[发明专利]使用发射分集技术的方法和系统

说明书

发明领域

本发明一般涉及一种无线通信系统，特别是发射和解调通信信号的一种改进的方法和系统，该通信信号是使用发射分集技术的一种新组合从一个天线阵发射的。

技术背景

设计无线通信系统的一个重要目的是增加可以由该通信系统同时服务的用户的数量。该目的被称之为增加系统容量。在一个干扰限制系统中，比如码分多址(CDMA)无线通信系统中，增加容量的一种途径是降低分配给每个用户的发射功率。通过降低所分配的发射功率，可以降低所有用户的干扰，从而提供可以用来增加新用户的附加容量。

降低每个用户的发射功率的一个途径是增加使用者或用户单元与服务于该用户的基站之间的无线链路或信道的效率。减少通信链路效率的一个现象是衰落。衰落可以有若干形式，其中之一被称作多径衰落。多径衰落是由接收机合并被发射信号的两个或多个拷贝造成的，在某种程度上减少了所接收信号的总电平。

在现有技术中，已经提出了若干种减小衰落影响的分集技术。这些技术包括正交发射分集(OTD)和空-时(空间-时间)发射分集(STTD)。

下面参见图1，图中示出了实现一个正交发射分集系统的发射机和接收机的高级方框图。如图所示，数据源20提供了一个可以被编码和交织的码元流。这种码元可以代表将发射到用户单元的一个或多个业务信道中的数据。业务信道中数据可以代表用户希望经通信系统传递的话音、数据、视频或其它数据。

从数据源20输出码元的速率由码元时钟22控制。所示的码元S₁和S₂来自数据源20，其中每个码元在码元时钟22的1个周期或者在可以被说成是在T₀至T₁的持续时间的一个码元周期输出。

来自数据源20的串行码元流被耦合到按码元时钟22的速率切换的换向器24。换向器24把第一码元发送给扩频器26，然后切换，把第二码元S₂发送给扩频器28。其后的码元在扩频器26与扩频器28之间交替每个码元周期。

扩频器26和28通过用扩频码，比如沃尔什码乘以码元来扩展码元。由于扩频器26和28的码元速率是源自数据源20的码元速率的半速率，因此可以级联单个沃尔什码，在扩频器26上形成一个新沃尔什码，以及用逆拷贝级联单个沃尔什码，在扩频器28上形成扩频码。由于这些双倍长度的沃尔什码被用来扩展半速率码元，因此扩频器26和28输出的码片速率保持与不具有OTD的传送相同的速率。

扩频器26和28的输出被耦合到射频发射机30和32。这些射频发射机可以包括一个调制器，其后跟随一个用于把被调制信号上变换为所选定载频的上变换器，和一个提供适当的发射射频信号的功率的放大器。

射频发射机30和32的输出被耦合到天线34和36，用于同时发射码元S₁和S₂。由于天线34和36相互间隔，因此从每个天线到用户单元的信号的不同路径或射线的特征可以被分别测量，并且用所示的r₁和r₂系数描述，其中r₁和r₂是代表信道的增益和相位的复数。尽管r₁和r₂在这里被处理为单个值，但它们可以是描述多个可解析的多径射线的增益和相位的矢量。

天线38被用户单元使用，以接收从天线34和36发射的信号。所接收的信号在下变换器和解调器40中下变换和解调，并在OTD解码器42中解码。

OTD解码器42的输出是分别与信道系数r₁和r₂的量值的二次方相乘的恢复码元。OTD解码器42的工作细节在图2中示出，下面将进行讨论。

OTD解码器输出被耦合到解交织器和解码器44，用于进行与数据源20中执行的编码和交织处理相对应的解交织和解码处理。解交织器和解码器44的输出是业务信道数据。由于不同的码元经受不同的信道增益，因此采用OTD分集技术减少发射功率，用于同样的服务质量。这样就减少了两个码元将同时经受深度衰落的可能性。这种统计学上的两个码元将同时衰落的不可能性改善了解码器性能。

参见图2，这里示出了图1所使用的OTD解码器42的示意结构。OTD解码器42的输入是一个从天线38接收的下变换接收信号。该信号包含用于所有用户的业务信号以及可以用来估算来自每个发射天线的信道的导频信号。信道估算器50评估导频信号并计算信道系数r₁和r₂。