專利名稱：多天線正交頻分復(fù)用迭代發(fā)射接收機(jī)及其發(fā)射接收方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域，特別是有關(guān)于一種多天線正交頻分復(fù)用迭代發(fā)射接收機(jī)及其發(fā)射接收方法。
背景技術(shù)：
多輸入多輸出MIMO(Multiple Input Multiple Output)技術(shù)是未來(lái)移動(dòng)通信系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)高數(shù)據(jù)速率，提高傳輸可靠性的重要途徑，提供了解決未來(lái)互連無(wú)線網(wǎng)絡(luò)(Internet)中的業(yè)務(wù)容量需求瓶頸問(wèn)題的方法。多輸入多輸出技術(shù)已經(jīng)出現(xiàn)在寬帶無(wú)線接入系統(tǒng)、無(wú)線局域網(wǎng)(WLAN)和第三代通信(3G)及后三代通信(B3G)等商用無(wú)線通信產(chǎn)品和網(wǎng)絡(luò)中。多輸入多輸出通信系統(tǒng)定義為在發(fā)射端和接收端分別采用多個(gè)天線，從而改善每個(gè)用戶得到的服務(wù)質(zhì)量(誤比特率或數(shù)據(jù)速率)。利用多輸入多輸出技術(shù)可以提高網(wǎng)絡(luò)服務(wù)性能并給網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商帶來(lái)巨大收益。
空時(shí)格碼STTC、空時(shí)分組碼STBC以及空時(shí)結(jié)構(gòu)BLAST等技術(shù)都可以作為多發(fā)射/多接收天線MIMO模塊中的編碼出現(xiàn)在MIMO OFDM系統(tǒng)中。其中，空時(shí)結(jié)構(gòu)BLAST技術(shù)采用復(fù)用思想，而空時(shí)格碼STTC和空時(shí)分組碼STBC技術(shù)則走分集路線。前者是利用空時(shí)結(jié)構(gòu)BLAST使數(shù)據(jù)速率最大，但是在性能要差一些，后者則利用空時(shí)編碼思想使誤碼率最小，卻不能保證最大的數(shù)據(jù)率。
正交頻分復(fù)用OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)技術(shù)應(yīng)用始于20世紀(jì)60年代，主要應(yīng)用在軍事通信中。隨著數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)和高速器件的發(fā)展，正交頻分復(fù)用在非對(duì)稱數(shù)字用戶線路(ADSL)、高速數(shù)字用戶線路(VDSL)、數(shù)字視頻廣播(DVB)、數(shù)字音頻廣播(DAB)和高清晰度電視(HDTV)等系統(tǒng)中得到成功應(yīng)用。進(jìn)入20世紀(jì)90年代正交頻分復(fù)用技術(shù)開始深入到無(wú)線信道寬帶傳輸領(lǐng)域。在正交頻分復(fù)用技術(shù)中，把頻域信道分成許多正交子信道，各子信道的載波相互正交，頻譜相互重疊。由于正交頻分復(fù)用技術(shù)具有抗多徑能力強(qiáng)、頻譜利用率高等優(yōu)點(diǎn)，正交頻分復(fù)用技術(shù)不但是寬帶無(wú)線接入領(lǐng)域的發(fā)展趨勢(shì)，業(yè)已成為未來(lái)移動(dòng)通信系統(tǒng)研究的關(guān)鍵技術(shù)。
迭代(Turbo)是一種運(yùn)算思想，在通信領(lǐng)域，最早出現(xiàn)在編碼中，迭代碼又叫并行級(jí)聯(lián)卷積碼，由Berrou，Glavieux和Thtimajshima在1993年首次提出。迭代碼編碼器通過(guò)交織器把兩個(gè)遞歸系統(tǒng)卷積碼并行級(jí)聯(lián)，譯碼器在兩個(gè)分量碼譯碼器之間進(jìn)行迭代譯碼，譯碼器利用反饋的外信息，整個(gè)譯碼過(guò)程類似渦輪(迭代)工作，所以又形象地被稱為迭代碼。之后，迭代原理被發(fā)展應(yīng)用于信道估計(jì)、迭代均衡、信號(hào)同步以及多用戶檢測(cè)等諸多方面，為眾多通信技術(shù)提供了解決方案，亦是未來(lái)移動(dòng)通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一。
對(duì)于沒有發(fā)射分集的多天線正交頻分復(fù)用系統(tǒng)，傳統(tǒng)均衡器復(fù)雜且性能太差。雖然最大似然(ML)性能更好，但是復(fù)雜度過(guò)高，以至于難以實(shí)際應(yīng)用。
在多天線正交頻分復(fù)用系統(tǒng)中，雙空時(shí)發(fā)射分集(D-STTD)由于采用了發(fā)射分集技術(shù)，是一種有效的解決方案。但是其性能有時(shí)不能令人滿意。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種多天線正交頻分復(fù)用迭代發(fā)射接收機(jī)，以克服現(xiàn)有系統(tǒng)性能不夠穩(wěn)定的問(wèn)題，提高系統(tǒng)性能。
為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種多天線正交頻分復(fù)用迭代發(fā)射機(jī)，包括依次連接的編碼調(diào)制模塊、串并轉(zhuǎn)換模塊、空頻編碼模塊、OFDM調(diào)制模塊和射頻傳送模塊；所述的空頻編碼模塊包括V個(gè)符號(hào)模式模塊，其分別接收串并轉(zhuǎn)換模塊輸出的多個(gè)子符號(hào)流信號(hào)并對(duì)該信號(hào)進(jìn)行映射后形成多路輸出；IFFT模塊，其接收符號(hào)模式模塊輸出的信號(hào)并對(duì)該信號(hào)作Nt點(diǎn)的逆傅立葉變換后將多路信號(hào)輸出給OFDM調(diào)制模塊。
對(duì)應(yīng)地，一種多天線正交頻分復(fù)用迭代接收機(jī)，包括射頻接收模塊、OFDM解調(diào)模塊、空頻譯碼模塊、解調(diào)譯碼模塊、信道估計(jì)模塊，其特征在于，所述的空頻譯碼模塊包括MMSE檢測(cè)模塊，其接收來(lái)自信道估計(jì)模塊及OFDM解調(diào)模塊輸出的信號(hào)，并將接收信號(hào)分為Nt/V路子符號(hào)流；Nt/V個(gè)序列重排模塊，其分別接收來(lái)自MMSE檢測(cè)模塊1210的信號(hào)，并對(duì)該信號(hào)進(jìn)行單循環(huán)交織器重排后得到重排后的已估信號(hào)矩陣和信道矩陣；Nt/V軟譯碼模塊，其接收來(lái)自序列重排模塊1220、解調(diào)譯碼模塊1300的信號(hào)，并將該信號(hào)進(jìn)行迭代計(jì)算形成軟信息矩陣；Nt/V解交織模塊，其接收來(lái)自軟譯碼模塊輸出的信號(hào)并將軟信息解交織為原來(lái)的發(fā)送符號(hào)順序；
并串轉(zhuǎn)換模塊，其接收來(lái)自解交織模塊輸出的信號(hào)，將多路并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為串行數(shù)據(jù)。
進(jìn)一步地，本發(fā)明還提供一種多天線正交頻分復(fù)用迭代發(fā)射方法，其包括如下步驟接收串并轉(zhuǎn)換后的多個(gè)子符號(hào)流信號(hào)并對(duì)該信號(hào)進(jìn)行V種模式的映射后形成多路輸出；接收映射后的信號(hào)并對(duì)該信號(hào)作Nt點(diǎn)的傅立葉變換后將多路信號(hào)進(jìn)行OFDM調(diào)制。
與發(fā)射方法對(duì)應(yīng)地，本發(fā)明還提供一種多天線正交頻分復(fù)用迭代接收方法，其包括如下步驟將信道估計(jì)后的信號(hào)分成Nt/V個(gè)子符號(hào)流，子符號(hào)流由所有的傳輸信號(hào)組成；進(jìn)行單循環(huán)交織器重排后得到重排后的已估信號(hào)矩陣和信道矩陣；將該信號(hào)進(jìn)行迭代計(jì)算形成軟信息矩陣；將軟信息解交織為原來(lái)的發(fā)送符號(hào)順序；將多路并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為串行數(shù)據(jù)。
本發(fā)明采用迭代處理，系統(tǒng)性能得到顯著提高。本發(fā)明中還使用二維離散傅立葉反變換(IFFT)處理發(fā)射信號(hào)，從而得到更大的分集增益。本發(fā)明相比于傳統(tǒng)的空時(shí)分集技術(shù)(D-STTD)，新方案在數(shù)據(jù)率和發(fā)送分集度上做了更好的折衷。
以下結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。


圖1為本發(fā)明的多天線正交頻分復(fù)用迭代發(fā)射接收機(jī)的系統(tǒng)框圖。
圖2為本發(fā)明的空頻編碼模塊的系統(tǒng)框圖。
圖3為本發(fā)明的OFDM調(diào)制器的系統(tǒng)框圖。
圖4是本發(fā)明的空頻譯碼模塊的的系統(tǒng)框圖。
圖5為本發(fā)明的v為2時(shí)的空頻譯碼模塊的系統(tǒng)框圖。
圖6為本發(fā)明的符號(hào)模式為OOC交織模塊的系統(tǒng)框圖。
圖7為OOC交織方法的一個(gè)實(shí)施例的示意圖。
圖8為速率為3km/h的PA信道下的仿真圖。
圖9為速率為3km/h的PB信道下的仿真圖。
具體實(shí)施例方式
請(qǐng)參閱圖1，圖1為本發(fā)明的多天線正交頻分復(fù)用迭代發(fā)射接收機(jī)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。如圖1所示，發(fā)射機(jī)由數(shù)據(jù)源模塊1，編碼調(diào)制模塊200，串并轉(zhuǎn)換模塊300，空頻編碼模塊400，OFDM調(diào)制模塊600和射頻傳送模塊7組成。接收機(jī)由射頻接收模塊8，OFDM解調(diào)模塊900，空頻譯碼模塊1200，解調(diào)譯碼模塊1300和數(shù)據(jù)模塊14組成。
請(qǐng)參閱圖2，圖2為本發(fā)明的空頻編碼模塊的系統(tǒng)框圖。在圖2中，空頻編碼模塊包括V(V為可以被Nt整除的正整數(shù))個(gè)不同的符號(hào)模式模塊410和Nt點(diǎn)IFFT模塊420。所述的V個(gè)符號(hào)模式模塊410分別接收串并轉(zhuǎn)換模塊輸出的信號(hào)并對(duì)該信號(hào)進(jìn)行映射后輸出，所述每個(gè)符號(hào)模式模塊所采用的映射方式均不同；所述的IFFT模塊420接收符號(hào)模式模塊410輸出的信號(hào)并對(duì)該信號(hào)作Nt點(diǎn)的逆傅立葉變換后將信號(hào)輸出給OFDM調(diào)制模塊600。
如圖3所示，OFDM調(diào)制器由離散傅立葉反變換(IFFT)調(diào)制器610，加循環(huán)前綴(CP)模塊620和調(diào)制模塊630組成。OFDM解調(diào)器由解調(diào)模塊910，CP模塊920和Nt點(diǎn)快速傅立葉變換(FFT)模塊930組成。
如圖4所示，本發(fā)明的空頻譯碼模塊包括初始階段的最小均方誤差(MMSE)檢測(cè)模塊1210，Nt/V個(gè)序列重排模塊1220，Nt/V個(gè)軟譯碼模塊1230，Nt/V個(gè)解交織模塊1240，以及，并串轉(zhuǎn)換模塊1250)。所述的MMSE檢測(cè)模塊1210接收來(lái)自信道估計(jì)模塊及OFDM解調(diào)模塊輸出的信號(hào)，并將接收信號(hào)分為Nt/V路子符號(hào)流；所述的Nt/V個(gè)序列重排模塊1220分別接收來(lái)自MMSE檢測(cè)模塊1210的信號(hào)，并對(duì)該信號(hào)進(jìn)行單循環(huán)交織器重排后得到重排后的已估信號(hào)矩陣和信道矩陣；所述的軟譯碼模塊，其接收來(lái)自序列重排模塊1220、解調(diào)譯碼模塊1300的信號(hào)，并將該信號(hào)進(jìn)行迭代計(jì)算形成軟信息矩陣；所述的解交織模塊1240，其接收來(lái)自軟譯碼模塊輸出的信號(hào)并將軟信息解交織為原來(lái)的發(fā)送符號(hào)順序；所述的并串轉(zhuǎn)換模塊1250，其接收來(lái)自解交織模塊1240輸出的信號(hào)，將多路并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為串行數(shù)據(jù)。
在本發(fā)明的發(fā)射機(jī)側(cè)，發(fā)射方法的工作步驟如下第一步，進(jìn)行編碼和調(diào)制，即數(shù)據(jù)流分成幾個(gè)塊，每一塊(b1，b2，K，bL)經(jīng)過(guò)軟輸入軟輸出信道編碼，得到編碼數(shù)據(jù)(c1，c2，K，cQ)，這里L(fēng)/Q為信道編碼碼率。編碼數(shù)據(jù)(c1，c2，K，cQ)調(diào)制到符號(hào)(s1，s2，K，sKNt/V)，其中K為數(shù)據(jù)傳輸所用子載波數(shù)目。
第二步，進(jìn)行串并轉(zhuǎn)換，即每一路子符號(hào)流通過(guò)串并轉(zhuǎn)換后擁有如下類似的結(jié)構(gòu)(s1，s2，K，sK)，(sK+1，sK+2，K，s2K)，…，(s(Nt-V)K/V+1，S(Nt-V)K/V+2，K，sKNt/V).
第三步，進(jìn)行空頻編碼，如圖2所示，Nt/V路并行信號(hào)經(jīng)過(guò)空頻編碼模塊400進(jìn)行編碼。信號(hào)塊(s1，s2，K，sK)，(sK+1，sK+2，K，s2K)，…，(s(Nt-V)K/V+1，s(Nt-V)K/V+2，K，sKNt/V)輸入到V符號(hào)模式模塊410，分別采用一種映射方式。Nt點(diǎn)IFFT模塊420在空域進(jìn)行IFFT變換，得到信號(hào)矩陣。即a)設(shè)sj@(s(j-1)×K+1，s(j-1)×K+2，K，s(j-1)×K+K)，j＝1，2，L，Nt/V表示信號(hào)組1中的j路原始信號(hào)。V種符號(hào)模式作用于信號(hào)組1，得到V種新的信號(hào)組。
sJ(Nt/V)+i=SymbolPatternJ(sj|j=1,2,L,Nt/V),i==1,2,L,Nt/V,J=0,1,L,V-1]]>b)經(jīng)過(guò)此步，信道矩陣可以表示為s(Nt×K)@(s1T，s2TLsNtT)T，對(duì)s(Nt×K)的每一列作Nt點(diǎn)IFFT變換，得到S(Nt×K)。
最后，進(jìn)行OFDM調(diào)制，信號(hào)矩陣輸入到Nt點(diǎn)OFDM調(diào)制模塊600。每一列包含頻域系數(shù)，IFFT輸出的樣本矩陣Si″是傳輸波形的時(shí)域樣本。
為了抑制信道時(shí)延擴(kuò)展引起的符號(hào)間干擾，Si″的每一列都加上模塊620產(chǎn)生的循環(huán)前綴，成為新的符號(hào)矩陣Si。OFDM符號(hào)由調(diào)制模塊630上變頻到通帶，通過(guò)天線傳輸。OFDM解調(diào)器和OFDM調(diào)制器如圖3所示。
在本發(fā)明的接收機(jī)側(cè)，接收方法的工作步驟如下第一步，OFDM解調(diào)，天線模塊8接收信號(hào)序列，然后OFDM解調(diào)器900解調(diào)OFDM符號(hào)。信號(hào)由解調(diào)模塊910下電頻到基帶，然后由模塊910去除CP。在模塊930中接收到的時(shí)域樣本信號(hào)轉(zhuǎn)換為頻域樣本信號(hào)。
第二步，信道估計(jì)，設(shè)Yi=(yi1,yi2,yi3,...,yiK)T,]]>表示OFDM解調(diào)后第i跟天線上的信號(hào)，其中rik(i＝1，2，...，Nr，k＝1，2，...，K)是i根天線上k路子載波信號(hào)。定義hijk；k＝1，2，...，K，i＝1，2，...，Nr，j＝1，2，...，Nt為i根天線上k路子載波信號(hào)的頻域信道估計(jì)量，則接收信號(hào)可以由hijk和Sj，k來(lái)表示yik=Σj=1NthijkSj,k+nik]]>其中nik為零均值、方差σ2的復(fù)高斯噪聲。信道參數(shù)和接收數(shù)據(jù)序列的估計(jì)量輸入譯碼模塊1200。
第三步，空頻譯碼，空頻譯碼模塊譯碼器判決已估Nt/V路軟信號(hào)如下a)設(shè)(Hi1k,Hi2k,...,HiNtk)=IFFT(hi1k,hi2k,...,hiNtk),]]>明顯的，對(duì)于原始信號(hào)sj，k，有如下表達(dá)式成立yik=Σj=1NtHijksj,k+nik]]>b)MMSE檢測(cè)模塊1210將接收信號(hào)分為Nt/V路子符號(hào)流，包含有傳輸符號(hào)組1中子符號(hào)流和經(jīng)過(guò)信道衰落的任一符號(hào)模式(從1到V-1)的相應(yīng)子符號(hào)流。
yi,jk≅Σv=0V-1Hi,j+v(Nt/V)ksj+v(Nt/V),k]]>其中，i＝1，2，...，Nr，j＝1，2，...，Nt/V，k＝1，2，...，K，sgk定義為sgk＝(HHH+σ2I)-1HHykc)Y1，Y2，...，YNt/V全部輸入到軟譯碼模塊1230。輸入21從解調(diào)器到譯碼模塊，作為軟譯碼器的先驗(yàn)信息，第一次迭代時(shí)其值為0。軟輸出信號(hào)矩陣 i＝1，2，...，Nt/V可以通過(guò)軟譯碼或其它最大后驗(yàn)概率(MAP)算法估算。
d)解交織模塊1240解交織軟信息矩陣 得到Oi，其中i＝1，2，...，Nt/V。
e)已估軟信息矩陣Oi通過(guò)并串轉(zhuǎn)換模塊1250，得到輸出O=(O1,O2,...,ONt/V).]]>最后，軟符號(hào)信息O=(O1,O2,...,ONt/V)]]>解調(diào)到軟比特信息，然后輸入到單輸入單輸出(SISO)信道譯碼器。編碼比特外部信息反饋入回空頻譯碼模塊1200，同時(shí)也可以計(jì)算出信息比特的后驗(yàn)信息。注意比特后驗(yàn)信息只能在最后一次迭代時(shí)計(jì)算，也可以得到比特流14。
在發(fā)送端，子符號(hào)流組數(shù)目設(shè)為2(V＝2)，映射結(jié)構(gòu)如圖6所示的情形被命名為單循環(huán)(Only One Cycle)交織，在OOC交織中，按照交織序列來(lái)選取原始數(shù)目，則循環(huán)不會(huì)出現(xiàn)。圖7為OOC交織的一個(gè)實(shí)施例的示意圖。
在發(fā)射機(jī)端，第一步，數(shù)據(jù)流分成幾個(gè)塊，每一塊(b1，b2，K，bL)經(jīng)過(guò)軟輸入軟輸出信道編碼，得到編碼數(shù)據(jù)(c1，c2，K，cQ)，這里Q/L為信道編碼碼率。編碼數(shù)據(jù)(c1，c2，K，cQ)調(diào)制到符號(hào)(s1，s2，K，sKNt/V)，其中K為數(shù)據(jù)傳輸所用子載波數(shù)目。
第二步，每一個(gè)信號(hào)塊通過(guò)串并轉(zhuǎn)換后進(jìn)行重排，結(jié)果為(s1，s2，K，sK)，(sK+1，sK+2，K，s2K)，...，(s(Nt-2)K/2+1，s(Nt-2)K/2+2，K，sKNt/2)。
第三步，Nt/2路并行信號(hào)由空頻編碼模塊410編碼，如圖5所示。符號(hào)塊(s1，s2，K，sK)，(sK+1，sK+2，K，s2K)，...，(s(Nt-2)K/2+1，s(Nt-2)K/2+2，K，sKNt/2)分別進(jìn)行交織，Nt點(diǎn)IFFT模塊420在空域進(jìn)行IFFT變換得到信號(hào)矩陣。
設(shè)sj@(s(j-1)×K+1，s(j-1)×K+2，K，s(j-1)×K+K)，j＝1，2，L，Nt/V表示第J路原始信號(hào)。符號(hào)塊sj通過(guò)相關(guān)得到一個(gè)新的符號(hào)序列s(j+Nt/2)@(t(j-1)×K+1，t(j-1)×K+2，K，t(j-1)×K+K)，j＝1，2，L，Nt/2現(xiàn)在，符號(hào)序列為s(Nt×K)@(s1T，s2TsNtT)T。對(duì)s(Nt×K)的每一列進(jìn)行IFFT變換得到S(Nt×K)。為了描述這個(gè)符號(hào)中的導(dǎo)頻，表示信號(hào)矩陣為S(Nt×K)T@F(K×Nt)@(F1T，F(xiàn)2T，L，F(xiàn)KT)T@(U1T，U2TLUNT)T，其中Uj=(F(j-1)M+1T,F(j-1)M+2T,L,FjMT)T,]]>j＝1，2，L N，N=C-KNt,]]>M=KN,]]>C是子載波數(shù)目。導(dǎo)頻P插入到信號(hào)矩陣SNt×KT中，P=p0O0pNt×Nt=(pe1,pe2,L,peNt),]]>ek代表Nt個(gè)元素的向量，這個(gè)向量中，第k個(gè)元素為1，其它元素都為0。導(dǎo)頻矩陣的數(shù)目為N。插導(dǎo)頻之后，得到S′=(P,U1T,P,U2T,L,P,UNT)T@(S1′,S2′,L,SNt′).]]>其中s′的維數(shù)是C×Nt，Si′=(peiT,U1iT,peiT,U2iT,L,peiT,UNiT)T,]]>Uji@(s(j-1)M+1，i′，s(j-1)M+2，i′，L，sjM，i′)T，i＝1，2，LNt，j＝1，2，LN。
最后，信號(hào)矩陣饋入到Nt點(diǎn)OFDM調(diào)制模塊600。每一列包含頻域系數(shù)，IFFT輸出的樣本矩陣Si″是傳輸波形的時(shí)域樣本。
在接收機(jī)端，第一步，天線模塊8接收信號(hào)序列，然后OFDM解調(diào)器900解調(diào)OFDM符號(hào)。信號(hào)由解調(diào)模塊910下變頻到基帶，然后由模塊910去除CP。在模塊930中接收到的時(shí)域樣本信號(hào)轉(zhuǎn)換為頻域樣本信號(hào)。
第二步，設(shè)Ri=(ri1,ri2,ri3,...,riC)T,]]>表示OFDM解調(diào)后第i根天線上的信號(hào)，其中rik(i＝1，2，...，Nr，k＝1，2，...，K)是i根天線上k路子載波信號(hào)。分離導(dǎo)頻序列和數(shù)據(jù)序列，得到pi@(pi1，pi2，L，piC-K)T，i＝1，2，...，Nr，Y@(Y1T，Y2T，...，YNrT)T，Yi@(yi1，yi2，L，yiK)T，i＝1，2，L Nr。
第三步，導(dǎo)頻輸入到信道估計(jì)模塊1100，估計(jì)信道參數(shù)hijk；k＝1，2，...，K，i＝1，2，...，Nr，j＝1，2，...，Nt。i根天線上k路子載波頻域接收信號(hào)可以由hijk和sj，k來(lái)表示yik=Σj=1NthijkSj,k+nik]]>其中nik為零均值、方差σ2的復(fù)高斯噪聲。估計(jì)的信道參數(shù)和接收數(shù)據(jù)序列輸入譯碼模塊1200。
第四步，空時(shí)譯碼模塊按如下方案判決Nt/2個(gè)已估軟符號(hào)A.(Hi1k,Hi2k,...,HiNtk)=IFFT(hi1k,hi2k,...,hiNtk),]]>明顯的，對(duì)于原始信號(hào)sj，k，有如下表達(dá)式成立yik=Σj=1NtHijksj,k+nik]]>B. MMSE檢測(cè)模塊1210將接收信號(hào)分為Nt/2路子符號(hào)流，包含有傳輸符號(hào)組1中子符號(hào)流和經(jīng)過(guò)信道衰落的已交織子符號(hào)流。
yi,jk≅Hi,jksj,k+Hi,j+Nt/2ksj+Nt/2,k]]>
其中，i＝1，2，...，Nr，j＝1，2，...，Nt/2，k＝1，2，...，K，sgk定義為sgk＝(HHH+σ2I)-1HHyk設(shè)Yj@(Yj1，Yj2，...，YjK)，Yjk@(y1，jk，y2，jk，...，yNr，jk)T，j＝1，2，...，Nt/2，矩陣Yj輸入到序列重排模塊1220。
C. Yj，j＝1，2，...，Nt/2是序列重排模塊1220根據(jù)OOC交織器重排后得到的列。圖3為重排的示例。為了方便，我們?nèi)匀皇褂肶1，Y2，...，YNt/2和hijk來(lái)表示重排后的已估信號(hào)矩陣和信道矩陣。
D. Y1，Y2，...，YNt/2全部輸入到軟譯碼模塊1230。輸入21連接解調(diào)器和譯碼模塊，作為軟譯碼器的先驗(yàn)信息，第一次迭代時(shí)其值為0。軟輸出信號(hào)矩陣 i＝1，2，...，Nt/2可以通過(guò)軟譯碼或其它最大后驗(yàn)概率(MAP)算法估算，其中M為每個(gè)符號(hào)所含的信息數(shù)。
E.解交織模塊1240解交織軟信息矩陣 得到Qi，其中i＝1，2，...，Nt/2F.軟信息矩陣估計(jì)量Oi通過(guò)并串轉(zhuǎn)換模塊1250，得到輸出O=(O1,O2,...,ONt/2)]]>最后，軟符號(hào)信息O=(O1,O2,...,ONt/2)]]>解調(diào)到軟比特信息，然后輸入到單輸入單輸出(SISO)信道譯碼器。編碼比特外部信息反饋回軟譯碼模塊1200，同時(shí)也可以計(jì)算出信息比特的后驗(yàn)信息。注意比特后驗(yàn)信息只能在最后一次迭代時(shí)計(jì)算，也可以得到比特流14。
本方案在子信號(hào)流組數(shù)目為2的4×4MIMO OFDM系統(tǒng)上進(jìn)行性能評(píng)估。帶寬為20MHz，分成1024個(gè)子載波，虛子載波數(shù)目為180。數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)編碼速率為1/2的卷積編碼，然后經(jīng)過(guò)四相移鍵控(QPSK)調(diào)制。使用標(biāo)準(zhǔn)通道標(biāo)識(shí)符(SUI)信道模型，信道估計(jì)使用頻域梳狀插導(dǎo)頻的估計(jì)方法。
圖8給出了在速率為3km/h的PA信道下誤比特率對(duì)信躁比性能曲線。可以看到本方案相比傳統(tǒng)D-STTD性能有了很大的提高。二次迭代Turbo處理有一個(gè)性能的收斂點(diǎn)，本方案采用二次迭代Turbo處理，在誤比特率為10-3時(shí)，相比D-STTD有3dB的性能改善。
如圖9，我們?cè)谒俾蕿?km/h的PB信道作另外一個(gè)仿真。如果本方案不采用迭代，則相比傳統(tǒng)D-STTD性能大約差1dB。加上一次迭代，則系統(tǒng)性能相比傳統(tǒng)D-STTD大約好2dB。
以上所介紹的，僅僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，不能以此來(lái)限定本發(fā)明實(shí)施的范圍，即本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的一般技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明所作的均等的變化，例如將以上實(shí)施例中的各個(gè)方法步驟進(jìn)行組合。以及本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員熟知的改進(jìn)，都應(yīng)仍屬于本發(fā)明專利涵蓋的范圍。
權(quán)利要求
1.一種多天線正交頻分復(fù)用迭代發(fā)射機(jī)，包括依次連接的編碼調(diào)制模塊、串并轉(zhuǎn)換模塊、空頻編碼模塊、OFDM調(diào)制模塊和射頻傳送模塊；其特征在于，所述的空頻編碼模塊包括V個(gè)符號(hào)模式模塊，其分別接收串并轉(zhuǎn)換模塊輸出的多個(gè)子符號(hào)流信號(hào)并對(duì)該信號(hào)進(jìn)行映射后形成多路輸出；IFFT模塊，其接收符號(hào)模式模塊輸出的信號(hào)并對(duì)該信號(hào)作Nt點(diǎn)的逆傅立葉變換后將多路信號(hào)輸出給OFDM調(diào)制模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多天線正交頻分復(fù)用迭代發(fā)射機(jī)，其特征在于，所述的V為可以被Nt整除的正整數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多天線正交頻分復(fù)用迭代發(fā)射機(jī)，其特征在于，所述每個(gè)符號(hào)模式模塊所采用的映射方式均不同。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多天線正交頻分復(fù)用迭代發(fā)射機(jī)，其特征在于，所述的OFDM調(diào)制模塊由進(jìn)行逆快速傅里葉變換調(diào)制的IFFT調(diào)制器，對(duì)信號(hào)加CP的加CP模塊和對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)制的調(diào)制模塊依次連接而成。
5.一種多天線正交頻分復(fù)用迭代接收機(jī)，包括射頻接收模塊、OFDM解調(diào)模塊、空頻譯碼模塊、解調(diào)譯碼模塊、信道估計(jì)模塊，其特征在于，所述的空頻譯碼模塊包括MMSE檢測(cè)模塊，其接收來(lái)自信道估計(jì)模塊及OFDM解調(diào)模塊輸出的信號(hào)，并將接收信號(hào)分為Nt/V路子符號(hào)流；Nt/V個(gè)序列重排模塊，其分別接收來(lái)自MMSE檢測(cè)模塊1210的信號(hào)，并對(duì)該信號(hào)進(jìn)行單循環(huán)交織器重排后得到重排后的已估信號(hào)矩陣和信道矩陣；Nt/V軟譯碼模塊，其接收來(lái)自序列重排模塊1220、解調(diào)譯碼模塊1300的信號(hào)，并將該信號(hào)進(jìn)行迭代計(jì)算形成軟信息矩陣；Nt/V解交織模塊，其接收來(lái)自軟譯碼模塊輸出的信號(hào)并將軟信息解交織為原來(lái)的發(fā)送符號(hào)順序；并串轉(zhuǎn)換模塊，其接收來(lái)自解交織模塊輸出的信號(hào)，將多路并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為串行數(shù)據(jù)。
6.如權(quán)利要求5所述的一種多天線正交頻分復(fù)用迭代接收機(jī)，其特征在于，所述的OFDM解調(diào)模塊由對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行解調(diào)的解調(diào)模塊，去除信號(hào)CP的去CP模塊和對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行快速傅里葉變換的FFT模塊依次連接而成。
7.一種多天線正交頻分復(fù)用迭代發(fā)射方法，其特征在于包括如下步驟接收串并轉(zhuǎn)換后的多個(gè)子符號(hào)流信號(hào)并對(duì)該信號(hào)進(jìn)行V種模式的映射后形成多路輸出；接收映射后的信號(hào)并對(duì)該信號(hào)作Nt點(diǎn)的傅立葉變換后將多路信號(hào)進(jìn)行OFDM調(diào)制。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的多天線正交頻分復(fù)用迭代發(fā)射方法，其特征在于，還包括在每一根發(fā)射天線上，OFDM調(diào)制器對(duì)空間序列進(jìn)行IFFT變換，加循環(huán)前綴，最后上變頻傳輸；
9.一種多天線正交頻分復(fù)用迭代接收方法，其特征在于，包括如下步驟將信道估計(jì)后的信號(hào)分成Nt/V個(gè)子符號(hào)流，子符號(hào)流由所有的傳輸信號(hào)組成；進(jìn)行單循環(huán)交織器重排后得到重排后的已估信號(hào)矩陣和信道矩陣；將該信號(hào)進(jìn)行迭代計(jì)算形成軟信息矩陣；將軟信息解交織為原來(lái)的發(fā)送符號(hào)順序；將多路并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為串行數(shù)據(jù)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的多天線正交頻分復(fù)用迭代接收方法，其特征在于，還包括在接收端，每根接收天線上，去除循環(huán)前綴和進(jìn)行傅立葉變換后，在空域?qū)λ薪邮仗炀€作傅立葉變換。
全文摘要
一種多天線正交頻分復(fù)用迭代發(fā)射接收機(jī)，其發(fā)射端包括依次連接的編碼調(diào)制模塊、串并轉(zhuǎn)換模塊、空頻編碼模塊、OFDM調(diào)制模塊和射頻傳送模塊；所述的空頻編碼模塊包括V個(gè)符號(hào)模式模塊，其分別接收串并轉(zhuǎn)換模塊輸出的多個(gè)子符號(hào)流信號(hào)并對(duì)該信號(hào)進(jìn)行映射后形成多路輸出；IFFT模塊，其接收符號(hào)模式模塊輸出的信號(hào)并對(duì)該信號(hào)作N
文檔編號(hào)H04L27/26GK1941760SQ20051003027
公開日2007年4月4日 申請(qǐng)日期2005年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月30日
發(fā)明者熊勇, 林文峰, 卜智勇, 張小東, 王海峰 申請(qǐng)人:上海無(wú)線通信研究中心