專利名稱：采用天線選擇執(zhí)行自適應(yīng)空時發(fā)送分集的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種多天線無線通信系統(tǒng)中的天線選擇和自適應(yīng)發(fā)送分集技術(shù)，更具體地，涉及一種采用天線選擇執(zhí)行自適應(yīng)空時發(fā)送分集的方法和設(shè)備。
背景技術(shù)：
未來無線通信系統(tǒng)要求能提供越來越高的信息傳輸速率和通信質(zhì)量。為了在有限的頻譜資源上實現(xiàn)這一目標，多天線技術(shù)(MIMO)已成為未來無線通信中所采用的必不可少的手段之一。在MIMO系統(tǒng)中，發(fā)送端利用多根天線進行信號的發(fā)送，接收端利用多根天線進行信號的接收。研究表明，相比于傳統(tǒng)的單天線傳輸方法，MIMO技術(shù)可以顯著的提高信道容量，從而提高信息傳輸速率。
隨著研究的不斷深入，人們在單純的MIMO結(jié)構(gòu)中引入了空時發(fā)送分集(STTD)技術(shù)和自適應(yīng)調(diào)制與編碼(AMC)技術(shù)。目前，比較有代表性的一種自適應(yīng)空時發(fā)送分集的MIMO結(jié)構(gòu)如圖1所示。
圖1所示為當前采用自適應(yīng)空時發(fā)送分集的MIMO結(jié)構(gòu)示意圖。
TI公司最早提出了采用4個發(fā)送天線的該結(jié)構(gòu)，稱作雙重空時發(fā)送分集(DSTTD)結(jié)構(gòu)，其中沒有加入AMC部分，采用恒定的調(diào)制和編碼。緊接著，Mitsubishi Electric公司在DSTTD結(jié)構(gòu)中引入了AMC，用于進一步提高DSTTD系統(tǒng)的吞吐性能，稱作雙重空時發(fā)送分集-子組速率控制(DSTTD-SGRC)結(jié)構(gòu)。目前，DSTTD和DSTTD-SGRC結(jié)構(gòu)都已寫入了3GPP規(guī)范，成為未來MIMO系統(tǒng)中最有可能采用的技術(shù)之一。
在圖1的采用自適應(yīng)空時發(fā)送分集的MIMO結(jié)構(gòu)中，發(fā)端和收端分別采用nT和nR個天線進行信號的發(fā)送和接收。在發(fā)送端，待發(fā)送的數(shù)據(jù)首先經(jīng)過串/并變換模塊101分成nT/2個數(shù)據(jù)子流，每個數(shù)據(jù)子流依次對應(yīng)兩個發(fā)送天線104。每個待發(fā)送的數(shù)據(jù)子流在發(fā)送之前依次經(jīng)過自適應(yīng)調(diào)制與編碼模塊102和空時發(fā)送分集編碼模塊103。進行AMC的目的是根據(jù)每個發(fā)送子流在空間所經(jīng)歷的不同的信道特性，自適應(yīng)的為各發(fā)送子流選取合適的調(diào)制和編碼參數(shù)，從而提高系統(tǒng)的整體吞吐性能。AMC操作所需的調(diào)制與編碼參數(shù)M1，M2，…，MnT/2來自于接收端的估計結(jié)果，以及通過反饋信道109進行的反饋。在AMC之后，在空時發(fā)送分集編碼模塊103中對調(diào)制后的符號進行空時發(fā)送分集編碼，將一路信號分成兩路，再從其各自對應(yīng)的發(fā)送天線上發(fā)送出去。
在接收端，首先由nR個接收天線105將空間全部信號接收下來，然后由信道估計模塊108根據(jù)該接收信號中的導頻信號或采用其他方法進行信道估計，估計出當前的信道特性矩陣H(對于MIMO系統(tǒng)來說，其信道特性可以用一個矩陣來描述)。然后，AMC參數(shù)選取模塊107根據(jù)H來確定發(fā)端每個數(shù)據(jù)子流所采用的調(diào)制和編碼參數(shù)，并將選好的各數(shù)據(jù)子流的調(diào)制與編碼參數(shù)通過反饋信道發(fā)送回發(fā)送端(為了降低反饋開銷，一般只返回各調(diào)制與編碼參數(shù)對應(yīng)的序號)。最后，MIMO檢測模塊106根據(jù)信道特性矩陣H，以及AMC參數(shù)選取模塊107輸出的各子流的調(diào)制編碼參數(shù)，對各個發(fā)送數(shù)據(jù)子流進行檢測，并得到原始的發(fā)送數(shù)據(jù)。在MIMO檢測106中，首先采用一般的檢測子，如迫零(ZF)或最小均方誤差(MMSE)檢測子對接收信號進行檢測，解出發(fā)端發(fā)送的nT/2個數(shù)據(jù)子流，然后再對這nT/2個數(shù)據(jù)子流分別進行STTD譯碼和自適應(yīng)解調(diào)和譯碼，最終得到發(fā)端發(fā)送的原始數(shù)據(jù)。
傳統(tǒng)的采用自適應(yīng)空時發(fā)送分集的MIMO系統(tǒng)中，在發(fā)送數(shù)據(jù)時，不對發(fā)送天線進行天線選擇，也即每個數(shù)據(jù)子流經(jīng)AMC102和STTD編碼器103的輸出都從固定的發(fā)送天線104上發(fā)送，比如圖1中第1個STTD編碼器的輸出固定從第1，2個天線發(fā)送，第2個STTD編碼器的輸出固定從第3，4個天線發(fā)送，依此類推。然后，接收端再根據(jù)每兩個固定組合天線上的信道特性，以及其他天線上信號所帶來的干擾來確定每個天線組合，也即每個發(fā)送子流上的AMC參數(shù)，并將其反饋回發(fā)送端。
然而，從系統(tǒng)容量的角度上來看，圖1中傳統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中每個發(fā)送子流在STTD編碼后采用固定的天線組合進行發(fā)送的方法不是最優(yōu)的。無線系統(tǒng)中，在不同的發(fā)送時刻，每個發(fā)送天線上所對應(yīng)的信道特性不同。因此，在每個發(fā)送時刻，每個發(fā)送子流在STTD編碼后如果能夠根據(jù)當前的信道特性自適應(yīng)的選取合適的兩個天線進行發(fā)送的話，必然能夠進一步提高系統(tǒng)的性能。為此，本發(fā)明申請中將給出一種采用天線選擇執(zhí)行自適應(yīng)空時發(fā)送分集的方法，其中在傳統(tǒng)的自適應(yīng)空時發(fā)送分集系統(tǒng)中，在信號空時編碼之后加上一級天線選擇單元，該發(fā)明方法可以在原有技術(shù)之上進一步提高系統(tǒng)的吞吐性能。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述缺陷提出了本發(fā)明，本發(fā)明的目的是提出一種采用天線選擇執(zhí)行自適應(yīng)空時發(fā)送分集的方法和設(shè)備，能夠進一步提高傳統(tǒng)自適應(yīng)空時發(fā)送分集系統(tǒng)的吞吐性能。
本發(fā)明的另一個目的是提出一種采用天線選擇執(zhí)行自適應(yīng)空時發(fā)送分集的方法和設(shè)備，根據(jù)本發(fā)明，在傳統(tǒng)的自適應(yīng)空時發(fā)送分集系統(tǒng)中各子流空時編碼之后加上一級天線選擇單元。在每個發(fā)送時刻，每個數(shù)據(jù)子流根據(jù)當前的信道特性自適應(yīng)的選擇合適的發(fā)送天線組合進行發(fā)送。發(fā)送天線組合的參數(shù)由收端根據(jù)當前的信道特性確定，并通過反饋信道發(fā)送回發(fā)端。接收端在確定發(fā)送天線組合時，首先計算所有發(fā)送天線組合情況下，每個子流在STTD譯碼后SINR，然后選取依此SINR所得系統(tǒng)總?cè)萘孔罡呋蛘哌M行自適應(yīng)傳輸后總吞吐最高的天線組合，作為當前最佳的組合。
本發(fā)明的再一個目的是提出一種采用天線選擇執(zhí)行自適應(yīng)空時發(fā)送分集的方法和設(shè)備，由于在傳統(tǒng)自適應(yīng)空時發(fā)送分集方法基礎(chǔ)上對發(fā)送天線的選取進行了優(yōu)化，因此可以在原有系統(tǒng)之上進一步提高系統(tǒng)的頻譜利用率性能。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出了一種在多天線無線通信系統(tǒng)中采用天線選擇執(zhí)行自適應(yīng)空時發(fā)送分集的方法，所述方法在接收端包括步驟根據(jù)信道估計，計算各子流在不同發(fā)送天線組合下的空時發(fā)送分集譯碼后的信號干擾噪聲比；根據(jù)不同發(fā)送天線組合下的各子流的信號干擾噪聲比，計算所述組合下的總傳輸性能參數(shù)，從各發(fā)送天線組合中選擇總傳輸性能參數(shù)最佳的天線組合，作為當前所選的組合，由此獲得天線選取參數(shù)；根據(jù)所選的天線組合下計算得到的各發(fā)送子流的空時發(fā)送分集譯碼后的信號干擾噪聲比，為各發(fā)送子流選擇自適應(yīng)調(diào)制和編碼參數(shù)；將所述天線選取參數(shù)和自適應(yīng)調(diào)制和編碼參數(shù)通過反饋信道反饋回發(fā)送端。所述方法在發(fā)送端包括步驟根據(jù)從接收端反饋回的自適應(yīng)調(diào)制和編碼參數(shù)，對數(shù)據(jù)執(zhí)行自適應(yīng)調(diào)制與編碼；執(zhí)行空時發(fā)送分集編碼，并根據(jù)從接收端反饋回的天線選取參數(shù)，選擇天線組合，并且通過所選天線組合發(fā)送所述數(shù)據(jù)。
優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明，所述方法在接收端還包括步驟在接收到通過所選天線組合發(fā)送的所述數(shù)據(jù)之后，根據(jù)先前所存儲的自適應(yīng)調(diào)制和編碼參數(shù)和天線選取參數(shù)，執(zhí)行空時發(fā)送分集解碼和自適應(yīng)解調(diào)和譯碼，以便獲得原始數(shù)據(jù)。
優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明，所述總傳輸性能參數(shù)為系統(tǒng)總?cè)萘俊?br> 優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明，所述系統(tǒng)總?cè)萘渴峭ㄟ^對各天線組合下的信號干擾噪聲比應(yīng)用香農(nóng)公式獲得的。
優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明，所述總傳輸性能參數(shù)為實際自適應(yīng)調(diào)制和編碼的總吞吐量。
優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明，所述實際自適應(yīng)調(diào)制和編碼的總吞吐量是與自適應(yīng)調(diào)制和編碼參數(shù)相對應(yīng)的吞吐量的總和。
優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明，在發(fā)送端，自適應(yīng)調(diào)制和編碼、空時發(fā)送分集編碼、天線組合選擇是按照每個數(shù)據(jù)子流對應(yīng)兩個固定發(fā)送天線的方式執(zhí)行的。
本發(fā)明還提出了一種在多天線無線通信系統(tǒng)中采用天線選擇執(zhí)行自適應(yīng)空時發(fā)送分集的接收端設(shè)備，包括信道估計模塊，執(zhí)行信道估計；天線選取參數(shù)選擇模塊，根據(jù)信道估計模塊的輸出，計算各子流在不同發(fā)送天線組合下的空時發(fā)送分集譯碼后的信號干擾噪聲比；并且根據(jù)不同發(fā)送天線組合下的各子流的信號干擾噪聲比，計算所述組合下的總傳輸性能參數(shù)，從各發(fā)送天線組合中選擇總傳輸性能參數(shù)最佳的天線組合，作為當前所選的組合，輸出天線選取參數(shù)和所選的天線組合下計算得到的各發(fā)送子流的空時發(fā)送分集譯碼后的信號干擾噪聲比，并向發(fā)送端反饋回天線選取參數(shù)；自適應(yīng)調(diào)制和編碼參數(shù)選取模塊，根據(jù)從天線選取參數(shù)選擇模塊接收到的、所選的天線組合下計算得到的各發(fā)送子流的空時發(fā)送分集譯碼后的信號干擾噪聲比，為各發(fā)送子流選擇自適應(yīng)調(diào)制和編碼參數(shù)，并向發(fā)送端反饋回自適應(yīng)調(diào)制和編碼參數(shù)；多輸入多輸出檢測模塊，根據(jù)先前所存儲的自適應(yīng)調(diào)制和編碼參數(shù)和天線選取參數(shù)，執(zhí)行空時發(fā)送分集解碼和自適應(yīng)解調(diào)和譯碼，以便獲得原始數(shù)據(jù)。
本發(fā)明還提出了一種在多天線無線通信系統(tǒng)中采用天線選擇執(zhí)行自適應(yīng)空時發(fā)送分集的發(fā)送端設(shè)備，包括自適應(yīng)調(diào)制和編碼模塊，根據(jù)從接收端反饋回的自適應(yīng)調(diào)制和編碼參數(shù)，對數(shù)據(jù)執(zhí)行自適應(yīng)調(diào)制與編碼；空時發(fā)送分集編碼模塊，執(zhí)行空時發(fā)送分集編碼；天線選擇模塊，根據(jù)從接收端反饋回的天線選取參數(shù)，選擇天線組合，以便通過所選天線組合發(fā)送所述數(shù)據(jù)。
優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明，所述空時發(fā)送分集編碼模塊按照每一個數(shù)據(jù)子流對應(yīng)兩個固定發(fā)送天線的方式執(zhí)行空時發(fā)送分集編碼。


通過參考以下結(jié)合附圖所采用的優(yōu)選實施例的詳細描述，本發(fā)明的上述目的、優(yōu)點和特征將變得顯而易見，其中圖1為示出了現(xiàn)有技術(shù)中采用自適應(yīng)空時發(fā)送分集的MIMO結(jié)構(gòu)的示意圖；圖2為示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的MIMO系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的示意圖；圖3為示出了在根據(jù)本發(fā)明實施例的上述系統(tǒng)中，實現(xiàn)采用天線選擇執(zhí)行自適應(yīng)空時發(fā)送分集的方法的時序圖；圖4為示出了在采用天線選擇執(zhí)行自適應(yīng)空時發(fā)送分集的方法中的天線選擇的參數(shù)選取處理的流程圖；圖5為示出了本發(fā)明所采用的方法與傳統(tǒng)方法的性能比較的圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合

本發(fā)明的具體實施方式
。
圖2所示為采用本發(fā)明技術(shù)的MIMO系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意。
其中，發(fā)送端和接收端分別采用nT和nR個天線進行信號的發(fā)送和接收。在發(fā)送端，待發(fā)送的數(shù)據(jù)首先經(jīng)過串/并變換模塊101分成nT/2個數(shù)據(jù)子流，每個數(shù)據(jù)子流分別對應(yīng)兩個發(fā)送天線104。每個待發(fā)送的數(shù)據(jù)子流在發(fā)送之前依次經(jīng)過自適應(yīng)調(diào)制與編碼模塊102和空時發(fā)送分集編碼模塊103。在每個子流發(fā)送之前，還要通過天線選擇單元201為每個子流選擇合適的兩個發(fā)送天線進行發(fā)送。發(fā)端AMC操作所需的調(diào)制與編碼參數(shù)M1，M2，…，MnT/2以及天線選擇201所需的參數(shù)C均來自于接收端的估計結(jié)果，以及通過反饋信道109進行的反饋。
在接收端，首先由nR個接收天線105將空間全部信號接收下來，然后由信道估計模塊108根據(jù)該接收信號中的導頻信號或采用其他方法進行信道估計，估計出當前的信道特性矩陣H。然后，天線選擇參數(shù)選取模塊202和AMC參數(shù)選取模塊107分別根據(jù)H來確定發(fā)端進行天線選擇的參數(shù)，即每個數(shù)據(jù)子流經(jīng)空時編碼后的輸出與所采用發(fā)射天線的映射關(guān)系，以及每個發(fā)送子流所采用的調(diào)制和編碼參數(shù)。接下來，還要將這些參數(shù)分別通過反饋信道發(fā)送回發(fā)端，以及送給MIMO檢測模塊106，分別用于發(fā)端的具體操作以及收端相應(yīng)的接收和檢測操作。
與圖1中的傳統(tǒng)的自適應(yīng)空時發(fā)送分集MIMO結(jié)構(gòu)相比，采用本發(fā)明技術(shù)的MIMO系統(tǒng)的不同之處在于在傳統(tǒng)系統(tǒng)中各子流空時編碼之后加上一級天線選擇單元201。在每個發(fā)送時刻，每個數(shù)據(jù)子流根據(jù)當前的信道特性自適應(yīng)的選擇合適的發(fā)送天線組合進行發(fā)送。與之相對應(yīng)，在接收端加入了天線選擇參數(shù)選取單元202。在每個發(fā)送時刻，接收端都會根據(jù)當前的信道特性選取最優(yōu)的天線組合方式，并將其通過反饋信道發(fā)送回發(fā)端，用于發(fā)端的實際操作。本發(fā)明的方法由于在傳統(tǒng)自適應(yīng)空時發(fā)送分集方法基礎(chǔ)上對發(fā)送天線的選取進行了優(yōu)化，因此可以在原有系統(tǒng)之上進一步提高系統(tǒng)的頻譜利用率性能。
本發(fā)明技術(shù)的整個實現(xiàn)流程可以用圖3來描述。
圖3所示為應(yīng)用本發(fā)明技術(shù)的系統(tǒng)實現(xiàn)流程。其中包括(1)接收端確定天線選擇和AMC參數(shù)，并將其反饋回發(fā)送端。其中包括信道估計(步驟301)，天線選擇參數(shù)選取(步驟302)，AMC參數(shù)選取(步驟303)和參數(shù)反饋(步驟304)幾個步驟。信道估計(步驟301)可以采用用于MIMO系統(tǒng)中的一般信道估計方法，比如基于導頻的或者盲信道估計方法。通過信道估計，得到當前的信道特性矩陣H。然后，天線選擇參數(shù)選取(步驟302)根據(jù)H來計算各子流在不同發(fā)送天線組合下的STTD譯碼后SINR，然后選取依此SINR所得系統(tǒng)總?cè)萘孔罡呋蛘哌M行自適應(yīng)傳輸后總吞吐最高的天線組合，作為當前最佳的組合C。接下來，AMC參數(shù)選取(步驟303)根據(jù)該發(fā)送天線組合下計算所得的各發(fā)送子流的STTD譯碼后的SINR，為各發(fā)送子流選取AMC參數(shù)M。在得到天線選取參數(shù)C和自適應(yīng)調(diào)制和編碼參數(shù)M之后，接收端將其通過反饋信道109發(fā)送回發(fā)端，用于發(fā)送端數(shù)據(jù)發(fā)送時的實際操作。
(2)發(fā)送端在收到接收端反饋回的天線選擇參數(shù)C和自適應(yīng)調(diào)制與編碼參數(shù)M之后，首先根據(jù)M對nT/2個發(fā)送子流分別進行自適應(yīng)調(diào)制與編碼(步驟305)，然后對AMC之后的每個子流分別進行STTD編碼(步驟306)，將1路發(fā)送子流變?yōu)?路，最后再根據(jù)天線選擇的結(jié)果C為每個STTD編碼的輸出的2路信號選擇合適的2個天線進行發(fā)送(步驟307)。
(3)接收端對接收到的信號進行MIMO檢測(步驟308)。這里，接收端首先根據(jù)天線選擇的結(jié)果C，采用一般的檢測子，如ZF或MMSE檢測子對接收信號進行檢測，解出發(fā)送端發(fā)送的nT/2個數(shù)據(jù)子流，然后再對這nT/2個數(shù)據(jù)子流分別進行STTD譯碼和自適應(yīng)解調(diào)和譯碼，最終得到發(fā)送端發(fā)送的原始數(shù)據(jù)。
本發(fā)明的方法中主要給出了圖2所示自適應(yīng)空時發(fā)送分集MIMO系統(tǒng)中的天線選擇的參數(shù)選取(步驟202)的實現(xiàn)方法，也即步驟302的實現(xiàn)過程。本發(fā)明中提出的用于自適應(yīng)空時發(fā)送分集MIMO系統(tǒng)中的天線選擇方法可以由圖4來描述。在每個數(shù)據(jù)發(fā)送時刻，接收端采用該方法來對發(fā)端每個子流STTD編碼后所采用的發(fā)送天線組合進行選取，并將天線選取后的結(jié)果通過反饋信道發(fā)送回發(fā)送端，用于發(fā)送端的實際操作。
圖4所示為本發(fā)明所采用的天線選擇的參數(shù)選取方法。
具體說來，該方法的實現(xiàn)主要包含以下三個步驟初始MIMO系統(tǒng)的發(fā)送端的天線數(shù)量為nT，發(fā)送的子流數(shù)為nT/2，分別表示成{S1，S2，…，SnT/2}，根據(jù)圖1傳統(tǒng)空時發(fā)送分集的思想，每個發(fā)送子流在STTD編碼后用兩個天線發(fā)送。假設(shè)MIMO信道特性矩陣H已知，如步驟401，H可以通過常規(guī)的MIMO信道估計方法獲得。
第一步計算各種發(fā)送天線組合下各子流空時發(fā)送分集譯碼后的SINR，如步驟402。
圖1和圖2所示的空時發(fā)送分集中，每個發(fā)送數(shù)據(jù)子流在STTD編碼后的信號用兩個發(fā)送天線進行發(fā)送。圖1的傳統(tǒng)自適應(yīng)空時發(fā)送分集中，采用固定的天線分配方法，即天線1和天線2一組，天線3和天線4一組，依次類推。而在本發(fā)明的方法中，根據(jù)每個發(fā)送時刻的信道特性自適應(yīng)的對發(fā)送天線進行選取和組合。根據(jù)計算，發(fā)送天線的數(shù)量為nT時，發(fā)送組合方法有K=nT!2(nT/2-1)·(nT/2)!]]>種，我們將其分別表示為C1，C2，…，CK。比如當nT＝4時，共有3種發(fā)送天線組合方法，分別是C1＝{(1，2)；(3，4)}，C2＝{(1，3)；(2，4)}和C3＝{(1，4)；(2，3)}。它的含義是這樣的，比如C3就表示兩個STTD編碼中，一個編碼器的輸出用天線1和4發(fā)送，另一個編碼器的輸出用天線2和3發(fā)送。這里，同一STTD編碼器輸出對應(yīng)的兩個天線沒有次序之分，比如(1，2)＝(2，1)，而且，從優(yōu)化系統(tǒng)容量的角度來看，不同的STTD編碼器所對應(yīng)的發(fā)送天線組合也沒有次序之分，比如{(1，2)；(3，4)＝{(3，4)；(1，2)。
在第一步中，我們計算各種發(fā)送天線組合C1，C2，…，CK下各子流空時發(fā)送分集譯碼后的SINR，其中第i個發(fā)送天線組合下第j個發(fā)送子流在發(fā)送分集譯碼后的SINR表示為SINR(i，j)，i＝1，2，…，K，j＝1，2，…，nT/2。
這里，計算某個發(fā)送天線組合C下各子流發(fā)送分集譯碼后的SINR采用同圖1所示傳統(tǒng)的自適應(yīng)空時分集系統(tǒng)下相同的方法。在傳統(tǒng)的自適應(yīng)空時分集MIMO系統(tǒng)中，為了為每個子流分配合適的AMC參數(shù)，也需要計算每個子流在STTD譯碼后的SINR。它的一般過程是這樣的(1)計算每個子流STTD譯碼前的SINR。MIMO接收機首先采用一般的檢測子，如ZF或MMSE，將接收到的每個子流區(qū)分開來。計算每個子流STTD譯碼前的SINR指的便是根據(jù)H計算每個子流在檢測子檢測后的SINR。(2)計算每個子流STTD譯碼后的SINR。檢測子檢測出的信號還需要進行STTD譯碼才能得到每個子流編碼調(diào)制后的信號，將每個子流STTD譯碼前的SINR中加入STTD編碼增益便可得到每個子流STTD譯碼后的SINR。
在這一步里，我們需要采用上面的傳統(tǒng)方法計算所有發(fā)送天線組合C1，C2，…，CK下各子流空時發(fā)送分集譯碼后的SINR，從而得到SINR(i，j)，i＝1，2，…，K，j＝1，2，…，nT/2。實際上，天線組合的變化等價于對信道特性矩陣H做相應(yīng)的列變換。因此，計算所有發(fā)送天線組合下各子流空時發(fā)送分集譯碼后SINR的過程，也可以看成是計算對H做相應(yīng)列變換下各子流空時發(fā)送分集譯碼后SINR的過程。
第二步由第一步所得的SINR計算各種天線組合下系統(tǒng)總?cè)萘炕虬磳嶋HAMC傳輸時的總吞吐，如步驟403。
這里有兩個可選的步驟，在實際的操作中可以采用任一種進行實施(1)計算各種天線組合下的系統(tǒng)總?cè)萘縍1，R2，…，RK根據(jù)香農(nóng)容量公式，根據(jù)前一步所得的SINR(i，j)計算每種發(fā)送天線組合C1，C2，…，CK下系統(tǒng)的總?cè)萘縍i=Σj=1nT/2log2(1+SINR(i,j)),i=1,2,...,K.]]>(2)計算各種天線組合下按實際AMC傳輸時的總吞吐T1，T2，…，TK。
對某個發(fā)送天線組合Ci來說，按實際AMC傳輸時的總吞吐Ti這樣得來(a)根據(jù)計算所得的SINR(i，j)，j＝1，2，..，nT/2為全部子流選取調(diào)制和編碼參數(shù)。由SINR確定調(diào)制編碼參數(shù)可以采用多種方法，比如可以采用如下的簡單方法(i)首先選定若干種調(diào)制與編碼參數(shù)組合，并且估計其各自的BER性能。比如，可以選擇如表1所示的調(diào)制與編碼參數(shù)組合，這些參數(shù)組合下的吞吐能力(或稱頻譜利用率)各不相同。除此之外，還需要事先估計各種調(diào)制與編碼參數(shù)下的BER或FER性能，方法上可以采用理論分析或者數(shù)值仿真等等。


表1調(diào)制與編碼參數(shù)集合及其吞吐能力(ii)對于每個發(fā)送子流j，j＝1，2，..，nT/2選取當該子流SINR為SINR(i，j)時，能滿足一定BER要求且吞吐最大的調(diào)制編碼參數(shù)作為發(fā)送子流j上的調(diào)制與編碼參數(shù)，表示為Mj。其中Mj的數(shù)值參見表1，Mj＝0表示該子流上未能分配上調(diào)制與編碼參數(shù)，也即要求該子流上不傳數(shù)據(jù)。
(b)計算按此AMC參數(shù)下的系統(tǒng)總吞吐Ti。Ti的數(shù)值即為此時每個發(fā)送子流上分配的AMC參數(shù)所對應(yīng)的吞吐之和。
第三步在所有組合中選取總?cè)萘炕蛘呖偼掏伦畲蟮慕M合作為當前所采用的發(fā)送天線組合，如步驟404。
至此，我們完成了圖2中天線選擇參數(shù)選取模塊202實現(xiàn)方法的描述。202在得到當前所采用的發(fā)送天線組合參數(shù)C之后，將其通過反饋信道發(fā)送回發(fā)端，用于發(fā)端的實際操作。另外，還可以將其中計算所得的SINR直接送給AMC參數(shù)選取模塊107用于AMC參數(shù)的選取。同時，將天線選取參數(shù)送給MIMO檢測模塊106，用于常規(guī)的MIMO檢測。
圖5所示為本發(fā)明所采用的方法與傳統(tǒng)方法的性能比較。
其中，仿真中采用的發(fā)送天線和接收天線數(shù)分別為4和2。信道采用了平坦衰落信道，自適應(yīng)調(diào)制的方式包括不傳，BPSK，QPSK，8PSK和16QAM，目標BER為10-3。由圖5的結(jié)果可見，與傳統(tǒng)方法相比，采用本發(fā)明申請中提出的方法可以獲得更好的系統(tǒng)吞吐性能。
盡管以上已經(jīng)結(jié)合本發(fā)明的優(yōu)選實施例示出了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會理解，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以對本發(fā)明進行各種修改、替換和改變。因此，本發(fā)明不應(yīng)由上述實施例來限定，而應(yīng)由所附權(quán)利要求及其等價物來限定。
權(quán)利要求
1.一種在多天線無線通信系統(tǒng)中采用天線選擇執(zhí)行自適應(yīng)空時發(fā)送分集的方法，所述方法在接收端包括步驟根據(jù)信道估計，計算各子流在不同發(fā)送天線組合下的空時發(fā)送分集譯碼后的信號干擾噪聲比；根據(jù)不同發(fā)送天線組合下的各子流的信號干擾噪聲比，計算所述組合下的總傳輸性能參數(shù)，從各發(fā)送天線組合中選擇總傳輸性能參數(shù)最佳的天線組合，作為當前所選的組合，由此獲得天線選取參數(shù)；根據(jù)所選的天線組合下計算得到的各發(fā)送子流的空時發(fā)送分集譯碼后的信號干擾噪聲比，為各發(fā)送子流選擇自適應(yīng)調(diào)制和編碼參數(shù)；將所述天線選取參數(shù)和自適應(yīng)調(diào)制和編碼參數(shù)通過反饋信道反饋回發(fā)送端；所述方法在發(fā)送端包括步驟根據(jù)從接收端反饋回自適應(yīng)調(diào)制和編碼參數(shù)，對數(shù)據(jù)執(zhí)行自適應(yīng)調(diào)制與編碼；執(zhí)行空時發(fā)送分集編碼，并根據(jù)從接收端反饋回的天線選取參數(shù)，選擇天線組合，并且通過所選天線組合發(fā)送所述數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述方法在接收端還包括步驟在接收到通過所選天線組合發(fā)送的所述數(shù)據(jù)之后，根據(jù)先前所存儲的自適應(yīng)調(diào)制和編碼參數(shù)和天線選取參數(shù)，執(zhí)行空時發(fā)送分集解碼和自適應(yīng)解調(diào)和譯碼，以便獲得原始數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于所述總傳輸性能參數(shù)為系統(tǒng)總?cè)萘俊?br> 4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于所述系統(tǒng)總?cè)萘渴峭ㄟ^對各天線組合下的信號干擾噪聲比應(yīng)用香農(nóng)公式獲得的。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于所述總傳輸性能參數(shù)為實際自適應(yīng)調(diào)制和編碼的總吞吐量。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于所述實際自適應(yīng)調(diào)制和編碼的總吞吐量是與自適應(yīng)調(diào)制和編碼參數(shù)相對應(yīng)的吞吐量的總和。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于在發(fā)送端，自適應(yīng)調(diào)制和編碼、空時發(fā)送分集編碼、天線組合選擇是按照每個數(shù)據(jù)子流對應(yīng)兩個固定發(fā)送天線的方式執(zhí)行的。
8.一種在多天線無線通信系統(tǒng)中采用天線選擇執(zhí)行自適應(yīng)空時發(fā)送分集的接收端設(shè)備，包括信道估計模塊，執(zhí)行信道估計；天線選取參數(shù)選擇模塊，根據(jù)信道估計模塊的輸出，計算各子流在不同發(fā)送天線組合下的空時發(fā)送分集譯碼后的信號干擾噪聲比；并且根據(jù)不同發(fā)送天線組合下的各子流的信號干擾噪聲比，計算所述組合下的總傳輸性能參數(shù)，從各發(fā)送天線組合中選擇總傳輸性能參數(shù)最佳的天線組合，作為當前所選的組合，輸出天線選取參數(shù)和所選的天線組合下計算得到的各發(fā)送子流的空時發(fā)送分集譯碼后的信號干擾噪聲比，并向發(fā)送端反饋回天線選取參數(shù)；自適應(yīng)調(diào)制和編碼參數(shù)選取模塊，根據(jù)從天線選取參數(shù)選擇模塊接收到的、所選的天線組合下計算得到的各發(fā)送子流的空時發(fā)送分集譯碼后的信號干擾噪聲比，為各發(fā)送子流選擇自適應(yīng)調(diào)制和編碼參數(shù)，并向發(fā)送端反饋回自適應(yīng)調(diào)制和編碼參數(shù)；多輸入多輸出檢測模塊，根據(jù)先前所存儲的自適應(yīng)調(diào)制和編碼參數(shù)和天線選取參數(shù)，執(zhí)行空時發(fā)送分集解碼和自適應(yīng)解調(diào)和譯碼，以便獲得原始數(shù)據(jù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的接收端設(shè)備，其特征在于所述總傳輸性能參數(shù)為系統(tǒng)總?cè)萘俊?br> 10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的接收端設(shè)備，其特征在于所述系統(tǒng)總?cè)萘渴峭ㄟ^對各天線組合下的信號干擾噪聲比應(yīng)用香農(nóng)公式獲得的。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的接收端設(shè)備，其特征在于所述總傳輸性能參數(shù)為實際自適應(yīng)調(diào)制和編碼的總吞吐量。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的接收端設(shè)備，其特征在于所述實際自適應(yīng)調(diào)制和編碼的總吞吐量是與自適應(yīng)調(diào)制和編碼參數(shù)相對應(yīng)的吞吐量的總和。
13.一種在多天線無線通信系統(tǒng)中采用天線選擇執(zhí)行自適應(yīng)空時發(fā)送分集的發(fā)送端設(shè)備，包括自適應(yīng)調(diào)制和編碼模塊，根據(jù)從接收端反饋回的自適應(yīng)調(diào)制和編碼參數(shù)，對數(shù)據(jù)執(zhí)行自適應(yīng)調(diào)制與編碼；空時發(fā)送分集編碼模塊，執(zhí)行空時發(fā)送分集編碼；天線選擇模塊，根據(jù)從接收端反饋回的天線選取參數(shù)，選擇天線組合，以便通過所選天線組合發(fā)送所述數(shù)據(jù)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的發(fā)送端設(shè)備，其特征在于所述空時發(fā)送分集編碼模塊按照每一個數(shù)據(jù)子流對應(yīng)兩個固定發(fā)送天線的方式執(zhí)行空時發(fā)送分集編碼。
全文摘要
一種采用天線選擇執(zhí)行自適應(yīng)STTD的方法，接收端包括步驟根據(jù)信道估計，計算各子流在不同發(fā)送天線組合下的STTD譯碼后的SINR；根據(jù)不同發(fā)送天線組合下的各子流的SINR，計算所述組合下的總傳輸性能參數(shù)，從各發(fā)送天線組合中選擇總傳輸性能最佳的天線組合，作為當前所選的組合，以獲得天線選取參數(shù)；根據(jù)所選天線組合下計算得到的各發(fā)送子流的STTD譯碼后的SINR，為各發(fā)送子流選擇AMC參數(shù)；將天線選取參數(shù)和AMC參數(shù)通過反饋信道反饋回發(fā)送端；發(fā)送端包括步驟根據(jù)從接收端反饋回AMC參數(shù)，對數(shù)據(jù)執(zhí)行AMC；執(zhí)行STTD編碼，并根據(jù)從接收端反饋回的天線選取參數(shù)，選擇天線組合，并且通過所選天線組合發(fā)送數(shù)據(jù)。
文檔編號H04B7/08GK1805305SQ20051000436
公開日2006年7月19日 申請日期2005年1月13日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月13日
發(fā)明者佘小明, 李繼峰 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社