[发明专利]发射机、通信系统以及通信方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种发射机、通信系统以及通信方法。

背景技术

使用多天线或天线阵列进行发射和/或接收的技术(MIMO(多入多出))是下一代宽带无线通信系统的核心技术之一。MIMO通信系统使用N_t个发射天线和N_r个接收天线进行并行数据传输，其形成的N_r×N_t维MIMO信道可以被分解为L个独立并行空间子信道，其中L＜＝min(Nt，Nr)，其中，min(N_t，N_r)表示在数N_t和N_r中选择最小的数。可以在这L个独立空间子信道上并行发送独立数据流以增加系统频谱效率，其中Nr和Nt分别接收和发射天线元数目。

MIMO系统并行的独立空间子信道并不具有相同的通信条件，更具体地说，每个空间子信道的信道增益、所遭受的干扰以及衰落等都是不一样的，而且，一般来说差异较大。因此，每个空间子信道所支持的数据传输速率也会不同，但这也受到所采用的发射方法、QoS(服务质量)要求和发射功率的影响。随着通信条件的改变，不同的信号发射方法所获得的系统性能也会不同。比如，在低信噪比环境或具有直线视距(LOS)的通信条件下，波束赋形发射能取得更宽的性能优化范围，换句话说，在具有突出子信道增益的信道环境下，波束赋形发射是优化的；天线的相关性降低了空时编码(STC)系统的性能。利用发射机所能获得的信道状态信息(CSIT)进行发射信号处理能够进一步提高MIMO系统的性能，发射预编码或多模发射波束赋形就是这类技术之一，因为利用CSIT，发射机就可以获得每个空间子信道的信道条件或衰落状况，从而根据这些空间子信道的知识进行发射功率分配、发射符号位分配、星座选择等，以提高MIMO系统性能。但是，在发射机获得CSIT出现较大误差的情况下，发射预编码系统将在低增益子信道上遭遇较大的性能降低。总的来说，发射预编码技术能获得的系统增益受发射机获得的CSIT精度十分相关，波束赋形或单模发射技术在高增益子信道或具有直线视距的MIMO无线环境下，其优化范围更大；另一方面，STC发射技术却不需要任何信道状态信息。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种能够很好地将发射预编码技术和STC发射技术结合以提高系统性能的发射机、通信系统和通信方法。

依照本发明的发射机包括：发射信道处理模块，用于获得各个子信道的增益；第一发射预处理模块，用于根据发射信道处理模块的处理结果，在高增益的子信道上对发射数据执行第一发射预处理；第二发射预处理模块，用于根据发射信道处理模块的处理结果，在低增益的子信道上对发射数据执行第二发射预处理；和发射天线，用于将第一发射预处理模块和第二发射预处理模块处理并求和后的发射数据发射。

依照本发明的通信系统包括发射机和接收机，该发射机包括：发射信道处理模块，用于获得各个子信道的增益；第一发射预处理模块，用于根据发射信道处理模块的处理结果，在高增益的子信道上对发射数据执行第一发射预处理；第二发射预处理模块，用于根据发射信道处理模块的处理结果，在低增益的子信道上对发射数据执行第二发射预处理；和发射天线，用于将第一发射预处理模块和第二发射预处理模块处理并求和后的发射数据发射，该接收机包括：接收天线，用于接收来自发射机的数据；数据复制模块，用于接收来自接收天线的数据，并复制该接收的数据；第一接收处理模块，用于接收数据复制模块接收的数据和复制的数据中的任一个，并对数据进行第一接收处理，以获得第一发射预处理模块处理后的数据；和第二接收处理模块，用于接收数据复制模块接收的数据和复制的数据中的另一个，并对数据进行第二接收处理，以获得第二发射预处理模块处理后的数据。

依照本发明的通信方法包括：步骤a，确定各个子信道的增益；步骤b，根据步骤a的结果，在高增益的子信道上对发射数据执行第一发射预处理；步骤c，根据步骤a的结果，在低增益的子信道上对发射数据执行第二发射预处理；和步骤d，将步骤b和步骤c处理后求和的发射数据发射。

依照本发明，充分利用了波束赋形技术的低计算复杂度和STC设计不需要CSIT的特点，从而与完全采用发射预编码技术相比，降低了系统性能对信道状态信息(CSI)误差的敏感性，获得了鲁棒系统性能；与完全采用STC技术相比，提高了发射符号速率，并降低了发射机和接收机信号处理的复杂度。

附图说明

图1为依照本发明的发射机的结构框图。

图2为依照本发明的接收机的结构框图。