[發(fā)明專利]一種實(shí)現(xiàn)多天線系統(tǒng)切換的方法和裝置

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200610083124.6
• 申請(qǐng)日: 2006-06-05
• 公開（公告）號(hào): CN101087166A
• 公開（公告）日: 2007-12-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王衍文;秦洪峰;王強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中興通訊股份有限公司
• 主分類號(hào): H04B7/04
• 分類號(hào): H04B7/04;H04L25/02
• 代理公司: 北京中博世達(dá)專利商標(biāo)代理有限公司
• 代理人: 范曉燕

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及通訊領(lǐng)域的多輸入多輸出天線技術(shù)，尤其涉及一種多天線系統(tǒng)中基于空間信道特征實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)切換的方法和裝置。

背景技術(shù)

為了適應(yīng)未來通信的要求，需要不斷提高無線傳輸?shù)南到y(tǒng)容量和頻譜利用率。因此追求盡可能高的頻譜利用率已成為當(dāng)前一個(gè)充滿挑戰(zhàn)的問題。貝爾實(shí)驗(yàn)室提出的一種分層空時(shí)碼系統(tǒng)模型一垂直貝爾實(shí)驗(yàn)室分層空時(shí)碼(V-BLAST，Vertical?Bell?Laboratories?LayeredSpace-Time?coding)是能夠有效提高無線頻譜利用率的主要方案之一。

該系統(tǒng)是一種空分復(fù)用系統(tǒng)，通過串并轉(zhuǎn)換將單個(gè)數(shù)據(jù)流分解為多個(gè)子數(shù)據(jù)流，各子數(shù)據(jù)流獨(dú)立進(jìn)行編碼/調(diào)制，并從多個(gè)天線同時(shí)發(fā)送出去；在接收端，同樣用多個(gè)天線接收數(shù)據(jù)，然后用V-BLAST方法檢測(cè)出每個(gè)天線發(fā)送的數(shù)據(jù)流，再經(jīng)并串轉(zhuǎn)換，恢復(fù)出原始數(shù)據(jù)流。當(dāng)滿足分集的閾值時(shí)，數(shù)據(jù)率隨BLAST系統(tǒng)的發(fā)送和接收天線的數(shù)量增長(zhǎng)，且所提供的信道容量能接近理論上限值。

需要說明的是，V-BLAST結(jié)構(gòu)中的多輸入多輸出(MIMO，Multiple-Input?Multiple-Output)無線信道總被假設(shè)為平衰落。然而，在高速無線多媒體通信場(chǎng)合，由于V-BLAST結(jié)構(gòu)中的發(fā)射天線數(shù)不可能不切實(shí)際地一直增加，因此單純依賴V-BLAST結(jié)構(gòu)中的空域解復(fù)用操作(即矢量編碼)將無法保持MIMO無線信道的平衰落性，即MIMO無線信道將不可避免地具有頻率選擇性。毫無疑問，對(duì)于頻率選擇性V-BLAST結(jié)構(gòu)而言，平衰落V-BLAST結(jié)構(gòu)將難有用武之地。

另外V-BLAST方法受信道相關(guān)性的影響較大，在相關(guān)系數(shù)大于0.4以后系統(tǒng)的誤碼性能急劇惡化。然而在實(shí)際的無線傳輸系統(tǒng)，信道的相關(guān)系數(shù)由許多因素決定，如取決于收發(fā)天線的物理參數(shù)、天線之間的距離、空間散射體的分布等。因此，在實(shí)際應(yīng)用情況信道往往是相關(guān)的，這樣也在一定程度上限制了V-BLAST結(jié)構(gòu)的應(yīng)用。

克服V-BLAST結(jié)構(gòu)的缺陷，使其具有更廣泛的適用性一直是研究人員努力的方向。一種可行的方法是將正交頻分復(fù)用(OFDM，Orthogonal?Frequency-Division?Multiplexing)技術(shù)引入V-BLAST結(jié)構(gòu)，克服空域解復(fù)用操作等局限性。如文獻(xiàn)[WU?Xiao-jun，LI?Xing，WANG?Ji-long.Blind?estimation?of?frequency-selective?channels?for?V-BLAST?OFDM?system.JOURNALOF?CHINA?INSTITUTE?OF?COMMUNICATIONS，2004，25(10)]采用聯(lián)合空頻解復(fù)用操作，給出一種貼標(biāo)簽型延遲分集V-BLAST?OFDM系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)能夠賦予V-BLAST?OFDM系統(tǒng)以旋轉(zhuǎn)不變性質(zhì)。但是該結(jié)構(gòu)異常復(fù)雜，難以在實(shí)際系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的是為了克服上述多輸入多輸出V-BLAST系統(tǒng)的缺點(diǎn)，解決采用單一V-BLAST難以應(yīng)對(duì)各種復(fù)雜通信環(huán)境的問題，提出一種基于信道特征識(shí)別的多天線切換實(shí)現(xiàn)方法和裝置。

本發(fā)明的核心思想是，根據(jù)陣列接收信號(hào)的相關(guān)矩陣和發(fā)射信號(hào)的相關(guān)矩陣特性，將通信環(huán)境分為不相關(guān)衰落信道、半相關(guān)衰落信道和全相關(guān)衰落信道等類型的信道，針對(duì)不同類型的信道采用相應(yīng)的OFDM方式或V-BLAST空時(shí)處理方式。

本發(fā)明具體是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種實(shí)現(xiàn)多天線系統(tǒng)切換的方法，包括如下步驟：

第一步，接收端信道估計(jì)，通過信道估計(jì)生成信道質(zhì)量測(cè)量值信息，且給出反映信道特征值的信道矩陣；

第二步，根據(jù)接收端信道估計(jì)的信息，進(jìn)行通信信道狀態(tài)信息反饋；

第三步，根據(jù)通信信道狀態(tài)信息，進(jìn)行信道的相關(guān)矩陣特征的估計(jì)，利用分解Rayleigh分量進(jìn)行識(shí)別；

第四步，根據(jù)信道的相關(guān)矩陣特征，實(shí)時(shí)選擇調(diào)制方式和空時(shí)處理方式，并進(jìn)行相應(yīng)方式的實(shí)施。

所述第一步中，

所述信道質(zhì)量測(cè)量值信息，以鏈路的總信噪比形式給出；

所述反映信道特征值的信道矩陣，包含每對(duì)發(fā)射和接收天線之間信道響應(yīng)關(guān)系。

所述第三步，包括如下步驟：

(1)得到信道的發(fā)射相關(guān)矩陣和接收相關(guān)矩陣；

(2)分解多輸入多輸出信道的Rayleigh分量，所述分量用Rayleigh衰落信道隨機(jī)矩陣，信道的發(fā)射相關(guān)矩陣和接收相關(guān)矩陣表示；

(3)根據(jù)分解Rayleigh分量得到的參數(shù)判斷信道類型并對(duì)信道分類，識(shí)別：