CN101053230B - 空间时间频率分组编码的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及利用三个Tx天线使STFBC编码增益最大的移动通信系统中的发送器和发送方法。发送器包含：预编码器，用于通过将输入码元序列乘以e^jθ预编码输入码元序列，预编码码元序列被重构成含有实部和虚部，其中θ是相位旋转角，在0≤θ≤pi/2的范围内，在QPSK的情况下，θ是atan(1/3)或pi/2-atan(1/3)，在16QAM的情况下，θ是atan(2/7)或pi/2-atan(2/7)，和在64QAM的情况下，θ是atan(1/8)或pi/2-atan(1/8)；重组器，用于通过在交织方案下将预编码码元序列的实部和虚部分成两组来生成码元向量；和STFBC或STBC编码器，用于利用Alamouti编码通过相应天线发送每个重组码元向量。

Description

空间时间频率分组编码的装置和方法 

技术领域

本发明一般涉及移动通信系统中的发送(Tx)天线分集装置和方法，尤其涉及利用多个天线使编码增益最大的移动通信系统中的发送器和发送方法。 

背景技术

通信中的基本课题是信道上发送数据的效率和可靠性。由于新一代多媒体移动通信需要除了提供以语音为中心的服务之外，还能够发送包括视频和无线数据的各种各样信息的高速通信系统，所以利用适于一系统的信道编码方法来提高系统效率是非常重要的。 

一般说来，由于诸如多径干扰、遮蔽、波衰减、时变噪声、和衰落之类的多种因素，移动通信系统的无线信道环境下的发送信号不可避免地遭受损失。信息损失使发送信号严重失真，降低了整个系统的性能。为了减少信息损失，通常利用许多差错控制技术来提高系统可靠性。基本的差错控制技术是使用纠错码。 

另外，多径衰落通过无线通信系统中的分集技术来减轻。分集技术包括时间分集、频率分集、和天线分集。 

天线分集使用多个天线，和进一步划分成使用数个Rx天线的接收(Rx)天线分集、使用数个Tx天线的Tx天线分集、和使用数个Tx天线和数个Rx天线的多输入多输出(MIMO)。 

MIMO是通过数个Tx天线发送用预定编码方法编码的信号，将时间域编码扩展到空间域的空间时间编码(STC)的特殊情况，其意图是实现较低差错率。 

作为有效应用天线分集的方法之一，Vahid Tarokh等人提供了空间时间分组编码(STBC)(参见：“Space-Time Block Coding from Orthogonal Designs”，IEEE Trans.On Info.，Theory，Vol.45，pp.1456-1467，July 1999)。Tarokh的STBC方案是将S.M.Alamouti的发送天线分集方案(参见：“A Simple Transmit Diversity Technique for Wireless Communications”，IEEE Journal on SelectedArea in Communications，Vol.16，pp.1451-1458，October 1988)用于两个或更多个Tx天线的推广。 

作为有效应用天线分集方案的另一种方法，人们提出了STFBC方案。图1是利用这样STFBC方案的移动通信系统中的发送器的方块图。如图1所示，发送器包括调制器100、串行-并行(S/P)转换器102、STBC编码器108、和三个Tx天线110、112、114。 

下面参照图1描述发送器的发送方案。调制器100按预定调制方案调制输入信息数据(或编码数据)。调制方案可以是二进制相移键控(BPSK)、正交相移键控(QPSK)、正交调幅(QAM)、脉冲幅度调制(PAM)、和相移键控(PSK)之一。 

S/P转换器102将从调制器100接收的串行调制码元s₁，s₂，s₃，s₄并行化。STFBC编码器108利用通过方程(1)定义的方案编码来自S/P转换器102的四个数据，以便实现全分集。 

......(1) 

其中，1≤i≤4，x_i是调制码元值，s_i是旋转了θ的值。重组器106接收预编码s_i和在交织方案下将预编码码元序列的实部和虚部分成两组，从而生成码元向量。也就是说，重组器重组输入的预编码码元，从而生成像方程(2)那样的 

$\widetilde{s_1}=s_{1I}+j{s}_{3Q};$ $\widetilde{s_2}=s_{2I}+j{s}_{4Q};$ $\widetilde{s_3}=s_{3I}+j{s}_{1Q};$ $\widetilde{s_4}=s_{4I}+j{s}_{2Q};$

其中， s_i＝s_iI+js_iQ

......(2) 

其中，I代表实部，Q代表虚部，和j代表复数。 

四个重组码元是STFBC编码和通过三个发送天线发送。用于生成组合的编码矩阵表达成方程(3)那样。 

$A=\left[\begin{array}{cccc}\widetilde{s_1}& -\widetilde{{s_2}^{*}}& 0& 0\\ \widetilde{s_2}& \widetilde{{s_1}^{*}}& \widetilde{s_3}& -\widetilde{{s_4}^{*}}\\ 0& 0& \widetilde{s_4}& -\widetilde{{s_3}^{*}}\end{array}\right]......\left(3\right)$

其中， 

是经过预编码器104和重组器106的码元。本方法由印度SundarRajan专家组提出。但是，作为方程(1)，显然不仅仅用于配置STFBC编码器。方程(3)用于适当安排，以便利用Alamouti方案将四个输入数据分成两组，和使由具有两个发送天线的Alamouti方案配置的STFBC编码器能够通过三个天线发送它们。 

使用用于两个输入码元s₁和s₂的方程(4)的矩阵之一可以配置两个发送天线的Alamouti方案。 

$A_1=\left[\begin{array}{cc}{s}_1& s_2^{*}\\ s_2& -s_1^{*}\end{array}\right],$ $A_2=\left[\begin{array}{cc}{s}_1& s_2^{*}\\ -s_2& s_1^{*}\end{array}\right],$ $A_3=\left[\begin{array}{cc}{s}_1& -s_2^{*}\\ s_2& s_1^{*}\end{array}\right],$ $A_4=\left[\begin{array}{cc}-s_1& s_2^{*}\\ s_2& s_1^{*}\end{array}\right]......\left(4\right)$

在像方程(3)那样的编码矩阵中，行数对应于发送天线的数量，和列数代表通过三个天线发送四个码元所需的时间和频率。这里，将前两个列发送到频率f1，和将其它两个列发送到频率f2。在第一时间间隔t1内通过发送f1发送的两列的前一列，和在第二时间间隔t2内发送后一列。因此，在两个时间和频率间隔内通过三个天线发送四个码元。 

由于这种原因，可以在t1内发送前两列的数据，和在t2内发送其它两个列的数据。在f1内发送在t1内发送的两列的数据的前一个列的数据，和在f2内发送后一列数据。也就是说，分别在f1和t1、f1和t2、f2和t1、f2和t2内发送第一、第二、第三和第四数据。 

但是，如上所述，当发送信号时，显然并不要求局限于使用时间和频率两者。 

四列的每个元素可以使用相同的频率和可以利用相互不同的时间间隔发送。也就是说，可以分别在t1、t2、t3和t4内发送第一、第二、第三和第四列数据。 

此外，所有元素可以在同一时间间隔内利用相互不同的频域发送。也就是说，可以分别在f1、f2、f3和f4内发送第一、第二、第三和第四列数据。 

如上所述，STFBC编码器108利用输入的四个码元、它们的共轭和负数生成四个码元序列，和在两个时间和频率间隔内通过三个天线110、112、114发送它们。也就是说，分别通过第一、第二和第三天线110到114发送在STFBC编码器108中配置的空间-时间频率分组码的第一、第二和第三列。由于各个天线的码元序列，即，编码矩阵的列是相互正交的，可以获得与分集级一样高的分集增益。 

如上所述，Alamouti STFBC技术提供了只通过三个Tx天线发送复码元，就可以不牺牲数据速率地获得与Tx天线的数量一样高的分集级，即，全分集级的好处。 

图2是利用STFBC方案的移动通信系统中的接收器的方块图。特别是，图2中的接收器是例示在图1中的发送器的相对方。 

如上所述，接收器包括数个Rx天线200到202、信道估计器204、信号组合器206、检测器208、并行-串行(P/S)转换器210、和解调器212。 

参照图2，第1到第P个Rx天线200到202将从例示在图1中的发送器的三个天线接收的信号提供给信道估计器204和信号组合器206。信道估计器204利用从第1到第P个Rx天线200到202接收的信号估计代表来自Tx天线106到112至Rx天线200到202的信道增益的信道系数。 

信号组合器206利用预定方法将从第1到第P Rx天线200到202接收的信号与来自信道估计器204的信道系数组合。 

检测器208通过将组合码元乘以信道系数生成假设码元，利用假设码元为来自发送器的所有可能发送码元计算判定统计，和通过阈值检测检测实际发送码元。 

P/S转换器210将从检测器208接收的并行码元串行化，和解调器212按预定解调方案解调串行码元序列，从而恢复原始信息位。 

这样，通过方程(3)利用具有三个天线的Alamouti方案的STFBC编码四个码元的使用使得在接收器上进行线性解码成为可能，从而降低了解码复杂性。这里，Sundar Rajan组与调制方案无关地使用固定相位旋转角θ。也就是说，与QPSK和16QAM调制方案无关地使用θ＝(1/2)atan2。 

现在，为了描述可以进一步提高Sundar Rajan组的STBFC的编码增益，下面将描述空间时间频率块码的设计。 

1997年Tarokh在论文中提出了空间时间格子码的两种设计。在说明设计规则之前，先给出空间时间格子码的差错概率边界如下： 

$p(c\→e)\≤{\left(\underset{n=1}{\overset{r}{\mathrm{\Π}}}{\mathrm{\λ}}_n\right)}^{-M}{\left(\frac{E_s}{4N_0}\right)}^{-\mathrm{rM}}......\left(5\right)$

方程(5)是代表空间时间格子码的成对差错概率的方程。在方程(5)中，r表示c→e矩阵的秩，M表示Rx天线的数量，和λ表示c→e矩阵的对角项。E_s表示码元能量和N₀表示噪声。在方程(5)的右侧，第一项是代表编码增益或编码效益的行列式判据，和第二项是代表分集增益的秩判据。 

1)行列式判据：它是使编码增益最大的设计条件，和λ₁，...，λ_r.的乘积应该被设计成含有最大代码，以便获取大的编码增益。 

2)秩判据：它是使分集增益最大的设计条件和应该被设计成具有满秩。 

关于编码增益，Sundar Rajan组通过将设计规则1)应用于空间时间分组编码来计算θ。这种方法是通过使与两个不同信号向量之间的差值(c-e)相对应的N*M矩阵A(c，e)的本征值(非零)的乘积当中的最小值最大化实现的。如果通过这种方法计算θ，θ大约等于59°。 

图4是在θ从0变化到90的时候通过Tarokh提出的传统设计规则获得的最小编码增益。如图4所示，可以看出，最小编码增益在59°的相位上达到极大。 

但是，在实际模拟中，使用这个值使系统性能变差。例如，如果利用Tarokh设计规则计算相位旋转角θ，相位旋转角θ是59°。在这种情况下，当采用QPSK时，最小编码增益是1.7659，和出现2048次。次最小编码增益是1.8779，和出现1024次。第三最小编码增益是3.5318，和出现3072次。第四最小编码增益是3.7558，和出现768次。但是，如果采用63.43°，最小编码增益是1.6002，和出现2048次。次最小编码增益是2.3994，和出现1024次。第三最小编码增益是3.2001，和出现3072次。第四最小编码增益是4.0000，和出现3072次。根据该设计规则，将两种情况相比较，性能在使用编码增益好的59°时应当较好。但是，性能在使用63.43°时较好。 

因此，设计规则1)不是完美的。也就是说，需要一种进一步改进SudarRajan组的发送器的编码增益的方法。 

发明内容

[技术问题] 

本发明的一个目的是提供在带有三个天线的移动通信系统中提高编码增益的发送器和发送方法。 

本发明的另一个目的是提供在使用三个天线的移动通信系统中提供使编码增益最大的相位转角的发送器和发送方法，其中，在发送之前，在复平面上旋转码元向量和重构所得新码元x_i+jy_i的实部和虚部。 

[技术解决方案] 

根据本发明的一个方面，在利用空间时间分组编码方案的系统中带有三个发送天线的发送器中，预编码器通过将输入码元序列乘以e^jθ(θ是相位旋转角，在0≤θ≤pi/2的范围内，在QPSK的情况下，θ是atan(1/3)或pi/2-atan(1/3)，在16QAM的情况下，θ是atan(2/7)或pi/2-atan(2/7)，和在64QAM的情况下，θ是atan(1/8)或pi/2-atan(1/8))预编码输入码元序列，预编码码元序列被重构成含有实部和虚部。重组器通过在交织方案下将预编码码元序列的实部和虚部分成两组生成码元向量。STFBC编码器按Alamouti方案编码重组码元向量，和通过相应发送天线发送编码码元向量。 

此外，当θ不随调制方案而变时，将θ固定在0≤θ≤pi/2范围内的atan(1/3)或pi/2-atan(1/3)上。 

当上述预编码器在pi/2＜θ范围内预编码时，在QPSK的情况下，θ是atan(1/3)+n*pi/2或pi/2-atan(1/3)+n*pi/2，在16QAM的情况下，θ是atan(2/7)+n*pi/2或pi/2-atan(2/7)+n*pi/2，和在64QAM的情况下，θ是atan(1/8)+n*pi/2或pi/2-atan(1/8)+n*pi/2。这里，n是整数。 

此外，当θ不随调制方法而变时，将θ固定在pi/2＜θ范围内的atan(1/3)+n*pi/2或pi/2-atan(1/3)+n*pi/2上。 

另外，其它实施例也能够不偏离本发明范围地达到本发明的目的。 

[有益效果] 

在利用Tx天线的发送器中STBC的装置和方法中，使用在所有可能点上通过 

计算的相位旋转角θ，和根据预定方法，通过数个Tx发送天线发送输入码元序列，从而使空间时间频率分组编码的编码增益最大。 

附图说明

图1是利用STFBC方案的移动通信系统中的发送器的方块图； 

图2是利用STFBC方案的移动通信系统中的接收器的方块图； 

图3是本发明提出的利用STFBC方案的移动通信系统中的发送器的发送过程的方块图； 

图4是例示基于Tarokh提出的传统代码设计的编码增益的图形； 

图5是例示基于根据本发明的设计的编码增益的图形； 

图6是例示在改变相位转角的同时计算的BER性能的图形；和 

图7是例示Tarokh提出的传统代码设计和本发明提出的代码设计之间的性能比较的图形。 

最佳方式 

下面参照附图详细描述本发明的优选实施例。在如下的描述中，不详细描述众所周知的功能或结构，因为它们会使本发明埋没在不必要的细节之中。 

本发明提出了在通信系统中含有三个天线的发送器中使空间时间频率分组编码的编码增益最大的方法，其中，利用预定方法，通过数个Tx发送天线发送输入码元序列。并且，本发明提出了基于预定方法的发送器和发送方法。 

本发明的配置看上去与图1的配置相同。但是，在本发明中，图1中的预编码器104将通过其它方法计算的值取代利用Tarkh提出的设计规则计算的值用于空间时间分组编码，通过将码元向量乘以e^jθ(θ是复平面上的相位旋转角)生成新码元x_i+jy_i，从而获得提高了的编码增益。 

下面描述本发明的配置。也就是说，在图1中，调制器100调制输入信息数据和将它们发送到P/S转换器102。在图1中，将四个调制信号发送到预编码器104。预编码器104通过将它们乘以e^jθ(θ是相位旋转角，在0≤θ≤pi/2的范围内，在QPSK的情况下，atan(1/3)或pi/2-atan(1/3)，在16QAM的情况下，atan(2/7)或pi/2-atan(2/7)，和在64QAM的情况下，atan(1/8)或pi/2-atan(1/8))预编码输入码元序列的码元向量，预编码码元序列被重构成含有实部和虚部。然后，当θ不随调制方案而变时，最有效方案是应用在所有调制方案下θ都是atan(1/3)或pi/2-atan(1/3)。重组器通过在交织方案下将预编码码元序列的实部和虚部分成两组生成码元向量。STFBC编码器按Alamouti方案编码码元向量，和通过相应发送天线发送编码码元向量。本发明包含包括这样STFBC编码器的利用三个Tx天线的发送器。

在pi/2＜θ的范围内，在QPSK的情况下，θ是atan(1/3)+n*pi/2或pi/2-atan(1/3)+n*pi/2，在16QAM的情况下，θ是atan(2/7)+n*pi/2或pi/2-atan(2/7)+n*pi/2，和在64QAM的情况下，θ是atan(1/8)+n*pi/2或pi/2-atan(1/8)+n*pi/2。这里，n是整数。 

当θ不随调制方案而变时，最有效方案是应用对于所有调制方案，θ都是atan(1/3)+n*pi/2或pi/2-atan(1/3)+n*pi/2。 

现在参照图3详细描述本发明的方法。图3是例示本发明提出的利用STFBC方案的移动通信系统中的发送器的发送过程的方块图。在下文中，参照图3的方块图描述本发明。 

在步骤300中接收信息数据和在步骤302中利用预定方法调制信息数据。如上所述，调制方法可以是BPSK、QPSK、PAM、和QAM之一。如上所述，在步骤304中，根据调制方法预编码调制信号。也就是说，如果输入数据是x_i，通过将x_i乘以e^jθ计算s_i，θ是相位旋转角，在0≤θ≤pi/2的范围内，在QPSK的情况下，θ是atan(1/3)或pi/2-atan(1/3)，在16QAM的情况下，θ是atan(2/7)或pi/2-atan(2/7)，和在64QAM的情况下，θ是atan(1/8)或pi/2-atan(1/8)。在pi/2＜θ的范围内，在QPSK的情况下，θ是atan(1/3)+n*pi/2或pi/2-atan(1/3)+n*pi/2，在16QAM的情况下，θ是atan(2/7)+n*pi/2或pi/2-atan(2/7)+n*pi/2，和在64QAM的情况下，θ是atan(1/8)+n*pi/2或pi/2-atan(1/8)+n*pi/2。这里，n是整数。当θ不随每种调制方案而变时，θ分别是atan(1/3)、pi/2-atan(1/3)、atan(1/3)+n*pi/2或pi/2-atan(1/3)+n*pi/2。这里，n是整数。码元向量通过在交织方案下将预编码码元序列的实部和虚部分成两组生成。 

也就是说，将码元向量重组成： 

$\widetilde{s_1}=s_{1I}+{\mathrm{js}}_{3Q};$ $\widetilde{s_2}=s_{2I}+{\mathrm{js}}_{4Q};$ $\widetilde{s_3}=s_{3I}+{\mathrm{js}}_{1Q};$ $\widetilde{s_4}=s_{4I}+{\mathrm{js}}_{2Q};$

其中，s_i＝s_i1+js_iQ， 

像方程(3)那样，重组码元按两组Alamouti STFBC编码和为三个天线STFBC映射(步骤306)。通过分配的天线发送STFBC映射信号(步骤308)。 

当通过上述方法STBC编码该码元时，θ的值在STBC编码器之前的调制器中随调制方法而变。在如下的描述中提供了获取θ改变值的方法。 

也就是说，计算所有可能情况的编码增益，和检验它们出现的次数。此后，计算平均编码增益。利用如下的方程(6)计算具有最大平均编码增益的相位旋转角θ。利用方程(6)可以看出编码增益提高了。在方程(6)中，(C.A.)代表编码效益或编码增益。 

$\arg \underset{\mathrm{\θ}}{\max }\mathrm{mean}(C.A.)......\left(6\right)$

实际计算方法按如下进行。 

也就是说，当利用如下的方程(7)计算相位旋转角θ时，在0≤θ≤pi/2的范围内，在QPSK的情况下，θ是atan(1/3)或pi/2-atan(1/3)，在16QAM的情况下，θ是atan(2/7)或pi/2-atan(2/7)，和在64QAM的情况下，θ是atan(1/8)或pi/2-atan(1/8)。 

在pi/2＜θ的范围内，在QPSK的情况下，θ是atan(1/3)+n*pi/2或pi/2-atan(1/3)+n*pi/2，在16QAM的情况下，θ是atan(2/7)+n*pi/2或pi/2-atan(2/7)+n*pi/2，和在64QAM的情况下，θ是atan(1/8)+n*pi/2或pi/2-atan(1/8)+n*pi/2。这里，n是整数。 

如果为了降低系统复杂性，对所有调制方案都使用相同的θ值，那么，在0≤θ≤pi/2的范围内，atan(1/3)或pi/2-atan(1/3)是最有效的，和在pi/2＜θ的范围内，atan(1/3)+n*pi/2或pi/2-atan(1/3)+n*pi/2是最有效的。这里，n是整数。 

$\arg \underset{\mathrm{\θ}}{\max }\mathrm{mean}(C.A.)$

在所有可能的θ上 

......(7) 

这些值不同于Sundar Rajan提出的θ＝(1/2)*atan(2)。 

图5是例示基于根据本发明的设计的编码增益的图形。也就是说，图5是例示通过上述方程(7)计算的平均编码增益的图形。如图5所示，这些值不同于利用Tarokh的设计规则计算的值。从图5中可以看出，根据本发明的方法在atan(1/3)的情况下具有最佳性能。 

图6是在改变相位转角的同时获得的BER性能图。它例示了利用基于IEEE 802.16的系统环境在改变相位转角θ的同时获得的编码BER性能。如图6所示，本发明在大约atan(1/3)的情况下具有最佳性能。这与图5中的结果一 致。 

图7是例示Tarokh提出的传统代码设计和本发明提出的代码设计之间的性能比较的图形。图7是例示Sundar Rajan组利用Tarokh提出的设计规则计算的(1/2)atan(2)的情况和本发明计算的atan(1/3)的情况之间的性能比较的图形。可以发现，本发明具有较好的性能。模拟是在基于IEEE 802.16的系统环境下进行的。移动终端在Pedestrian A信道下以3km/h移动，和在模拟中使用QPSK和利用卷积Turbo码(1/2编码率)的信道编码。IEEE 802.16标准拥有作为子信道结构的AMC和FUSC频带两者，这里使用AMC频带。 

Claims (12)

1.一种使用三个发送天线的通信系统中的发送器，包含：

预编码器，用于通过将输入码元序列乘以e^jθ预编码输入码元序列，预编码码元序列被重构成含有实部和虚部，其中θ是相位旋转角，在0≤θ≤pi/2的范围内，在QPSK的情况下，θ是atan(1/3)或pi/2-atan(1/3)，在16QAM的情况下，θ是atan(2/7)或pi/2-atan(2/7)，和在64QAM的情况下，θ是atan(1/8)或pi/2-atan(1/8)；

重组器，用于通过在交织方案下将预编码码元序列的实部和虚部分成两组来生成码元向量；和

STFBC或STBC编码器，用于利用Alamouti编码通过相应天线发送每个重组码元向量。

2.根据权利要求1所述的使用三个发送天线的通信系统中的发送器，其中，经过STFBC编码器的码元向量的矩阵如下所示：

$A=\left[\begin{array}{cccc}\widetilde{S_1}& -\widetilde{S_2^{*}}& 0& 0\\ \widetilde{S_2}& \widetilde{S_1^{*}}& \widetilde{S_3}& \widetilde{S_4^{*}}\\ 0& 0& \widetilde{S_4}& \widetilde{{-S}_3^{*}}\end{array}\right]$

其中，是经过预编码器和重组器的码元。

3.一种使用三个发送天线的通信系统中的发送器，包含：

预编码器，用于通过将输入码元序列乘以e^jθ预编码输入码元序列，预编码码元序列被重构成含有实部和虚部，其中θ是相位旋转角，在pi/2＜θ的范围内，在QPSK的情况下，θ是atan(1/3)+n*pi/2或pi/2-atan(1/3)+n*pi/2，在16QAM的情况下，θ是atan(2/7)+n*pi/2或pi/2-atan(2/7)+n*pi/2，和在64QAM的情况下，θ是atan(1/8)+n*pi/2或pi/2-atan(1/8)+n*pi/2，并且n是整数；

重组器，用于通过在交织方案下将预编码码元序列的实部和虚部分成两组来生成码元向量；和

STFBC或STBC编码器，用于利用Alamouti编码通过相应天线发送每个重组码元向量。

4.根据权利要求3所述的使用三个发送天线的通信系统中的发送器，其中，经过STFBC编码器的码元向量的矩阵如下所示：

$A=\left[\begin{array}{cccc}\widetilde{S_1}& -\widetilde{S_2^{*}}& 0& 0\\ \widetilde{S_2}& \widetilde{S_1^{*}}& \widetilde{S_3}& \widetilde{S_4^{*}}\\ 0& 0& \widetilde{S_4}& \widetilde{{-S}_3^{*}}\end{array}\right]$

其中，

是经过预编码器和重组器的码元。

5.一种包含STBC或STFBC步骤的使用三个发送天线的通信系统中的发送方法，其中，包含如下步骤：

通过将输入码元序列乘以e^jθ预编码输入码元序列，预编码码元序列被重构成含有实部和虚部，其中θ是相位旋转角，在0≤θ≤pi/2的范围内，在QPSK的情况下，θ是atan(1/3)或pi/2-atan(1/3)，在16QAM的情况下，θ是atan(2/7)或pi/2-atan(2/7)，和在64QAM的情况下，θ是atan(1/8)或pi/2-atan(1/8)；

通过在交织方案下将预编码码元序列的实部和虚部分成两组生成码元向量；和

利用Alamouti编码通过相应天线发送每个重组码元向量。

6.一种包含STBC或STFBC步骤的使用三个发送天线的通信系统中的发送方法，其中，包含如下步骤：

通过将输入码元序列乘以e^jθ预编码输入码元序列，预编码码元序列被重构成含有实部和虚部，其中θ是相位旋转角，在pi/2＜θ的范围内，在QPSK的情况下，θ是atan(1/3)+n*pi/2或pi/2-atan(1/3)+n*pi/2，在16QAM的情况下，θ是atan(2/7)+n*pi/2或pi/2-atan(2/7)+n*pi/2，和在64QAM的情况下，θ是atan(1/8)+n*pi/2或pi/2-atan(1/8)+n*pi/2，并且n是整数；

通过在交织方案下将预编码码元序列的实部和虚部分成两组来生成码元向量；和

利用Alamouti编码通过相应发送天线发送每个重组码元向量。

7.一种使用三个发送天线的通信系统中的发送器，包含：

预编码器，用于通过将输入码元序列乘以e^jθ预编码输入码元序列，预编码码元序列被重构成含有实部和虚部，其中θ是相位旋转角，在0≤θ≤pi/2的范围内，在QPSK、16QAM和64QAM的所有调制方案下，θ是atan(1/3)或pi/2-atan(1/3)；

重组器，用于通过在交织方案下将预编码码元序列的实部和虚部分成两组来生成码元向量；和

STFBC或STBC编码器，用于利用Alamouti编码通过相应天线发送每个重组码元向量。

8.根据权利要求7所述的使用三个发送天线的通信系统中的发送器，其中，经过STFBC编码器的码元向量的矩阵如下所示：

$A=\left[\begin{array}{cccc}\widetilde{S_1}& -\widetilde{S_2^{*}}& 0& 0\\ \widetilde{S_2}& \widetilde{S_1^{*}}& \widetilde{S_3}& \widetilde{S_4^{*}}\\ 0& 0& \widetilde{S_4}& \widetilde{{-S}_3^{*}}\end{array}\right]$

其中，

是经过预编码器和重组器的码元。

9.一种使用三个发送天线的通信系统中的发送器，包含：

预编码器，用于通过将输入码元序列乘以e^jθ预编码输入码元序列，预编码码元序列被重构成含有实部和虚部，其中θ是相位旋转角，在pi/2＜θ的范围内，在QPSK、16QAM和64QAM的所有调制方案中，θ是atan(1/3)+n*pi/2或pi/2-atan(1/3)+n*pi/2，并且n是整数；

重组器，用于通过在交织方案下将预编码码元序列的实部和虚部分成两组来生成码元向量；和

STFBC或STBC编码器，用于利用Alamouti编码通过相应天线发送每个重组码元向量。

10.根据权利要求9所述的使用三个发送天线的通信系统中的发送器，其中，经过STFBC编码器的码元向量的矩阵如下所示：

$A=\left[\begin{array}{cccc}\widetilde{S_1}& -\widetilde{S_2^{*}}& 0& 0\\ \widetilde{S_2}& \widetilde{S_1^{*}}& \widetilde{S_3}& \widetilde{S_4^{*}}\\ 0& 0& \widetilde{S_4}& \widetilde{{-S}_3^{*}}\end{array}\right]$

其中，

是经过预编码器和重组器的码元。

11.一种包含STBC或STFBC步骤的使用三个发送天线的通信系统中的发送方法，其中，包含如下步骤：

通过将输入码元序列乘以e^jθ预编码输入码元序列，预编码码元序列被重构成含有实部和虚部，其中θ是相位旋转角，在0≤θ≤pi/2的范围内，在QPSK、16QAM和64QAM的所有调制方案下，θ是atan(1/3)或pi/2-atan(1/3)；

通过在交织方案下将预编码码元序列的实部和虚部分成两组来生成码元向量；和

通过Alamouti编码和通过相应发送天线发送每个重组码元向量。

12.一种包含STBC或STFBC步骤的使用三个发送天线的通信系统中的发送方法，其中，包含如下步骤：

通过将输入码元序列乘以e^jθ预编码输入码元序列，该预编码码元序列被重构成含有实部和虚部，其中θ是相位旋转角，在pi/2＜θ的范围内，在QPSK、16QAM和64QAM的所有调制方案下，θ是atan(1/3)+n*pi/2或pi/2-atan(1/3)+n*pi/2，并且n是整数；

通过在交织方案下将预编码码元序列的实部和虚部分成两组来生成码元向量；和

利用Alamouti编码通过相应天线发送每个重组码元向量。

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