[發(fā)明專利]使用發(fā)射分集技術(shù)的方法和系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 00804118.0
• 申請日: 2000-02-04
• 公開（公告）號: CN1348642A
• 公開（公告）日: 2002-05-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 尼古拉斯·威廉·惠內(nèi)特;奧斯卡·克洛普;弗蘭塞斯克·博伊夏德拉;基蘭·庫馬爾·庫切;卡邁爾·羅哈尼
• 申請（專利權(quán)）人: 摩托羅拉公司
• 主分類號: H04B7/06
• 分類號: H04B7/06
• 代理公司: 中原信達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 余朦,李輝

發(fā)明領(lǐng)域

本發(fā)明一般涉及一種無線通信系統(tǒng)，特別是發(fā)射和解調(diào)通信信號的一種改進(jìn)的方法和系統(tǒng)，該通信信號是使用發(fā)射分集技術(shù)的一種新組合從一個天線陣發(fā)射的。

技術(shù)背景

設(shè)計無線通信系統(tǒng)的一個重要目的是增加可以由該通信系統(tǒng)同時服務(wù)的用戶的數(shù)量。該目的被稱之為增加系統(tǒng)容量。在一個干擾限制系統(tǒng)中，比如碼分多址(CDMA)無線通信系統(tǒng)中，增加容量的一種途徑是降低分配給每個用戶的發(fā)射功率。通過降低所分配的發(fā)射功率，可以降低所有用戶的干擾，從而提供可以用來增加新用戶的附加容量。

降低每個用戶的發(fā)射功率的一個途徑是增加使用者或用戶單元與服務(wù)于該用戶的基站之間的無線鏈路或信道的效率。減少通信鏈路效率的一個現(xiàn)象是衰落。衰落可以有若干形式，其中之一被稱作多徑衰落。多徑衰落是由接收機(jī)合并被發(fā)射信號的兩個或多個拷貝造成的，在某種程度上減少了所接收信號的總電平。

在現(xiàn)有技術(shù)中，已經(jīng)提出了若干種減小衰落影響的分集技術(shù)。這些技術(shù)包括正交發(fā)射分集(OTD)和空-時(空間-時間)發(fā)射分集(STTD)。

下面參見圖1，圖中示出了實現(xiàn)一個正交發(fā)射分集系統(tǒng)的發(fā)射機(jī)和接收機(jī)的高級方框圖。如圖所示，數(shù)據(jù)源20提供了一個可以被編碼和交織的碼元流。這種碼元可以代表將發(fā)射到用戶單元的一個或多個業(yè)務(wù)信道中的數(shù)據(jù)。業(yè)務(wù)信道中數(shù)據(jù)可以代表用戶希望經(jīng)通信系統(tǒng)傳遞的話音、數(shù)據(jù)、視頻或其它數(shù)據(jù)。

從數(shù)據(jù)源20輸出碼元的速率由碼元時鐘22控制。所示的碼元S₁和S₂來自數(shù)據(jù)源20，其中每個碼元在碼元時鐘22的1個周期或者在可以被說成是在T₀至T₁的持續(xù)時間的一個碼元周期輸出。

來自數(shù)據(jù)源20的串行碼元流被耦合到按碼元時鐘22的速率切換的換向器24。換向器24把第一碼元發(fā)送給擴(kuò)頻器26，然后切換，把第二碼元S₂發(fā)送給擴(kuò)頻器28。其后的碼元在擴(kuò)頻器26與擴(kuò)頻器28之間交替每個碼元周期。

擴(kuò)頻器26和28通過用擴(kuò)頻碼，比如沃爾什碼乘以碼元來擴(kuò)展碼元。由于擴(kuò)頻器26和28的碼元速率是源自數(shù)據(jù)源20的碼元速率的半速率，因此可以級聯(lián)單個沃爾什碼，在擴(kuò)頻器26上形成一個新沃爾什碼，以及用逆拷貝級聯(lián)單個沃爾什碼，在擴(kuò)頻器28上形成擴(kuò)頻碼。由于這些雙倍長度的沃爾什碼被用來擴(kuò)展半速率碼元，因此擴(kuò)頻器26和28輸出的碼片速率保持與不具有OTD的傳送相同的速率。

擴(kuò)頻器26和28的輸出被耦合到射頻發(fā)射機(jī)30和32。這些射頻發(fā)射機(jī)可以包括一個調(diào)制器，其后跟隨一個用于把被調(diào)制信號上變換為所選定載頻的上變換器，和一個提供適當(dāng)?shù)陌l(fā)射射頻信號的功率的放大器。

射頻發(fā)射機(jī)30和32的輸出被耦合到天線34和36，用于同時發(fā)射碼元S₁和S₂。由于天線34和36相互間隔，因此從每個天線到用戶單元的信號的不同路徑或射線的特征可以被分別測量，并且用所示的r₁和r₂系數(shù)描述，其中r₁和r₂是代表信道的增益和相位的復(fù)數(shù)。盡管r₁和r₂在這里被處理為單個值，但它們可以是描述多個可解析的多徑射線的增益和相位的矢量。

天線38被用戶單元使用，以接收從天線34和36發(fā)射的信號。所接收的信號在下變換器和解調(diào)器40中下變換和解調(diào)，并在OTD解碼器42中解碼。

OTD解碼器42的輸出是分別與信道系數(shù)r₁和r₂的量值的二次方相乘的恢復(fù)碼元。OTD解碼器42的工作細(xì)節(jié)在圖2中示出，下面將進(jìn)行討論。

OTD解碼器輸出被耦合到解交織器和解碼器44，用于進(jìn)行與數(shù)據(jù)源20中執(zhí)行的編碼和交織處理相對應(yīng)的解交織和解碼處理。解交織器和解碼器44的輸出是業(yè)務(wù)信道數(shù)據(jù)。由于不同的碼元經(jīng)受不同的信道增益，因此采用OTD分集技術(shù)減少發(fā)射功率，用于同樣的服務(wù)質(zhì)量。這樣就減少了兩個碼元將同時經(jīng)受深度衰落的可能性。這種統(tǒng)計學(xué)上的兩個碼元將同時衰落的不可能性改善了解碼器性能。

參見圖2，這里示出了圖1所使用的OTD解碼器42的示意結(jié)構(gòu)。OTD解碼器42的輸入是一個從天線38接收的下變換接收信號。該信號包含用于所有用戶的業(yè)務(wù)信號以及可以用來估算來自每個發(fā)射天線的信道的導(dǎo)頻信號。信道估算器50評估導(dǎo)頻信號并計算信道系數(shù)r₁和r₂。