本發(fā)明屬于數(shù)字信息傳輸
技術(shù)領(lǐng)域：
，特別涉及寬帶無線移動(dòng)系統(tǒng)或?qū)拵У孛鎻V播系統(tǒng)中的下行多業(yè)務(wù)傳輸，具體涉及一種基于比特分割復(fù)用的、兼容單天線接收與單天線與多天線接收的多業(yè)務(wù)傳輸方法及發(fā)送端、接收端裝置。
背景技術(shù)：
：為了實(shí)現(xiàn)對(duì)頻率資源的更高效利用，新一代寬帶無線移動(dòng)系統(tǒng)和寬帶地面廣播系統(tǒng)廣泛采用了多天線技術(shù)，又稱為多輸入多輸出（Multiple-InputMultiple-Output,MIMO）技術(shù)。MIMO系統(tǒng)由于采用多根發(fā)射天線與接收天線的結(jié)構(gòu)，可以獲得空間復(fù)用增益與空間分集增益，實(shí)現(xiàn)頻譜效率和鏈路穩(wěn)定性的提高。第四代無線移動(dòng)通信系統(tǒng)長(zhǎng)期演進(jìn)（LongTermEvaluation,LTE）、歐洲第二代地面無線數(shù)字視頻廣播（2ndGenerationDigitalVideoTerrestrialBroadcasting，DVB-T2）中都支持使用MIMO技術(shù)來提高傳輸性能。在寬帶無線移動(dòng)通信系統(tǒng)和寬帶地面廣播傳輸系統(tǒng)從單天線架構(gòu)向多天線架構(gòu)演進(jìn)的過程中，通信網(wǎng)絡(luò)中多天線接收機(jī)會(huì)逐步替換單天線接收機(jī)。在這個(gè)演進(jìn)過程中，單天線接收機(jī)和雙天線接收機(jī)會(huì)有相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間在網(wǎng)絡(luò)中同時(shí)存在。因此，單天線接收機(jī)與多天線接收機(jī)的兼容性是很有必要解決的問題。如果發(fā)送端僅發(fā)送供單天線接收機(jī)接收解碼的業(yè)務(wù)，則多天線接收機(jī)能獲得的性能增益非常有限；另一方面，如果發(fā)送端僅發(fā)送供多天線接收機(jī)接收解碼的業(yè)務(wù)，則單天線接收機(jī)通常不能正確接收該業(yè)務(wù)。因此，為了有效利用系統(tǒng)資源，需要設(shè)計(jì)一種多業(yè)務(wù)系統(tǒng)，這種系統(tǒng)發(fā)送的信號(hào)中既包括能供單天線接收機(jī)和多天線接收機(jī)同時(shí)解碼的基礎(chǔ)業(yè)務(wù)，又包括只有多天線接收機(jī)能接收的附加業(yè)務(wù)。在現(xiàn)有系統(tǒng)中，例如歐洲面向下一代手持接收的數(shù)字視頻廣播系統(tǒng)（DigitalVideoTerrestrialBroadcastingNextGenerationHandhold,DVB-NGH），對(duì)多天線接收機(jī)的支持是一種可選模式，并且對(duì)單天線接收機(jī)和多天線接收的兼容支持是以模式切換的形式實(shí)現(xiàn)的。也就是說，現(xiàn)有系統(tǒng)大多采用時(shí)分復(fù)用和頻分復(fù)用等正交復(fù)用方式來解決不同接收天線結(jié)構(gòu)的接收機(jī)兼容問題。信息論原理指出，需求中所涉及的兼容單天線接收與多天線接收的多業(yè)務(wù)系統(tǒng)等效于一個(gè)MIMO廣播信道模型。在系統(tǒng)具有發(fā)送端信道狀態(tài)信息（ChannelStateInformationattheTransmitter,CSIT）的情況下，可以用污紙編碼（DirtyPaperCoding,DPC）來實(shí)現(xiàn)MIMO廣播信道的信道容量；當(dāng)系統(tǒng)不具有CSIT的時(shí)候，可以使用疊加編碼來逼近MIMO廣播信道容量。信息論研究表明，在兩種業(yè)務(wù)接收信噪比門限相同的情況下，MIMO廣播信道的容量等于時(shí)分復(fù)用時(shí)的容量。然而，在兩種業(yè)務(wù)所需信噪比門限不同的情況下，MIMO廣播信道容量大于時(shí)分復(fù)用時(shí)的容量。也就是說，簡(jiǎn)單地使用時(shí)分復(fù)用傳輸適合單天線接收機(jī)和多天線接收機(jī)接收的不同業(yè)務(wù)，會(huì)造成容量上的損失。比特層次物理層子信道技術(shù)是一種廣播信道多業(yè)務(wù)傳輸技術(shù)。該技術(shù)的主要方法是將等效基帶系統(tǒng)中的傳輸?shù)姆?hào)流在比特層次劃分成子信道，并在不同的子信道上傳輸不同的業(yè)務(wù)。由于發(fā)送端傳輸星座圖中不同位置的比特具有不同的保護(hù)等級(jí)，因此比特層次物理層子信道技術(shù)是一種對(duì)信道資源的非線性分配。可以證明比特層次物理層子信道技術(shù)具有逼近廣播信道容量的性能。但是，傳統(tǒng)的比特層次物理層子信道技術(shù)僅考慮單天線傳輸系統(tǒng)。當(dāng)應(yīng)用于MIMO系統(tǒng)，尤其需要兼容不同接收天線數(shù)目的接收機(jī)的時(shí)候，傳統(tǒng)的比特層次物理層子信道技術(shù)未考慮不同業(yè)務(wù)在不同天線之間的編碼以及星座映射方式。因此與MIMO廣播信道的容量相比有較大的性能損失。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：為解決現(xiàn)有技術(shù)中MIMO傳輸存在性能損失的問題，提供一種傳輸效率較高的兼容單天線接收與多天線接收的多業(yè)務(wù)傳輸系統(tǒng)。一種廣播信道數(shù)據(jù)發(fā)送接收方法，所述方法兼容單天線接收與多天線接收的廣播信道多業(yè)務(wù)傳輸，且可同時(shí)傳輸MISO業(yè)務(wù)與MIMO業(yè)務(wù)，其特征在于，包括以下步驟：傳輸數(shù)據(jù)準(zhǔn)備：對(duì)于MISO業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)和MIMO業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)，分別獨(dú)立進(jìn)行信道差錯(cuò)控制編碼和比特交織，得到MISO業(yè)務(wù)與MIMO業(yè)務(wù)的傳輸數(shù)據(jù)比特流；分組：根據(jù)MISO業(yè)務(wù)與MIMO業(yè)務(wù)傳輸所需的服務(wù)質(zhì)量要求以及數(shù)據(jù)發(fā)送設(shè)備所使用的多天線星座圖，對(duì)物理層符號(hào)序列進(jìn)行分組；獲取業(yè)務(wù)子信道：對(duì)每個(gè)物理層符號(hào)分組在比特層次進(jìn)行分割，得到比特層次的MISO業(yè)務(wù)子信道和MIMO業(yè)務(wù)子信道；數(shù)據(jù)填充與星座映射：將MISO業(yè)務(wù)與MIMO業(yè)務(wù)的傳輸數(shù)據(jù)比特填充到對(duì)應(yīng)的比特層次子信道，并將填充了業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的比特向量映射到星座圖上，通過基帶等效信道進(jìn)行傳輸；數(shù)據(jù)接收解碼：對(duì)接收到的信號(hào)中的MISO業(yè)務(wù)子信道進(jìn)行解碼，從中解碼出MISO業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)比特，然后MIMO接收機(jī)以解碼出的MISO業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)比特為先驗(yàn)信息對(duì)MIMO業(yè)務(wù)進(jìn)行解碼。一種廣播信道數(shù)據(jù)發(fā)送方法，所述發(fā)送方法兼容單天線接收與多天線接收的廣播信道多業(yè)務(wù)傳輸，且可同時(shí)傳輸MISO業(yè)務(wù)與MIMO業(yè)務(wù)，包括以下步驟：傳輸數(shù)據(jù)準(zhǔn)備：對(duì)于MISO業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)和MIMO業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)，分別獨(dú)立進(jìn)行信道差錯(cuò)控制編碼和比特交織，得到MISO業(yè)務(wù)與MIMO業(yè)務(wù)的傳輸數(shù)據(jù)比特流；分組：根據(jù)MISO業(yè)務(wù)與MIMO業(yè)務(wù)傳輸所需的服務(wù)質(zhì)量要求以及數(shù)據(jù)發(fā)送設(shè)備所使用的多天線星座圖，對(duì)物理層符號(hào)序列進(jìn)行分組；獲取業(yè)務(wù)子信道：對(duì)每個(gè)物理層符號(hào)分組在比特層次進(jìn)行分割，得到比特層次的MISO業(yè)務(wù)子信道和MIMO業(yè)務(wù)子信道；數(shù)據(jù)填充與星座映射：將MISO業(yè)務(wù)與MIMO業(yè)務(wù)的傳輸數(shù)據(jù)比特填充到對(duì)應(yīng)的比特層次子信道，并將填充了業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的比特向量映射到星座圖上，通過基帶等效信道進(jìn)行傳輸。一種廣播信道數(shù)據(jù)接收方法，所述接收方法兼容單天線接收與多天線接收的廣播信道多業(yè)務(wù)傳輸，且可同時(shí)傳輸MISO業(yè)務(wù)與MIMO業(yè)務(wù)，包括以下步驟：對(duì)接收到的信號(hào)中的MISO業(yè)務(wù)子信道進(jìn)行解碼，從中解碼出MISO業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)比特，然后MIMO接收機(jī)以解碼出的MISO業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)比特為先驗(yàn)信息對(duì)MIMO業(yè)務(wù)進(jìn)行解碼。相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明提供的兼容單天線接收與多天線接收的多業(yè)務(wù)傳輸系統(tǒng)，可以在多天線發(fā)射的無線移動(dòng)系統(tǒng)或?qū)拵У孛鎻V播系統(tǒng)中兼容單天線接收與多天線接收、可以為具有不同天線數(shù)量的接收機(jī)提供差異化多業(yè)務(wù)傳輸、可以支持的靈活的系統(tǒng)參數(shù)配置與靈活的信道資源分配。本發(fā)明采用比特分割復(fù)用方式來解決MISO業(yè)務(wù)子信道與MIMO業(yè)務(wù)子信道的分割，相比于傳統(tǒng)時(shí)分復(fù)用、頻分復(fù)用等正交信道資源分配方式，可以獲得廣播信道增益，提高系統(tǒng)傳輸?shù)念l譜效率。附圖說明圖1是本發(fā)明第一實(shí)施方式中兼容單天線接收與多天線接收的多業(yè)務(wù)傳輸系統(tǒng)所應(yīng)用的設(shè)備方框圖。圖2是本發(fā)明第一實(shí)施方式所述的兼容單天線接收與多天線接收的多業(yè)務(wù)傳輸系統(tǒng)的工作流程圖。圖3為如圖2所示MISO業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)比特映射到MISO業(yè)務(wù)子信道的方式選擇流程圖。圖4為圖2所示數(shù)據(jù)填充方式中MISO業(yè)務(wù)不采用天線間編碼時(shí)的數(shù)據(jù)比特填充與星座映射的示意圖。圖5為圖2所示數(shù)據(jù)填充方式中MISO業(yè)務(wù)采用天線間重復(fù)編碼時(shí)的數(shù)據(jù)比特填充與星座映射的示意圖。圖6為圖2所示數(shù)據(jù)填充方式中MISO業(yè)務(wù)采用天線間空時(shí)分組編碼時(shí)的數(shù)據(jù)比特填充與星座映射的示意圖。圖7為圖2所示接收機(jī)對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行解碼流程圖。圖8為本發(fā)明第二實(shí)施方式中兼容單天線接收和多天線接收的廣播信道多業(yè)務(wù)系統(tǒng)聯(lián)10的工作流程圖。圖9為圖8所示數(shù)據(jù)解碼中當(dāng)MISO業(yè)務(wù)不采用天線間編碼時(shí)MISO業(yè)務(wù)與MIMO業(yè)務(wù)的逐比特比特交織編碼調(diào)制曲線圖。圖10為圖8所示數(shù)據(jù)解碼中當(dāng)MISO業(yè)務(wù)采用天線間重復(fù)編碼和空時(shí)編碼時(shí)MISO業(yè)務(wù)編碼調(diào)制曲線圖。圖11為本發(fā)明第三實(shí)施方式中兼容單天線接收和多天線接收的廣播信道多業(yè)務(wù)系統(tǒng)聯(lián)的流程圖。圖12為圖11所示數(shù)據(jù)解碼中MIMO業(yè)務(wù)與MISO業(yè)務(wù)的聯(lián)合傳輸速率曲線。圖13為如圖12所示數(shù)據(jù)解碼中采用BICM迭代解映射時(shí)MIMO業(yè)務(wù)與MISO業(yè)務(wù)的聯(lián)合傳輸速率性能上界曲線圖。主要元件符號(hào)說明兼容單天線接收與多天線接收的多業(yè)務(wù)傳輸系統(tǒng)10發(fā)射機(jī)11接收機(jī)12單天線接收機(jī)121多天線接收機(jī)122步驟S11~S17、S141~S143、S171~S173、S21~S27、S31~S37如下具體實(shí)施方式將結(jié)合上述附圖進(jìn)一步說明本發(fā)明。具體實(shí)施方式在傳統(tǒng)系統(tǒng)中，為解決不同接收天線數(shù)目的接收機(jī)的兼容問題，通常采用對(duì)信道資源正交分割的方法，即采用時(shí)分復(fù)用或頻分復(fù)用等方式來進(jìn)行多業(yè)務(wù)傳輸。然而，采用正交信道資源分割的系統(tǒng)的聯(lián)合傳輸速率性能遠(yuǎn)小于廣播信道的聯(lián)合信道容量域，造成了頻譜效率的浪費(fèi)。另外，傳統(tǒng)的比特分割物理層子信道技術(shù)是應(yīng)用于單天線傳輸系統(tǒng)的，并且多種業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)比特直接映射到比特級(jí)物理層子信道中。為了實(shí)現(xiàn)信道資源的有效利用，本發(fā)明采用基于比特分割的物理層子信道技術(shù)，通過在比特層次將廣播信道劃分成MIMO業(yè)務(wù)子信道和MISO業(yè)務(wù)子信道兩個(gè)比特層次物理層子信道，來實(shí)現(xiàn)MIMO業(yè)務(wù)與MISO業(yè)務(wù)的兼容傳輸?；诒忍胤指畹奈锢韺幼有诺兰夹g(shù)被證明是一種具有逼近廣播信道容量的多業(yè)務(wù)傳輸技術(shù)。下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施方式是用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。第一實(shí)施方式請(qǐng)參閱圖1，其為本發(fā)明所述的兼容單天線接收與多天線接收的多業(yè)務(wù)傳輸系統(tǒng)10的方框圖。所述的兼容單天線接收機(jī)和多天線接收機(jī)的傳輸系統(tǒng)10應(yīng)用于廣播信道中。兼容單天線接收機(jī)和多天線接收機(jī)的傳輸系統(tǒng)10包括發(fā)射機(jī)11與接收機(jī)12，其中，發(fā)射機(jī)11采用多天線架構(gòu)，用于發(fā)送兩種不同的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。該兩種不同的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)分別為供單天線接收機(jī)和多天線接收機(jī)同時(shí)接收解碼的業(yè)務(wù)MISO業(yè)務(wù)（Multiple-InputSingle-Outiput，以下簡(jiǎn)稱為MISO業(yè)務(wù)），以及僅供多天線接收機(jī)接收解碼的業(yè)務(wù)（以下稱為MIMO業(yè)務(wù)）。接收機(jī)12包括處于網(wǎng)絡(luò)中的單天線接收機(jī)121以及多天線接收機(jī)122，其中，單天線接收機(jī)121用于從發(fā)射機(jī)11所發(fā)送的信號(hào)中解碼出基礎(chǔ)的MISO業(yè)務(wù)，多天線接收機(jī)122用于解碼基礎(chǔ)的MISO業(yè)務(wù)以及附加的MIMO業(yè)務(wù)。本實(shí)施方式考慮一個(gè)雙天線發(fā)射的廣播信道多業(yè)務(wù)系統(tǒng)，用于發(fā)送兩種業(yè)務(wù)：MISO業(yè)務(wù)和MIMO業(yè)務(wù)，其中MISO業(yè)務(wù)同時(shí)供單天線接收機(jī)和雙天線接收機(jī)接收解碼，MIMO業(yè)務(wù)僅供雙天線接收機(jī)接收解碼。其中，需要說明的是，對(duì)于可雙向數(shù)據(jù)傳輸寬帶無線移動(dòng)系統(tǒng)，本實(shí)施方式對(duì)應(yīng)其中的下行鏈路，即發(fā)射機(jī)11可為信號(hào)基站或者寬帶無線路由器，接收機(jī)12可以為手機(jī)或者平板電腦。在本發(fā)明其他實(shí)施方式中，對(duì)應(yīng)單向數(shù)據(jù)傳輸?shù)牡孛鎸拵V播系統(tǒng)，發(fā)射機(jī)11可為信號(hào)基站，接收機(jī)12為電視等音視頻播放設(shè)備的數(shù)字信號(hào)接收器。請(qǐng)參閱圖2，其中，圖2為本發(fā)明第一實(shí)施方式所述的兼容單天線接收與多天線接收的多業(yè)務(wù)傳輸系統(tǒng)10執(zhí)行廣播信道數(shù)據(jù)發(fā)送接收方法的工作流程圖。下面結(jié)合圖1與圖2，具體說明兼容單天線接收與多天線接收的多業(yè)務(wù)傳輸系統(tǒng)10的工作流程，具體步驟如下：步驟S11，對(duì)于MISO業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)和MIMO業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)，分別獨(dú)立進(jìn)行信道差錯(cuò)控制編碼和比特交織，得到MISO業(yè)務(wù)與MIMO業(yè)務(wù)的傳輸數(shù)據(jù)比特流。其中，采用和來分別表示兩根發(fā)射天線上的發(fā)送符號(hào)序列中的第個(gè)符號(hào)。步驟S12，根據(jù)MISO業(yè)務(wù)與MIMO業(yè)務(wù)傳輸所需的服務(wù)質(zhì)量要求以及數(shù)據(jù)發(fā)送設(shè)備所使用的多天線星座圖，對(duì)物理層符號(hào)序列進(jìn)行分組。其中，所述數(shù)據(jù)發(fā)送設(shè)備也即是發(fā)送機(jī)11，另外，數(shù)據(jù)發(fā)射符號(hào)序列和均使用階星座圖進(jìn)行調(diào)制。其中，所述的所需服務(wù)質(zhì)量要求，包括MISO業(yè)務(wù)與MIMO業(yè)務(wù)兩種業(yè)務(wù)傳輸所需的數(shù)據(jù)速率和所需的最小解碼門限。所述的對(duì)物理層符號(hào)序列進(jìn)行分組，是指將物理層信道中傳輸?shù)姆?hào)流中若干相鄰的符號(hào)組成一個(gè)整體。步驟S13，根據(jù)MISO業(yè)務(wù)與MIMO業(yè)務(wù)傳輸所需服務(wù)質(zhì)量要求，對(duì)于每個(gè)物理層符號(hào)分組在比特層次進(jìn)行分割，得到比特層次的MISO業(yè)務(wù)子信道和MIMO業(yè)務(wù)子信道。用來表示映射成的比特向量，其中，利用比特層次物理層子信道技術(shù)，把比特向量和中的一部分比特分配給MIMO業(yè)務(wù)，構(gòu)成MIMO業(yè)務(wù)子信道；另一部分比特分配給MISO業(yè)務(wù)，構(gòu)成MISO業(yè)務(wù)子信道。根據(jù)所述所需服務(wù)質(zhì)量要求，對(duì)于步驟S2中得到的物理層符號(hào)序列分組，對(duì)該符號(hào)序列分組中所包含的比特進(jìn)行分割，分割得到兩個(gè)比特層次子信道，分別用于傳輸MISO業(yè)務(wù)和MIMO業(yè)務(wù)。其中，用于傳輸MISO業(yè)務(wù)的比特層次子信道稱為MISO業(yè)務(wù)子信道，用于傳輸MIMO業(yè)務(wù)的比特層次子信道稱為MIMO業(yè)務(wù)子信道。步驟S14，將MISO業(yè)務(wù)與MIMO業(yè)務(wù)的傳輸數(shù)據(jù)比特填充到對(duì)應(yīng)的比特層次子信道。其中，將MIMO業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)比特填充到MIMO業(yè)務(wù)子信道，將MISO業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)比特填充到MISO業(yè)務(wù)子信道。然后將填充了兩種業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)比特的比特向量按星座圖映射成發(fā)送符號(hào)。進(jìn)一步，MIMO業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)比特直接獨(dú)立映射MIMO業(yè)務(wù)子信道，而MISO業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)比特映射到MISO業(yè)務(wù)子信道還包括多種方式，由此，需依據(jù)實(shí)際需要選擇MISO業(yè)務(wù)的子信道填充方式。具體地，由于兼容單天線接收與多天線接收的多業(yè)務(wù)傳輸系統(tǒng)10為多天線發(fā)射、單天線和多天線接收的系統(tǒng)，因此在將MIMO業(yè)務(wù)與MISO業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)比特流向比特層次子信道映射的過程中，要考慮天線間編碼問題。由此，對(duì)于MIMO業(yè)務(wù)，可以使用同傳統(tǒng)比特分割物理層子信道技術(shù)相同的直接映射方式。對(duì)于MISO業(yè)務(wù)，本實(shí)施方式中包括三種映射方式，分別是獨(dú)立編碼直接映射，即不采用天線間編碼；天線間重復(fù)編碼映射；天線間空時(shí)分組編碼映射。所述將MIMO業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)比特填充到MIMO業(yè)務(wù)子信道的具體方式是指，將MIMO業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)比特序列順序填充到MIMO業(yè)務(wù)子信道中的每個(gè)比特位置上。對(duì)于MIMO業(yè)務(wù)子信道在不同天線上的比特位置，采用空間復(fù)用的方式填充MIMO業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)比特，不使用天線之間的約束關(guān)系。請(qǐng)參閱圖2與圖3，其中，圖3為如圖2所示MISO業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)比特映射到MISO業(yè)務(wù)子信道的方式選擇流程圖。如圖3所示，MISO業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)比特映射到MISO業(yè)務(wù)子信道包括三種方式，使用者可依據(jù)實(shí)際需要選擇MISO業(yè)務(wù)的子信道填充方式：步驟S141，獨(dú)立編碼直接填充：將MISO業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)比特直接填充到MISO業(yè)務(wù)子信道上。所述將MISO業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)比特直接填充到MISO業(yè)務(wù)子信道的具體方式是指，將MISO業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)比特序列順序填充到MISO業(yè)務(wù)子信道中的每個(gè)比特位置上。對(duì)于MISO業(yè)務(wù)子信道在不同天線上的比特位置，采用空間復(fù)用的方式填充MISO業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)比特，不使用天線之間的約束關(guān)系。具體地，將MISO業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)比特直接填充到MISO業(yè)務(wù)子信道上，即不采用天線間編碼。對(duì)于MISO業(yè)務(wù)子信道，比特向量中的每一個(gè)比特位置填充的都是MISO業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)比特流中的不同比特。填充了MIMO業(yè)務(wù)與MISO業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)比特之后的比特向量和被通過相同的映射方式映射成星座符號(hào)和。如圖4所示，其中，圖4是圖2所示數(shù)據(jù)填充方式中MISO業(yè)務(wù)不采用天線間編碼時(shí)的數(shù)據(jù)比特填充與星座映射的示意圖，星座圖以16-QAM為例，因此每根發(fā)射天線上的比特向量包括4個(gè)比特，星座映射方式采用Gray映射。步驟S142，采用天線間重復(fù)編碼映射的方式將MISO業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)比特填充到MISO業(yè)務(wù)子信道上，并保證不同發(fā)射天線上相同位置的比特相同。所述MISO業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)比特向MISO業(yè)務(wù)子信道的填充方法是指，將MISO業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)比特序列順序填充到MISO業(yè)務(wù)子信道中由相同天線發(fā)送的部分的每個(gè)比特位置上，使得MISO業(yè)務(wù)子信道中所有發(fā)射天線所發(fā)送的比特序列相同。具體地，將MISO業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)比特映射到MISO業(yè)務(wù)子信道上，并保證不同發(fā)射天線上相同位置的比特相同。如圖5所示，其中，圖5為圖2所示數(shù)據(jù)填充方式中MISO業(yè)務(wù)采用天線間重復(fù)編碼時(shí)的數(shù)據(jù)比特填充與星座映射的示意圖。首先在分割子信道時(shí)，要保證不同發(fā)射天線的比特向量中在相同位置上的比特分配給相同的子信道。也就是說，比特向量中的比特和或被同時(shí)分配給MISO子信道，或者被同時(shí)分配給MIMO業(yè)務(wù)子信道。在對(duì)MISO業(yè)務(wù)子信道填充MISO業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)比特的時(shí)候，對(duì)于兩個(gè)比特向量相同位置的比特，填充相同的MISO業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)比特，即如果和屬于MISO業(yè)務(wù)子信道，則滿足。星座映射方式與方法1所采用的星座映射相同，填充了業(yè)務(wù)比特流的比特向量和被通過相同的映射方式映射成星座符號(hào)和。步驟S143，采用天線間空時(shí)分組編碼映射將MISO業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)比特填充到MISO業(yè)務(wù)子信道上，保證相鄰符號(hào)不同發(fā)射天線上相同位置的比特滿足空時(shí)分集編碼準(zhǔn)則。所述MISO業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)比特向MISO業(yè)務(wù)子信道的填充方式是指，將MISO業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)比特序列填充到MISO業(yè)務(wù)子信道上，并通過空時(shí)分集編碼，使得在僅考慮MISO業(yè)務(wù)子信道的情況下，多根發(fā)射天線在相鄰發(fā)射符號(hào)之間滿足空時(shí)分組編碼準(zhǔn)則。具體地，將MISO業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)比特映射到MISO業(yè)務(wù)子信道上，并保證相鄰符號(hào)不同發(fā)射天線上相同位置的比特滿足空時(shí)分集編碼準(zhǔn)則。和比特層次子信道劃分方式相同，同樣要求不同比特向量中相同位置的比特被分配給相同的業(yè)務(wù)，即比特和或被同時(shí)分配給MISO子信道，或者被同時(shí)分配給MIMO業(yè)務(wù)子信道。并且要求在向量的空時(shí)分組之內(nèi)，業(yè)務(wù)子信道的分配方式相同。本實(shí)施方式中采用雙天線發(fā)射機(jī)，因此空時(shí)分組的長(zhǎng)度為2。業(yè)務(wù)比特的填充與星座映射如圖6所示，其中，圖6為圖2所示數(shù)據(jù)填充方式中MISO業(yè)務(wù)采用天線間空時(shí)分組編碼時(shí)的數(shù)據(jù)比特填充與星座映射的示意圖。在一個(gè)空時(shí)分組中的第一個(gè)時(shí)刻，MISO業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)比特獨(dú)立填充該時(shí)刻的MISO業(yè)務(wù)子信道上；在相同空時(shí)分組中的第二個(gè)時(shí)刻，MISO業(yè)務(wù)子信道上的比特與上一個(gè)時(shí)刻不同發(fā)射天線上比特向量相同位置上的比特相同，即MISO業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)比特填充方式滿足約束條件，。在進(jìn)行星座的映射的時(shí)候，空時(shí)分組內(nèi)的第一個(gè)時(shí)刻，兩根發(fā)射天線的星座映射方式相同，用表示；空時(shí)分組內(nèi)的第二個(gè)時(shí)刻，兩根發(fā)射天線的映射方式分別為和，即分別映射為原星座圖的負(fù)星座圖和負(fù)共軛星座圖。步驟S15，根據(jù)編碼方式，對(duì)填充完成業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的比特向量進(jìn)行星座映射。也即是本實(shí)施方式中僅考慮平衰落信道下的基帶等效系統(tǒng)，即發(fā)送的數(shù)據(jù)比特流經(jīng)過信道編碼之后被映射成基帶符號(hào)序列。完成比特填充與星座映射之后，得到基帶發(fā)送符號(hào)。將在等效基帶系統(tǒng)上發(fā)送，完成多業(yè)務(wù)傳輸。步驟S16，數(shù)據(jù)接收，通過等效基帶系統(tǒng)發(fā)射傳輸，經(jīng)過衰落信道和疊加噪聲，也即是基帶符號(hào)序列通過基帶等效信道的衰落之后與噪聲疊加，得到接收信號(hào)序列。對(duì)于頻率選擇性衰落信道，可以使用OFDM轉(zhuǎn)化為頻域上的平衰落信道。當(dāng)采用OFDM時(shí)，上述基帶符號(hào)序列是在不同子載波上傳輸?shù)幕鶐Х?hào)所組成的序列。步驟S17，MISO業(yè)務(wù)對(duì)應(yīng)的接收機(jī)12和MIMO業(yè)務(wù)對(duì)應(yīng)的接收機(jī)12對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行解碼。其中，所述解碼包括解映射和信道譯，所述解碼方式采用基于獨(dú)立解映射的方式或基于迭代解映射的方式。具體地，請(qǐng)一并參閱圖2與圖7，其中，圖7為接收機(jī)12對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行解碼流程圖。如圖7所示，MISO接收機(jī)和MIMO接收機(jī)對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行解碼的具體步驟包括：步驟S171，對(duì)MISO業(yè)務(wù)子信道進(jìn)行解碼，也即是對(duì)MISO業(yè)務(wù)子信道進(jìn)行解映射和信道譯碼，MISO接收機(jī)和MIMO接收機(jī)對(duì)接收到的信號(hào)中的MISO業(yè)務(wù)子信道進(jìn)行解碼，從中解碼出MISO業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)比特。步驟S172中，判斷接收機(jī)12的類型，也即是判定接收機(jī)12中是否包含有多天線接收機(jī)122。步驟S173，若接收機(jī)為多天線接收機(jī)，則MIMO接收機(jī)將解碼出的MISO業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)比特作為先驗(yàn)信息，對(duì)接收到的MIMO業(yè)務(wù)子信道進(jìn)行解碼，所述解碼包括解映射和信道譯碼，從而解碼出MIMO業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)比特。其中，MIMO業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)比特直接填充到MIMO業(yè)務(wù)子信道上。若接收機(jī)12并不是多天線接收機(jī)，則流程結(jié)束。第二實(shí)施方式請(qǐng)參閱圖8，其為本發(fā)明第二實(shí)施方式中兼容單天線接收和多天線接收的廣播信道多業(yè)務(wù)系統(tǒng)聯(lián)10的工作流程圖。本實(shí)施方式與第一實(shí)施方式基本相同，區(qū)別僅在于MIMO業(yè)務(wù)與MISO業(yè)務(wù)的解碼方法不同。具體地，步驟S21，對(duì)于MISO業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)和MIMO業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)，分別獨(dú)立進(jìn)行信道差錯(cuò)控制編碼和比特交織，得到MISO業(yè)務(wù)與MIMO業(yè)務(wù)的傳輸數(shù)據(jù)比特流。步驟S22，根據(jù)MISO業(yè)務(wù)與MIMO業(yè)務(wù)傳輸所需的服務(wù)質(zhì)量要求以及發(fā)送端所使用的多天線星座圖，對(duì)物理層符號(hào)序列進(jìn)行分組。步驟S23，根據(jù)MISO業(yè)務(wù)與MIMO業(yè)務(wù)傳輸所需服務(wù)質(zhì)量要求，對(duì)于每個(gè)物理層符號(hào)分組在比特層次進(jìn)行分割，得到比特層次的MISO業(yè)務(wù)子信道和MIMO業(yè)務(wù)子信道。步驟S24，將MISO業(yè)務(wù)與MIMO業(yè)務(wù)的傳輸數(shù)據(jù)比特填充到對(duì)應(yīng)的比特層次子信道。步驟S25，根據(jù)編碼方式，對(duì)填充完成業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的比特向量進(jìn)行星座映射。步驟S26，通過等效基帶系統(tǒng)發(fā)射傳輸，經(jīng)過衰落信道和疊加噪聲。步驟S27，接收機(jī)對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行解碼。其中，所述解碼包括解映射和信道譯碼。對(duì)于單天線接收機(jī)121（圖1），直接對(duì)接收信號(hào)中的MISO業(yè)務(wù)進(jìn)行解碼；對(duì)于雙天線接收機(jī)122（圖1），首先從接收信號(hào)中解碼MISO業(yè)務(wù)，然后再以解碼出的MISO業(yè)務(wù)為先驗(yàn)信息進(jìn)一步解碼MIMO業(yè)務(wù)。在解碼過程中，對(duì)于MISO業(yè)務(wù)，首先對(duì)其進(jìn)行解映射，使用Log-MAP解映射，得到MISO業(yè)務(wù)的逐比特對(duì)數(shù)似然比為：其中代表發(fā)送符號(hào)矩陣，表示MISO衰落信道矩陣，表示單天線接收機(jī)接收到的信號(hào)，代表MISO業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)比特填充約束下的多天線聯(lián)合星座圖集合，代表滿足的星座符號(hào)組成的集合，代表噪聲的方差。這種解映射方式被稱為BICM獨(dú)立解映射。解映射所得的對(duì)數(shù)似然比可以直接送入軟入軟出的信道譯碼器進(jìn)行信道譯碼，得到獨(dú)立解映射的MISO業(yè)務(wù)接收比特流。除了獨(dú)立解映射之外，也可以采用迭代解映射的方法進(jìn)一步提高解碼性能。經(jīng)過比特交織的編碼經(jīng)過譯碼后解交織，并計(jì)算相應(yīng)的外信息，外信息進(jìn)一步作為先驗(yàn)信息重新送入譯碼器進(jìn)行譯碼。其中，外信息的計(jì)算公式為式中，表示先驗(yàn)信息的對(duì)數(shù)似然比，表示第根天線第個(gè)比特位置上的先驗(yàn)信息的對(duì)數(shù)似然比，表示發(fā)送符號(hào)的先驗(yàn)概率密度函數(shù)，表示接收符號(hào)的后驗(yàn)概率密度函數(shù)。對(duì)于空時(shí)編碼的MISO業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)比特填充與星座映射方式，要首先進(jìn)行空時(shí)解碼。對(duì)于一個(gè)空時(shí)分組內(nèi)的接收符號(hào)和，在信道方向上正交分解其中為信道矩陣。通過正交變換，可以消除MISO業(yè)務(wù)在相同位置的比特上的天線間干擾，同時(shí)改變等效信道衰落的分布，實(shí)現(xiàn)空間分集。以為例，其條件概率密度函數(shù)應(yīng)為根據(jù)上式可以對(duì)進(jìn)行解映射操作，接下的解碼方式同其他數(shù)據(jù)比特填充與星座映射方式下的解碼方式相同?？梢宰C明，當(dāng)采用BICM獨(dú)立解映射時(shí)，兩種業(yè)務(wù)的逐比特BICM平均互信息可以由如下公式計(jì)算，當(dāng)MISO業(yè)務(wù)采用獨(dú)立編碼和重復(fù)編碼的時(shí)候：其中表示MIMO衰落信道矩陣，代表關(guān)于隨機(jī)變量的數(shù)學(xué)期望，y代表接收信號(hào)。當(dāng)MISO業(yè)務(wù)采用空時(shí)編碼的時(shí)候：如圖9所示，其中，圖9為圖8所示數(shù)據(jù)解碼中當(dāng)MISO業(yè)務(wù)不采用天線間編碼時(shí)MISO業(yè)務(wù)與MIMO業(yè)務(wù)的逐比特比特交織編碼調(diào)制曲線圖。如圖9示所示，其清楚載明了當(dāng)MISO業(yè)務(wù)不采用天線間編碼時(shí)，星座圖采用16-QAM情況下，兩種業(yè)務(wù)的逐比特BICM平均互信息。由于16-QAM星座圖中有兩種不同保護(hù)等級(jí)的比特，因此每種業(yè)務(wù)對(duì)應(yīng)兩條曲線。如圖10所示，其中，圖10為圖8所示數(shù)據(jù)解碼中當(dāng)MISO業(yè)務(wù)采用天線間重復(fù)編碼和空時(shí)編碼時(shí)MISO業(yè)務(wù)編碼調(diào)制曲線圖。如圖10所示，其清楚載明了當(dāng)MISO業(yè)務(wù)采用天線間重復(fù)編碼和空時(shí)編碼時(shí)，MISO業(yè)務(wù)的逐比特BICM平均互信息，星座圖同樣采用16-QAM。第三實(shí)施方式請(qǐng)參閱圖11，其為本發(fā)明第三實(shí)施方式中兼容單天線接收和多天線接收的廣播信道多業(yè)務(wù)系統(tǒng)10的流程圖。本實(shí)施方式與第一實(shí)施方式基本相同，區(qū)別僅在于MIMO業(yè)務(wù)與MISO業(yè)務(wù)的解碼方法不同。具體地，步驟S31，對(duì)于MISO業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)和MIMO業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)，分別獨(dú)立進(jìn)行信道差錯(cuò)控制編碼和比特交織，得到MISO業(yè)務(wù)與MIMO業(yè)務(wù)的傳輸數(shù)據(jù)比特流。步驟S32，根據(jù)MISO業(yè)務(wù)與MIMO業(yè)務(wù)傳輸所需的服務(wù)質(zhì)量要求以及發(fā)送端所使用的多天線星座圖，對(duì)物理層符號(hào)序列進(jìn)行分組。步驟S33，根據(jù)MISO業(yè)務(wù)與MIMO業(yè)務(wù)傳輸所需服務(wù)質(zhì)量要求，對(duì)于每個(gè)物理層符號(hào)分組在比特層次進(jìn)行分割，得到比特層次的MISO業(yè)務(wù)子信道和MIMO業(yè)務(wù)子信道。步驟S34，將MISO業(yè)務(wù)與MIMO業(yè)務(wù)的傳輸數(shù)據(jù)比特填充到對(duì)應(yīng)的比特層次子信道。步驟S35，根據(jù)編碼方式，對(duì)填充完成業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的比特向量進(jìn)行星座映射。步驟S36，通過等效基帶系統(tǒng)發(fā)射傳輸，經(jīng)過衰落信道和疊加噪聲。步驟S37，接收機(jī)對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行解碼。其中，所述解碼包括解映射和信道譯碼。用表示MIMO業(yè)務(wù)與MISO業(yè)務(wù)的聯(lián)合傳輸速率。對(duì)于給定的MIMO業(yè)務(wù)和MISO業(yè)務(wù)的信噪比門限下，每一種比特層次子信道分配方案對(duì)應(yīng)一個(gè)的取值。預(yù)設(shè)步驟S32中所述的物理層符號(hào)分組內(nèi)有個(gè)符號(hào)。設(shè)其中第個(gè)符號(hào)對(duì)應(yīng)的MIMO業(yè)務(wù)與MISO的聯(lián)合傳輸速率為，則個(gè)符號(hào)內(nèi)的平均聯(lián)合傳輸速率為通過調(diào)整每個(gè)符號(hào)的比特層次子信道分配方案，可以實(shí)現(xiàn)的不同取值，記為。在聯(lián)合傳輸速率的所有可能取值中，如下步驟可以用來搜索其上界：C1，在所有的取值組成的集合中，選擇，此時(shí)，表示此時(shí)比特向量中的所有比特都分配給MIMO業(yè)務(wù)子信道；C2，對(duì)于，有則MIMO業(yè)務(wù)與MISO業(yè)務(wù)的聯(lián)合傳輸速率上界由給出。請(qǐng)參閱圖12，其中，圖12為圖11所示數(shù)據(jù)解碼中MIMO業(yè)務(wù)與MISO業(yè)務(wù)的聯(lián)合傳輸速率曲線。如圖12所示，在MISO業(yè)務(wù)采用獨(dú)立編碼、天線間重復(fù)編碼和空時(shí)編碼，并且采用BICM獨(dú)立解映射時(shí)，MIMO業(yè)務(wù)與MISO業(yè)務(wù)的聯(lián)合傳輸速率變化曲線。其中，發(fā)射機(jī)的兩根天線上均采用16-QAM星座圖進(jìn)行調(diào)制，衰落信道采用Rayleigh信道，MIMO業(yè)務(wù)與MISO業(yè)務(wù)的解碼門限分別為10dB和5dB。圖6中同時(shí)給出了當(dāng)采用時(shí)分復(fù)用來傳輸多業(yè)務(wù)時(shí)的聯(lián)合傳輸速率?？梢钥闯觯景l(fā)明提出的廣播信道多業(yè)務(wù)系統(tǒng)相比于時(shí)分復(fù)用系統(tǒng)在聯(lián)合傳輸速率上有顯著的性能增益。并且，在各種MISO業(yè)務(wù)的子信道填充與星座映射方式中，空時(shí)編碼的多業(yè)務(wù)聯(lián)合傳輸速率增益最大。當(dāng)采用BICM迭代解映射時(shí)，多業(yè)務(wù)聯(lián)合傳輸速率可以進(jìn)一步獲得增益，即逼近編碼調(diào)制（CodedModulation,CM）平均互信息。在確定的比特層次子信道劃分方案下，采用BICM迭代解映射獲得的多業(yè)務(wù)聯(lián)合傳輸速率的計(jì)算公式如下：對(duì)于MISO業(yè)務(wù)：對(duì)于MIMO業(yè)務(wù)：其中，表示單位信道使用的比特?cái)?shù)目，代表關(guān)于隨機(jī)變量的數(shù)學(xué)期望，代表MIMO接收機(jī)的信道狀態(tài)信息，代表MISO接收機(jī)的信道狀態(tài)信息。請(qǐng)參閱圖13，其中，圖13為如圖12所示數(shù)據(jù)解碼中采用BICM迭代解映射時(shí)MIMO業(yè)務(wù)與MISO業(yè)務(wù)的聯(lián)合傳輸速率性能上界曲線圖。如圖13所示，發(fā)射天線星座圖仍采用16-QAM，衰落信道采用Rayleigh信道，MIMO業(yè)務(wù)與MISO業(yè)務(wù)的解碼門限分別為10dB和5dB，MISO業(yè)務(wù)子信道填充與星座映射方式為空時(shí)編碼?？梢钥闯?，采用BICM迭代解映射可以獲得相比于BICM獨(dú)立解映射的進(jìn)一步性能增益。圖7中還給出了高斯輸入下的廣播信道容量，即廣播信道傳輸速率理論最大值。通過對(duì)比可以發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明提出的兼容單天線接收與多天線接收的廣播信道多業(yè)務(wù)傳輸系統(tǒng)具有逼近理論聯(lián)合傳輸速率極限的性能。以上實(shí)施方式僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限定，僅僅參照較佳實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。當(dāng)前第1頁1 2 3