[发明专利]一种多用户自适应分组分层时空信号收发系统

摘要

本发明多用户自适应分组分层时空信号收发系统，特征是其基站根据所有用户到基站的信道响应矩阵的估计值，以总的系统理论容量或以信道的条件数作为优化目标，自适应地将各个用户的天线分组；分组信息通过下行信道反馈到各个用户；各个用户的天线在其承载的数据上乘以对应于分组的正交码；基站接收机通过解正交码，把天线发送的数据信号分离为若干组；每个组中的多个发送天线与基站的接收天线构成分层时空系统，利用分层时空系统的干扰对消解调算法解调出各个天线数据，重新整序后得到所有用户的数据。本发明结合传统的上行链路多用户码分多址方式，利用空间信道的自由度，提高了系统性能；尤其在不良的空间信道条件下，可以避免系统性能的恶化。

主权项

1.一种应用于移动通信系统上行同步链路的多用户自适应分组分层时空信号收发系统，包括移动用户发送模块和基站接收机(10)；设系统包括编号为U_1，...，U_K的K个用户；第k个移动用户发送模块有mk个发送天线，系统中的K个用户共有M个发送天线，记为[A1，A2，...，AM]；所述第k个移动用户发送模块将其待发送的数据(1)由调制模块(2)调制，串并转换模块(3)取出mk·Nd个连续的调制后的数据为一个数据块，设为第n块，将其转换为mk 路长度为Nd的数据流，每路数据流对应一个发送天线；复用模块(5)以时分复用方式在每路数据流中插入用于信道估计的长度为Np的训练序列(4)，形成长度为NB＝Nd+Np 的带训练序列的数据流(7)；设T为每个数据符号的持续时间，第n块数据块传输的时间长度为TB＝NBT，在时间段(n-1)TB～nTB内，每路带训练序列的数据流(7)在每个数据符号持续时间内被乘上基站指定给它的正交码序列(6)，成为发送信号，该步骤称为信道化过程；所有发送天线(8)同时发送的上述信号经过上行信道(9)到达基站接收机(10)；所述基站接收机(10)的天线(12)将收到的所有用户的信号送往解正交码模块(13)；设所有用户的天线使用的正交码序列(6)共有G个不同的序列，解正交码模块(13)按照G个不同的正交码序列将所有用户的信号分解成为对应的G个分组的信号，其中每个分组的信号包括与训练序列对应的接收信号(15)和与传输数据对应的接收信号(14)；对任意一个分组的信号，信道估计模块(16)将与训练序列对应的接收信号(15)作为输入，对分组内各个发送天线(8)到各个基站接收天线(12)的时间段(n-1)TB～nTB内的信道Hp进行信道估计，得到信道估计值(17)；分层时空数据解调模块(19)利用该信道估计值(17)和上述与传输数据对应的接收信号(14)，并调用多用户干扰对消解调算法解调出在时间段(n-1)TB～nTB内所有发送天线上发送的数据(20)；其特征在于：所述基站接收机(10)还将信道估计模块(16)得到的时间段(n-1)TB～nTB内的信道估计值(17)输入到优化分组模块(18)，优化分组模块(18)选用分组优化方法(24)对时间段nTB～(n+1)TB内所有天线进行优化分组，把K个用户的M个发送天线[A1，A2，...，AM]分为G个组，记分组矢量F＝[F1，F2，...，FM](25)，其中Fi表示第i个天线被分在第Fi组，Fi∈{1，2，...，G}；基站通过下行反馈信道(11)通知各个用户在时间段nTB～(n+1)TB内其各个天线所在的组号，设移动用户获知第i个天线被分在第p＝Fi组里，并设与该组对应的唯一的正交码序列为Wp，其长度为L，取自含有G个沃尔什码的集合，W＝[W1，W2，...，WG]，在时间段nTB～(n+1)TB内的信道化过程中，第i个天线上对应的带训练序列的数据流(7)所乘的正交码序列(6)为Si＝Wp；优化分组模块(18)还将各个时间段内的分组矢量传送给重组及并串转换模块(21)，重组及并串转换模块(21)利用与发送数据时间段相对应的用户的分组矢量(25)，将分层时空数据解调模块(19)解调出的数据(20)整序重组，并串转换后恢复为对应的各个用户的数据(22，23)。