CN100525538C - 移动通信系统的发射分集设备及其方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种移动通信系统的发射分集设备及其方法。在根据本发明的移动通信系统的发射分集设备和方法中，通过根据前向信道质量来改变前向信道编码和调制方法，并采用诸如STTD或STD那样的发射分集方法来发送发射码元，可同时提高前向信道发射速率，获得发射分集增益和提高误码性能。

Description

移动通信系统的发射分集设备及其方法
技术领域
本发明涉及移动通信系统的发射分集设备及其方法。
背景技术
为了在移动通信系统中提供各种多媒体服务，需要提高数据容量和数据发射速度。因此，急需开发用于通过有效利用有限频率来增加系统容量的方法。此外，一般与后向链路相比，前向链路需要的容量较大，因此，提出了多种用于增加前向链路容量的方法。
AMC(自适应调制和编码)方案是用于通过估计前向信道特性并根据前向信道特性的变化来改变编码和调制方法，从而有效利用有限的无线电资源来增加前向链路容量的方法。
图1是示出通用AMC(自适应调制和编码)设备的方框图。
通用AMC设备包括：AMC接收机10，用于通过使用通过接收天线11接收的接收信号来估计前向信道特性，对估计的前向信道特性进行反馈，对接收信号进行解调和解码；以及AMC发射机20，用于根据反馈的前向信道特性来选择MCS(调制编码方案)级别，根据所选的MCS级别来对发射数据进行编码和调制。
AMC接收机10包括：信道估计器12，用于通过使用通过接收天线接收的接收信号来估计前向信道特性，并发射估计的前向信道特性；解调器13，用于根据在信道估计器12中估计的前向信道特性来检测解调方法，并根据解调方法来对接收信号进行解调；信道去交织器14，用于对在解调器13中解调的接收数据进行信道去交织；以及解码器15，用于对从信道去交织器14输出的接收数据进行解码。
AMC发射机20包括：MCS级别选择器21，用于根据从AMC接收机10发射的前向信道特性来选择MCS级别；编码器22，用于根据MCS级别的相关编码速率来对发射数据进行编码；信道交织器23，用于根据MCS级别来对在编码器22中编码的发射数据进行信道交织；以及调制器24，用于根据MCS级别的相关调制方法来对从信道交织器23输出的发射数据进行调制，并将其通过发射天线25发射。
AMC接收机10被包括在移动站内，并且AMC发射机20被包括在基站内。
基站可通过从移动站接收前向信道SNR的反馈来进行MCS级别选择。或者，移动站可根据估计的前向信道的SNR来进行MCS级别选择，并将其反馈发射到基站。
首先，将对根据信道特性来对MCS级别进行分类的方法进行说明。
图2A示出了根据有关SNR(信噪比)的帧误码率和吞吐量来对各MCS级别进行分类的方法。
例如，当信道的SNR不小于3.25dB和不大于7.25dB时，与1/3编码速率-QPSK(四相移相键控)调制方法相比，2/3编码速率-QPSK调制方法具有较大吞吐量。此外，当信道的SNR不小于7.25dB和不大于9.25dB时，与1/3编码速率-QPSK调制方法相比，2/3编码速率-8PSK(相移键控)调制方法具有较大吞吐量。当信道的SNR不小于9.25dB时，与1/3编码速率-QPSK调制方法相比，2/3编码速率-16QAM(正交振幅调制)方法具有较大吞吐量。
因此，当信道的SNR不大于3.25dB时，选择1/3编码速率-QPSK调制方法。当信道的SNR不小于3.25dB和不大于7.25dB时，选择2/3编码速率-QPSK调制方法。当信道的SNR不小于7.25dB并不大于9.25dB时，选择2/3编码速率-8PSK调制方法。当信道的SNR不小于9.25dB时，选择2/3编码速率-16QAM方法。
图2B是示出参照图2A的MCS级别的表。
如图2B所示，MCS级别1表示1/3编码速率-OPSK调制方法，MCS级别2表示2/3编码速率-OPSK调制方法，MCS级别3表示2/3编码速率-8PSK调制方法，MCS级别4表示2/3编码速率-16QAM方法。
以下将对移动通信系统的通用ATM编码设备的操作进行说明。
移动终端的AMC接收机10的信道估计器12通过使用通过接收天线11接收的接收信号来估计前向信道特性，并且将估计的前向信道特性从移动终端反馈到基站的AMC发射机20。
移动终端的AMC接收机10的解调器13根据估计的前向信道特性来检测调制方法，并根据检测的调制方法来对接收信号进行解调。通过信道去交织器14和解码器15对解调的接收信号进行解码。
当前向信道特性从移动终端的AMC接收机10被反馈时，基站的AMC发射机20的MCS级别选择器22根据前向信道特性来选择最佳MCS级别，并且根据所选的MCS级别来对前向信道进行编码、信道交织和调制。
AMC发射机20的编码器22根据MCS级别的相关编码速率来对发射数据进行编码，该信道交织器23根据MCS级别来对编码的发射数据进行信道交织，并且调制器24根据MCS级别的相关调制方法来对发射数据进行调制，并通过发射天线25来发射调制的发射信号(发射码元)。
如上所述，在用于移动通信系统的通用ATM编码设备中，可仅通过根据信道特性改变调制和编码方案来提高发射速率，然而，无法提高误码性能。
同时，在用于支持多媒体服务的移动通信系统中，为了增加前向链路容量，可使用增加移动终端天线数的方法。然而，在移动终端中，由于功率、尺寸、重量、价格限制，难以具有大量天线。另一方面，基站在这些方法的限制较少，可选择用于增加基站天线数的方法作为替代方案。如上所述，已对用于通过增加基站即发射机的复杂性而不是增加移动终端即接收机的复杂性来提高前向链路通信容量的方法作了研究，其中，存在一种发射分集方案。
发射分集方案用于通过在前向链路的发射机(基站)侧安装多个天线来在发射机(基站)和接收机(移动终端)之间形成多个路径信道从而获得分集增益。
发射分集方案可根据反馈数据的存在/不存在而划分为开环发射分集方法和闭环发射分集方法。开环发射分集方法是在发射机侧用于通过使用多个发射天线而不使用反馈数据或使用简单编码方案等来按照某个时间间隔改变发射天线。闭环发射分集方法用于通过使用有关来自接收机侧(移动终端)的信道反馈的信息来进行发射机侧(基站)的发射。
作为开环发射分集方法，存在一种STTD(空时发射分集)，而作为闭环发射分集方法，存在一种STD(选择性发射分集)。
首先，将对STTD方法进行说明。
图3示出了使用STTD的发射机一例。
使用STTD编码的发射机包括STTD编码器30，用于通过正交路径来发射相同发射码元，而不使用反馈信息，以获得分集增益。
以下将对使用STTD编码的发射机的操作进行说明。
一个时隙由多个码元组成，并且STTD编码器30对整个时隙进行编码。然而，为便于说明，将针对有关对一个时隙的两个码元持续时间进行STTD编码的情况进行说明。
当S是码元、T是码元持续时间、Tc是码片时间和M是扩频增益时，存在一种关系为Tc＝T/M。Rpilot是具有R个数量码元的导频信息，并且Ndata是具有N个数量码元的数据。
当在某个时间T输入S1，并在2T输入S2时，在时间T，STTD编码器30输出第一天线(Ant0)的S1，并输出第二天线(Ant1)的-S2*，作为S2的负共轭。此外，在时间2T，STTD编码器30输出第一天线(Ant0)的S2，并输出第二天线(Ant1)的S1*，作为S1的共轭。
发射机分别对第一天线和第二天线的STTD编码的码元进行扩展和加扰，并将其通过多个信道发射。
因此，使用STTD编码的发射机在2T时间内发射两个发射码元(S1，S2)。通过经由正交路径来发射相同发射码元，可能获得分集增益。
接收机使用STTD解码来对时空区域的各发射天线的码元进行分类和解调。例如，当在2T时间内对两个发射码元进行STTD编码和发射时，对于STTD解码两个发射码元是需要2T时间的。
图4是示出根据STTD的接收SNR(信噪比)的曲线图。
通过一个接收天线来接收通过正交路径发射的信号的接收机可使SNR接收稳定，尽管一个信道处于空闲(null)状态。
以下将对STD方法进行说明。
图5示出了STD的基本操作。
当前向信道状态由接收机(移动终端)反馈时，发射机(基站)选择具有最佳前向信道状态的发射天线，并通过所选的发射天线来传送发射数据(发射时隙)。例如，当反馈的前向信道状态表示第一天线(Ant0)处于最佳状态时，发射机通过第一天线(Ant0)来发射#0发射时隙，当反馈的前向信道状态表示第二天线(Ant1)处于最佳状态时，发射机通过第二天线(Ant1)来发射#1发射时隙。通过把发射时隙发射到处于较好状态的发射天线，发射机(基站)可获得分集增益。
然而，当包括两个发射天线的发射机(基站)采用STD方法来发送发射数据时，把一个发射数据发射到最佳发射天线要花T时间，发射两个发射数据要花2T时间。此外，对于使用STD方法的接收机(移动终端)，对一个数据进行解调要花T时间，并且对两个发射数据进行解调需要花2T时间。
因此，在STD方案中，可通过获得分集增益来改善误码性能，然而，不可能大幅提高发射速率。
图6是示出根据STD方法接收的SNT的曲线图。
在使用STD的接收机中，当存在两个发射天线(Ant0，Ant1)时，通过从具有较好接收状态的发射天线接收信号，可使接收SNR稳定。
图7示出了根据STTD和STD的误码性能。
与用于通过求平均来接收通过多个发射天线同时发射的信号的STTD相比，用于接收仅通过最佳发射天线发射的信号的STD具有较好的接收SNR。不管是OPSK还是8PSK，STD与STTD相比具有较好的误码性能。
如上所述，在STTD方法和STD方法中，可能通过获得分集增益来提高误码性能，然而，无法大幅提高发射速率。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的一个目的是提供一种能够提高前向链路的发射速率和误码性能以便在移动通信系统中提供高速多媒体服务的移动通信系统的发射分集设备和方法。
本发明的另一目的是提供一种能够通过将ATM编码方法与发射分集方法(STTD或STD)进行组合来提高发射速率和误码性能的移动通信系统的发射分集设备和方法。
为了实现上述目的，根据本发明的一种移动通信系统的发射分集设备包括：接收机，其通过对接收信号进行STTD解码来估计前向信道状态；以及发射机，其根据估计的前向信道状态来选择MCS级别，根据所选的MCS级别来对前向信道的发射数据进行编码和调制，并对将要通过相互正交的路径发射的发射数据进行STTD编码；其中所述接收机包括：STTD解码器，用于依靠在时空区域的发射天线对通过一个接收天线接收的接收码元进行分类，并对接收码元进行STTD解码；信道状态信息估计器，用于通过使用STTD解码的接收码元来估计前向信道状态；解扰器，用于对通过一个接收天线接收的接收码元进行解扰；Walsh解调器，用于通过Walsh解调对解扰的接收码元进行解扩，并将其输出到STTD解码器；解调器，用于通过使用软判定来对STTD解码的接收信号进行解调；信道去交织器，用于对解调的接收位数据进行信道去交织；以及最大后验概率MAP解码器，用于通过对信道去交织的位数据进行解码来输出接收信息位；且其中所述发射机包括：MCS级别选择器，用于根据由接收机估计的前向信道状态信息来选择MCS级别；Turbo编码器，用于根据所选的MCS级别来对发射信息位进行Turbo编码；信道交织器，用于根据所选的MCS级别来对编码的信息位进行信道交织；调制器，用于通过调变符号集映射，根据MCS级别来对信道交织的信息位进行调制；STTD编码器，用于对将要通过时空区域的相互正交的路径发射的发射码元进行STTD编码；Walsh调制器，用于通过Walsh调制来对每个发射天线的STTD编码的发射码元进行扩展；以及加扰器，用于对扩展的发射码元进行加扰，并将其发射到每个发射天线。
为了实现上述目的，根据本发明的一种移动通信系统的发射分集设备包括：接收机，其通过对接收信号进行信道补偿来估计前向信道状态，根据估计的前向信道状态来生成用于选择最佳前向信道的天线选择信息，并反馈估计的前向信道状态信息和天线选择信息；以及包括发射机，其根据反馈的前向信道状态信息来选择前向信道MCS级别，根据所选的MCS级别来对前向信道发射数据进行编码和调制，根据天线选择信息来选择发射天线，并把发射数据发射到所选的发射天线；其中所述接收机包括：信道补偿器，用于对通过一个接收天线接收的接收码元进行信道补偿；信道状态信息估计器，用于通过使用信道补偿的接收码元来估计前向信道状态，并生成用于选择最佳前向信道的天线选择信息；解扰器，用于对信道补偿的接收码元进行解扰；Walsh解调器，用于通过Walsh解调来对解扰的接收码元进行解扩；解调器，用于通过软判定来对解扩的接收码元进行解调；信道去交织器，用于对解调的接收位数据进行信道去交织；以及MAP解码器，用于通过对信道去交织的位数据进行解码来输出接收信息；且其中所述发射机包括：MCS级别选择器，用于根据由接收机反馈的前向信道状态信息来选择MCS级别；Turbo编码器，用于根据所选的MCS级别来对发射信息位进行Turbo编码；信道交织器，用于根据所选的MCS级别来对编码的信息位进行信道交织；调制器，用于通过调变符号集映射，根据MCS级别来对信道交织的信息位进行调制；天线选择器，用于根据反馈的天线选择信息从多个发射天线中选择最佳发射天线，并把调制的发射码元发射到所选的发射天线；Walsh调制器，用于通过使用Walsh函数来对调制的发射码元进行扩展；以及加扰器，用于对扩展的发射码元进行加扰，并将其输出到天线选择器。
为了实现上述目的，根据本发明的一种移动通信系统的发射分集方法包括：通过发射天线对通过一个接收天线接收的接收信号进行解码来估计前向信道状态；根据估计的前向信道状态来选择前向信道的编码速率和调制方法；根据所选的前向信道的编码速率和调制方法来对发射数据进行编码和调制；以及采用STTD或STD方法通过多个发射天线来发送发射数据。
附图说明
所包含的附图是为了能进一步了解本发明的，并且被纳入本说明书中构成本说明书的一部分，这些附图示出了本发明的实施例，并用于与本说明书一起对本发明的原理进行说明。
图1是示出一般AMC(自适应调制和编码)设备的方框图；
图2A示出了根据有关SNR(信噪比)的帧误码率FER和吞吐量来对各MCS级别进行分类的方法；
图2B是示出参照图2A的MCS级别的表；
图3示出了使用STTD的发射机的示例；
图4是示出根据STTD的接收SNR(信噪比)的曲线图；
图5示出了STD的基本操作；
图6是示出根据STD的接收SNT的图；
图7示出了根据STTD和STD的误码性能；
图8是示出根据本发明实施例的移动通信系统的发射分集设备的方框图；
图9是示出根据本发明另一实施例的移动通信系统的发射分集设备的方框图；以及
图10是示出根据本发明的移动通信系统的发射分集设备的性能的曲线图。
具体实施方式
以下将对本发明的优选实施例进行说明。
图8是示出根据本发明实施例的移动通信系统的发射分集设备的方框图。
根据本发明实施例的移动通信系统的发射分集设备包括：接收机110，用于通过对接收信号进行STTD解码来估计前向信道状态；以及发射机100，用于根据估计的前向信道状态来选择MCS级别，根据所选的MCS级别来对前向信道的发射数据进行编码和调制，以及通过STTD编码来把发射码元发射到每个发射天线。
接收机110被布置在移动终端内，并且发射机被布置在基站内。
接收机110包括：解扰器111，用于对通过一个接收天线(Rx.Ant)接收的接收码元进行解扰；沃尔什(Walsh)解调器112，用于通过Walsh解调来对解扰的接收码元进行解扩；STTD解码器113，用于对解扩的接收码元进行STTD解码；信道状态信息估计器114，用于通过使用STTD解码的接收码元来估计前向信道状态；解调器115，用于通过使用软判定来对STTD解码的接收信号进行解调；信道去交织器116，用于对解调的接收位数据进行信道去交织；以及MAP(最大后验概率，maximum a posteriori)解码器117，用于通过对信道去交织的位数据进行解码来输出接收信息位118。
STTD解码器113对由时空区域的发射天线通过相互正交的路径发射的接收码元进行分类，对其进行解调并进行求平均。
发射机100包括：MCS级别选择器102，用于根据估计的前向信道状态信息来选择MCS级别；Turbo编码器103，用于根据由MCS级别选择器102所选的MCS级别来对发射信息位101进行Turbo编码；信道交织器104，用于根据MCS级别来对编码的信息位进行信道交织；调制器105，用于通过调变符号集映射(constellation mapping)，根据MCS级别来对信道交织的信息位进行调制；STTD编码器106，用于对调制的发射码元进行STTD编码；Walsh调制器107，用于通过Walsh调制来对各发射天线的STTD编码的发射码元进行扩展；以及加扰器108，用于对扩展的发射码元进行加扰，并同时将其发射到各发射天线(Tx Ant0，Tx Ant1)。
STTD编码器106通过时空区域的相互正交的两个路径来发送发射码元。
MCS级别选择器102可布置在发射机100或接收机110内，此处将对把MCS级别选择器102布置在发射机110内的情况进行说明。
以下将对根据本发明实施例的移动通信系统的发射分集设备的操作进行说明。
接收机110对通过一个接收天线(RX Ant)接收的信号进行STTD解码来估计前向信道状态，并对估计的前向信道状态进行反馈。发射机100根据反馈的前向信道状态来选择MCS级别，根据所选的MCS级别来对前向信道的发射数据进行编码和调制，对将要通过时空区域的正交路径发射的发射码元进行STTD编码，并将其发送到各发射天线。
以下将进行更详细的说明。
例如，当发射机100包括两个发射天线(Tx Ant0，Tx Ant1)，并且接收机110包括一个接收天线(Rx Ant)时，将通过一个接收天线(Rx Ant)接收的接收码元通过解扰器111和Walsh解调器112发射到STTD解码器113。STTD解码器113依靠时空区域的每个发射天线来对接收的接收码元进行分类和解调，并对每个发射天线的码元进行求平均。因此，尽管通过随机发射天线的前向信道处于空闲状态，然而接收SNR是稳定的，产生发射分集增益，并且误码性能得到提高。
信道状态信息估计器114通过使用STTD解调的接收码元来估计前向信道的SNR，并且接收机110对估计的前向信道的SNR进行反馈。
从接收机110的STTD解码器113输出的接收码元顺次通过解调器115、信道去交织器116、MAP解码器117，并作为接收信息位格式118被输出。
同时，当前向信道的SNR从接收机110被反馈时，发射机100的MCS级别选择器102根据反馈的前向信道SNR来选择MCS级别。此处，SNR越大，编码速率就越高，并且选择的调制方法就越好。因此，当SNR良好时，可提高发射速率。
参照图2A和图2B，在由MCS级别选择器102进行的MCS级别选择中，当前向信道SNR大于3.25dB和不大于7.25dB时，MCS级别选择器102选择2/3编码速率编码和QPSK调制方法。当前向信道的SNR大于9.25dB时，MCS级别选择器102选择2/3编码速率编码和16QAM调制方法。
发射机100的Turbo编码器103根据所选的MCS级别编码速率来对发射信息位101进行Turbo编码，信道交织器104根据MCS级别来进行信道交织，以及调制器105根据MCS级别调制方法来对发射码元进行调制。例如，当MCS级别是MCS级别2时，根据2/3编码速率进行Turbo编码，并采用QPSK方法进行调制。
STTD编码器106对将要通过时空区域的两个路径发射的自适应调制的发射码元进行STTD编码。
Walsh调制器107对STTD编码的第一发射天线(Tx Ant0)数据和第二发射天线(Tx Ant1)数据进行扩展。加扰器108对扩展的STTD编码的第一发射天线(Tx Ant0)数据和第二发射天线(Tx Ant1)数据进行加扰，并将其发射到第一发射天线(Tx Ant0)和第二发射天线(Tx Ant1)。因此，通过正交路径，即：第一发射天线(Tx Ant0)和第二发射天线(TxAnt1)来发送一个发射码元。
在根据本发明的发射分集设备中，通过根据前向信道的SNR来改变编码和调制方法，并通过两个正交路径来发射根据前向信道SNR自适应编码调制的发射码元，前向信道SNR越大，前向信道的发射速率就越得到提高，并可获得发射分集增益，因此可同时提高发射性能和误码性能。
图9是示出根据本发明另一实施例的移动通信系统的发射分集设备的方框图。
根据本发明另一实施例的移动通信系统的发射分集设备包括：接收机210，用于通过对接收信号进行信道补偿来估计前向信道状态，并对估计的前向信道状态和用于发射天线选择的天线选择信息进行反馈；以及发射机200，用于根据反馈的前向信道状态信息来选择前向信道MCS级别，根据所选的MCS级别来对前向信道发射数据进行编码和调制，以及把发射数据发射到根据天线选择信息所选的发射天线。
接收机210被布置在移动终端内，并且发射机200被布置在基站内。
接收机210包括：信道补偿器211，用于对通过一个接收天线(RxAnt)接收的接收码元进行信道补偿；信道状态信息估计器212，用于通过使用信道补偿的接收码元来估计前向信道状态，并根据估计的前向信道状态来生成用于接收天线选择的天线选择信息；解扰器213，用于对信道补偿的接收码元进行解扰；Walsh解调器215，用于通过Walsh解调来对解扰的接收码元进行解扩；解调器215，用于通过软判定来对解扩的接收码元进行解调；信道去交织器216，用于对解调的接收位数据进行信道去交织；以及MAP解码器217，用于通过对信道去交织的位数据进行解码来输出接收信息位218。
发射机200包括：MCS级别选择器202，用于根据由接收机210反馈的前向信道状态来选择前向信道MCS级别；Turbo编码器203，用于根据所选的MCS级别来对发射信息位201进行Turbo编码；信道交织器204，用于根据MCS级别来对编码的信息位进行信道交织；调制器205，用于通过调变符号集映射，根据MCS级别来对信道交织的信息位进行调制Walsh调制器206，用于通过使用Walsh函数来对调制的发射码元进行扩展；加扰器207，用于对扩展的发射码元进行加扰；以及天线选择器208，用于根据由接收机210反馈的天线选择信息，从多个发射天线(Tx Ant0～Tx Ant(N-1))中选择最佳发射天线，并把加扰的发射码元发射到所选的发射天线。
MCS级别选择器202可布置在发射机200或接收机210内，此处将对把MCS级别选择器102布置在发射机110内的情况进行说明。
以下将对根据本发明另一实施例的移动通信系统的发射分集设备的操作进行说明。
接收机210通过对通过一个接收天线(RX Ant)接收的接收码元进行信道补偿来估计前向信道SNR，根据估计的前向信道SNR来生成用于发射天线选择的天线选择信息，并对估计的前向信道SNR和天线选择信息进行反馈。
发射机200根据反馈的前向信道SNR来选择前向信道MCS，根据所选的MCS级别来对前向信道发射数据进行编码和调制，根据反馈的天线选择信息来选择最佳SNR的发射天线，以及把发射数据发射到所选的发射天线。
以下将进行详细说明。
接收机210的信道补偿器211对通过一个接收天线(Rx Ant)接收的接收码元进行信道补偿。信道状态信息估计器212通过使用信道补偿的接收码元来估计前向信道SNR，并生成用于从在空闲状态中与具有发射数据的前向信道逻辑连接的前向信道中选择最佳前向信道(发射天线)的天线选择信息。接收机210对估计的前向信道SNR和天线选择信息进行反馈。
从接收机210的信道补偿器211输出的接收码元在通过加扰器213和Walsh解调器214之后，在解调器215中进行解调。将解调的接收位数据采用顺次通过信道去交织器216和MAP解码器217的方式，作为接收信息位格式218输出。
同时，MCS级别选择器通过使用从接收机210反馈的前向信道SNR来选择MCS级别。此处，SNR越大，编码速率就越高，并且所选的调制方法就越好。因此，SNR越大，发射速率就越能得到提高。MCS级别选择器202的MCS级别选择方法与MCS级别选择器102的MCS级别选择方法相同，因此，将省略详细说明。
发射机200的Turbo编码器203根据所选的MCS级别编码速率来对发射信息位201进行Turbo编码，信道交织器303根据所选的MCS级别来进行信道交织，以及调制器205根据MCS级别调制方法来对发射码元进行调制。例如，当反馈的MCS级别是MCS级别2时，根据2/3编码速率来进行Turbo编码，并且根据QPSK方法来进行调制。
Walsh调制器107通过使用Walsh函数来对调制的发射码元进行扩展，并且加扰器207对扩展的发射码元进行加扰。
天线选择器208根据反馈的天线选择信息来选择最佳SNR的发射天线，并把加扰的发射码元发射到所选的发射天线。
如上所述，在根据本发明的发射分集设备中，通过根据前向信道SNR来改变编码和调制方法，并把根据前向信道SNR自适应编码调制的发射码元发射到最佳发射天线，则前向信道SNR越大，前向信道的发射速率就越能得到提高，并可获得发射分集增益，因此可同时提高发射性能和误码性能。
图10是示出根据本发明的移动通信系统的发射分集设备的性能的曲线图。当把AMC与STTD组合时，与AMC相比表现为吞吐量更好。当把AMC与STD组合时，与AMC和STTD的组合相比表现为吞吐量更好。在AMC和STD的组合情况下，与具有两个发射天线的情况相比，表现为具有四个发射天线时的吞吐量更好。
如上所述，在根据本发明的移动通信系统的发射分集设备和方法中，通过根据前向信道质量来改变前向信道编码和调制方法，并采用诸如STTD和STD那样的发射分集方法来发送发射码元，可同时提高前向信道发射速率，获得发射分集增益，并提高误码性能。

Claims (11)

1.一种移动通信系统的发射分集设备，该设备包括：
接收机，其通过对接收信号进行STTD解码来估计前向信道状态；以及
发射机，其根据估计的前向信道状态来选择MCS级别，根据所选的MCS级别来对前向信道的发射数据进行编码和调制，并对将要通过相互正交的路径发射的发射数据进行STTD编码；
其中所述接收机包括：
STTD解码器，用于依靠在时空区域的发射天线对通过一个接收天线接收的接收码元进行分类，并对接收码元进行STTD解码；
信道状态信息估计器，用于通过使用STTD解码的接收码元来估计前向信道状态；
解扰器，用于对通过一个接收天线接收的接收码元进行解扰；
Walsh解调器，用于通过Walsh解调对解扰的接收码元进行解扩，并将其输出到STTD解码器；
解调器，用于通过使用软判定来对STTD解码的接收信号进行解调；
信道去交织器，用于对解调的接收位数据进行信道去交织；以及
最大后验概率MAP解码器，用于通过对信道去交织的位数据进行解码来输出接收信息位；
且其中所述发射机包括：
MCS级别选择器，用于根据由接收机估计的前向信道状态信息来选择MCS级别；
Turbo编码器，用于根据所选的MCS级别来对发射信息位进行Turbo编码；
信道交织器，用于根据所选的MCS级别来对编码的信息位进行信道交织；
调制器，用于通过调变符号集映射，根据MCS级别来对信道交织的信息位进行调制；
STTD编码器，用于对将要通过时空区域的相互正交的路径发射的发射码元进行STTD编码；
Walsh调制器，用于通过Walsh调制来对每个发射天线的STTD编码的发射码元进行扩展；以及
加扰器，用于对扩展的发射码元进行加扰，并将其发射到每个发射天线。
2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述MCS级别选择器不仅包括在发射机内，而且包括在接收机内。
3.根据权利要求1所述的设备，其中，所述接收机被布置在移动终端内，并且所述发射机被布置在基站内。
4.一种移动通信系统的发射分集设备，该设备包括：
接收机，其通过对接收信号进行信道补偿来估计前向信道状态，根据估计的前向信道状态来生成用于选择最佳前向信道的天线选择信息，并反馈估计的前向信道状态信息和天线选择信息；以及
发射机，其根据反馈的前向信道状态信息来选择前向信道MCS级别，根据所选的MCS级别来对前向信道发射数据进行编码和调制，根据天线选择信息来选择发射天线，以及把发射数据发射到所选的发射天线；
其中所述接收机包括：
信道补偿器，用于对通过一个接收天线接收的接收码元进行信道补偿；
信道状态信息估计器，用于通过使用信道补偿的接收码元来估计前向信道状态，并生成用于选择最佳前向信道的天线选择信息；
解扰器，用于对信道补偿的接收码元进行解扰；
Walsh解调器，用于通过Walsh解调来对解扰的接收码元进行解扩；
解调器，用于通过软判定来对解扩的接收码元进行解调；
信道去交织器，用于对解调的接收位数据进行信道去交织；以及
MAP解码器，用于通过对信道去交织的位数据进行解码来输出接收信息；
且其中所述发射机包括：
MCS级别选择器，用于根据由接收机反馈的前向信道状态信息来选择MCS级别；
Turbo编码器，用于根据所选的MCS级别来对发射信息位进行Turbo编码；
信道交织器，用于根据所选的MCS级别来对编码的信息位进行信道交织；
调制器，用于通过调变符号集映射，根据MCS级别来对信道交织的信息位进行调制；
天线选择器，用于根据反馈的天线选择信息从多个发射天线中选择最佳发射天线，并把调制的发射码元发射到所选的发射天线；
Walsh调制器，用于通过使用Walsh函数来对调制的发射码元进行扩展；以及
加扰器，用于对扩展的发射码元进行加扰，并将其输出到天线选择器。
5.根据权利要求4所述的设备，其中，所述MCS级别选择器不仅包括在发射机内，而且包括在接收机内。
6.根据权利要求4所述的设备，其中，所述接收机被布置在移动终端内，而所述发射机被布置在基站内。
7.一种移动通信系统的发射分集方法，包括下列步骤：
通过采用发射天线对通过一个接收天线接收的接收信号进行解码来估计前向信道状态；
根据估计的前向信道状态来选择前向信道的编码速率和调制方法；
根据所选的前向信道的编码速率和调制方法来对发射数据进行编码和调制；以及
采用STTD或STD方法通过多个发射天线来发送发射数据。
8.根据权利要求7所述的方法，该方法进一步包括：
对解码的接收信号进行解调；
对解调的接收数据进行信道去交织；以及
对信道去交织的接收数据进行MAP解码。
9.根据权利要求7所述的方法，其中，采用STTD方法的发射步骤包括以下子步骤：
对将要通过时空区域的相互正交的路径发射的发射数据进行STTD编码；
依靠发射天线来对STTD编码的发射数据进行扩展；以及
对发射数据进行加扰，并将其发射到每个发射天线。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述解码包括：
使用一个接收天线来接收通过两个正交路径发射的发射信号，并对由时空区域的发射天线解码的信号进行求平均。
11.根据权利要求7所述的方法，其中，采用STD方法的发射步骤包括以下子步骤：
从估计的前向信道状态中选择最佳发射天线；以及
把发射数据发射到所选的发射天线。
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