[发明专利]利用多天线接收机的高比特率无线通信方法

说明书

本发明涉及在具有M≥1个发射天线的发射机与具有总共N≥2个接收天线的一个或多个接收机之间发射数据的方法。在所述的方法中，数据通过包括L≥1个子载波的OFDM/OQAM调制发射。发射的数据通过预编码矩阵预编码，其中，预编码矩阵的大小为M·N并且其基于迫零矩阵并基于空间复用矩阵。

技术领域

本发明涉及无线通信，尤其是IEEE 802.11、IEEE 802.16、3GPP LTE Advanced(3GPP LTE演进)和DVB标准的无线电通信。

更具体地，本发明涉及一种数据传输系统，该数据传输系统包括配有一个或多个发射天线的发射机、和配有至少两个接收天线的接收机。当系统仅包括单个发射天线时，这种系统被称为SIMO(“单输入多输出(Single Input Multiple Output)”的英文缩写)，当系统包括若干个发射天线时，这种系统被称为MIMO(“多输入多输出(Multiple InputMultiple Output)”的英文缩写)。

背景技术

相对于包括单个发射天线和单个接收天线的SISO系统(“单输入单输出(SingleInput Single Output)”的英文缩写)，SIMO/MIMO系统有利地使其能够通过空间复用增加数据发射比特率。由此回顾，“空间复用”的技术由以下方式构成：将待被发射的数据流切割成一定数量的子流(从而，有利的是，相应地划分所需的通带)，随后同步地发射多个子流，并且最后适当地重新结合在接收天线上接收到的相应信号。由此，能够通过MIMO系统发射的独立信号的实际数量等于转换矩阵H的等级(N·M维度的矩阵，其中，N表示接收天线的数量，M表示发射天线的数量)。该系统的空间效率因此基于独立信号的数量，但是也基于与每个子流相关联的BER(“误比特率(Bit Error Rate)”的英文缩写)，因此，进一步有利的是设想多天线编码(称为“空时编码(space-time coding)”)从而减少BER。

此外，据回顾，所谓的OFDM(“正交频分复用(Orthogonal Frequency DivisionMultiplexing)”的英文缩写)调制有效地减少了数据符号之间的干扰。此外，OFDM的实现相对不复杂；特别是，OFDM信号调制可以通过反向快速傅里叶变换(IFFT)的有效方式实现，并且OFDM信号的解调可以通过直接快速傅里叶变换(FFT)的有效方式实现。然而，OFDM调制表现出频谱效率相当低的缺点(由于“循环前缀”的使用)。

因此已提出了被称为“OFDM/OQAM”的另一种调制，其表现出频谱高效的优点(因为相比于OFDM，其不需要任何循环前缀)，同时(如OFDM那样)以不复杂的方式绕过符号之间的干扰(缩写OQAM是用“(Offset Quadrature Amplitude Modulation)”的英文首字母形成的)。

然而，仅在使用SISO系统时几乎不存在符号之间的干扰。当然，如在M.Payaró、A.Pascual-Iserte和M.Nájar的名为“根据信道不准确性在MIMO系统中的FBMC与OFDM之间的性能比较(Performance Comparison between FBMC and OFDM in MIMO Systems underChannel Uncertainty)”(IEEE无线会议2010，美国，新泽西州，皮斯卡塔韦，2010年4月)文章中所述，在SIMO/MIMO系统的情况下，OFDM/OQAM调制导致了符号之间的干扰，在信号的估计中的误差(实际上不可避免)越大这种调制越重要。

在这篇文章中，作者提出了适用于减小这种干扰的空间复用/空间解复用方法。更准确的说，给出了配备有M个发射天线的发射机和配备有N个接收天线的接收机，该接收机获得在发射机与接收机之间的用于给定子载波的MIMO信道的转换矩阵的估值；之后，对于该子载波，确定复用的矢量(具有M个复分量)，而其与和该估值的最大特征值相关联的该估值的特征矢量成正比；最后，接收机通过接收由发射机发送的导频符号并且通过在解复用后最大化符号上的均方误差而确定对于该子载波的解复用矢量(具有N个复分量)。