專利名稱：一種在mimo系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)全速率傳輸?shù)姆椒ㄅc裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及MIMO通信系統(tǒng)，尤其涉及在MIMO系統(tǒng)中進(jìn)行編 碼與解碼的方法與裝置。
背景技術(shù)：
多入多出(MIMO)技術(shù)是無線通信領(lǐng)域的一個(gè)重大突破，是新一代移 動(dòng)通信系統(tǒng)必須采用的關(guān)鍵技術(shù)之一，該技術(shù)能在不增加帶寬的情況下 成倍地提高通信系統(tǒng)的容量和頻譜利用率?，F(xiàn)有的MIMO技術(shù)的設(shè)計(jì)目標(biāo)主要有兩類 一是通過利用空間分集 以獲得較高的抗衰落性能，二是通過采用提升MIMO衰落信道的容量的 方式以獲得高速率的數(shù)據(jù)傳輸。例如，空時(shí)正交碼以及空時(shí)格形碼屬于 針對(duì)第一個(gè)目標(biāo)的性能導(dǎo)向類編碼；而垂直貝爾實(shí)驗(yàn)室分層空時(shí)碼 (V-BLAST)及線性彌散碼(LD)則屬于針對(duì)第二個(gè)目標(biāo)的碼率導(dǎo)向 類編碼。設(shè)計(jì)編碼信號(hào)以獲得高速率的數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊粋€(gè)指標(biāo)是達(dá)到全速率發(fā) 射，即在一個(gè)M個(gè)發(fā)射天線的系統(tǒng)中,對(duì)KM個(gè)待編碼信號(hào)進(jìn)行編碼得到 多個(gè)編碼信號(hào)，并在K個(gè)時(shí)隙里將這些編碼信號(hào)發(fā)射出去，其中K和M為 正整數(shù)。在LD碼中發(fā)送的碼字是由某些彌散矩陣的線形組合而成，例如一種 用于雙發(fā)射天線的LD碼為
la)<formula>formula see original document page 5</formula>公式la)中的各行中的元素將通過各自對(duì)應(yīng)的發(fā)射天線發(fā)射出去， 并且不同列中的元素將在不同的時(shí)隙被發(fā)射出去。全分集全速率(FDFR)碼也可以使MIMO系統(tǒng)的發(fā)射達(dá)到全速率，例 如一種用于雙發(fā)射天線的FDFR碼為<formula>formula see original document page 6</formula> lb) 其中，x" = + s(e-;e + s4e;e _ s:e書，x12 = + s;e-J> + s3e> _ s;e力》， x21 = - s;e * + + s;e -J> , x22 = _ s;e -" + s4e" + s:e -" ， s;代表s,的 復(fù)數(shù)共軛，參數(shù)^和^可以根據(jù)某些準(zhǔn)則來加以選取， 一種典型的選擇是 0 = 2^/3和p-5;r/12。但這些現(xiàn)有的可以使MIMO系統(tǒng)的發(fā)射達(dá)到全速率的編碼都有各自 的缺陷V-BLAST碼實(shí)際上是直接將待編碼信號(hào)通過多個(gè)發(fā)射天線發(fā)射，沒 有經(jīng)過空時(shí)編碼處理，其性能尤其在空間相關(guān)信道條件下還有待提高。LD碼存在較大的傳輸延遲，并且需要聯(lián)合檢測(cè)多個(gè)符號(hào)，所以譯碼 復(fù)雜度較高，另外，LD碼的性能不夠理想。FDFR碼的譯碼延遲比較長(zhǎng)(通常正比于發(fā)射天線數(shù))，譯碼復(fù)雜度 比較高，如果為了獲得最佳性能而采用最大似然(ML)譯碼則更加復(fù) 雜。特別地，對(duì)于一具有NT個(gè)發(fā)射天線和NR個(gè)接收天線的MIMO系統(tǒng)， FDFR碼需要對(duì)N^個(gè)符號(hào)進(jìn)行聯(lián)合解碼，這樣即使是中等數(shù)量的發(fā)射 天線數(shù)(例如4)以及中等階數(shù)的調(diào)制方式(例如16QAM)，釆用ML 解碼也顯得太復(fù)雜而不實(shí)用。發(fā)明內(nèi)容針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明為MIMO系統(tǒng)提供了一種新的 編碼方法，其綜合了上述幾種編碼的優(yōu)點(diǎn) 一方面對(duì)多個(gè)待編碼信號(hào) 進(jìn)行編碼，這與LD碼和FDFR碼相似；另一方面將各編碼信號(hào)在一 個(gè)時(shí)隙內(nèi)通過不同的發(fā)射天線發(fā)射，這與V-BLAST在形式上相似。 所以，通過這種新的編碼方法，使得MIMO系統(tǒng)可以以全速率的方 式發(fā)射數(shù)據(jù)，同時(shí)還能提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃远辉黾幼g碼延時(shí)和譯 碼復(fù)雜度。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種在MIMO系統(tǒng)的發(fā)射機(jī)中用于對(duì)待編碼信號(hào)進(jìn)行編碼的方法，其中包括如下步驟分別采用m個(gè)編碼方 式對(duì)該m個(gè)待編碼信號(hào)進(jìn)行編碼，以得到m個(gè)編碼信號(hào)；并在相同時(shí) 隙內(nèi)通過m個(gè)發(fā)射天線分別發(fā)射所述m個(gè)編碼信號(hào)，m為大于1的整數(shù)。優(yōu)選地，所述m個(gè)編碼信號(hào)中至少有一個(gè)包含多個(gè)待編碼信號(hào)的分 量，且至少有兩個(gè)所述編碼方式是不同的。優(yōu)選地，所述編碼采用由兩個(gè)m行m列的廣義正交矩陣(其中至少一個(gè)不是單位矩陣)并行排列而成的編碼矩陣G對(duì)包含m個(gè)元素的向 量(Cl,c2，…，c )的待編碼信號(hào)進(jìn)行編碼，即<formula>formula see original document page 7</formula>
其中，Re()和Im()分別表示括號(hào)內(nèi)的復(fù)數(shù)的實(shí)部和虛部，/ = V^ 表示虛數(shù)單位，上標(biāo)T表示轉(zhuǎn)置運(yùn)算符，得到一個(gè)m維的列向量，其中 的每個(gè)元素為 一個(gè)編碼信號(hào)。根據(jù)本發(fā)明的第二個(gè)方面，還提供了 一種在MIMO系統(tǒng)的發(fā)射機(jī) 中用于對(duì)信號(hào)進(jìn)行編碼和發(fā)射的裝置，其中包括編碼裝置，用于分別 采用m個(gè)編碼方式對(duì)m個(gè)信號(hào)進(jìn)行編碼，得到m個(gè)編碼信號(hào)；發(fā)射裝 置，用于在相同時(shí)隙內(nèi)，將所述m個(gè)編碼信號(hào)分別通過m個(gè)發(fā)射天線 發(fā)射出去，m為大于1的整數(shù)。優(yōu)選地，假設(shè)編碼矩陣G為m行2m列的矩陣，待編碼信號(hào)為包含 m個(gè)元素的向量(Ci，c2，…,cJ,其中，所述編碼裝置利用G對(duì)c進(jìn)行編碼，即<formula>formula see original document page 7</formula> . . ^m(cm)]T 得到一個(gè)m維的列向量，其中的每個(gè)元素為 一個(gè)編碼信號(hào)。 根據(jù)本發(fā)明的第三個(gè)方面，還提供了一種在MIMO系統(tǒng)的接收機(jī)中 用于對(duì)所接收的基帶信號(hào)進(jìn)行解碼的方法，其特征在于采用對(duì)應(yīng)于發(fā) 射機(jī)的編碼方法的方法對(duì)所述基帶信號(hào)進(jìn)行解碼處理，以生成解碼信號(hào)根據(jù)本發(fā)明的第四個(gè)方面，還提供了一種在MIMO系統(tǒng)的接收機(jī) 中用于對(duì)所接收的基帶信號(hào)進(jìn)行解碼的解碼裝置，其特征在于采用對(duì)應(yīng)于發(fā)射機(jī)的編碼方法的方法對(duì)所述基帶信號(hào)進(jìn)行解碼處理，以生成解 碼信號(hào)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明至少具有以下優(yōu)點(diǎn)1. 由于本發(fā)明在一個(gè)時(shí)隙里發(fā)送所有的編碼信號(hào)，使得接收端 在接收到這個(gè)時(shí)隙的信號(hào)后就可以進(jìn)行解碼，所以僅有 一個(gè)時(shí)隙的解 碼時(shí)延，這與V-BLAST相似，但優(yōu)越于LD碼和FDFR碼；2. 對(duì)本發(fā)明的編碼進(jìn)行解碼，只需要關(guān)聯(lián)一個(gè)時(shí)隙里所接收的 信號(hào)便可進(jìn)行解碼，使得解碼復(fù)雜度相對(duì)較低，與V-BLAST相似(或 僅有少量增加)，但明顯低于LD碼和FDFR碼，因?yàn)長(zhǎng)D碼和FDFR碼 必須聯(lián)合多個(gè)時(shí)隙的符號(hào)來進(jìn)行譯碼；3. 本發(fā)明的編碼融合了 V-BLAST碼低解碼復(fù)雜度和FDFR碼 高性能的優(yōu)點(diǎn)，從而在空間相關(guān)信道上的誤碼率性能明顯優(yōu)于 V-BLAST碼，在結(jié)合信道編碼和解碼(如Turbo碼)的情況下，甚至 優(yōu)于FDFR碼。4. 本發(fā)明以這樣的方式來實(shí)現(xiàn)全速率發(fā)射在具有M個(gè)發(fā)射天線 的系統(tǒng)中，分別對(duì)M個(gè)待編碼信號(hào)進(jìn)行編碼得到M個(gè)編碼信號(hào)，該M 個(gè)編碼信號(hào)在一個(gè)時(shí)隙里分別通過M個(gè)發(fā)射天線發(fā)射出去，M為大于1 的正整數(shù)。這種全速率的發(fā)射方式有特別的益處，因?yàn)榭梢杂懈嗟目?閑時(shí)隙來發(fā)射其它的信號(hào)，以提高通信系統(tǒng)的容量。


通過閱讀參照以下附圖對(duì)非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本發(fā)明 的其它特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更明顯圖1為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，在MIMO系統(tǒng)中用于對(duì)待 編碼信號(hào)進(jìn)行編碼和發(fā)射的發(fā)射機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，在MIMO系統(tǒng)的發(fā)射機(jī)中 用于對(duì)待編碼信號(hào)進(jìn)行編碼的編碼裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，在MIMO系統(tǒng)的發(fā)射機(jī)中用于對(duì)待編碼信號(hào)進(jìn)行編碼并發(fā)射的方法的流程圖；圖4為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，在MIMO系統(tǒng)的發(fā)射機(jī)中 對(duì)待編碼信號(hào)進(jìn)行編碼的方法的流程圖；圖5為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，在MIMO系統(tǒng)的中對(duì)發(fā)射 機(jī)發(fā)射的信號(hào)信號(hào)進(jìn)行處理的接收機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，在MIMO系統(tǒng)的接收機(jī)中 對(duì)待解碼信號(hào)進(jìn)行解碼的解碼裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，在MIMO系統(tǒng)的接收機(jī)中 對(duì)待解碼信號(hào)進(jìn)行解碼的方法的流程圖；圖8顯示了在雙發(fā)射天線、雙接收天線、16QAM的MIMO系統(tǒng) 中，在空間非相關(guān)信道上的4種全速率編碼的誤碼率性能，其中Turbo 碼的碼率為0.75，碼長(zhǎng)為204比特；圖9顯示了在雙發(fā)射天線、雙接收天線、16QAM的MIMO系統(tǒng) 中，在空間相關(guān)信道上的4種全速率碼的誤碼率性能，其中Turbo碼 的碼率為0.75，碼長(zhǎng)為204比特。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。圖1為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的在MIMO系統(tǒng)中用于對(duì)待 編碼信號(hào)進(jìn)行編碼和發(fā)射的發(fā)射機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，發(fā)射機(jī)1中包含一個(gè)編碼裝置IO和一個(gè)發(fā)射控制 裝置11。該編碼裝置lO接收m個(gè)待編碼信號(hào)(m為大于1的整數(shù))， 分別采用m個(gè)編碼方式(例如線性變換、巻積編碼等)對(duì)所述m個(gè) 待編碼信號(hào)進(jìn)行編碼，以得到m個(gè)編碼信號(hào)，也即，利用第1個(gè)編碼 方式對(duì)所述m個(gè)待編碼信號(hào)進(jìn)行編碼，獲得第1個(gè)編碼信號(hào)...同樣地， 利用第m個(gè)編碼方式對(duì)所述m個(gè)待編碼信號(hào)進(jìn)行編碼，獲得第m個(gè) 編碼信號(hào)。隨后，將該m個(gè)編碼信號(hào)傳送至發(fā)射控制裝置11。發(fā)射控制裝置ll接收所述m個(gè)編碼信號(hào)，再將該m個(gè)編碼信號(hào) 分別傳送至m個(gè)發(fā)射天線(如圖中的天線21、天線22、...、天線2m )，然后，在相同時(shí)隙內(nèi)，該m個(gè)編碼信號(hào)分別經(jīng)由該m個(gè)發(fā)射天線發(fā) 射出去。其中，與V-BLAST編碼直接將信道編碼后的待編碼信號(hào)經(jīng)由多 個(gè)發(fā)射天線發(fā)送的情形不同，所述m個(gè)編碼信號(hào)中至少有一個(gè)編碼信 號(hào)包含兩個(gè)或兩個(gè)以上的待編碼信號(hào)的分量，即至少有一個(gè)編碼信號(hào) 是通過對(duì)兩個(gè)或兩個(gè)以上的待編碼信號(hào)的分量進(jìn)行編碼變換而得。在發(fā)射機(jī)1中，由于在同一個(gè)時(shí)隙里通過m個(gè)發(fā)射天線發(fā)送了 m 個(gè)待編碼信號(hào)，因此達(dá)到了全速率的發(fā)射速率。優(yōu)選地，所述m個(gè)編 碼方式中至少有兩個(gè)是不相同的，因此通過釆用適當(dāng)?shù)木幋a方式，可 提高信號(hào)在傳輸過程中的抗干擾能力，使得系統(tǒng)具有優(yōu)良的檢測(cè)性 能。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)理解，編碼裝置10所接收的待編碼信號(hào)可 能是信源信號(hào)經(jīng)信道編碼后的信號(hào)；發(fā)射控制裝置11輸出的待發(fā)射 的信號(hào)還要經(jīng)過調(diào)制、上變頻等處理后再送至各自對(duì)應(yīng)的發(fā)射天線， 然后通過這些天線發(fā)射出去。為筒明起見，與所述處理過程相對(duì)應(yīng)的 信道編碼裝置、調(diào)制裝置、上變頻裝置等在附圖中并未示出。圖2為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，在MIMO系統(tǒng)的發(fā)射機(jī)中 對(duì)信號(hào)進(jìn)行編碼的編碼裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。以下采用數(shù)學(xué)公式的方式來解釋和說明根據(jù)本發(fā)明的對(duì)待編碼信 號(hào)進(jìn)行的編碼過程假設(shè)編碼矩陣G為m行2m列的矩陣，；降編碼信號(hào)為包含m個(gè)元素 的向量(c,A，...,^), m為大于l的整數(shù)，其中，所述編碼裝置利用矩陣G對(duì)向量c進(jìn)行編碼，如以下7>式1)所示G,[Rb(c》&(c2) ■ Fte(cm)力m(c》ylm(c2). /'lm(cm)]T 1)從而得到一個(gè)m維的列向量，其中的每個(gè)元素為一個(gè)編碼信號(hào)。其 中，編碼矩陣G中的每一行對(duì)應(yīng)于前述m個(gè)編碼方式中的一種編碼方 式。優(yōu)選地，上述編碼矩陣G是由兩個(gè)m行m列的廣義正交矩陣(其 中至少一個(gè)不是單位矩陣)并行排列而成。應(yīng)該理解，利用上述公式l)，編碼裝置可以采用軟件方式來對(duì)待編碼信號(hào)進(jìn)行編碼，例如，編碼裝置可用微處理裝置或DSP來實(shí)現(xiàn)， 通過運(yùn)行相應(yīng)的程序來對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行信號(hào)處理，以完成上述公式1 ) 所示運(yùn)算過程，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)待編碼信號(hào)的編碼處理。編碼裝置也可采用硬件方式來實(shí)現(xiàn)上述編碼過程，即采用硬件模 塊或裝置來對(duì)待編碼信號(hào)進(jìn)行編碼處理，下面參照?qǐng)D2分別描述了編 碼裝置的三種硬件實(shí)現(xiàn)方式。當(dāng)然，還有許多類似的硬件實(shí)現(xiàn)方式， 在此不一一列舉。如圖2所示，該編碼裝置10包括分離裝置101與分量編碼裝置 103。其中，分離裝置101接收m個(gè)待編碼信號(hào)(m為大于1的整數(shù))， 其中每個(gè)待編碼信號(hào)都是由實(shí)部和虛部組成的信號(hào)，分離裝置101分 別從每個(gè)待編碼信號(hào)中分離出實(shí)部信號(hào)和虛部信號(hào)，我們將這些實(shí)部 信號(hào)和虛部信號(hào)統(tǒng)稱為待編碼信號(hào)分量， 一共得到2m個(gè)待編碼信號(hào) 分量，并將這些待編碼信號(hào)分量輸出到分量編碼裝置103。分量編碼裝置103接收所述2m個(gè)待編碼信號(hào)分量，并對(duì)這些待 編碼信號(hào)分量進(jìn)行編碼處理，具體地，使用m個(gè)編碼方式(例如線性 變換等)分別對(duì)2m個(gè)待編碼信號(hào)分量進(jìn)行編碼，在每種編碼方式分 別對(duì)2m個(gè)待編碼信號(hào)分量進(jìn)行編碼時(shí)，只生成一個(gè)編碼信號(hào)，這樣 一共可以生成m個(gè)編碼信號(hào)，然后將這m個(gè)編碼信號(hào)輸出。優(yōu)選地，采用由兩個(gè)m行m列的廣義正交矩陣(其中至少一個(gè) 不是單位矩陣)并行排列而成的矩陣的m個(gè)行向量分別對(duì)所述待編碼 信號(hào)分量進(jìn)行編碼處理，即將每個(gè)行中的每個(gè)元素分別與所述待編碼 信號(hào)分量中相同位置上的一個(gè)分量相乘，我們將一個(gè)列向量中的某個(gè) 元素的行號(hào)或一個(gè)行向量中的某個(gè)元素的列號(hào)統(tǒng)稱為該元素在該向 量中的位置，再將這些乘法結(jié)果相加便得到對(duì)應(yīng)的一個(gè)編碼信號(hào)。優(yōu)選地，對(duì)所述由兩個(gè)m行m列的廣義正交矩陣(其中至少一個(gè) 不是單位矩陣)并行排列而成的矩陣進(jìn)行行變換或列變換，也可以采用 變換后的矩陣來對(duì)所述待編碼信號(hào)分量進(jìn)行編碼處理。參看圖2,在根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式的編碼裝置的另一硬件實(shí)現(xiàn)方式中，編碼裝置10中沒有分離裝置101，待編碼的m個(gè)待編碼信 號(hào)直接送入分量編碼裝置103,分量編碼裝置103分別以m個(gè)編碼方式 對(duì)該m個(gè)待編碼信號(hào)進(jìn)行編碼，共得到m個(gè)編碼信號(hào)，再將這m個(gè)編 碼信號(hào)輸出。參看圖2，根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式的編碼裝置的另一個(gè)硬 件實(shí)現(xiàn)方式中，編碼裝置10包括分離裝置101、分量編碼裝置103 以及一個(gè)放置于分離裝置101和分量編碼裝置103之間的排列裝置 (未示出)。所述排列裝置對(duì)分離裝置101輸出的所述待編碼信號(hào)分量進(jìn)行排 序，可以得到一個(gè)待編碼信號(hào)分量向量，并將該待編碼信號(hào)分量向量送 至分量編碼裝置103。優(yōu)選地，該排列裝置將所述從待編碼信號(hào)中分離出的實(shí)部信號(hào)排列 在所述待編碼信號(hào)向量的上半部分，而將從待編碼信號(hào)中分離出的虛部 信號(hào)排列在所述待編碼信號(hào)向量的下半部分，從而組成一個(gè)包含2m個(gè) 元素的待編碼信號(hào)列向量。當(dāng)然，如果將待編碼信號(hào)列向量進(jìn)行轉(zhuǎn)置，便可以得到待編碼信號(hào) 行向量，二者包含相同的元素，為便于描述，我們將二者統(tǒng)稱為待編碼 信號(hào)分量向量，同時(shí)將一個(gè)列向量中的某個(gè)元素的行號(hào)或一個(gè)行向量中 的某個(gè)元素的列號(hào)統(tǒng)稱為該元素在該向量中的位置。分量編碼裝置103接收到所述待編碼信號(hào)分量向量，對(duì)該待編碼信 號(hào)分量向量進(jìn)行編碼，編碼方法與上一個(gè)實(shí)施方式一樣，這里不再重復(fù)。以一個(gè)雙發(fā)射天線的情形為例，其中，編碼矩陣G為<formula>formula see original document page 12</formula>其中，假設(shè)待編碼信號(hào)為sl和s2,則待編碼信號(hào)分量向量為 <formula>formula see original document page 12</formula>(>2)_其中，Re(sl)和Re(s2)分別代表待編碼信號(hào)sl和s2的實(shí)部信號(hào)，而Im(sl)和Im(s2)則分別代表待編碼信號(hào)sl和s2的虛部信號(hào)。那么，該編碼矩陣G對(duì)該待編碼信號(hào)的編碼就可以寫為<formula>formula see original document page 13</formula>于是可以得到編碼結(jié)果為<formula>formula see original document page 13</formula>其中每行的元素就是一個(gè)編碼信號(hào)。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)能理解，對(duì)所述由兩個(gè)m行m列的廣義正交矩 陣(其中至少一個(gè)不是單位矩陣)并行排列而成的編碼矩陣進(jìn)行變換 可以得到新的編碼矩陣，例如進(jìn)行行交換、列交換等變換，若采用這樣 變換后的編碼矩陣中的行向量來對(duì)待編碼信號(hào)進(jìn)行編碼，也可以達(dá)到相 同的技術(shù)效果。優(yōu)選地，圖2中的分量編碼裝置103所釆用一個(gè)編碼矩陣是一個(gè) 由兩個(gè)m行m列的廣義正交矩陣(其中至少一個(gè)不是單位矩陣)并 行排列而成的m行2m列的矩陣。在本說明書中，如果一個(gè)矩陣與其共軛轉(zhuǎn)置相乘的結(jié)果是一個(gè)對(duì) 角矩陣，并且所有的對(duì)角元素均不為零，則稱該矩陣為廣義正交矩陣； 如果一個(gè)矩陣與其共輒轉(zhuǎn)置相乘的結(jié)果是一個(gè)單位矩陣，則稱該矩陣 為正交矩陣。從上述定義可以看出，由于所有的對(duì)角元素均不為零的 對(duì)角矩陣包括單位矩陣，所以廣義正交矩陣包括正交矩陣。如果組成編碼矩陣的兩個(gè)廣義正交矩陣都是單位矩陣，那么該編 碼就是V-BLAST編碼。與V-BLAST編碼不同，組成本發(fā)明的編碼 矩陣的兩個(gè)廣義正交矩陣中至少一個(gè)不是單位矩陣?？梢员ＷC經(jīng)過編碼后的信號(hào)功率與未經(jīng)編碼的信號(hào)的功率相同，如果組后的信號(hào)的功率與未經(jīng)編碼的信號(hào)的功率不相同，但采用這兩種形式的編碼矩陣都可以使發(fā)射機(jī)達(dá)到全速率的發(fā)射速率。在本發(fā)明的編碼矩陣中，還可以設(shè)置一個(gè)或多個(gè)未知變量，并采用諸如達(dá)到或逼近最大似然解碼誤碼率的低邊界的準(zhǔn)則來優(yōu)化，使得釆用該編碼矩陣進(jìn)行編碼的數(shù)據(jù)傳輸達(dá)到最佳性能。例如，根據(jù)本發(fā)明的 一 個(gè)具體實(shí)現(xiàn)方式的編碼矩陣G為 a 々々 a—①=々 一a -a 々其中，編碼矩陣0)中的系數(shù);的作用是歸 一化編碼信號(hào)的功率，使得經(jīng)力過編碼后的信號(hào)的功率與未經(jīng)編碼的信號(hào)的功率相同a "々 or 〃 -a -a / -々 a 一a々再來看O中包含的矩陣 矩陣并行排列而成 々 々 一a和,其可以看為由如下兩個(gè) ，分別記為0,和0>2,這兩個(gè)矩陣具有如下特征A. 和o2都是廣義正交矩陣，即a>1*(o1*)T =2 0 0 202.(《)T =2 0 0 2但如果加上歸 一化系凄t,則和;(D2都是正交々 々1 0 0 11 1w 々1 0 0 1矩陣，即;^^*(*<)7 =B. 無論^取何值，^和(^兩者之一可以是單位矩陣但其兩者不 可以同時(shí)為單位矩陣，這一點(diǎn)與V-BLAST編碼相區(qū)別；C. d),和^具有相同的列向量；D. 0),和(^中包含一個(gè)未知變量伊，該未知變量可以根據(jù)一定的準(zhǔn) 則來加以優(yōu)化，例如，優(yōu)化p以使得系統(tǒng)的誤碼率性能盡可能地接近于 最大似然解碼誤碼率的低邊界。在實(shí)踐中，可通過直接計(jì)算方式或通過 篩選方式來選擇較佳的^值。按照上述的方法，對(duì)QPSK和QAM調(diào)制， 我們可以得到一個(gè)優(yōu)化的^值0.5tan"(0.5)。再例如，當(dāng)編碼矩陣G為o-;cos夕 —sin^ —sin6> cos61 sin6> cos0 cos61 sin^,其中^是一個(gè)未知變量，它具有上述類似的特征。再例如，對(duì)一個(gè)4發(fā)射天線的情形，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施 方式的編碼矩陣G為<formula>formula see original document page 15</formula>3)其中，wl = cos(伊卜Sn(沐 v， - cos(爐》+ sin(沐從該編碼矩陣G中同樣可以看出，該矩陣是由兩個(gè)廣義正交矩陣 并行排列而成，且這兩個(gè)廣義正交矩陣不全為單位矩陣，二者具有相 同的列向量。如公式3)所示，編碼矩陣G中包含2個(gè)未知變量^和e，同樣可 以根據(jù)一定的準(zhǔn)則來對(duì)這兩個(gè)未知變量加以優(yōu)化，例如，采用逼近最大 似然誤碼率的低邊界的原則來獲得^和e的優(yōu)化值，如果不能夠通過計(jì)算 直接得到p和0的優(yōu)化值，我們可以通過篩選方式來選擇4交佳的p和6值。圖3為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，在MIMO系統(tǒng)的發(fā)射機(jī)中 用于對(duì)信號(hào)進(jìn)行編碼并發(fā)射的方法的流程圖。如圖3中所示，在步驟S01中，接收m個(gè)待編碼信號(hào)，m為大 于1的整數(shù)。然后，在步驟S02中，分別采用m個(gè)編碼方式對(duì)所接收的m個(gè) 待編碼信號(hào)進(jìn)行編碼， 一共得到m個(gè)編碼信號(hào)。本發(fā)明的編碼方法區(qū)別于V-BLAST編碼，因?yàn)樗鰉個(gè)編碼信 號(hào)中至少有一個(gè)包含多個(gè)待編碼信號(hào)的分量，而V-BLAST編碼不對(duì)多 個(gè)待編碼信號(hào)作任何處理而直接經(jīng)由各待編碼信號(hào)對(duì)應(yīng)的發(fā)射天線 發(fā)射出去。而且，本發(fā)明也區(qū)別于現(xiàn)有的LD碼和FDFR碼，因?yàn)樗鰉個(gè)編碼信號(hào)會(huì)在 一個(gè)時(shí)隙經(jīng)由m個(gè)發(fā)射天線發(fā)射出去，而LD碼和FDFR 碼采用1112個(gè)編碼方式對(duì)1112個(gè)待編碼信號(hào)進(jìn)行編碼，得到的1112個(gè)編 碼信號(hào)會(huì)在m個(gè)時(shí)隙經(jīng)由m個(gè)發(fā)射天線發(fā)射出去。所述編碼方法可以直接對(duì)m個(gè)待編碼信號(hào)進(jìn)4亍編碼，或者對(duì)m 個(gè)待編碼信號(hào)的實(shí)部信號(hào)和虛部信號(hào)(即待編碼信號(hào)分量)進(jìn)行編碼， 其中每個(gè)編碼方式對(duì)m個(gè)待編碼信號(hào)或待編碼信號(hào)分量進(jìn)行編碼后只得到一個(gè)編碼信號(hào)。優(yōu)選地，采用如下方式來對(duì)待編碼信號(hào)進(jìn)行編石馬編碼矩陣G為 m行2m列的矩陣，待編碼信號(hào)為包含m個(gè)元素的向量(q， ..., )，其中，所述編碼裝置利用G對(duì)c進(jìn)行編碼，即<formula>formula see original document page 16</formula>得到一個(gè)m維的列向量，其中的每個(gè)元素為一個(gè)編碼信號(hào)，而編碼 矩陣G的每行對(duì)應(yīng)于所述m個(gè)編碼方式中的一種。優(yōu)選地，編碼矩陣G是一個(gè)由兩個(gè)m 4亍m列的廣義正交矩陣(其 中至少一個(gè)不是單位矩陣)并行排列而成的m行2m列的矩陣。隨后，在步驟S03中，將在步驟S02中生成的m個(gè)編碼信號(hào)分 別經(jīng)由m個(gè)發(fā)射天線，在相同時(shí)隙內(nèi)發(fā)射出去。圖4為^4居本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，在MIMO系統(tǒng)的發(fā)射機(jī)中 對(duì)待編碼信號(hào)進(jìn)行編碼的方法的流程圖。原則上，根據(jù)本發(fā)明，可以采用如下方式來對(duì)待編碼信號(hào)進(jìn)行編 碼編碼矩陣G為m行2m列的矩陣，待編碼信號(hào)為包含m個(gè)元素的 向量(q,C2,…,cJ,其中，所述編碼裝置利用G對(duì)c進(jìn)^f亍編碼，即<formula>formula see original document page 16</formula>得到一個(gè)m維的列向量，其中的每個(gè)元素為一個(gè)編碼信號(hào)。 無論采用何種方式，只要能夠進(jìn)行上述運(yùn)算，就可以完成本發(fā)明的編碼，圖4只是顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施方式
，當(dāng)然還存在其它的實(shí)現(xiàn)方式，這里不一一列舉。在圖4中的步驟S021中，分別從m個(gè)待編碼信號(hào)中分離出實(shí)部信號(hào)和虛部信號(hào)，得到2m個(gè)待編碼信號(hào)分量。然后，在步驟S022中，采用上述編碼矩陣G對(duì)所得到的m個(gè)待編碼信號(hào)進(jìn)行編碼，具體地，將編碼矩陣G與2m個(gè)待編碼信號(hào)分量 G.[f^(q) fe(c2) . ■ Fte(O力m(q) yim(c2) ■ 力m(of相乘，得到一個(gè)m維的列向量，其中的每個(gè)元素為一個(gè)編碼信號(hào)。優(yōu)選地，在步驟S022中，可以將所得到的2m個(gè)待編碼信號(hào)分 量排列成一個(gè)列向量，其中，待編碼信號(hào)的實(shí)部被排列在該向量的上 半部分，待編碼信號(hào)的虛部被排列在該向量的下半部分，或者將所得 到的2m個(gè)待編碼信號(hào)分量排列成一個(gè)行向量，其中，待編碼信號(hào)的 實(shí)部被排列在該向量的左半部分，待編碼信號(hào)的虛部^皮排列在該向量 的右半部分。我們將由所得到的2m個(gè)待編碼信號(hào)分量排列成的向量 統(tǒng)稱為待編碼信號(hào)分量向量。優(yōu)選地，分別采用一個(gè)由兩個(gè)m行m列的廣義正交矩陣(其中 至少一個(gè)不是單位矩陣)并行排列而成的m行2m列的編碼矩陣的各 行向量來對(duì)所述待編碼信號(hào)分量向量進(jìn)行編碼，即將分屬于這兩個(gè)向 量的同一位置上的元素相乘，再將各位置上的元素乘積相加，即可得 到對(duì)應(yīng)于該編碼矩陣的該行向量的編碼信號(hào)，從另一個(gè)角度來看，該 編碼信號(hào)是由該編碼矩陣的該行向量與所述待編碼信號(hào)分量向量進(jìn) 行點(diǎn)乘的結(jié)果。有關(guān)所述由兩個(gè)m 4亍m列的廣義正交矩陣并行4非列而成的m行 2m列的編碼矩陣的特征及采用這樣的編碼矩陣對(duì)待編碼信號(hào)進(jìn)行編 碼的例子，可以參看參照?qǐng)D2所做的說明，這里不再贅述。圖5為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，在MIMO系統(tǒng)的中對(duì)發(fā)射 機(jī)發(fā)射的信號(hào)進(jìn)行處理的接收機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。如圖5所示，該接收機(jī)包括m'個(gè)接收天線，即天線31、天線32.....天線3m、這些接收天線所接收的信號(hào)都送至射頻處理及解調(diào)裝置31，該射頻處理及解調(diào)裝置31對(duì)這些接收信號(hào)分別進(jìn)行下變 頻處理和解調(diào)制處理，得到多路(具體地為m'路)基帶信號(hào)，該基 帶信號(hào)還未經(jīng)過信道均衡處理，以下將其簡(jiǎn)稱為"第二基帶信號(hào)"，再將該第二基帶信號(hào)送至信道均衡裝置33，信道均衡裝置33對(duì)所述 第二基帶信號(hào)進(jìn)行信道均衡處理后，得到經(jīng)過信道均4軒處理后的基帶 信號(hào)，以下將其簡(jiǎn)稱為"第一基帶信號(hào)"，然后該第一基帶信號(hào)被送 至解碼裝置32，該解碼裝置32便對(duì)該第一基帶信號(hào)進(jìn)行解碼處理， 從而得到解碼信號(hào)，然后就將該解碼信號(hào)輸出。優(yōu)選地，圖5中的接收機(jī)2中沒有信道均衡裝置33，射頻處理及 解調(diào)裝置31直接將其輸出的第二基帶信號(hào)送至解碼裝置32，然后， 該解碼裝置32就對(duì)該第二基帶信號(hào)進(jìn)行解碼，從而得到解碼信號(hào)， 然后就將該解碼信號(hào)輸出。圖6為才艮據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，在MIMO系統(tǒng)的接收機(jī)中 對(duì)待解碼信號(hào)進(jìn)行解碼的解碼裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。從圖6中可以看出，解碼裝置32包括理想編碼信號(hào)存儲(chǔ)裝置、 比較裝置312和選擇裝置313,其中，比較裝置312將輸入的基帶信 號(hào)與各種可能的理想編碼信號(hào)進(jìn)行比較，得到一些比4^結(jié)果，例如所述基帶信號(hào)與各種可能的理想編碼信號(hào)之間的相似度，將比較結(jié)果分 別送入選擇裝置313。其中，理想編碼信號(hào)存儲(chǔ)裝置中預(yù)先存儲(chǔ)了各 種可能的理想編碼信號(hào)，各種可能的理想編碼信號(hào)可能是對(duì)各種可能 的原始信號(hào)執(zhí)行與發(fā)射機(jī)的編碼方法相同的編碼處理后獲得的，以下 稱之為"第一理想編碼信號(hào)"，所述各種可能的理想編碼信號(hào)還可能 是所述第一理想編碼信號(hào)進(jìn)一步執(zhí)行等效信道傳輸處理后獲得的，以 下稱之為"第二理想編碼信號(hào)"。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)能理解，接收機(jī)可以根據(jù)所4妻收的發(fā)射機(jī)發(fā) 射的前導(dǎo)信號(hào)、導(dǎo)頻信號(hào)等特征信號(hào)，并結(jié)合已知的這些特征信號(hào)的 真實(shí)信號(hào)進(jìn)行計(jì)算而得到將信號(hào)從發(fā)射機(jī)傳輸?shù)浇邮諜C(jī)的信道的特 征函數(shù)，從而可以根據(jù)該信道的特征函數(shù)對(duì)第二基帶信號(hào)進(jìn)行信道均 衡而得到第一基帶信號(hào)，并可以根據(jù)該信道的特征函數(shù)對(duì)第一理想編 碼信號(hào)進(jìn)行等效信道傳輸處理而得到第二理想編碼信號(hào)。具體地，在解碼裝置32中，選擇裝置313根據(jù)所輸入的比較結(jié) 果可選擇出最接近于基帶信號(hào)的理想編碼信號(hào)，并利用理想編碼信號(hào)與其對(duì)應(yīng)的原始信號(hào)之間的關(guān)聯(lián)映射關(guān)系來確定生成該最接近于基 帶信號(hào)的一種理想編碼信號(hào)的原始信號(hào)，并將其作為解碼信號(hào)輸出。在一個(gè)具體實(shí)施方式
中，輸入比較裝置312的基帶信號(hào)是第一基 帶信號(hào)，相應(yīng)地，輸入比較裝置312的理想編碼信號(hào)則是第一理想編 碼信號(hào)。在該實(shí)施方式中，比較裝置312采用最大似然或最小均方等判決 方法，將所接收的第一基帶信號(hào)與各種可能的第一理想編碼信號(hào)相比 較，得到表示第一基帶信號(hào)與各種可能的第一理想編碼信號(hào)之間的相 似度的信號(hào)，再將這些表示第一基帶信號(hào)與各種可能的第一理想編碼 信號(hào)之間相似度的信號(hào)發(fā)送到選擇裝置313,然后，選擇裝置313根 據(jù)這些表示相似度的信號(hào)選擇出最接近于第一基帶信號(hào)的一種第一 理想編碼信號(hào)，并從各種原始信號(hào)中選擇出生成該最4妄近于第一基帶 信號(hào)的第一理想編碼信號(hào)的原始信號(hào)，并將該原始信號(hào)作為解碼信號(hào) 輸出。在另一具體實(shí)施方式
中，輸入比較裝置312的基帶信號(hào)是所述第 二基帶信號(hào)，相應(yīng)地，輸入比較裝置312的理想編碼信號(hào)則是第二理 想編碼信號(hào)。在該實(shí)施方式中，比較裝置312采用最大似然或最小均方等判決 方法，將所接收的第二基帶信號(hào)與各種可能的第二理想編碼信號(hào)相比 較，得到表示第二基帶信號(hào)與各種可能的第二理想編碼信號(hào)之間相似 度的信號(hào)，再將這些表示第二基帶信號(hào)與各種可能的第二理想編碼信 號(hào)之間相似度的信號(hào)發(fā)送到選擇裝置313,然后，選擇裝置313根據(jù) 這些表示相似度的信號(hào)選擇出最接近于第二基帶信號(hào)的一種第二理 想編碼信號(hào)，并從各種原始信號(hào)中選擇出生成該最接近于第二基帶信 號(hào)的第二理想編碼信號(hào)的原始信號(hào)，并將該原始信號(hào)作為解碼信號(hào)輸 出。在根據(jù)本發(fā)明的接收機(jī)的另外一種實(shí)施方式，參看圖6,其中， 所述解碼裝置32僅接收第一基帶信號(hào)，并釆用與發(fā)射機(jī)中對(duì)待編碼 信號(hào)進(jìn)行的編碼的方法相逆的方法對(duì)所接收的第一基帶信號(hào)進(jìn)行解碼，從而得到解碼信號(hào)。圖7為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，在接收機(jī)中對(duì)所接收的基帶 信號(hào)進(jìn)行解碼的方法的流程圖。在圖7中的步驟S31中，將基帶信號(hào)與各種可能的理想編碼信號(hào) 比較，選擇最接近于所述基帶信號(hào)的理想編碼信號(hào)。具體的，在此步驟S31中，將該基帶信號(hào)與各種可能的理想編碼信號(hào)分別進(jìn)行比較，得到一些比較結(jié)果，例如所述基帶信號(hào)與各種可能的理想編碼信號(hào)之間的相似度，然后根據(jù)該比較結(jié)果判定最接近于所述基帶信號(hào)的一種理想編碼信號(hào)。然后，在步驟S32中，根據(jù)最接近于基帶信號(hào)的一種理想編碼信號(hào)，確定解碼信號(hào)。具體的，在該步驟S32中，利用預(yù)先建立的理想編碼信號(hào)與其對(duì) 應(yīng)的原始信號(hào)之間的關(guān)聯(lián)映射關(guān)系，選擇出生成最接近于基帶信號(hào)的 一種理想編碼信號(hào)的原始信號(hào)，并將其作為解碼信號(hào)l俞出。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)能理解，所述基帶信號(hào)是接收機(jī)的接收天線 所接收的信號(hào)經(jīng)過下變頻處理和解調(diào)制處理后得到的基帶信號(hào)。其 中，接收信號(hào)經(jīng)過下變頻處理和解調(diào)制處理，得到多if各(具體地為m' 路)基帶信號(hào)，該基帶信號(hào)還未經(jīng)過信道均衡處理，以下將其簡(jiǎn)稱為 "第二基帶信號(hào)"，再將該第二基帶信號(hào)進(jìn)行信道均^f處理后，得到經(jīng)過信道均衡處理后的基帶信號(hào)，以下將其筒稱為"第一基帶信號(hào)"。 在一個(gè)具體實(shí)施方式
中，圖7中的各步驟中所述的基帶信號(hào)是第 一基帶信號(hào)，相應(yīng)地，所述理想編碼信號(hào)為各種可能的第一理想編碼 信號(hào)。具體地，在步驟S31中，采用諸如最大似然或最小均方等判決 方法，將第一基帶信號(hào)與各種可能的第一理想編碼信號(hào)分別進(jìn)行比 較，得到表示所述第一基帶信號(hào)與各種可能的第一理想編碼信號(hào)之間 的相似度的比較結(jié)果，從而根據(jù)該比較結(jié)果，確定最4妄近于所述第一 基帶信號(hào)的一種第一理想編碼信號(hào)。然后，在步驟S32中，根據(jù)預(yù)先建立的第一理想編碼信號(hào)與其對(duì)應(yīng)的原始信號(hào)之間的關(guān)聯(lián)映射關(guān)系，選擇出生成最接近于所述第 一基 帶信號(hào)的一種第一理想編碼信號(hào)的原始信號(hào)，并將該原始信號(hào)作為解碼 信號(hào)輸出。在另一個(gè)具體實(shí)施方式
中，圖7中的各實(shí)施步驟中所述的基帶信 號(hào)是第二基帶信號(hào)，相應(yīng)地，所述理想編碼信號(hào)就是各種可能的第二 理想編碼信號(hào)。具體地，在步驟S31中，可采用諸如最大似然或最小 均方等判決方法，將第二基帶信號(hào)與各種可能的第二理想編碼信號(hào)分 別進(jìn)行比較，得到表示所述第二基帶信號(hào)與各種可能的第二理想編碼 信號(hào)之間的相似度的比較結(jié)果，從而根據(jù)該比較結(jié)果，就可以確定最 接近于所述第二基帶信號(hào)的一種第二理想編碼信號(hào)。然后，在步驟S32中，根據(jù)預(yù)先建立的第二理想編碼信號(hào)與原始 信號(hào)之間的映射關(guān)系，選擇出生成最接近于所述第二基帶信號(hào)的 一種第 二理想編碼信號(hào)的原始信號(hào)，并將該原始信號(hào)作為解碼信號(hào)輸出。根據(jù)本發(fā)明的另外一個(gè)實(shí)施方式，在接收機(jī)中完成解碼功能的部 分接收第一基帶信號(hào)，可采用與發(fā)射機(jī)對(duì)待編碼信號(hào)進(jìn)行編碼的方法 相逆的方法對(duì)該第一基帶信號(hào)直接進(jìn)行解碼，從而得到解碼信號(hào)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果參看表1，明顯地，本發(fā)明的編碼方法的復(fù)雜度與V-BLAST相似(或僅有少量增 加)，但明顯低于LD碼和FDFR碼，這是因?yàn)長(zhǎng)D碼和FDFR碼必須聯(lián) 合4個(gè)符號(hào)而不是聯(lián)合2個(gè)符號(hào)進(jìn)行譯碼，而且，LD碼和FDFR碼的 譯碼延遲是V-BLAST及本發(fā)明的編碼的2倍。 表中所涉及的編碼矩陣如下<formula>formula see original document page 21</formula>其中，r=(Vi-i)/2<formula>formula see original document page 22</formula>其中<formula>formula see original document page 22</formula>表1. 5種全速率編碼的復(fù)雜度比較(發(fā)射天線數(shù)為2)編碼方法編碼矩陣譯碼延遲 (時(shí)隙)譯碼關(guān)聯(lián)符號(hào)數(shù) (符號(hào))V-BLAST公式4)12公式5)24第一種 FDFR公式6)24第二種 FDFR公式7)24本發(fā)明編碼公式8)122圖8顯示了在雙發(fā)射天線、雙接收天線、16QAM條件下，在空 間非相關(guān)信道上，表1中的4種全速率編碼的誤碼率性能，其中信道 編碼所采用的Turbo碼的碼率為0.75,碼長(zhǎng)為204比特。圖9顯示了在雙發(fā)射天線、雙接收天線、16QAM條件下，在空 間相關(guān)信道上，表l中的4種全速率編碼的誤碼率性能，其中信道編 碼所采用的Turbo碼的碼率為0.75,碼長(zhǎng)為204比特。其中，采用下面的發(fā)送相關(guān)矩陣和接收相關(guān)矩陣來生成相關(guān)信道— 0.733981 0.679170&卞.461217 + 0'498549i 0.498436 + 0.538783i。^廠0.9880780.153956 - 0.000473279廠 —L-0.153957 -0.988073 + 0.00303746i上述相關(guān)矩陣對(duì)應(yīng)的信道條件是發(fā)射機(jī)上的發(fā)射天線間距和接收 機(jī)上的接收天線間距都為0.5波長(zhǎng)，發(fā)射才幾上的角度擴(kuò)展(angle spread, AS)為2度，到達(dá)角度(angle of arrival, AOA)為50度，接收機(jī)上 的AS為360度，AOA為67.5度。從圖8和圖9中，我們可以看到1. 在空間非相關(guān)信道中，不論是否使用信道編碼，本發(fā)明所提供的 碼與V-BLAST碼的性能相同；若無信道編碼，則本發(fā)明所提供的編碼 的性能比所述兩種FDFR碼差，但在信道編碼采用碼率為0.75的Turbo 碼時(shí)，圖8中所顯示的幾種碼的性能差異幾乎可以忽略(在BER-O.Ol 時(shí)，性能差異小于0.2dB)。2. 在空間相關(guān)信道，本發(fā)明所提供的碼的性能優(yōu)于其余3種碼，在 無信道編碼時(shí)，在BER二0.01時(shí)，本發(fā)明所提供的碼與兩種FDFR相比 有大約1.2dB的增益，與V-BLAST相比，有10dB的增益；若信道編碼 采用碼率為0.75的Turbo碼，則在BER-O.Ol時(shí)，本發(fā)明所提供的碼與 兩種FDFR相比有4dB的增益，與V-BLAST相比有13dB的增益。因此，可以看出本發(fā)明設(shè)計(jì)的全速率碼融合了現(xiàn)有的幾種全速率 碼的優(yōu)點(diǎn)V-BLAST碼的低譯碼延時(shí)和低解碼復(fù)雜度，尤其是FDFR 碼在空間相關(guān)信道下的高性能。以上對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行了描述。需要理解的是，本發(fā)明 并不局限于上述特定實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在所附權(quán)利要求 的范圍內(nèi)做出各種變形或修改。
權(quán)利要求
1. 一種在MIMO系統(tǒng)的發(fā)射機(jī)中用于對(duì)待編碼信號(hào)進(jìn)行編碼的方法，其中包括如下步驟a.分別采用m個(gè)編碼方式對(duì)m個(gè)待編碼信號(hào)進(jìn)行編碼，得到m個(gè)編碼信號(hào)，m為大于1的整數(shù)；b.在相同時(shí)隙內(nèi)通過m個(gè)天線分別發(fā)射所述m個(gè)編碼信號(hào)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中步驟a包括所述m個(gè)編碼 信號(hào)中至少有一個(gè)包含多個(gè)待編碼信號(hào)的分量，且至少有兩個(gè)所述編碼 方式是不同的。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，假設(shè)編碼矩陣G為m行2m 列的矩陣，待編碼信號(hào)為包含m個(gè)元素的向量(q， ..., )，其中，所述步驟a包括利用G對(duì)c進(jìn)行編碼，即<formula>formula see original document page 2</formula>]得到一個(gè)m維的列向量，其中的每個(gè)元素為一個(gè)編碼信號(hào)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，編碼矩陣G是由兩個(gè)m 行m列的廣義正交矩陣并行排列而成。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述兩個(gè)廣義正交矩陣 中至少一個(gè)不是單位矩陣。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2-5中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述編碼矩陣 包含一個(gè)或多個(gè)待優(yōu)化的未知變量。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，采用達(dá)到或逼近最大似然 誤碼率的低邊界的原則來對(duì)所述未知變量進(jìn)行優(yōu)化。
8. —種在MIMO系統(tǒng)的發(fā)射機(jī)中用于對(duì)信號(hào)進(jìn)行編碼的裝置，其 中包括編碼裝置，用于分別采用m個(gè)編碼方式對(duì)m個(gè)待編碼信號(hào)進(jìn)行編碼， 得到m個(gè)編碼信號(hào)，m為大于1的整數(shù)；發(fā)射控制裝置，用于在相同時(shí)隙內(nèi)通過m個(gè)天線分別發(fā)射所述m個(gè) 編碼信號(hào)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其中，由所述編碼裝置得到的m個(gè)編碼信號(hào)中至少有一個(gè)包含多個(gè)待編碼信號(hào)的分量，且至少有兩個(gè)編 碼方式是不同的。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的裝置，假設(shè)編碼矩陣G為m行2m 列的矩陣，待編碼信號(hào)為包含m個(gè)元素的向量(q, ..., )，其中，所述編碼裝置利用G對(duì)c進(jìn)行編碼，即G,[Ffe(q) Fte(c2) ■ Fte(cm)力m(q) y'lm(c2) ■ yim(cm)「得到一個(gè)m維的列向量，其中的每個(gè)元素為一個(gè)編碼信號(hào)。
11. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的裝置，其中，編碼矩陣G是由兩個(gè)m 行m列的廣義正交矩陣并行排列而成。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其中，所述兩個(gè)廣義正交矩陣 中至少一個(gè)不是單位矩陣。
13. 根據(jù)權(quán)利要求10至12中任一項(xiàng)所述的裝置，其中，所述編 碼矩陣包含一個(gè)或多個(gè)待優(yōu)化的未知變量。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的裝置，其中，采用達(dá)到或逼近最大似 然誤碼率的低邊界的原則來對(duì)所述未知變量進(jìn)行優(yōu)化。
15. —種在MIMO系統(tǒng)的接收機(jī)中用于對(duì)所接收的基帶信號(hào)進(jìn)行 解碼的方法，其特征在于采用對(duì)應(yīng)于發(fā)射機(jī)的編碼方法的方法對(duì)所述基 帶信號(hào)進(jìn)行解碼處理，以生成解碼信號(hào)。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中包括-將所述基帶信號(hào)分別與各種可能的理想編碼信號(hào)進(jìn)行比較，以選 擇最接近所述基帶信號(hào)的理想編碼信號(hào)；-將所選4奪的理想編碼信號(hào)所對(duì)應(yīng)的原始信號(hào)作為所述解碼信號(hào)。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中，所述基帶信號(hào)包括經(jīng)信 道均衡后的基帶信號(hào)中的第一基帶信號(hào)，相應(yīng)地，所述理想編碼信號(hào)包 括采用發(fā)射機(jī)的編碼方法對(duì)各種可能的原始信號(hào)進(jìn)行編碼后得到的第 一理想編碼信號(hào)。
18. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中，所述基帶信號(hào)包括未經(jīng) 信道均衡的基帶信號(hào)中的第二基帶信號(hào)，相應(yīng)地，所述理想編碼信號(hào)包 括用傳輸信號(hào)的信道特征函數(shù)對(duì)所述第一理想編碼信號(hào)進(jìn)行處理后得到的第二理想編碼信號(hào)。
19. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中包括-采用發(fā)射機(jī)的編碼方法的逆變換對(duì)所接收的基帶信號(hào)進(jìn)行變換， 以生成解碼信號(hào)。
20. —種在MIMO系統(tǒng)的接收機(jī)中用于對(duì)所接收的基帶信號(hào)進(jìn)行 解碼的解碼裝置，其特征在于采用對(duì)應(yīng)于發(fā)射機(jī)的編碼方法的方法對(duì) 所述基帶信號(hào)進(jìn)行解碼處理，以生成解碼信號(hào)。
21. 根據(jù)權(quán)利要求20的解碼裝置,其包括比較裝置，用于將所述基帶信號(hào)分別與各種可能的理想編碼信號(hào)進(jìn) 行比較，得到所述基帶信號(hào)與各種可能的理想編碼信號(hào)之間相似的程 度；選擇裝置，用于根據(jù)所述基帶信號(hào)與各種可能的理想編碼信號(hào)之間 相似的程度，選擇最接近所述基帶信號(hào)的理想編碼信號(hào)作為解碼信號(hào)。
22. 根據(jù)權(quán)利要求21的解碼裝置，其中，所述基帶信號(hào)包括經(jīng)信 道均衡后的基帶信號(hào)中的第一基帶信號(hào)，相應(yīng)地，所述理想編碼信號(hào)包 括采用發(fā)射機(jī)的編碼方法對(duì)各種可能的原始信號(hào)進(jìn)行編碼后得到的第 一理想編碼信號(hào)。
23. 根據(jù)權(quán)利要求21的解碼裝置，其中，所述基帶信號(hào)包括未經(jīng) 信道均衡的基帶信號(hào)中的第二基帶信號(hào)，相應(yīng)地，所述理想編碼信號(hào)包 括用傳輸信號(hào)的信道特征函數(shù)對(duì)所述第一理想編碼信號(hào)進(jìn)行處理后得 到的第二理想編碼信號(hào)。
24. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的解碼裝置，所述解碼裝置包括 譯碼裝置，用于采用發(fā)射機(jī)的編碼方法的逆變換對(duì)所接收的基帶信號(hào)進(jìn)行變換，得到解碼信號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明涉及在MIMO系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)全速率傳輸?shù)木幋a與解碼的方法與裝置，其中，發(fā)射機(jī)分別采用m個(gè)編碼方式對(duì)m個(gè)待編碼信號(hào)進(jìn)行編碼(m為大于1的整數(shù))，得到m個(gè)編碼信號(hào)，并將這些編碼信號(hào)在相同時(shí)隙內(nèi)分別經(jīng)由m個(gè)發(fā)射天線發(fā)射出去，以實(shí)現(xiàn)全速率的發(fā)射，特別地，本發(fā)明提供了一種特殊的編碼方法，采用該編碼方法對(duì)待編碼信號(hào)進(jìn)行編碼，不僅可以實(shí)現(xiàn)全速率的發(fā)射，而且可以提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃远辉黾幼g碼延時(shí)和譯碼復(fù)雜度。
文檔編號(hào)H04L25/49GK101272225SQ20071003849
公開日2008年9月24日 申請(qǐng)日期2007年3月24日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月24日
發(fā)明者吳克穎, 朱孝龍, 楊紅衛(wèi) 申請(qǐng)人:上海貝爾阿爾卡特股份有限公司