專利名稱：空時/空頻碼構(gòu)造方法、發(fā)射方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線通訊技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及空時/空頻碼構(gòu)造方法、發(fā)射方法、發(fā)射裝置、基站以及移動終端。

背景技術(shù)：
利用空時/空頻碼能夠提高移動通訊系統(tǒng)中的頻譜利用率。
在空時/空頻碼技術(shù)中，Orthogonal Space-Time Block Coding(正交空時分組碼，OSTBC)、Toeplitz空時碼、以及Overlapped Alamouti codes(重疊Alamouti碼，OACs)等不但能夠使接收機(jī)較簡單，而且能夠使線性發(fā)射機(jī)在不需要知道信道信息的情況下獲得分集增益。上述OSTBC包括基于發(fā)射分集的STBC。
發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)利用Toeplitz空時碼、以及重疊Alamouti碼等雖然能夠?qū)崿F(xiàn)在線性接收機(jī)條件下獲得全分集，但是，針對Toeplitz空時碼、以及重疊Alamouti碼等的仿真結(jié)果證明在相同頻譜利用率的情況下，利用Toeplitz空時碼、以及重疊Alamouti碼等性能較差。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實施方式提供空時/空頻碼構(gòu)造方法、發(fā)射方法及裝置，不但能夠在線性接收機(jī)條件下獲得全分集，而且，可在相同頻譜利用率的情況下，改善誤比特率，并取得較好的性能與碼率的折衷。
本發(fā)明實施方式提供的空時/空頻碼構(gòu)造方法，包括被劃分為K組的至少兩個發(fā)射天線，被劃分為K’組的信息符號，所述方法包括步驟 針對所述每組信息符號根據(jù)發(fā)射天線組中發(fā)射天線數(shù)量構(gòu)造Toeplitz矩陣； 將基于K和K’的正交空時分組碼矩陣中的各非零元素替換為所述Toeplitz矩陣，并在所述正交空時分組碼矩陣包括零元素時，將所述零元素替換為相應(yīng)維度的零矩陣。
本發(fā)明實施方式還提供一種基于空時/空頻碼的發(fā)射方法，包括步驟 獲取需要發(fā)射的信息符號； 根據(jù)空時/空頻碼矩陣發(fā)射所述信息符號； 所述空時/空頻碼矩陣可以被劃分為至少兩個子矩陣，所述至少兩個子矩陣包括至少兩個Toeplitz矩陣，或者包括Toeplitz矩陣和至少一個零矩陣，所述各Toeplitz矩陣分別對應(yīng)于給定的正交空時分組碼矩陣中的各非零元素，在所述正交空時分組碼矩陣包括零元素時，所述零矩陣對應(yīng)所述正交空時分組碼矩陣中的零元素。
本發(fā)明實施方式還提供一種發(fā)射裝置，所述裝置包括 獲取模塊，用于獲取需要發(fā)射的信息符號； 發(fā)射模塊，用于根據(jù)空時/空頻碼矩陣發(fā)射所述獲取模塊獲取到的需要發(fā)射的信息符號；所述空時/空頻碼矩陣可以被劃分為至少兩個子矩陣，所述至少兩個子矩陣包括至少兩個Toeplitz矩陣，或者包括Toeplitz矩陣和至少一個零矩陣，所述各Toeplitz矩陣分別對應(yīng)于給定的正交空時分組碼矩陣中的各非零元素，在所述正交空時分組碼矩陣包括零元素時，所述零矩陣對應(yīng)所述正交空時分組碼矩陣中的零元素。
本發(fā)明實施方式還提供一種基站，所述基站包括 獲取模塊，用于獲取需要發(fā)射的信息符號； 發(fā)射模塊，用于根據(jù)空時/空頻碼矩陣發(fā)射所述獲取模塊獲取到的需要發(fā)射的信息符號；所述空時/空頻碼矩陣可以被劃分為至少兩個子矩陣，所述至少兩個子矩陣包括至少兩個Toeplitz矩陣，或者包括Toeplitz矩陣和至少一個零矩陣，所述各Toeplitz矩陣分別對應(yīng)于給定的正交空時分組碼矩陣中的各非零元素，在所述正交空時分組碼矩陣包括零元素時，所述零矩陣對應(yīng)所述正交空時分組碼矩陣中的零元素。
本發(fā)明實施方式還提供一種移動終端，所述移動終端包括 獲取模塊，用于獲取需要發(fā)射的信息符號； 發(fā)射模塊，用于根據(jù)空時/空頻碼矩陣發(fā)射所述獲取模塊獲取到的需要發(fā)射的信息符號；所述空時/空頻碼矩陣可以被劃分為至少兩個子矩陣，所述至少兩個子矩陣包括至少兩個Toeplitz矩陣，或者包括Toeplitz矩陣和至少一個零矩陣，所述Toeplitz矩陣分別對應(yīng)于給定的正交空時分組碼矩陣中的各非零元素，在所述正交空時分組碼矩陣包括零元素時，所述零矩陣對應(yīng)所述正交空時分組碼矩陣中的零元素。
通過上述技術(shù)方案的描述可知，本發(fā)明實施例針對各組信息符號均建立了Toeplitz矩陣，并將各Toeplitz矩陣作為正交空時分組碼矩陣中的元素、利用建立正交空時分組碼矩陣的過程構(gòu)造出具有組正交特性的空時/空頻碼矩陣；利用本發(fā)明實施例的具有組正交特性的空時/空頻碼矩陣不但能夠?qū)崿F(xiàn)在線性接收機(jī)條件下獲得全分集，而且通過仿真結(jié)果能夠證明在相同頻譜利用率的情況下，相對于Toeplitz空時碼、以及重疊Alamouti碼等，本發(fā)明實施例構(gòu)造的具有組正交特性的空時/空頻碼矩陣有效改善了誤比特率，并能夠取得較好的性能與碼率的折衷。



圖1是本發(fā)明實施方式的空時/空頻碼構(gòu)造方法流程示意圖； 圖2是本發(fā)明實施方式的仿真結(jié)果示意圖一； 圖3是本發(fā)明實施方式的仿真結(jié)果示意圖二； 圖4是本發(fā)明實施方式的發(fā)射裝置示意圖； 圖5是本發(fā)明實施方式的基站示意圖； 圖6是本發(fā)明實施方式的移動終端示意圖。

具體實施例方式 下面結(jié)合附圖1對本發(fā)明空時/空頻碼構(gòu)造方法的一個具體實施例進(jìn)行說明。
在圖1中，步驟1、將多個發(fā)射天線劃分為K組。這里的多個發(fā)射天線可以是發(fā)射裝置的所有發(fā)射天線，也可以是發(fā)射裝置的部分發(fā)射天線。
在將多個發(fā)射天線劃分為K組過程中，可以盡可能的均勻劃分，即可以根據(jù)組間發(fā)射天線數(shù)量差異最小原則將多個發(fā)射天線劃分為K組。當(dāng)然，上述組間發(fā)射天線數(shù)量差異最小原則也可為組間發(fā)射天線數(shù)量差異較小原則。
將多個發(fā)射天線劃分為K組的一個具體的例子為 發(fā)射天線的數(shù)量為Nt，將Nt個發(fā)射天線劃分為K組可表示為

公式(1) 上述公式(1)可以記作

上述公式(1)明確表示出應(yīng)將Nt個發(fā)射天線盡可能的均勻劃分為K組。盡可能的均勻劃分即如果Nt是K的整數(shù)倍，則每組發(fā)射天線的數(shù)量應(yīng)相同；如果Nt不是K的整數(shù)倍，則在將發(fā)射天線分組時可以使各組發(fā)射天線的個數(shù)差異盡可能的小。
步驟2、將預(yù)定個數(shù)的信息符號劃分為K’組，并針對每組信息符號均根據(jù)發(fā)射天線組中發(fā)射天線數(shù)量構(gòu)造Toeplitz矩陣。例如，本步驟構(gòu)造的每個Toeplitz矩陣均具有nk列或nk行，其中的nk為第k組發(fā)射天線所包含的發(fā)射天線數(shù)量，k的取值范圍可以為從1到K。
本步驟中的K’可以與K取值相同，也可以與K取值不相同。
本步驟涉及Toeplitz矩陣，該Toeplitz矩陣的一個具體例子為 對于長度為p的非零向量V＝[v1，v2，...，vp]T，Toeplitz矩陣為r×l的矩陣T(v，r，l)
其中r＝p+l-1，[v1，v2.......vp]T表示信息符號的向量。
步驟2的一個具體實現(xiàn)例子為 將L個信息符號均勻地分割成K’組，如果L是K’的整數(shù)倍，則每組包括L/K’個信息符號；如果L不是K’的整數(shù)倍，則可以在L個信息符號中增加一定數(shù)量的零符號，以使L與增加的零符號的數(shù)量之和為K’的整數(shù)倍。上述零符號可以增加在原信息符號的尾部。
需要說明的是，在原信息符號中增加零符號的情況下，可以將L的取值調(diào)整為原信息符號的數(shù)量與增加的零符號的數(shù)量之和，即L的取值為增加了零符號之后的信息符號的數(shù)量。當(dāng)然，本發(fā)明實施例也可以采用組間信息符號數(shù)量差異最小原則對信息符號進(jìn)行分組。不失一般性，假定下述公式中的L為K’的整數(shù)倍。
K’組信息符號可以表示為如下形式 公式(2) 針對每組信息符號構(gòu)造的具有nk列的Toeplitz矩陣可以表示為 Sr，k(i)和

且公式(3) 公式(3)中r＝L/K′+n1-1，i＝1，2，...，K′，k＝1，2，...，K，L為信息符號的數(shù)量，si為第i組信息符號的符號向量，

為符號向量si逆序后得到的符號向量。
由于具有nk行的Toeplitz矩陣可以通過具有nk列的Toeplitz矩陣變換獲得，因此，這里不再對具有nk行的Toeplitz矩陣進(jìn)行詳細(xì)說明。
步驟3、將上述各Toeplitz矩陣作為正交空時分組碼矩陣中的相應(yīng)元素，并在正交空時分組碼矩陣中包括零元素的情況下，用相應(yīng)維度的零矩陣作為正交空時分組碼矩陣中的零元素，得到本發(fā)明實施例的空時/空頻碼矩陣X(s)。也就是說，在正交空時分組碼矩陣包括零元素的情況下，應(yīng)利用各Toeplitz矩陣和至少一個相應(yīng)維度的零矩陣構(gòu)造本發(fā)明實施例的空時/空頻碼矩陣X(s)，其中零矩陣的數(shù)量取決于正交空時分組碼矩陣中零元素的數(shù)量；在正交空時分組碼矩陣不包括零元素的情況下，應(yīng)利用各Toeplitz矩陣構(gòu)造本發(fā)明實施例的空時/空頻碼矩陣X(s)。
所謂的相應(yīng)維度的零矩陣即與左/右相鄰的Toeplitz矩陣具有相同行數(shù)、與上/下相鄰的Toeplitz矩陣具有相同列數(shù)的零矩陣。
由于Toeplitz矩陣作為正交空時分組碼矩陣中的元素，因此，本發(fā)明實施例中的各Toeplitz矩陣可以稱為元素子矩陣。
構(gòu)造本發(fā)明實施例的空時/空頻碼矩陣X(s)的一個例子為將上述各Toeplitz矩陣作為OSTBC的OK′，K矩陣中的元素，將上述各零矩陣作為OSTBC的OK′，K矩陣中的零元素，從而得到本發(fā)明實施例的空時/空頻碼矩陣X(s)。
構(gòu)造本發(fā)明實施例的空時/空頻碼矩陣X(s)的一個例子的具體實現(xiàn)過程為利用上述Sr，k(i)來替換OSTBC的OK′K矩陣中的信息符號向量si，利用

來替換OSTBC的OK′，K中的信息符號向量si*(

表示

的每個元素取復(fù)共軛所得的矩陣)，利用相應(yīng)維度的零矩陣來替換OSTBC的OK′，K矩陣中的零元素，從而最終得到的空時/空頻碼矩陣X(s)可以表示為

在K＝3、且K’＝3的情況下，最終構(gòu)造出的空時/空頻碼矩陣X(s)的一個具體的例子為
其中，Nt為發(fā)射天線數(shù)，
在本步驟中需要說明的是，本發(fā)明實施例是利用了現(xiàn)有正交空時分組碼矩陣來構(gòu)造空時/空頻碼矩陣X(s)，正交空時分組碼矩陣有多種形式，例如，



等等。上述

中的列對應(yīng)發(fā)射天線，行對應(yīng)時間或頻率。
另外，在有些文獻(xiàn)中，正交空時分組碼矩陣沒有采用OK′，K的表示方式來表示，例如，有些文獻(xiàn)中記載的正交空時分組碼矩陣為 以及 等等。
需要特別說明的是，所有的正交空時分組碼矩陣均可以采用OK′，K形式表示出來，例如，

可以表示為O4，3(其中的4表示K’的取值，3表示K的取值)。也就是說，在本發(fā)明實施例中，可以分別利用各種不同的正交空時分組碼矩陣來構(gòu)造具有組正交特性的空時/空頻碼矩陣X(s)。
下面以K＝3、K’＝3、發(fā)射天線數(shù)量Nt＝6、以及需要發(fā)射的信息符號數(shù)量L＝6為例，對本發(fā)明實施例的空時/空頻碼構(gòu)造方法進(jìn)行說明。
將6個發(fā)射天線分為3組，每組均具有2個發(fā)射天線，即每組均具有2個元素；6個獨立的信息符號為s＝[s1，s2，s3，s4，s5，s6]T，這6個信息符號分為3組，每組信息符號的符號向量分別為s1＝[s1，s2]T、s2＝[s3，s4]T、以及s3＝[s5，s6]T。由上述s1、s2、以及s3可得


以及

由于r＝L/K’+n1-1，因此，r＝3。
針對每組信息符號構(gòu)造出的Toeplitz矩陣分別為 根據(jù)可獲得 從而根據(jù)



和



利用

構(gòu)造出的空時/空頻碼矩陣

為 需要說明的是，上述舉例說明的空時/空頻碼矩陣X(s)是以具有nk列的Toeplitz矩陣為例進(jìn)行說明的，對于具有nk行的Toeplitz矩陣，可以對上述空時/空頻碼矩陣X(s)進(jìn)行變換獲得，因此，這里不再對與具有nk行的Toeplitz矩陣對應(yīng)的空時/空頻碼矩陣X(s)進(jìn)行詳細(xì)說明。
附圖2和附圖3表示出針對重疊Alamouti碼、Toeplitz空時碼和本發(fā)明實施例的空時碼的誤比特率仿真結(jié)果。
在發(fā)射天線數(shù)量為5、且頻譜效率(即頻譜利用率)為2.75bps/Hz的情況下，針對重疊Alamouti碼、Toeplitz空時碼和本發(fā)明實施例的空時碼的誤比特率仿真結(jié)果如附圖2所示。
圖2中，水平軸表示SNR(信噪比)，垂直軸表示誤比特率；帶圓圈的虛線代表L＝44、碼率R＝11/12、8QAM(正交幅度調(diào)制)、且采用ZF接收機(jī)情況下的Toeplitz空時碼的誤比特率曲線；帶圓圈的實線代表L＝44、R＝11/12、8QAM、線性MMSE接收機(jī)情況下的Toeplitz空時碼的誤比特率曲線；帶方塊的虛線代表L＝44、R＝11/12、8QAM、且采用ZF接收機(jī)情況下的重疊Alamouti碼的誤比特率曲線；帶方塊的實線代表L＝44、R＝11/12、8QAM、線性MMSE接收機(jī)情況下的重疊Alamouti碼的誤比特率曲線；帶五角星的虛線代表L＝33、R＝11/16、8QAM、且采用ZF接收機(jī)情況下的本發(fā)明實施例的空時/空頻碼的誤比特率曲線；帶五角星的實線代表L＝33、R＝11/16、8QAM、線性MMSE接收機(jī)情況下的本發(fā)明實施例的空時/空頻碼的誤比特率曲線。
從圖2示出的6條曲線可明顯得出在發(fā)射天線數(shù)量為5、且頻譜效率為2.75bps/Hz的情況下，本發(fā)明實施例的空時/空頻碼的誤比特率低于重疊Alamouti碼和Toeplitz空時碼的誤比特率。
在發(fā)射天線數(shù)量為6、且頻譜效率為2.75bps/Hz的情況下，針對重疊Alamouti碼、Toeplitz空時碼和本發(fā)明實施例的空時/空頻碼的誤比特率仿真結(jié)果如圖3所示。
圖3中，水平軸表示SNR，垂直軸表示誤比特率；帶圓圈的虛線代表L＝44、R＝11/12、8QAM、且采用ZF接收機(jī)情況下的Toeplitz空時碼的誤比特率曲線；帶圓圈的實線代表L＝44、R＝11/12、8QAM、且采用線性MMSE接收機(jī)情況下的Toeplitz空時碼的誤比特率曲線；帶方塊的虛線代表L＝44、R＝11/12、8QAM、且采用ZF接收機(jī)情況下的重疊Alamouti碼的誤比特率曲線；帶方塊的實線代表L＝44、R＝11/12、8QAM、且采用線性MMSE接收機(jī)情況下的重疊Alamouti碼的誤比特率曲線；帶五角星的虛線代表L＝33、R＝11/16、16QAM、且采用ZF接收機(jī)情況下的本發(fā)明實施例的空時/空頻碼的誤比特率曲線；帶五角星的實線代表L＝33、R＝11/16、16QAM、且采用線性MMSE接收機(jī)情況下的本發(fā)明實施例的空時/空頻碼的誤比特率曲線。
從圖3示出的6條曲線可明顯得出在發(fā)射天線數(shù)量為6、且頻譜效率為2.75bps/Hz的情況下，本發(fā)明實施例的空時碼的誤比特率低于重疊Alamouti碼和Toeplitz空時碼的誤比特率。
上述仿真結(jié)果明確表示出在發(fā)射天線數(shù)量大于4的情況下，利用本發(fā)明實施例構(gòu)造出的空時/空頻碼矩陣能夠改善誤比特率。
由于K’值的增大會增加等效信道矩陣的正交性，從而減少干擾，因此，性能會隨之增強(qiáng)；但是，K’值的增大會導(dǎo)致K值的增大，從而導(dǎo)致碼率隨之降低；另一方面，當(dāng)K值減小時，等效信道矩陣的正交性會隨之減小，從而增加了干擾，因此，性能會隨之降低，但是碼率會隨之增加；由此可知，選擇合適的K和K’，能夠?qū)崿F(xiàn)碼率和性能的較好折衷。上述仿真結(jié)果證明在K＝3的情況下，利用本發(fā)明實施例構(gòu)造出的空時/空頻碼矩陣能夠取得較好的碼率與性能的折衷。
在成功構(gòu)造出本發(fā)明實施例的具有組正交特性的空時/空頻碼矩陣X(s)后，發(fā)射裝置基于該空時/空頻碼矩陣X(s)進(jìn)行后續(xù)的發(fā)射處理操作。發(fā)射裝置可以采用現(xiàn)有的多種發(fā)射處理操作、在上述空時/空頻碼矩陣X(s)的基礎(chǔ)上實現(xiàn)信息符號的發(fā)射，發(fā)射處理操作的具體實現(xiàn)過程在此不再一一詳細(xì)說明。
在本發(fā)明實施例中，接收信號可以表示為 公式(4) 在公式(4)中，X(s)是發(fā)射裝置采用的空時/空頻碼矩陣，且X(s)是T×Nt的復(fù)矩陣；Y是接收信號矩陣，且Y是T×Nr的復(fù)矩陣；SNR為信噪比。
上述公式(4)可以變更為等效信道模型的形式，即變更為

公式(5) 在公式(5)中，s是L維的發(fā)射符號向量，

為相應(yīng)的等效信道，且

為TNr×L的復(fù)矩陣；y為TNr維的接收信號向量；SNR為信噪比。
本發(fā)明實施例中的空時/空頻碼的等效信道矩陣具有組正交特性。
采用ZF接收機(jī)進(jìn)行信號檢測的一個具體的例子為針對第i組信息符號si，ZF接收機(jī)可以采用下述公式(6)進(jìn)行信號檢測

公式(6) 公式(6)中，

是等效信道矩陣和第i組信息符號si的相應(yīng)列所組成的元素子矩陣。
下面對本發(fā)明實施例的發(fā)射方法進(jìn)行說明。
步驟1、獲取需要發(fā)射的L個信息符號。
如果獲取到的L個信息符號是K’的整數(shù)倍，則將L個信息符號均勻地分割成K’組，每組包括L/K’個信息符號；如果獲取到的L個信息符號不是K’的整數(shù)倍，則在L個信息符號中增加一定數(shù)量的零符號，以使L與增加的零符號的數(shù)量之和為K’的整數(shù)倍。上述零符號可以增加在需要發(fā)射的信息符號的尾部。
步驟2、根據(jù)本發(fā)明實施例的空時/空頻碼矩陣發(fā)射上述獲取到的信息符號。
例如，在6個發(fā)射天線被分為3組、每組均具有2個發(fā)射天線，獲取到的6個獨立的信息符號為[s1，s2，s3，s4，s5，s6]T、且這6個信息符號被分為3組，每組信息符號的符號向量分別為s1＝[s1，s2]T、s2＝[s3，s4]T、以及s3＝[s5，s6]T的情況下，根據(jù)如下矩陣發(fā)射上述獲取到的6個信息符號 上述本發(fā)明實施例的空時/空頻碼矩陣是和

存在對應(yīng)關(guān)系的，兩者之間的對應(yīng)關(guān)系為上述本發(fā)明實施例的矩陣可以被劃分為9個子矩陣(即包括了9個子矩陣)，這9個子矩陣中包括有6個Toeplitz矩陣和3個相應(yīng)維度的零矩陣，上述6個Toeplitz矩陣分別為 上述6個Toeplitz矩陣分別對應(yīng)

中相應(yīng)的元素，3個零矩陣分別對應(yīng)

中的零元素。
由此可知，本發(fā)明實施例發(fā)射信息符號采用的空時/空頻碼矩陣具有的特征的一個具體的例子為 本發(fā)明實施例的空時/空頻碼矩陣包括有多個子矩陣(即可以被劃分為多個子矩陣)，這多個子矩陣中包括多個Toeplitz矩陣和多個零矩陣，上述多個Toeplitz矩陣和多個零矩陣與正交空時分組碼矩陣中的各元素存在一一對應(yīng)的關(guān)系，各個Toeplitz矩陣與正交空時分組碼矩陣中的各非零元素存在一一對應(yīng)的關(guān)系，各個零矩陣與正交空時分組碼矩陣中的各零元素存在一一對應(yīng)的關(guān)系。所述正交空時分組碼矩陣為基于K和K’的正交空時分組碼矩陣，K為多個發(fā)射天線被劃分的組數(shù)，K’為所述信息符號被劃分的組數(shù)。上述多個Toeplitz矩陣均是根據(jù)發(fā)射天線組中發(fā)射天線數(shù)量構(gòu)造的。需要特別說明的是，本發(fā)明實施例的空時/空頻碼矩陣被劃分出的子矩陣中可以不包括零矩陣，即在正交空時分組碼矩陣中不包括零元素的情況下，本發(fā)明實施例的空時/空頻碼矩陣被劃分出的子矩陣中不包括零矩陣。
設(shè)定Toeplitz矩陣的列數(shù)與發(fā)射天線組中發(fā)射天線數(shù)量對應(yīng)，則具有nk列的Toeplitz矩陣可以表示為Sr，k(i)和

且


其中r＝L/K′+n1-1，i＝1，2，...，K′，k＝1，2，...，K，L為信息符號的數(shù)量，si為第i組信息符號的符號向量，

為符號向量si逆序后得到的符號向量；上述Sr，k(i)對應(yīng)OSTBC的OK′，K矩陣中的信息符號向量si，

對應(yīng)OSTBC的OK′，K矩陣中的信息符號向量si*，

表示

的每個元素取復(fù)共軛所得的矩陣。在OSTBC的OK′，K矩陣包括零元素的情況下，相應(yīng)維度的零矩陣對應(yīng)OSTBC的OK′，K矩陣中的零元素。
利用本發(fā)明實施例的空時/空頻碼、可以采用現(xiàn)有的多種發(fā)射處理操作實現(xiàn)信息符號的發(fā)射，在此不再一一詳細(xì)說明。
從上述各實施例的描述可知利用本發(fā)明實施例構(gòu)造的具有組正交特性的空時/空頻碼矩陣不但能夠?qū)崿F(xiàn)在線性接收機(jī)條件下獲得全分集；而且通過仿真結(jié)果能夠證明在發(fā)射天線數(shù)量大于4、且在相同頻譜利用率的情況下，相對于Toeplitz空時碼、以及重疊Alamouti碼等，本發(fā)明實施例構(gòu)造的具有組正交特性的空時/空頻碼有效改善了誤比特率。另外，本發(fā)明實施例中的空時/空頻碼的等效信道矩陣也具有組正交特性，等效信道矩陣的組正交特性可以使譯碼復(fù)雜度從O(L3)降低到O(K′(L/K′)3)，從而大大降低了譯碼復(fù)雜度，最終在性能和碼率之間獲得較好的折衷。
通過以上的實施方式的描述，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以清楚地了解到本發(fā)明可借助軟件加必需的硬件平臺的方式來實現(xiàn)，當(dāng)然也可以全部通過硬件來實施，但很多情況下前者是更佳的實施方式?；谶@樣的理解，本發(fā)明的技術(shù)方案對背景技術(shù)做出貢獻(xiàn)的全部或者部分可以以軟件產(chǎn)品的形式體現(xiàn)出來，該計算機(jī)軟件產(chǎn)品可以存儲在存儲介質(zhì)中，如ROM/RAM、磁碟、光盤等，包括若干指令用以使得一臺計算機(jī)設(shè)備(可以是個人計算機(jī)，服務(wù)器，或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等)執(zhí)行本發(fā)明各個實施例或者實施例的某些部分所述的方法。
下面結(jié)合附圖4對本發(fā)明實施例的發(fā)射裝置進(jìn)行說明。
圖4中的發(fā)射裝置包括獲取模塊400和發(fā)射模塊410。
獲取模塊400獲取需要發(fā)射的信息符號。獲取模塊400應(yīng)獲取預(yù)定個數(shù)L的信息符號，在獲取到的信息符號不為K’的整數(shù)倍時，獲取模塊400應(yīng)在信息符號后面添加零符號，使獲取到的信息符號和零符號的總數(shù)量為K’的整數(shù)倍，即L應(yīng)該為K’的整數(shù)倍。
發(fā)射模塊410根據(jù)空時/空頻碼矩陣對獲取模塊400獲取到的需要發(fā)射的信息符號進(jìn)行發(fā)射處理。發(fā)射模塊410采用的空時/空頻碼矩陣應(yīng)具有如下特點包括有多個子矩陣(即可以被劃分為多個子矩陣)，多個子矩陣中包括多個Toeplitz矩陣和至少一個零矩陣，上述多個子矩陣中也可以不包括零矩陣。上述多個子矩陣與正交空時分組碼矩陣中的各元素存在一一對應(yīng)的關(guān)系，上述一一對應(yīng)的關(guān)系可以為各個Toeplitz矩陣與正交空時分組碼矩陣中的各非零元素存在一一對應(yīng)的關(guān)系，在正交空時分組碼矩陣中包括零元素時，各個零矩陣與正交空時分組碼矩陣中的各零元素存在一一對應(yīng)的關(guān)系，其中零矩陣的數(shù)量與零元素的數(shù)量相同。上述正交空時分組碼矩陣為基于K和K’的正交空時分組碼矩陣，K為多個發(fā)射天線被劃分的組數(shù)，K’為所述信息符號被劃分的組數(shù)。上述多個Toeplitz矩陣均是根據(jù)發(fā)射天線組中發(fā)射天線數(shù)量構(gòu)造的。發(fā)射模塊410采用的空時/空頻碼矩陣應(yīng)具有的具體特點如上述方法實施例中的描述，在此不再重復(fù)說明。
下面結(jié)合附圖5對本發(fā)明實施例的基站進(jìn)行說明。
圖5中的基站包括獲取模塊500和發(fā)射模塊510。
獲取模塊500獲取需要發(fā)射的信息符號。獲取模塊500應(yīng)獲取預(yù)定個數(shù)L的信息符號，在獲取到的信息符號不為K’的整數(shù)倍時，獲取模塊500應(yīng)在信息符號后面添加零符號，使獲取到的信息符號和零符號的總數(shù)量為K’的整數(shù)倍，即L應(yīng)該為K’的整數(shù)倍。
發(fā)射模塊510根據(jù)空時/空頻碼矩陣對獲取模塊500獲取到的需要發(fā)射的信息符號進(jìn)行發(fā)射處理。發(fā)射模塊510采用的空時/空頻碼矩陣應(yīng)具有如下特點包括有多個子矩陣(即可以被劃分為多個子矩陣)，多個子矩陣中包括多個Toeplitz矩陣和至少一個零矩陣，上述多個子矩陣中也可以不包括零矩陣。上述多個子矩陣與正交空時分組碼矩陣中的各元素存在一一對應(yīng)的關(guān)系，上述一一對應(yīng)的關(guān)系可以為各個Toeplitz矩陣與正交空時分組碼矩陣中的各非零元素存在一一對應(yīng)的關(guān)系，在正交空時分組碼矩陣中包括零元素時，各個零矩陣與正交空時分組碼矩陣中的各零元素存在一一對應(yīng)的關(guān)系，其中零矩陣的數(shù)量與零元素的數(shù)量相同。上述正交空時分組碼矩陣為基于K和K’的正交空時分組碼矩陣，K為多個發(fā)射天線被劃分的組數(shù)，K’為所述信息符號被劃分的組數(shù)。上述多個Toeplitz矩陣均是根據(jù)發(fā)射天線組中發(fā)射天線數(shù)量構(gòu)造的。發(fā)射模塊410采用的空時/空頻碼矩陣應(yīng)具有的具體特點如上述方法實施例中的描述，在此不再重復(fù)說明。
下面結(jié)合附圖6對本發(fā)明實施例的移動終端進(jìn)行說明。
圖6中的移動終端包括獲取模塊600和發(fā)射模塊610。
獲取模塊600獲取需要發(fā)射的信息符號。獲取模塊600應(yīng)獲取預(yù)定個數(shù)L的信息符號，在獲取到的信息符號不為K’的整數(shù)倍時，獲取模塊600應(yīng)在信息符號后面添加零符號，使獲取到的信息符號和零符號的總數(shù)量為K’的整數(shù)倍，即L應(yīng)該為K’的整數(shù)倍。
發(fā)射模塊610根據(jù)空時/空頻碼矩陣對獲取模塊600獲取到的需要發(fā)射的信息符號進(jìn)行發(fā)射處理。發(fā)射模塊610采用的空時/空頻碼矩陣應(yīng)具有如下特點包括有多個子矩陣(即可以被劃分為多個子矩陣)，多個子矩陣中包括多個Toeplitz矩陣和至少一個零矩陣，上述多個子矩陣中也可以不包括零矩陣。上述多個子矩陣與正交空時分組碼矩陣中的各元素存在一一對應(yīng)的關(guān)系，上述一一對應(yīng)的關(guān)系可以為各個Toeplitz矩陣與正交空時分組碼矩陣中的各非零元素存在一一對應(yīng)的關(guān)系，在正交空時分組碼矩陣中包括零元素時，各個零矩陣與正交空時分組碼矩陣中的各零元素存在一一對應(yīng)的關(guān)系，其中零矩陣的數(shù)量與零元素的數(shù)量相同。上述正交空時分組碼矩陣為基于K和K’的正交空時分組碼矩陣，K為多個發(fā)射天線被劃分的組數(shù)，K’為所述信息符號被劃分的組數(shù)。上述多個Toeplitz矩陣均是根據(jù)發(fā)射天線組中發(fā)射天線數(shù)量構(gòu)造的。發(fā)射模塊410采用的空時/空頻碼矩陣應(yīng)具有的具體特點如上述方法實施例中的描述，在此不再重復(fù)說明。
雖然通過實施例描繪了本發(fā)明，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員知道，本發(fā)明有許多變形和變化而不脫離本發(fā)明的精神，本發(fā)明的申請文件的權(quán)利要求包括這些變形和變化。
權(quán)利要求
1.一種空時/空頻碼構(gòu)造方法，其特征在于，包括被劃分為K組的至少兩個發(fā)射天線，被劃分為K’組的信息符號，所述方法包括步驟
針對所述每組信息符號根據(jù)發(fā)射天線組中發(fā)射天線數(shù)量構(gòu)造Toeplitz矩陣；
將基于K和K’的正交空時分組碼矩陣中的各非零元素替換為所述Toeplitz矩陣，并在所述正交空時分組碼矩陣包括零元素時，將所述零元素替換為相應(yīng)維度的零矩陣。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述針對所述每組信息符號根據(jù)發(fā)射天線組中發(fā)射天線數(shù)量構(gòu)造Toeplitz矩陣包括
利用每組信息符號的符號向量構(gòu)造具有nk列的Toeplitz矩陣，所述Toeplitz矩陣為
和
其中r＝L/K′+n1-1，i＝1，2，...，K′，k＝1，2，...，K，L為信息符號的數(shù)量，si為第i組信息符號的符號向量，
為符號向量si逆序后得到的符號向量，nk為第k組發(fā)射天線的數(shù)量。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述將基于K和K’的正交空時分組碼矩陣中的各非零元素替換為所述Toeplitz矩陣包括
將所述Sr，k(i)作為正交空時分組碼OK′，K矩陣中的信息符號si，將所述
作為正交空時分組碼OK′，K矩陣中的信息符號si*；其中
表示
的每個元素取復(fù)共軛所得的矩陣。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述至少兩個發(fā)射天線是根據(jù)組間發(fā)射天線數(shù)量差異最小原則被劃分為K組。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述K取值為3。
6.一種基于空時/空頻碼的發(fā)射方法，其特征在于，包括步驟
獲取需要發(fā)射的信息符號；
根據(jù)空時/空頻碼矩陣發(fā)射所述信息符號；
所述空時/空頻碼矩陣可以被劃分為至少兩個子矩陣，所述至少兩個子矩陣包括至少兩個Toeplitz矩陣，或者包括Toeplitz矩陣和至少一個零矩陣，所述各Toeplitz矩陣分別對應(yīng)于給定的正交空時分組碼矩陣中的各非零元素，在所述正交空時分組碼矩陣包括零元素時，所述零矩陣對應(yīng)所述正交空時分組碼矩陣中的零元素。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于
所述給定的正交空時分組碼矩陣為基于K和K’的正交空時分組碼矩陣，所述K為至少兩個發(fā)射天線被劃分的組數(shù)，所述K’為所述信息符號被劃分的組數(shù)；
所述Toeplitz矩陣是根據(jù)發(fā)射天線組中發(fā)射天線數(shù)量構(gòu)造的。
8.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于
Toeplitz矩陣Sr，k(i)對應(yīng)正交空時分組碼OK′，K矩陣中的信息符號si，Toeplitz矩陣
對應(yīng)正交空時分組碼OK′，K矩陣中的信息符號si*；
所述
和
表示
的每個元素取復(fù)共軛所得的矩陣；
其中r＝L/K′+n1-1，i＝1，2，...，K′，k＝1，2，...，K，L為信息符號的數(shù)量，si為第i組信息符號的符號向量，
為符號向量si逆序后得到的符號向量。
9.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于
在需要發(fā)射的信息符號的數(shù)量為K’的整數(shù)倍時，所述需要發(fā)射的信息符號被均勻的劃分為K’組；
在需要發(fā)射的信息符號的數(shù)量不為K’的整數(shù)倍時，向所述需要發(fā)射的信息符號中添加零符號，添加零符號之后的信息符號的數(shù)量為K’的整數(shù)倍，添加了零符號之后的信息符號被均勻的劃分為K’組。
10.一種發(fā)射裝置，其特征在于，所述裝置包括
獲取模塊，用于獲取需要發(fā)射的信息符號；
發(fā)射模塊，用于根據(jù)空時/空頻碼矩陣發(fā)射所述獲取模塊獲取到的需要發(fā)射的信息符號；所述空時/空頻碼矩陣可以被劃分為至少兩個子矩陣，所述至少兩個子矩陣包括至少兩個Toeplitz矩陣，或者包括Toeplitz矩陣和至少一個零矩陣，所述各Toeplitz矩陣分別對應(yīng)于給定的正交空時分組碼矩陣中的各非零元素，在所述正交空時分組碼矩陣包括零元素時，所述零矩陣對應(yīng)所述正交空時分組碼矩陣中的零元素。
11.如權(quán)利要求10所述的發(fā)射裝置，其特征在于
所述給定的正交空時分組碼矩陣為基于K和K’的正交空時分組碼矩陣，所述K為至少兩個發(fā)射天線被劃分的組數(shù)，所述K’為所述信息符號被劃分的組數(shù)；
所述Toeplitz矩陣是根據(jù)發(fā)射天線組中發(fā)射天線數(shù)量構(gòu)造的。
12.如權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于
Toeplitz矩陣Sr，k(i)對應(yīng)正交空時分組碼OK′，K矩陣中的信息符號si，Toeplitz矩陣
對應(yīng)正交空時分組碼OK′，K矩陣中的信息符號si*；
所述
和
表示
的每個元素取復(fù)共軛所得的矩陣；
其中r＝L/K′+n1-1，i＝1，2，...，K′，k＝1，2，...，K，L為信息符號的數(shù)量，si為第i組信息符號的符號向量，
為符號向量si逆序后得到的符號向量。
13.一種基站，其特征在于，所述基站包括
獲取模塊，用于獲取需要發(fā)射的信息符號；
發(fā)射模塊，用于根據(jù)空時/空頻碼矩陣發(fā)射所述獲取模塊獲取到的需要發(fā)射的信息符號；所述空時/空頻碼矩陣可以被劃分為至少兩個子矩陣，所述至少兩個子矩陣包括至少兩個Toeplitz矩陣，或者包括Toeplitz矩陣和至少一個零矩陣，所述各Toeplitz矩陣分別對應(yīng)于給定的正交空時分組碼矩陣中的各非零元素，在所述正交空時分組碼矩陣包括零元素時，所述零矩陣對應(yīng)所述正交空時分組碼矩陣中的零元素。
14.一種移動終端，其特征在于，所述移動終端包括
獲取模塊，用于獲取需要發(fā)射的信息符號；
發(fā)射模塊，用于根據(jù)空時/空頻碼矩陣發(fā)射所述獲取模塊獲取到的需要發(fā)射的信息符號；所述空時/空頻碼矩陣可以被劃分為至少兩個子矩陣，所述至少兩個子矩陣包括至少兩個Toeplitz矩陣，或者包括Toeplitz矩陣和至少一個零矩陣，所述Toeplitz矩陣分別對應(yīng)于給定的正交空時分組碼矩陣中的各非零元素，在所述正交空時分組碼矩陣包括零元素時，所述零矩陣對應(yīng)所述正交空時分組碼矩陣中的零元素。
全文摘要
公開了空時/空頻碼構(gòu)造方法、發(fā)射方法及裝置。屬于無線通訊技術(shù)領(lǐng)域。空時/空頻碼構(gòu)造方法包括被劃分為K組的至少兩個發(fā)射天線，被劃分為K’組的信息符號，針對所述每組信息符號根據(jù)發(fā)射天線組中發(fā)射天線數(shù)量構(gòu)造Toeplitz矩陣，將基于K和K’的正交空時分組碼矩陣中的各非零元素替換為所述Toeplitz矩陣，并在所述正交空時分組碼矩陣包括零元素時，將所述零元素替換為相應(yīng)維度的零矩陣。通過上述方法構(gòu)造出的空時碼具有組正交特性；利用上述構(gòu)造出的空時碼能夠有效改善誤比特率，并能夠取得較好的性能與碼率的折衷。
文檔編號H04L1/02GK101729215SQ20081022523
公開日2010年6月9日 申請日期2008年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月28日
發(fā)明者夏香根, 李斌, 沈暉, 羅毅 申請人:華為技術(shù)有限公司