[发明专利]用于在具有至少两个天线的无线系统中发射数据流的方法以及实现该方法的发射机

说明书

技术领域

本发明涉及一种在包括具有至少两个天线的发射机的无线系统 中发射数据流的方法。本发明还涉及一种实现该方法的发射机以及一 种用于接收使用该方法所发射的信号的接收机。

背景技术

现有和未来的无线通信系统要求在保持高传输质量的同时恒定 地增加吞吐量。除此之外，作为目标，这些系统具有建立包括高质量 数据和视频传输信道在内的服务的能力。更具体地说，增加吞吐量， 频谱效率是关键，然而这些无线系统专用的无线电频谱和/或许可的发 射功率可能不会相应地增大。

在此背景下，由于在发射机侧和接收机侧都使用多个天线的多输 入输出(MIMO)技术在给定总发射功率下提供较大的信道容量增益， 因而这类技术是非常有前途的。具体地，在[E.Telatar，“Capacity of Multi-antenna Gaussian Channels”Internal technical report，June 1995， Bell Laboratories http://mars.bell-labs.com/papers/]中示出了理论信道容 量随着发射和接收天线的最小值而线性增加。由于该理论基础已被公 开，已经做出了很多努力以设计高效利用该可用容量的发射和接收方 案。具体地，已经设计了所谓的空时编码方案。空时编码方案对要关 于时间维和空间维(发射天线)发射的信号进行编码。备选地，时间 维可由用于多载波系统的频率维替代，由此产生空频编码。在这些方 案之中，最近设计出了被称为Golden码的、由于任何其它码的全速率 码，以寻址两个发射天线。

为了使用两个发射天线获得较大的频谱效率，如US 2005/0185575A1所述，现有技术在于合并外部大功率信道码，例如卷 积码、turbo码或具有较大调制星座的低密度奇偶校验码(LDPC)，并 使用基于两个发射天线的空时编码或空间复用。然而，这类方案要求 较高码率以实现目标的高频谱效率，从而降低了这些方案的性能。此 外，这类方案要求在空时检测的输出处产生软比特以馈入信道解码器 的输入，从而导致过于复杂或非最佳的接收机。

发明内容

本发明利用Golden码或其它任何类型的鲁棒空时码，Golden码 或其它任何类型的鲁棒空时码与适当的外部非二进制编码、交织和调 制相结合以提供高频谱效率以及易于实现的鲁棒的传输方案。

本发明涉及一种在包括具有至少两个天线的发射机的系统中发 射数据流的方法，所述方法包括步骤：

-将所述数据流划分为k比特的第一字，

-使用非二进制码对第一字进行编码，第一字为非二进制码的符 号，并且码符号的比特大小(k)用来划分每一空时码字中的比特数目，

-由逐符号交织器对编码后的符号进行交织，

-将由此获得的交织后的符号分割成log₂(M)个元素的组，

-使用M个点的星座将log₂(M)个元素的组映射到复数符号上， 然后

-利用空时码对复数符号进行编码，以获得空时码字。

因此，本发明在于使用良好分隔的非二进制码(具体为基于GF(2^k) 的Reed Solomon(RS)信道码)，随后是符号交织器、数字调制和空时 码(具体为理想码，更具体为Golden码)，以利用至少两个发射天线 和至少两个接收天线获得高鲁棒性传输。这一特定组合导致了由于现 有技术的显著优点。具体地说，本发明提供了更好的鲁棒性，例如， 在给定频谱效率下，针对给定残差率，与现有技术相比要求更低的 SNR。例如，这导致在给定吞吐量下的更大的传输范围。类似地，本 发明提供了在给定鲁棒性等级下比现有技术更好的频谱效率。本发明 还提供了在给定性能等级下实现简单性方面的优势。

本发明的方法还包括将空时码字交织为空频码字然后使用多载 波调制技术来调制空频码字的步骤。将空时码字交织为空频码字使得 空频码字的子载波尽可能地远。

这带来了若干优点：

-将展开在若干个多载波符号上的空时码替换为展开在同一个多 载波符号的若干个子载波上的空频码减少了接收机侧的解码等待时间 (例如，因此减小了缓存大小)。

-将空频码字的子载波尽可能地分隔开，以允许在仅有的空间分 集之外利用频率分集，从而增加了方案的鲁棒性。