[发明专利]高速率编码发射波束形成技术及近似最佳低复杂度接收机

权利要求书

1.用于通过发射波束形成的MIMO信道从发射机发射数据到接收机的系统，所述发射机包括至少两个发射天线、遵循错误校正码结构的编码器(ENC)和实施发射波束形成技术的波束形成装置(TxBF)，所述接收机包括至少两个接收天线和根据所述错误校正码结构限定的解码器，其中所述系统包括所述发射机和所述接收机，其特征在于编码器(ENC)的编码速率Rc、所述发射波束形成的MIMO信道的参数和系统的目标分集度的选择是相互依赖的， 

其中所述发射机(TRD)还包括数字调制器(MOD)，所述数字调制器将编码比特流转换为调制符号空间流，所述数字调制器(MOD)的输出是调制符号，所述调制符号形成了N_s个调制符号Z(i)的向量Z，其中i＝1，...，N_s，所述发射机(TRD)进一步包括代数线性预编码器(ALP)，其参数s被称为预编码尺寸，其满足s≤N_s，用以将同一向量Z中的N_s个调制符号Z(i)中的s个调制符号线性组合在一起，称为组合调制符号，并用以提供与通过发射波束形成的MIMO信道的一传输相关联的由N_s个预编码符号X(i)组成的输出向量X， 

其中所述输出向量X的N_s个预编码符号X(i)通过调制符号的向量Z与复线性矩阵S的乘积来获得，所述复线性矩阵S由以下给出： 

其中P₁和P₂是置换矩阵，而S′是满足以下的s×s矩阵，即如果由s个调制符号组成的向量与矩阵S′相乘，通过尺寸为s×s的对角带噪声瑞利衰减信道发送，并且由最大似然解码器解码，则性能的分集度等于s。 

2.根据权利要求1所述的系统，置换矩阵P₁被选择为等于单位矩阵，置换矩阵P₂选择为使得输出向量X的预编码符号[X(1)，X(N_s-s+2)，...，X(N_s)]是调制符号的所述向量Z的用于组合的调制符号[Z(1)，...，Z(s)]的线性组合，这样的输出向量X的其它预编码符号是未组合的调制符号并满足[X(2)，...，X(N_s-s+1)]＝[Z(s+1)，...，Z(N_s)]。 

3.根据权利要求1-2中任何一个所述的系统，所述接收机(RCV)包括检测器(DET)，所述检测器的输出是对编码比特c_j的估计，其特征在于：通过聚集所述数字调制器(MOD)、所述发射波束形成的MIMO信道和所述检测器(DET)来限定等效信道模型(BIBOCH)，所述等效信道模型的输入是编码比特c_j，所述等效信道模型的输出是对编码比特c_j的软估计或硬估计，所述等效信道模型在接收机处被看作 包括嵌套的块衰减信道NBFCH，其数学模型由块级联组成并具有五个参数，分别为：空间流的数量N_s≤min(N_t，N_r)、发射天线的数量N_t、接收天线的数量N_r、与每个块的等效信道系数相关联的分集度的集合D＝{N_tN_r，(N_t-1)(N_r-1)，...，(N_t-N_s+s)(N_r-N_s+s)}以及块的长度集合 级联块的数量等于N_s并且 其中L是每个码字的编码比特c_j的数量，每个块的长度LB(i)是由与第i空间流相关联的每个调制符号的比特的数量推导出来的，与第i块相关联的衰减随机变量定义为由D(i)个独立随机变量组成的子集∑(i)的组合，其中，整数值D(i)≤N_tN_r，使得其含义是以及假定D(1)＝N_tN_r具有最高的分集度，所述编码器(ENC)的编码速率R_c、所述嵌套的块衰减信道NBFCH的五个参数N_s，N_t，N_r，D，LB、预编码尺寸s以及可达到的系统目标分集度δ由如下的关系链接： 

δ(s)＝D(i)，其中i由给出， 

其中|D|是集合D的基数。