾實驗室的分層時空編碼結(jié)構(gòu)(Bell Labs Layered Space TimeWireless architecture)，由佛西尼(Foschini)等人提出，即G.J.佛西尼and M.J.甘斯，“在無線通信的衰落環(huán)境下使用多天線陣列的限制”，《個人無線通信》雜志，1998年5月，311頁到335頁(G.J.Foschini and M.J.Gans，“On limitsof wireless communications in a fading environment when using multipleantennas，”Wireless Personal Communications，pp.311-335，Mar.1998)?！?時空格碼(STTC，Space-Time Trellis code)，由塔若克(Tarokh)等人提出，即V.塔若克，A.R.卡德班克，“高速無線通信中的時空編碼性能評價準則和碼構(gòu)造”，美國電子與電器工程師協(xié)會，《信息理論雜志》，1998年5月，第44卷，744頁到765頁(V.Tarokh，N.Seshadri and A.R.Calderbank.“Space-time codes for high data rates wireless communicationsperformance criterion and code construction，”IEEE Trans.Inform.
Theory，Vol.44，pp.744-765，Mar.1998.)● 時空組合編碼(STBC，Space-Time Block code)，由阿拉莫提(Alamouti)提出，即S.M.阿拉莫提，“無線通信中一種簡單的傳輸分集技術(shù)“，美國電子電氣工程師協(xié)會《通信領域論文選編》，1998年10月，第16卷，1451頁到1458頁(S.M.Alamouti，“Asimple transmit diversity technique for wirelesscommunications，”IEEE J.Select.Areas Commun.，vol.16，pp 1451-1458，October 1998.，S.M.Alamouti，)朗訊科技的佛西尼和甘斯(Gans)已經(jīng)對比研究了MIMO信道容量和單發(fā)單收的仙農(nóng)信道容量。其結(jié)果表明隨著發(fā)射天線的數(shù)目增多并且當接收天線的數(shù)目大于或者等于發(fā)射天線的情況下，系統(tǒng)容量是隨著天線的數(shù)目至少呈線性增加的趨勢。這個研究直接推動了BLAST測試系統(tǒng)(在發(fā)送端和接收端均采用8天線陣列)的出現(xiàn)，在這個測試系統(tǒng)上實際驗證了在室內(nèi)環(huán)境內(nèi)MIMO所帶來的巨大的系統(tǒng)容量。在實際的演示過程中，這套BLAST系統(tǒng)在密集散射的室內(nèi)環(huán)境和窄帶傳輸信道(30kHz)下得到了接近1Mbps的數(shù)據(jù)傳輸率！由此獲得了空前的頻譜效率。信道的“密集散射”效應是給BLAST系統(tǒng)帶來巨大增益的關(guān)鍵因素。因為信號在這里實際上是經(jīng)過各自不相干的多路到達接收端。同樣的思想也被應用于碼分多址(CDMA，Code Division Multiply Access)系統(tǒng)的瑞克(RAKE)接收機中。在BLAST系統(tǒng)中，接受端運用多用戶檢測技術(shù)分離出來自于各個不同發(fā)射天線的信號，由此減弱連續(xù)的相同路徑的影響。在BLAST系統(tǒng)中，不需要求發(fā)送天線陣列為正交。
STTC是由貝爾實驗室的塔若克等人提出，時空格碼是一種將信道編碼設計和符號映射相結(jié)合應用于天線傳輸陣列的算法。時空格碼是通過眾所周知的最大接收比合并技術(shù)來獲得其分集增益的。除了分集帶來的增益，經(jīng)過精心設計的格碼也會得到很高的編碼增益。
STTC在空域(天線陣列)和時域(連續(xù)的時間碼片)兩個方向發(fā)生關(guān)聯(lián)。編碼器編出由nT個不同的生成多項式?jīng)Q定的同時發(fā)送的信號符號。接收端根據(jù)信道估計的衰落參數(shù)和最大接收比合并(MRRC，Maximal-Ratio Receive Combining)譯碼器，計算出最小的歐幾里德距離和來恢復出最為相似的發(fā)送序列。
在STTC和多維的格碼調(diào)制(MTCM，Multiply Trellis Coding Modulation)設計中既存在相似點也存在許多不同點。在STTC中，多路符號(M個符號對應一個單獨的格碼分支)是通過空域(天線陣列)傳送而不是在時域(MTCM)上傳送。這樣，STTC的頻率效率為相應的MTCM(假定采用同一種調(diào)制方式)的頻率效率的nT倍。并且，STTC中的多路符號由于在物理上的天線分離而不具有互相關(guān)性(或者互相關(guān)性很小)，這也就是MTCM交織所要求產(chǎn)生的無記憶信道。根據(jù)提出的MTCM理論及相關(guān)改性研究，發(fā)現(xiàn)有許多技術(shù)可以應用于STTC。例如卡德班克-馬周(Calderbank-Mazo)算法和STTC的各種傳輸誤碼率上界。
已有的研究發(fā)現(xiàn)，STTC的分集增益隨天線數(shù)目的增長成比例的增長。并且，當系統(tǒng)為2發(fā)單收時的誤碼率上界與Eb/No成平方反比的關(guān)系。也就是說，在這種情況下帶來的分集增益為2。
為了降低STTC呈指數(shù)增長的譯碼復雜性，阿拉莫提提出了一種簡化的分集傳輸算法，這個算法接下來又被塔若克等人擴展到任意天線陣列數(shù)目的情況，這一類的MIMO方式又被稱為STBC。STBC的增益同樣也來自于MRRC。STBC通過把輸入信息符號分組映射到時域和空域上。生成一系列的正交序列從不同的天線上發(fā)送出去。接收端由信道估計部分、合并過程(時域上和空域上)和最大似然比合并(基于信息符號)組成。歐洲專利[EP1137216](“應用時空編碼的天線分集技術(shù)的方法和系統(tǒng)”，日本三菱電子株式會社，2001年9月26日)陳述了將阿拉莫提的時空分組編碼和天線分組技術(shù)應用于實際系統(tǒng)的方法。歐洲專利[EP1087562](“使用時空正交擴頻天線分集技術(shù)的發(fā)射算法”，美國朗訊公司，2001年3月28日)陳述了采用時空分組編碼正交擴頻分集發(fā)射的方法；而歐洲專利[EP1085677](“使用時空正交擴頻天線分集技術(shù)的接收算法”，美國朗訊公司，2001年3月21日)描述了如何接收時空正交擴頻天線分集發(fā)射的信號并進行合并處理的算法。
以上技術(shù)的分集增益取得不外是通過時間分集(交織或者擾亂)、空間分集(天線陣列)或者兩種分集方式的簡單疊加(同時采用)。時間分集會帶來系統(tǒng)的時間遲滯性，因此不可能無限的增加時間上的分集；空間分集中各信息碼元流與發(fā)射天線的對應關(guān)系是固定的，在某一根或幾根天線受到干擾時系統(tǒng)難于恢復原信息碼元流，并且空間分集需要增加新的天線及路徑數(shù)目，增加設備的復雜性，其分集增益也是有限的。要想進一步提高分集增益，必須采用新的分集方式。一些仿真研究也表明在瑞利(Rayleigh)衰落信道上的實際性能離理論上界還有2-3dB的差距。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種用于多發(fā)射多接收(MIMO)天線陣列系統(tǒng)的空間并行交織方法，該方法在發(fā)送端由信道編碼、信道交織、基帶調(diào)制映射、擴頻加擾、時空編碼、和n個射頻天線發(fā)射單元發(fā)射等步驟組成；在接收端由射頻接收、時空解碼、解擾解擴、解調(diào)制映射、解信道交織、糾錯譯碼等步驟組成，其特點為在發(fā)送端，對時空編碼處理后的對應于n根天線的n個待發(fā)射的信息碼元流還進行天線間空間并行交織，以擾亂該n個信息碼元流與n根天線間空間的一一并行對應排列關(guān)系，變成n個數(shù)據(jù)與n根天線的全排列中的任意一種排列關(guān)系后的信息碼元流送n個射頻天線發(fā)送；本發(fā)明的有益效果是在現(xiàn)有空間分集(多天線)與時間分集(交織)的基礎上，再增加一級分集(并行交織)。該種新的并行交織是在天線之間(以空間即天線為坐標軸)進行。它不會帶來時間上的遲滯性，同時它擾亂了原信息碼元流與天線的固定對應關(guān)系，可以將單一路徑的影響平均分散到所有路徑上，以使對信息碼元的影響降低，從而降低系統(tǒng)的平均誤碼率。設MIMO系統(tǒng)有n根發(fā)射天線，r根接收天線，那么在整個通信系統(tǒng)中存在n×r條路徑，如果其中一條路徑上的衰落或者干擾嚴重，在采用天線間并行交織過后，其對該條路徑上的信息碼元的錯誤概率將被平均分散到這n×r條路徑上，也就是對信息碼元的錯誤概率降低到原來的1/(n×r)。并且此種交織還不需要增加新的天線及路徑數(shù)目，設備的復雜性增加很小。
因此本發(fā)明方法能在設備復雜性很小的情況下，進一步提高現(xiàn)有MIMO通信系統(tǒng)抗干擾性能，進一步增加分集增益，更有效的對抗無線移動信道中的突發(fā)錯誤影響，增強通信可靠性。
上述用于多發(fā)射多接收(MIMO)天線陣列系統(tǒng)的空間并行交織方法，在接收端，若發(fā)送端的時空編碼采用的方式，使在發(fā)送時刻t，信息碼元不僅與t時刻的當前信道狀態(tài)有關(guān)，而且還和t之前或者t之后的發(fā)送時刻的信道狀態(tài)有關(guān)，則在接收端射頻接收后需要進行解并行交織步驟，根據(jù)發(fā)送端的并行交織規(guī)律恢復出信息碼元和信道狀態(tài)的原對應關(guān)系。
反之，如果經(jīng)過在發(fā)送端所采用的時空編碼后，在發(fā)送時刻t，信息碼元只與t時刻的當前信道狀態(tài)發(fā)生關(guān)聯(lián)，而與其它時刻的信道狀態(tài)無關(guān)，則不需要進行解并行交織過程；上述的天線空間并行交織所采用的交織器，有分組交織器、產(chǎn)生均勻分布的偽隨機交織器，S-型偽隨機交織器等等。這幾種交織器均是現(xiàn)有的技術(shù)成熟、性能較好的交織器。使本發(fā)明的方法實現(xiàn)容易，性能可靠穩(wěn)定。
上述的天線空間并行交織深度的確定，小于或者等于發(fā)射天線數(shù)。
當交織深度和發(fā)射天線數(shù)相等的時候，此時該并行交織具有最大并行交織深度n，具有最佳的擾亂性能；如果并行交織深度小于天線數(shù)，此時的并行交織也可看作是一種塊交織，也就是把天線進行分組，然后在這些天線組間進行并行交織，其實現(xiàn)要比最大并行交織深度的實現(xiàn)更為簡單，但是性能不如具有最大并行交織深度的情況。
下面結(jié)合附圖
和具體實施方式
對本發(fā)明作進一步的詳細描述。
圖2本發(fā)明的具體實施例2的流程圖。
圖3本發(fā)明具體實施例3的流程圖。
在接收端，如果經(jīng)過在發(fā)送端所采用的時空編碼方式，在發(fā)送時刻t，信息碼元只與t時刻的當前信道狀態(tài)發(fā)生關(guān)聯(lián)，而與其它時刻的信道狀態(tài)無關(guān)，則不需要進行解并行交織過程；如時空擴頻分集與接收(STS，Space-Time spread)，其MRRC方程為(2根發(fā)送天線1根接天線情況)x^1=rWh1*+(rW‾h2*)*---(1)]]>x^2=rWh2*-(rW‾h1*)*---(2)]]>其中hi表示信道增益，從等式(1)和(2)可以看出，接收信號r只和當前的hi關(guān)聯(lián)，和前一時刻或者后一時刻的hi無關(guān)，這時接收下來的信號不用進行解并行交織過程；反之，如果在經(jīng)過發(fā)送端所采用的時空編碼后，在發(fā)送時刻t，信息碼元不僅與t時刻的當前信道狀態(tài)有關(guān)，而且還和t之前或者t之后的發(fā)送時刻的信道狀態(tài)有關(guān)，則在接收后需要進行解并行交織過程，根據(jù)發(fā)送端的并行交織規(guī)律恢復出信息碼元和信道狀態(tài)的原對應關(guān)系。如阿拉莫提的時空分集傳輸(STTD，Space-Time Transmit Diversity)方案，其MRRC合并譯碼方程為x^1=h1*r1+h2r2*---(3)]]>x^2=h2*r1+h1r2-*---(4)]]>從等式(3)(4)可以看出，r1不僅與當前的信道狀態(tài)有關(guān)，還和下一時刻發(fā)送的r2的信道狀態(tài)相關(guān)。同樣的，r2也和上一時刻發(fā)送的r1的信道狀態(tài)相關(guān)，因此在接收端需要解并行交織步驟。對于這種情況的解交織步驟，可以這樣進行。觀察式(3)(4)可以得知，2天線的STTD的發(fā)射信息分組是以2為單元的，也就是每2個信息碼元為一組進行發(fā)射編碼與接收譯碼。這樣，每組的第1組發(fā)射信息碼元x1x2在t時刻發(fā)送，第2組發(fā)送信息碼元-x*2，x*1則在t+1時刻發(fā)送。其中第1個接收信息碼元r1的MRRC合并譯碼要既要依賴于t時刻的信道狀態(tài)也要依賴于t+1時刻的信道狀態(tài)；同樣的，第2個接收信息碼元r2的MRRC合并譯碼既需要當前的t+1時刻的信道狀態(tài)，也需要前一時刻t的信道狀態(tài)。所以在接收端2個一組的進行MRRC譯碼的時候，每個接收時刻t，第一個接收符號r1正常接收，而t+1時刻的第2個接收符號r2，根據(jù)交織的規(guī)律將信道估計增益h1和h2按發(fā)送端t+1時刻的并行交織擾亂進行同樣的并行交織擾亂，即恢復出原對應關(guān)系。
本實施例的天線空間并行交織進行擾亂采用的并行交織器，為均勻分布的偽隨機交織器或s型偽隨機交織器或分組交織器。
分組交織器分組交織器是通過把數(shù)據(jù)寫入按一定數(shù)據(jù)長度分組的矩陣里，寫入的順序和讀出的順序相反，寫入的數(shù)據(jù)是按列依次寫入的，而讀出的數(shù)據(jù)則是按行依次讀出，通過這樣的方式來交織擾亂數(shù)據(jù)。例如在8發(fā)射天線的情況下，可以構(gòu)造一個2×4的矩陣，8路數(shù)據(jù)s1～8送來后先依次逐行填入到矩陣中，再逐列的讀出后送對應的天線發(fā)送。這種交織器的特點是首尾的數(shù)據(jù)位置不變，實現(xiàn)簡單，適合于并行交織深度比較大的情況，性能不如采用偽隨機交織器的好。
S型偽隨機交織器是目前公認的性能比較好的偽隨機交織器，每一個隨機產(chǎn)生的置換位置p(i)都和它前面的s個值p(i-1)，p(i-2)，…p(i-s)進行比較。如果距離|p(i)-p(i-j)|＜s，j＝1，2，…，s，則p(i)被拒絕，必須重新產(chǎn)生。該類交織器隨機程度比較大，能夠提供比較好的性能，但實現(xiàn)起來比較復雜一些。
產(chǎn)生均勻分布的偽隨機交織器是最常用的一種交織器。通過把輸入數(shù)據(jù)通過均勻分布的偽隨機置換輸出來擾亂數(shù)據(jù)順序。在交織深度不大的情況下和S型隨機交織器的性能接近，但是實現(xiàn)更為簡單。
本實施例的天線空間并行交織深度所述的小于或等于發(fā)射天線數(shù)n。對于該并行交織深度的確定，其深度受制于發(fā)射天線的數(shù)目，只能小于或者等于發(fā)射天線數(shù)。當交織深度和發(fā)射天線數(shù)相等的時候，此時該并行交織具有最大并行交織深度n，具有最佳的擾亂性能；如果并行交織深度小于天線數(shù)，此時的并行交織也可看作是一種塊交織，也就是把天線進行分組，然后在這些天線組間進行并行交織，其實現(xiàn)要比最大并行交織深度的實現(xiàn)更為簡單，但是性能不如具有最大并行交織深度的情況。實施例22發(fā)射天線1接收天線MIMO系統(tǒng)并行交織方法本實施例的基本步驟和方法與實施例1基本相同，不同的是本例適用的是MIMO中的一種——將擴頻加擾與時空編碼兩步驟在一個時空擴頻分集摸塊內(nèi)完成的時空擴頻分集發(fā)射與接收天線間的并行交織加擾。本實施例采用的是兩發(fā)射天線一接收天線，接收端因為只有一根天線而沒有畫出。在發(fā)送端基帶調(diào)制映射后的預處理后信息符號經(jīng)過時空擴頻分集(STS)模塊內(nèi)的分配器等進行時空擴頻分集處理，然后采用由s型偽隨機并行交織器進行天線空間交織處理，輸出偽隨機控制信號以決定每根天線的發(fā)射信號。顯然，s型偽隨機并行交織擾亂控制器的兩個輸出是互排斥的。也就是當控制天線1開關(guān)與第一條支路閉合時，控制天線2的開關(guān)與第二條支路閉合，反之亦然。
在圖2中，W、W分別表示兩個正交的沃什(Walsh)擴頻序列，設在某個時刻t，從發(fā)射天線1到接收天線的信道增益為h1(t)；從發(fā)射天線2到接收天線的信道增益為h2(t)，可以由下面的兩個方程表示h1(t)=h1=α1ejθ1---(5)]]>h2(t)=h2=α2ejθ2---(6)]]>其中|hi|表示從第i個發(fā)射天線到接收天線的信道增益；θi表示從第i個發(fā)射天線到接收天線的信道相位偏移。同時設經(jīng)過調(diào)制后送過來的信息碼元數(shù)據(jù)為x1x2，實際從兩個天線上發(fā)送出去的信號為s1s2s1=x1W-x2*W‾---(7)]]>S2=x2W+x1*W‾---(8)]]>那么，接收信號可以表述為r＝h1s1+h2s2+n1(9)在發(fā)送端所采用的STS編碼方式，在發(fā)送時刻t，信息碼元只與t時刻的當前信道狀態(tài)發(fā)生關(guān)聯(lián)，而與其它時刻的信道狀態(tài)無關(guān)，不需要進行解并行交織過程，所以在添加了天線的并行交織加擾后，其各編碼、譯碼方程不變，只是在利用導頻信號做信道估計的時候需要同物理信道數(shù)據(jù)一起并行交織加擾，以使獲得的信道估計因子與實際的路徑對應。本實施例的交織深度為2。實施例38發(fā)射天線1接收天線MIMO系統(tǒng)并行交織方法圖3顯示本實施例是一個并行交織深度為8的8發(fā)射天線1接收天線的STS系統(tǒng)。其過程與步驟實施例2基本相同，不同的是本例的天線間并行交織深度為8，發(fā)射天線為8，交織器采用均勻分布的偽隨機交織器。8發(fā)射天線進行交織深度為8的具體處理過程為發(fā)送端經(jīng)基帶調(diào)制映射后的預處理后信息符號，由時空擴頻分集模塊內(nèi)的分配器產(chǎn)生X1X2……X8信息碼元數(shù)據(jù)，再由時空擴頻編碼器處理后送天線的數(shù)據(jù)一共有8路S1S2……S8(即si，i＝1-8)對應于天線1、天線2……天線8的8根發(fā)射天線所組成的發(fā)射陣列，每一路信號和每一根天線都有一個開關(guān)控制，哪根天線上的開關(guān)閉合，則表示數(shù)據(jù)從這根天線發(fā)射出去，在每一個發(fā)射時刻t，每個數(shù)據(jù)si只能對應于一根發(fā)射天線。也就是說，每個發(fā)送時刻t，每根天線上只能有一個開關(guān)閉合。開關(guān)的閉合與否由隨機控制器產(chǎn)生的控制信號ci控制決定，ci的取值范圍為[1，8]之間的整數(shù)，它的值直接決定第i根天線發(fā)送第幾路數(shù)據(jù)，例如，c2＝7表示第2根天線與第7路送出數(shù)據(jù)線上的開關(guān)閉合，則第2根天線的發(fā)送數(shù)據(jù)應該是s7。每個發(fā)送時刻t產(chǎn)生的8個隨機控制信號ci的取值范圍為[1，8]卻各不相同。這個隨機信號可以這樣產(chǎn)生，先隨機產(chǎn)生在[1，8]上的隨機整數(shù)c1，然后ci＝(c1+i-1)MOD8，其中MOD表示取模，由此來產(chǎn)生8個隨機卻各不相同的控制信號，保證在每個發(fā)送時刻t，每根天線上都有數(shù)據(jù)發(fā)出，且每次發(fā)送的順序是通過并行交織擾亂的。
如同實施例2，本實施例在接收端不用進行解并行交織處理。
本發(fā)明公開了一種用于多發(fā)射多接收(MIMO)天線陣列系統(tǒng)的空間并行交織方法，該方法主要要解決的問題是如何進一步的提高MIMO系統(tǒng)的系統(tǒng)性能。實際的MIMO無線通信系統(tǒng)發(fā)送端，通過時間分集、頻率分集或者是空間分集來分散衰落信道對信息符號的影響。本方法所陳述的并行交織方法，從交織上來看，應該屬于時間分集，然而從交織的對象上來看，又是空間的。本發(fā)明不改變原有的基帶信號處理模塊，而只是在射頻發(fā)射之前進行并行交織處理。就可以增加一級分集效應，分散單一路徑的衰落對固定路徑信息碼元的影響，從而得到更大的分集增益。本發(fā)明所陳述的在接收端的處理，根據(jù)1)如果經(jīng)過在發(fā)送端所采用的時空編碼后，在發(fā)送時刻t，信息符號只與t時刻的當前信道狀態(tài)發(fā)生關(guān)聯(lián)，而與其它時刻的信道狀態(tài)無關(guān)，則不需要進行解并行交織過程；2)反之，如果在經(jīng)過發(fā)送端所采用的時空編碼后，在發(fā)送時刻t，信息符號不僅與t時刻的當前信道狀態(tài)有關(guān)，而且還和t之前或者t之后的發(fā)送時刻的信道狀態(tài)有關(guān)，則在接收后需要進行解并行交織過程，根據(jù)發(fā)送端的并行交織規(guī)律恢復出信息符號和信道狀態(tài)的原對應關(guān)系。即可進行原基帶信號處理流程，恢復出原發(fā)送數(shù)據(jù)。
仿真實驗表明，本發(fā)明能進一步改善無線通信系統(tǒng)的系統(tǒng)性能，更加有效的對抗各種衰落環(huán)境和突發(fā)干擾。同時本發(fā)明所帶來的額外系統(tǒng)開銷不大，基本不影響原有的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，適用于各種帶MIMO的無線通信系統(tǒng)。
權(quán)利要求
1.一種用于多發(fā)射多接收(MIMO)天線陣列系統(tǒng)的空間并行交織方法，該方法在發(fā)送端由信道編碼、信道交織、基帶調(diào)制映射、擴頻加擾、時空編碼、和n個射頻天線發(fā)射單元發(fā)射等步驟組成；在接收端由射頻接收、時空解碼、解擾解擴、解調(diào)制映射、解信道交織、糾錯譯碼等步驟組成，其特征在于在發(fā)送端，對時空編碼處理后的對應于n根天線的n個待發(fā)射的信息碼元流還進行天線間空間并行交織，以擾亂該n個信息碼元流與n根天線間空間的一一并行對應排列關(guān)系，變成n個數(shù)據(jù)與n根天線的全排列中的任意一種排列關(guān)系后的信息碼元流送n個射頻天線發(fā)送。
2.如權(quán)利要求1所述的一種用于多發(fā)射多接收(MIMO)天線陣列系統(tǒng)的空間并行交織方法，其特征在于若發(fā)送端的時空編碼采用的方式，使在發(fā)送時刻t，信息碼元不僅與t時刻的當前信道狀態(tài)有關(guān)，而且還和t之前或者t之后的發(fā)送時刻的信道狀態(tài)有關(guān)，則在接收端射頻接收后需要進行解并行交織步驟，根據(jù)發(fā)送端的并行交織規(guī)律恢復出信息碼元和信道狀態(tài)的原對應關(guān)系。
3.如權(quán)利要求1所述的一種用于多發(fā)射多接收(MIMO)天線陣列系統(tǒng)的空間并行交織方法，其特征在于所述的天線空間并行交織進行擾亂采用的并行交織器，為均勻分布的偽隨機交織器或s型偽隨機交織器或分組交織器。
4.如權(quán)利要求1所述的一種用于多發(fā)射多接收(MIMO)天線陣列系統(tǒng)的空間并行交織方法，其特征在于所述的并行交織的深度小于或等于發(fā)射天線教n。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于多發(fā)射多接收(MIMO)天線陣列系統(tǒng)進行天線間并行交織的方法。該方法在發(fā)送端，對時空編碼處理后的對應于n根天線的n個待發(fā)射的信息碼元流還進行天線間空間并行交織，以擾亂該n個信息碼元流與n根天線間空間的一一并行對應排列關(guān)系，變成n個數(shù)據(jù)與n根天線的全排列中的任意一種排列關(guān)系后的信息碼元流送n個射頻天線發(fā)送；在接收端，則在時空解碼之前增加相應的空間并行解交織模塊。本發(fā)明可以更有效地對抗無線移動信道中的突發(fā)錯誤影響，從而可以提高無線通信系統(tǒng)的性能。
文檔編號H04B7/02GK1455524SQ0311747
公開日2003年11月12日 申請日期2003年3月17日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月17日
發(fā)明者馬征, 范平志 申請人:西南交通大學