[发明专利]用于通信系统的空时编码

说明书

提供了一种用于生成用于对在通信系统中将要通过传输信道传输的包含独立符号的集合的数字数据序列进行编码的空时块码(STBC)的方法，所述空时块码由线性色散表示中的线性色散矩阵的集合来表示，每个线性色散矩阵包括具有复值的分量，所述方法包括：取决于与所述线性色散矩阵的选定对的集合相关的逐分量条件，生成所述线性色散矩阵中的至少一些，每一对包括第一线性色散矩阵和第二线性色散矩阵，所述逐分量条件包括所述第一线性色散矩阵的分量与所述第二线性色散矩阵的分量之间的逐分量条件。

背景技术

本发明总体上涉及数字通信，并且特别涉及用于生成线性空时块码(STBC)的方法、系统和计算机程序产品。

在数字技术的发展和新的多媒体应用的出现的推动下，已经开发了不同的无线通信系统，例如使用单个或多个天线容纳单个或多个发射机/接收机的蜂窝网络和无线自组网。

在无线通信系统中，通过物理信道的数字流的传输可能受到不期望的信道效应(例如，多径反射和传播衰减)的干扰而导致信号失真。通常使用分集方案来解决这种衰减效应，同时改善系统性能。特别地，发射分集增加了接收站可以接收由发射站传输的数据的可能性。

无线通信系统可以通过使用各种方案(例如，空时编码(STC)方案)来实现分集，以使分集增益最大化，并因此增加传输可靠性。与仅提供接收分集的未编码方案(即，不使用STC)不同，针对使用STC的编码方案，额外提供由时间维度带来的发射分集。在空时编码方案中，可以通过在衰减信道环境中使用多个发射天线来获得空间分集增益。

已知的空时编码方案包括空时块码(STBC)方案。空时块编码主要在于通过多个天线传输相同数据的多个副本，以便提高通过噪声信道的数据传输的可靠性。

使用空时块码(STBC)的常规发射机包括串行到并行转换器，以创建符号块并将所创建的符号块提供到编码器。编码器创建与符号的多个组合，并将该组合经由n_t个发射天线进行传送。

从编码器输出的符号可以由n_t＊T编码矩阵表示，T表示时间码长度。针对相应的时间段来传输编码矩阵的每一行中的符号，并且经由相应的天线来传输每一列中的符号。

期望编码矩阵的列彼此正交以促进解码并提供最大的分集增益。

解码器的选择影响解码后获得的分集阶数。此外，在实际的多输入多输出(MIMO)系统中，接收机处的最大似然(ML)解码的复杂度是主要的考虑。实际上，由于空时码由矩阵表示，所以码本的大小可能相当大，并且最大似然(ML)解码可能具有显著的复杂度。

近年来，已经对使用公知的球解码器(SD)提供低复杂度ML解码的线性STBC的构造进行了广泛研究。首先考虑的方法是基于用于定义线性代码的加权矩阵之间的相互正交性的Hurwitz-Radon(HR)理论。使用这种正交设计的STBC码的示例包括Alamouti STBC码(Alamouti，“A Simple Transmit Diversity Technique for WirelessCommunications”，IEEE Journal on Selected Areas in Communications，第16卷，第1451-1458页(1998年10月))。这种正交码实现完全分集，并且具有在接收机处的快速ML解码。然而，针对四个以上的发射天线，难以构建速率高于一的正交设计。为了克服这个问题，已经提出了根据准正交设计的STBC，其正交性被放宽松以改善符号速率。因此，解码复杂度被增加以改善符号速率。然而，这些代码不能实现完全分集，并且在高SNR下遭受不良的性能。

因此，需要生成满足期望的分集阶数和/或期望的编码速率同时提供降低的复杂度的STBC的方法和系统。

发明内容