[發(fā)明專利]多入多出正交頻分復用系統(tǒng)閉環(huán)空間復用發(fā)射方法及系統(tǒng)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710147528.1
• 申請日: 2007-08-23
• 公開（公告）號: CN101374006A
• 公開（公告）日: 2009-02-25
• 發(fā)明（設計）人: 李斌;秦洪峰
• 申請（專利權）人: 中興通訊股份有限公司
• 主分類號: H04B7/06
• 分類號: H04B7/06;H04L5/02;H04L27/26;H04L1/06
• 代理公司: 北京安信方達知識產(chǎn)權代理有限公司
• 代理人: 許志勇;顏濤

技術領域

本發(fā)明涉及通信系統(tǒng)，更具體涉及一種多入多出(MIMO)、正交頻分復用(OFDM)無線通信系統(tǒng)的閉環(huán)(Close-loop)空間復用(SpatialMultiplexing)發(fā)射方法及系統(tǒng)。

背景技術

隨著數(shù)字信號處理技術和高速器件的發(fā)展，最初實現(xiàn)OFDM技術的障礙己不復存在，OFDM已經(jīng)在DAB(數(shù)字音頻廣播)、DVB(數(shù)字視頻廣播)和WLAN(無線局域網(wǎng))等系統(tǒng)中取得了成功的應用。OFDM利用各個子載波之間的正交性，允許子信道的頻譜相互重疊，可以很大程度地利用頻譜資源。它把高速數(shù)據(jù)流通過串并轉換，使得每個子載波上的數(shù)據(jù)符號持續(xù)長度相對增加，從而有效地減少了無線信道的時間彌散所帶來的符號間串擾(ISI)，同時由于各子信道的帶寬相對較窄，均衡便可以對每個子載波分別進行，這樣就減少了接收機內均衡的復雜度。由于上述特點，這項技術在近幾年來得到廣泛的應用。

MIMO是指在發(fā)射端和接收端，分別使用多個發(fā)射天線和接收天線。MIMO的基本思想是在發(fā)射、接收或收發(fā)雙端采用多個天線，通過空時處理技術，充分利用信道之間的獨立衰落特性，提高頻譜利用率，通信質量和系統(tǒng)容量。MIMO系統(tǒng)充分利用了發(fā)射端和接收端之間散射豐富的無線信道，由發(fā)射天線陣送出的多個不同數(shù)據(jù)流在接收端看來都有特有的、可區(qū)分的空間特性，即信道具有多維特性。因此MIMO信道可以看作是由兩端中最小天線數(shù)目個并行的子信道組成，則整個MIMO信道的容量就是所有子信道容量之和。

在未來的通信系統(tǒng)中，高速業(yè)務和用戶數(shù)的激增使得對頻譜的需求量急劇增加，而頻譜資源是有限的，所以結合MIMO和OFDM這兩項先進的技術，一方面可以提高頻譜利用率，另一方面可以有效抵抗頻率選擇性衰落。

MIMO技術包括分集和空間復用兩種，其中分集技術主要以空時(空頻)碼分集為代表，其主要利用空時編碼而增加傳輸?shù)娜哂嘈畔ⅲ瑥亩岣邿o線傳輸?shù)姆€(wěn)定性，但并未提高系統(tǒng)的頻譜利用率；而空間復用技術主要利用由無線信道的多徑傳播所帶來的MIMO系統(tǒng)的自由度，若各對收發(fā)天線路徑的衰落相互獨立，則可利用這些并行通道傳輸獨立的信息流，從而提高系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸率。

在已知信道信息的閉環(huán)模式下應用時，預編碼Precoding方法利用接收端所得信道估計計算天線權值，并將其反饋給發(fā)射端進行加權發(fā)射，達到將MIMO信道區(qū)分為多個相互獨立的并行通道進行空間復用的目的。但是其性能取決于反饋權值的碼本數(shù)目。碼本數(shù)目增加會帶來性能的提升但是增加了反饋信道的負荷，而降低碼本數(shù)目則會帶來性能的損失。因此在閉環(huán)模式下應用空間復用技術時要求能夠在保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性的基礎上，根據(jù)反饋信息自適應得利用信道信息提高系統(tǒng)性能和信道容量。在這種情況下既要保證MIMO系統(tǒng)性能的穩(wěn)定性和反饋信息的質量及效率，又要保證MIMO系統(tǒng)的復用增益和傳輸速率。

綜上所述，當前需要一種多入多出正交頻分復用無線通信系統(tǒng)的閉環(huán)空間復用發(fā)射的技術方案，在閉環(huán)模式下保證MIMO系統(tǒng)性能的穩(wěn)定性和反饋信息的質量及效率，同時保證MIMO系統(tǒng)的復用增益和傳輸速率。

發(fā)明內容

本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種多入多出正交頻分復用系統(tǒng)的閉環(huán)空間復用發(fā)射方法及系統(tǒng)，從而使得MIMO+OFDM通信系統(tǒng)降低了對MIMO信道獨立性的要求，并且在保證系統(tǒng)性能穩(wěn)定性的基礎上利用空間復用技術和信道信息提高系統(tǒng)的傳輸速率。

為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種多入多出正交頻分復用系統(tǒng)的閉環(huán)空間復用發(fā)射方法，包括以下步驟，

a、將原始信息比特經(jīng)過分層映射轉換成多路子數(shù)據(jù)流后，根據(jù)閉環(huán)信道信息對每路子數(shù)據(jù)流進行編碼調制，接著進行數(shù)據(jù)隨機化操作，得到隨機化后的子數(shù)據(jù)流；

b、對每路隨機化后的子數(shù)據(jù)流中插入導頻信號后，對每路插入導頻信號的隨機化后的子數(shù)據(jù)流進行正交頻分復用調制，得到正交頻分復用符號數(shù)據(jù)流并在對應的發(fā)射天線上進行發(fā)射。

進一步地，上述方法還可包括，所述步驟a中，根據(jù)信道信息將原始信息比特分為V層，然后將分層數(shù)據(jù)經(jīng)過串并轉換后轉換成M路子數(shù)據(jù)流，將其分別映射到對應的發(fā)射天線上，其中M為發(fā)射天線數(shù)目，且V≤M。

進一步地，上述方法還可包括，所述步驟a中，

在頻分雙工具備反饋模式或時分雙工上下行信道對稱性好的閉環(huán)情況下，所述每路子數(shù)據(jù)流的數(shù)據(jù)根據(jù)閉環(huán)信道的信道狀態(tài)信息或信道質量標識的信息進行相應的自適應編碼調制，包括以下步驟：

對數(shù)據(jù)流進行自適應的信道編碼，獲得編碼數(shù)據(jù)流；