專利名稱：一種多天線發(fā)射分集的方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及無線通信領域，尤其涉及一種多天線發(fā)射分集的方法和裝置。
背景技術：
在3Gpp長期演進(Long-Term Evolution, LTE)系統(tǒng)中，下行定義了發(fā)射天線為2 天線時的分集方式為空頻分組編碼(Space Frequency Block Codes，SFBC)，編碼矩陣如式 1所示 下行還定義了 4天線時的分集方式為頻率切換分集(SFBC+FrequencySwitch Time Division, SFBC+FSTD)，編碼矩陣為式2所示 其中編碼矩陣的每一行對應不同的頻率，每一列對應不同天線，Xl、x2、&和&為 空頻編碼前的符號，x*表示對x求共軛。在3Gpp長期演進高級(LTE-Advanced)系統(tǒng)中，為了提高下行的數(shù)據(jù)傳輸速率和 頻譜利用率，下行最多可使用大于等于8根發(fā)射天線，在多天線(尤其是大于等于8根發(fā)射 天線)的情況下，如何發(fā)射分集而獲得較好的分集增益是待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術問題就是提出一種多天線發(fā)射分集的方法和裝置，能夠獲得 較好的分集增益。本發(fā)明提出一種多天線發(fā)射分集的方法，包括設置多天線空時編碼矩陣，對待發(fā)射數(shù)據(jù)進行空時編碼；根據(jù)所述編碼矩陣將天線分組，得到的天線組數(shù)小于天線數(shù)；以及根據(jù)得到的天線組分別對空時編碼后得到的各路信號進行波束形成，發(fā)射所述信 號；其中，每一天線組對應一波束。進一步地，上述方法還可具有以下特點所述天線數(shù)為N個時，N個天線的空時編碼矩陣S(N)為
其中N為2的整數(shù)倍，gf和gf為N/2個天線的空時編碼矩陣，所述空時編碼矩
陣的行表示時刻，列表示天線；所述空時編碼矩陣具有以下特點在每一個時刻至少有一根天線上發(fā)射的數(shù)據(jù)為0。進一步地，上述方法還可具有以下特點所述天線數(shù)為8時，取 8天線空時編碼矩陣為 其中，x1、x2、x3、x4、x5、x6、x7和x8為編碼前的數(shù)據(jù)，所述矩陣的行表示時刻，列表示天線。
示天線。進一步地，上述方法還可具有以下特點每一天線組中天線數(shù)≥1 ；在天線分組時，將同一時刻對應天線發(fā)射數(shù)據(jù)為0的天線與對應天線發(fā)射數(shù)據(jù)不 為0的天線構成一組。進一步地，上述方法還可具有以下特點由基站預先設定的天線的權值生成每個波束，所述波束為固定波束，或是根據(jù)信 道信息反饋的自適應形成波束。本發(fā)明還提出一種多天線發(fā)射分集的裝置，包括空時編碼模塊、天線選擇分組模 塊和分組波束形成模塊，所述空時編碼模塊用于設置多天線空時編碼矩陣，對待發(fā)射數(shù)據(jù)進行空時編碼；所述天線選擇分組模塊連接至空時編碼模塊，用于根據(jù)空時編碼模塊設置編碼矩 陣將天線分組，得到的天線組數(shù)小于天線數(shù)；還用于從空時編碼模塊接收空時編碼后得到的各路信號，并轉(zhuǎn)發(fā)給分組波束形成模塊；以及所述分組波束形成模塊連接至分組波束形成模塊，用于根據(jù)得到的天線組分別對 空時編碼后得到的各路信號進行波束形成，發(fā)射所述信號；其中，每一天線組對應一波束。進一步地，上述裝置還可具有以下特點所述空時編碼模塊用于當所述天線數(shù)為N個時，設置N個天線的空時編碼矩陣S(N) 為 其中N為2的整數(shù)倍，《甲和為N/2個天線的空時編碼矩陣，所述空時編碼矩
陣的行表示時刻，列表示天線；所述空時編碼矩陣具有以下特點在每一個時刻至少有一根天線上發(fā)射的數(shù)據(jù)為0。進一步地，上述裝置還可具有以下特點所述空時編碼模塊用于當所述天線數(shù)為8時，取
則設置8天線空時編碼矩陣為
為編碼前的數(shù)據(jù)其中 線。進一步地，上述裝置還可具有以下特點天線選擇分組模塊用于設置每一天線組中天線數(shù)彡1，且將同-射數(shù)據(jù)為0的天線與對應天線發(fā)射數(shù)據(jù)不為0的天線構成一組。進一步地，上述裝置還可具有以下特點分組波束形成模塊用于由基站預先設定的天線的權值生成每個波束；所述波束為 固定波束，或是根據(jù)信道信息反饋的自適應形成波束。
-時刻對應天線發(fā)
通過本發(fā)明，在LTE-Advanced系統(tǒng)中多天線下行發(fā)射分集結(jié)合波束形成，將不同 的符號數(shù)據(jù)對應不同的波束，結(jié)合天線選擇進行波束形成，在不增加額外開銷的同時，能夠 獲得較好的分集增益及良好的覆蓋。


圖1是本發(fā)明實施例的多天線發(fā)射分集方法的流程圖；圖2是本發(fā)明實施例的多天線發(fā)射分集波束形成方法的示意圖；圖3是本發(fā)明實施例的多天線發(fā)射分集裝置的結(jié)構框圖。
具體實施例方式本發(fā)明結(jié)合空時編碼和天線選擇分組及分組波束形成，設計多天線時 LTE-Advanced系統(tǒng)的發(fā)射分集方法，即，在LTE-Advanced系統(tǒng)中多天線下行發(fā)射分集結(jié)合 天線選擇分組及分組波束形成，將不同的符號數(shù)據(jù)對應不同的天線組，進而進行分組波束 形成，這樣的分集方法比傳統(tǒng)的多天線空時編碼有3dB的性能增益。下面將參考附圖并結(jié)合實施例來詳細說明本發(fā)明。圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的多天線發(fā)射分集方法的流程圖，該方法包括步驟S101，設置多天線空時編碼矩陣，對待發(fā)射數(shù)據(jù)進行空時編碼；其中，多天線空時編碼矩陣可以有多種選擇，比如，設置天線數(shù)為N個時，N個天線 的空時編碼矩陣S(N)為 其中N為2的整數(shù)倍，& 和乂爭為N/2個天線的空時編碼矩陣，所述矩陣的行表 示時刻，列表示天線。優(yōu)選地，所述空時編碼矩陣具有以下特點在每一個時刻至少有一根天線上發(fā)射的數(shù)據(jù)為0。具體地，比如，天線數(shù)為8，8天線空時編碼矩陣為 則得到
其中，Xl、x2、x3> x4、x5、x6、x7和x8為編碼前的數(shù)據(jù)，編碼矩陣的行表示時刻，列表 示天線，如1行1列的數(shù)據(jù)Xl對應時刻1時天線1上的數(shù)據(jù)。步驟S102，根據(jù)所述編碼矩陣將天線分組，得到的天線組數(shù)小于天線數(shù)；以8天線為例，觀察天線空時編碼矩陣S(8)，在時刻1 天線1、天線2、天線5、天線 6上對應有數(shù)據(jù)，而天線3、天線4、天線7、天線8上對應的數(shù)據(jù)為0 ；在其他時刻也是有些 天線上對應有數(shù)據(jù)，有些天線上對應的數(shù)據(jù)為0的類似情況。因此，可以將天線1、天線3分 成第1組天線，天線2、天線4分成第2組天線，天線5、天線7分成第3組天線，天線6、天線 8分成第4組天線，當然，可以采用其他的分組方式，每一天線組中天線數(shù)> 1，且天線分組 時，一般將該時刻對應天線發(fā)射數(shù)據(jù)為0的天線與該時刻對應天線發(fā)射數(shù)據(jù)不為0的天線 構成一組。步驟S103，根據(jù)得到的天線組分別對空時編碼后得到的各路信號進行波束形成， 發(fā)射所述信號發(fā)射；其中，每一天線組對應一波束，即不同的天線組形成不同的波束。如圖2所示，天線組1、天線組2、天線組3和天線組4分別對應波束1、波束2、波 束3和波束4。其中，每個波束為由基站預先設定的天線的權值生成的波束，該波束可以是 固定波束，也可以是根據(jù)信道信息反饋的自適應形成波束。在時刻1 天線組1位于第1路通道上，對第1路數(shù)據(jù)Xl進行波束形成；天線組2 位于第2路通道上，對第2路數(shù)據(jù)x2進行波束形成；天線組3位于第5路通道上，對第5路 數(shù)據(jù)x5進行波束形成；天線組4位于第6路通道上，對第6路數(shù)據(jù)x6進行波束形成。在時刻2 天線組1切換到第3路通道上，對第3路數(shù)據(jù)x3進行波束形成；天線組 2切換到第4路通道上，對第4路數(shù)據(jù)x4進行波束形成；天線組3切換到第7路通道上，對 第7路數(shù)據(jù)x7進行波束形成；天線組4切換到第8路通道上，對第8路數(shù)據(jù)x8進行波束形 成。類似地，在時刻3和時刻4，時刻5和時刻6，時刻7和時刻8，對天線組1、天線組 2、天線組3、天線組4分別對各時刻數(shù)據(jù)進行波束形成。根據(jù)本發(fā)明的實施例，提供了一種多天線發(fā)射分集裝置。圖3是根據(jù)本發(fā)明實施 例的天線分集裝置的結(jié)構框圖，如圖3所示，該裝置包括空時編碼模塊、天線選擇分組模 塊和分組波束形成模塊， 其中，所述空時編碼模塊用于設置多天線空時編碼矩陣，對待發(fā)射數(shù)據(jù)進行空時 編碼；所述天線選擇分組模塊連接至空時編碼模塊，用于根據(jù)空時編碼模塊設置編碼矩 陣將天線分組，得到的天線組數(shù)小于天線數(shù)；還用于從空時編碼模塊接收空時編碼后得到 的各路信號，并轉(zhuǎn)發(fā)給分組波束形成模塊；以及所述分組波束形成模塊連接至分組波束形成模塊，用于根據(jù)從天線選擇分組模塊 得到的天線組分別對空時編碼后得到的各路信號進行波束形成，發(fā)射所述信號發(fā)射；其中， 每一天線組對應一波束。優(yōu)選地，所述空時編碼模塊用于當所述天線數(shù)為N個時，設置N個天線的空時編碼 矩陣Sw為
(51 <co2其中N為2的整數(shù)倍，gl^gf為N/2個天線的空時編碼矩陣，所述矩陣的行表 示時刻，列表示天線；所述空時編碼矩陣具有以下特點在每一個時刻至少有一根天線上發(fā)射的數(shù)據(jù)為0。優(yōu)選地，所述空時編碼模塊用于當所述天線數(shù)為8時，取
5(4)=
則設置8天線空時編碼矩陣為 其中，)__線。優(yōu)選地，天線選擇分組模塊用于設置每一天線組中天線數(shù)> 1，且將同一時刻對應 天線發(fā)射數(shù)據(jù)為0的天線與對應天線發(fā)射數(shù)據(jù)不為0的天線構成一組。優(yōu)選地，分組波束形成模塊用于由基站預先設定的天線的權值生成每個波束；所
其中
Xi、Xg、X^、、X5、Xg、X-J7 禾口 Xg
為編碼前
述波束為固定波束，或是根據(jù)信道信息反饋的自適應形成波束。 本發(fā)明可以應用于LTE-Advanced系統(tǒng)的基站、終端等多種領域。在本 發(fā)明中，提出了天線選擇分組及分組波束形成和空時編碼結(jié)合的多天線處理方 法，通過理論分析和仿真驗證都證明將分集輸出信號分別送入波束形成陣列，與 單一的空時分集相比可以獲得3dB的增益，其中，優(yōu)選的空時分集的編碼矩陣為
的數(shù)據(jù)，通過空時編碼后，行對應相鄰時刻，列對應不同的發(fā)射天線。
當然，本發(fā)明還可有其它多種實施例，在不背離本發(fā)明精神及其實質(zhì)的情況下，熟 悉本領域的技術人員當可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應的改變和變形，但這些相應的改變和變 形都應屬于本發(fā)明所附的權利要求的保護范圍。
6 7 8
亥亥亥
天線8
天線7
天線6
天線5 天線4
天線3 天線2 天線1
1權利要求
一種多天線發(fā)射分集的方法，包括設置多天線空時編碼矩陣，對待發(fā)射數(shù)據(jù)進行空時編碼；根據(jù)所述編碼矩陣將天線分組，得到的天線組數(shù)小于天線數(shù)；以及根據(jù)得到的天線組分別對空時編碼后得到的各路信號進行波束形成，發(fā)射所述信號；其中，每一天線組對應一波束。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于， 所述天線數(shù)為N個時，N個天線的空時編碼矩陣Sw為 其中N為2的整數(shù)倍，<》和g》為N/2個天線的空時編碼矩陣，所述空時編碼矩陣的行表示時刻，列表示天線；所述空時編碼矩陣具有以下特點在每一個時刻至少有一根天線上發(fā)射的數(shù)據(jù)為O。
3.如權利要求2所述的方法，其特征在于， 所述天線數(shù)為8時， 其中，X1, X2, x3> x4> x5> x6> X7和X8為編碼前的數(shù)據(jù)，所述矩陣的行表示時刻，列表示天線。
4.如權利要求1所述的方法，其特征在于， 每一天線組中天線數(shù)彡1 ；在天線分組時，將同一時刻對應天線發(fā)射數(shù)據(jù)為O的天線與對應天線發(fā)射數(shù)據(jù)不為O 的天線構成一組。
5.如權利要求1所述的方法，其特征在于，由基站預先設定的天線的權值生成每個波束，所述波束為固定波束，或是根據(jù)信道信 息反饋的自適應形成波束。
6.一種多天線發(fā)射分集的裝置，其特征在于，包括空時編碼模塊、天線選擇分組模塊和分組波束形成模塊， 所述空時編碼模塊用于設置多天線空時編碼矩陣，對待發(fā)射數(shù)據(jù)進行空時編碼； 所述天線選擇分組模塊連接至空時編碼模塊，用于根據(jù)空時編碼模塊設置編碼矩陣將 天線分組，得到的天線組數(shù)小于天線數(shù)；還用于從空時編碼模塊接收空時編碼后得到的各 路信號，并轉(zhuǎn)發(fā)給分組波束形成模塊；以及所述分組波束形成模塊連接至分組波束形成模塊，用于根據(jù)得到的天線組分別對空時 編碼后得到的各路信號進行波束形成，發(fā)射所述信號；其中，每一天線組對應一波束。
7.如權利要求6所述的裝置，其特征在于，所述空時編碼模塊用于當所述天線數(shù)為N個時，設置N個天線的空時編碼矩陣Sw為 其中N為2的整數(shù)倍，和乂爭為Ν/2個天線的空時編碼矩陣，所述空時編碼矩陣的行表示時刻，列表示天線；所述空時編碼矩陣具有以下特點在每一個時刻至少有一根天線上發(fā)射的數(shù)據(jù)為O。
8.如權利要求7所述的裝置，其特征在于， 所述空時編碼模塊用于當所述天線數(shù)為8時， 取則設置8天線空時編碼矩陣為 其中，Xl、x2、X3> X4> x5> x6> X7和X8為編碼前的數(shù)據(jù)，矩陣的行表示時刻，列表示天線。
9.如權利要求6所述的裝置，其特征在于，天線選擇分組模塊用于設置每一天線組中天線數(shù)> 1，且將同一時刻對應天線發(fā)射數(shù) 據(jù)為O的天線與對應天線發(fā)射數(shù)據(jù)不為O的天線構成一組。
10.如權利要求6所述的裝置，其特征在于，分組波束形成模塊用于由基站預先設定的天線的權值生成每個波束；所述波束為固定 波束，或是根據(jù)信道信息反饋的自適應形成波束。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種多天線發(fā)射分集的方法，包括設置多天線空時編碼矩陣，對待發(fā)射數(shù)據(jù)進行空時編碼；根據(jù)所述編碼矩陣將天線分組，得到的天線組數(shù)小于天線數(shù)；以及根據(jù)得到的天線組分別對空時編碼后得到的各路信號進行波束形成，發(fā)射所述信號；其中，每一天線組對應一波束。本發(fā)明還公開了一種多天線發(fā)射分集的裝置。本發(fā)明在不增加額外開銷的同時，能夠獲得較好的分集增益。
文檔編號H04B7/08GK101854198SQ20091013236
公開日2010年10月6日 申請日期2009年3月30日 優(yōu)先權日2009年3月30日
發(fā)明者劉文豪, 張力, 王衍文 申請人:中興通訊股份有限公司