CN101488837B - 一种多播广播业务数据发射方法及无线发射装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多播广播业务数据发射方法及无线发射装置。本发明方法包括：所述多播广播业务包括基本层数据信号和增强层数据信号；使用一组或多组发射天线，其中每组天线在连续两个符号发送周期或连续两个子载波内使用Alamouti空时分组编码发射一个基本层数据调制符号和一个增强层数据调制符号，且所述基本层数据调制符号的发射功率大于增强层数据调制符号的发射功率。本发明使得发射端的错误保护等级能够不被破坏。

Description

一种多播广播业务数据发射方法及无线发射装置

技术领域

本发明涉及移动通信技术，尤其是一种多播广播业务非等错误保护方法及装置。

背景技术

广播多播业务逐渐成为移动通信系统中的研究热点，目前3GPP的空口长期演进技术(LTE，Long Term Evolution)，3GPP2的超移动宽带技术(UMB，Ultra Mobile Broadband)，IEEE 802.16m等新的移动通信技术都支持多播广播业务。多入多出(MIMO，Multiple Input Multiple Output)技术也是无线通信技术目前研究中的热点，各种新型移动通信系统中都采用MIMO技术来提高系统的频谱效率。

MIMO技术包括空间分集和空间复用两种，其中典型的空间分集技术包括Alamouti空时分组码(STBC，Space Time Block Coding)，而典型的空间复用技术包括贝尔实验室垂直分层空时技术(V-BLAST，Vertical Bell LabsLayered Space Time)。而分层空时分组码技术(L-STBC，Layered)Space TimeBlock Coding)则是Alamouti空时分组码与贝尔实验室垂直分层空时技术的结合。分层空时分组码技术是指将发射天线分成多组，其中每组包含两个发射天线，每组天线内使用Alamouti空时分组编码的空间分集技术，而每组天线之间则采用空间复用技术。分层空时分组码技术要求发射天线个数为2的倍数，且接收天线数不少于发射天线数的一半。

通常用M×N表示MIMO天线配置，其中M和N分别为发射天线和接收天线数。以天线配置为2n×m(m≥n)的分层空时分组码技术为例，其信号模型可以用式(1)表示。

其中y_i，j表示第i根接收天线在第j个符号周期内或第j个子载波上接收到的信号，w_i，j表示第i根接收天线在第j个符号周期内或第j个子载波上接收到的噪声，h_i，j表示第i根接收天线与第j根发射天线之间无线信道的信道响应；

而发射矩阵 $S=\left[\begin{array}{cc}{s}_1& -s_2^{*}\\ s_2& s_1^{*}\\ \·& \·\\ \·& \·\\ \·& \·\\ s_{2n-1}& -s_{2n}^{*}\\ s_{2n}& s_{2n-1}^{*}\end{array}\right]$ 为经过空时编码处理的发射信号，矩阵的第j行表示第j根发射天线上发送的信号，第i列表示第i个发射符号周期，或者第i个子载波。为了形式上的方便，可以使用发射矩阵S来表示MIMO模式。

多播广播业务也会使用MIMO技术进行传送以提高传送速率。在实际系统中，4×2 MIMO是一种典型配置，这种配置下的分层空时分组码技术又被称为双空时发射分集(D-STTD，Double Space Time Transmit Diversity)，即基站将数据分为两半，然后分别用Alamouti对每一半进行空时编码提供发射分集。D-STTD的传输模型可以用式(2)来表示：

多播广播业务需要同时保证多个用户同时接收。由于每个用户所处的无线信道环境各不相同，多播广播业务只能采用较低阶的调制方式和较低的码 率来保证信道条件最差的用户的接收性能。这就导致信道条件较好的用户也只能以相对较低的频谱效率来使用无线资源。

为了尽可能提高频谱效率，通常采用非等错误保护的方法来分级传送多播广播业务。具体的，把多播广播业务分为基本层和增强层，基本层采用较低阶的调制方式和/或较低码率传送，从而具有较高的错误保护等级，即使信道条件较差的用户也能够正确接收；而增强层则采用较高阶的调制方式和/或较高码率传送，尽可能提高频谱效率，但是提供相对较低的错误保护等级，只保证信道条件较好用户的接收性能。

在多媒体广播多播业务中，基本层通常是可以独立解码的音视频信息，提供普通质量的媒体(如普通画质的视频)；而增强层不能独立进行音视频解码，但是可以和基本层数据流一起进行音视频解码，并得到增强质量的媒体(如高清视频)。从而使得信道条件较差的终端仅接收基本层数据，享受普通质量的多媒体业务，而信道条件较好的终端可以同时接收到基本层数据和增强层数据，享受高质量的多媒体业务。

一种使用D-STTD模式的多播广播业务非等错误保护方法是为D-STTD模式中的两个不同的Alamouti块分配不同的功率(以α₁和α₂分别表示针对不同Alamouti块分配的功率系数)，分别用以传送基本层和增强层。其信号编码矩阵为：

$S=\left[\begin{array}{cc}{\mathrm{\α}}_1{x}_1^{\left(1\right)}& -{\mathrm{\α}}_1{x}_2^{\left(1\right)*}\\ {\mathrm{\α}}_1{x}_2^{\left(1\right)}& {\mathrm{\α}}_1{x}_1^{\left(1\right)*}\\ {\mathrm{\α}}_2{x}_1^{\left(2\right)}& {-\mathrm{\α}}_2{x}_2^{\left(2\right)*}\\ {\mathrm{\α}}_2{x}_2^{\left(2\right)}& {\mathrm{\α}}_2{x}_1^{\left(2\right)*}\end{array}\right]---\left(3\right)$

其中α₁＞α₂，(x₁ ⁽¹⁾，x₂ ⁽¹⁾)为基本层信号，而(x₁ ⁽²⁾，x₂ ⁽²⁾)为增强层信号。由于多播广播业务同时被多个用户终端接收，而每个用户终端所处的信 道环境不尽相同。在上述方案中，由于(x₁ ⁽¹⁾，x₂ ⁽¹⁾)总是使用天线1，2发送，而(x₁ ⁽²⁾，x₂ ⁽²⁾)总是使用天线3，4发送，而对于某些用户，可能天线3，4的信道条件非常好，而天线1，2的信道条件非常差，这样即使(x₁ ⁽¹⁾，x₂ ⁽²⁾)使用比(x₁ ⁽²⁾，x₂ ⁽²⁾)更高的功率发送(即α₁＞α₂)，在接收端也可能出现(x₁ ⁽²⁾，x₂ ⁽²⁾)比(x₁ ⁽¹⁾，x₂ ⁽¹⁾)具有更高接收信号能量的情况，这样非等错误保护的效果将会被破坏，可能(x₁ ⁽²⁾，x₂ ⁽²⁾)反而比(x₁ ⁽¹⁾，x₂ ⁽¹⁾具有更高的错误保护等级。

以上结论可推导如下：

将式(3)代入式(2)得：

式(4)可以变换得到：

式(5)两端分别乘以H_eff ^H可得：

C₁＝|h_1，2|²+|h_1，2|²+|h_1，3|²+|h_1，4|²

C₂＝|h_2，2|²+|h_2，2|²+|h_2，3|²+|h_2，4|²

$A=h_{\mathrm{1,1}}^{*}{h}_{\mathrm{1,3}}+h_{\mathrm{1,2}}{h}_{\mathrm{1,4}}^{*}+h_{\mathrm{2,1}}^{*}{h}_{\mathrm{2,3}}+h_{\mathrm{2,2}}{h}_{\mathrm{2,4}}^{*}$

其中， $B=h_{\mathrm{1,1}}^{*}{h}_{1,4}-h_{\mathrm{1,2}}{h}_{1,3}^{*}+h_{\mathrm{2,1}}^{*}{h}_{2,4}-h_{\mathrm{2,2}}{h}_{2,3}^{*}.$

图1和图2给出了不同接收端经过变换后得到的信号能量示例，其中包括D-STTD的上Alamouti编码块(x₁ ⁽¹⁾，x₂ ⁽¹⁾)和D-STTD的下Alamouti编码块(x₁ ⁽²⁾,x₂ ⁽²⁾)。

如图1所示，对用户1而言，(x₁ ⁽¹⁾，x₂ ⁽¹⁾)所经历的信道较好，即C1较大；并且在发射端，对于(x₁ ⁽¹⁾，x₂ ⁽¹⁾)采用比(x₁ ⁽²⁾，x₂ ⁽²⁾)较高的能量发送(即α₁＞α₂)，因此在接收端用户1接收到的信号中，(x₁ ⁽¹⁾，x₂ ⁽¹⁾)的信号能量较大，(x₁ ⁽²⁾，x₂ ⁽²⁾)的信号能量较小。可见，在接收端用户1处达到了非等错误保护的预期效果。

参照图2，对于用户2而言(x₁ ⁽²⁾，x₂ ⁽²⁾)所经历的信道较好，即C2较大，然而发射端依然采用α₁＞α₂，因此用户2接收到的信号中，(x₁ ⁽²⁾，x₂ ⁽²⁾)的信号能量可能与(x₁ ⁽¹⁾，x₂ ⁽¹⁾相当。可见，在接收端用户2处没有实现在发射端进行非等错误保护所预期的效果。

发明内容

本发明实施例目的在于提供一种多播广播业务非等错误保护方法，能够避免由于信道条件因素破坏接收端非等错保护效果的实现。

为解决上述技术问题，本发明所提供的多播广播业务数据发射方法实施例是通过以下技术方案实现的：所述多播广播业务包括基本层数据信号和增强层数据信号；使用一组或多组发射天线，其中每组天线在连续两个符号发送周期或连续两个子载波内使用Alamouti空时分组编码发射一个基本层数据 调制符号和一个增强层数据调制符号，且所述基本层数据调制符号的发射功率大于增强层数据调制符号的发射功率。

在上述方法实施例基础上，周期性改变增强层数据调制符号以及基本层数据调制符号在其中一个或多个发射天线组内各天线上的映射关系。

优选的，在时频资源上交替采用Alamouti空时分组编码的不同模式的发射矩阵进行数据调制符号的发射。

优选的，当采用4×2的天线配置时，所采用的发射矩阵为：

$S_1=\left[\begin{array}{cc}{\mathrm{\α}}_1{x}_1^{\left(1\right)}& {-\mathrm{\α}}_2{x}_1^{\left(2\right)*}\\ {\mathrm{\α}}_2{x}_1^{\left(2\right)}& {\mathrm{\α}}_1{x}_1^{\left(1\right)*}\\ {\mathrm{\α}}_1{x}_2^{\left(1\right)}& -{\mathrm{\α}}_2{x}_2^{\left(2\right)*}\\ {\mathrm{\α}}_2{x}_2^{\left(2\right)}& {\mathrm{\α}}_1{x}_2^{\left(1\right)*}\end{array}\right];$

或者， $S_1=\left[\begin{array}{cc}{\mathrm{\α}}_1{x}_1^{\left(1\right)}& {-\mathrm{\α}}_2{x}_1^{\left(2\right)*}\\ {\mathrm{\α}}_2{x}_1^{\left(2\right)}& {\mathrm{\α}}_1{x}_1^{\left(1\right)*}\\ {\mathrm{\α}}_1{x}_2^{\left(1\right)}& {\mathrm{\α}}_2{x}_2^{\left(2\right)*}\\ {\mathrm{\α}}_2{x}_2^{\left(2\right)}& {-\mathrm{\α}}_1{x}_2^{\left(1\right)*}\end{array}\right];$

或者， $S_1=\left[\begin{array}{cc}{\mathrm{\α}}_1{x}_1^{\left(1\right)}& {\mathrm{\α}}_2{x}_1^{\left(2\right)*}\\ {\mathrm{\α}}_2{x}_1^{\left(2\right)}& -{\mathrm{\α}}_1{x}_1^{\left(1\right)*}\\ {\mathrm{\α}}_1{x}_2^{\left(1\right)}& {\mathrm{\α}}_2{x}_2^{\left(2\right)*}\\ {\mathrm{\α}}_2{x}_2^{\left(2\right)}& -{\mathrm{\α}}_1{x}_2^{\left(1\right)*}\end{array}\right];$

或者， $S_1=\left[\begin{array}{cc}{\mathrm{\α}}_1{x}_1^{\left(1\right)}& {\mathrm{\α}}_2{x}_1^{\left(2\right)*}\\ {\mathrm{\α}}_2{x}_1^{\left(2\right)}& {-\mathrm{\α}}_1{x}_1^{\left(1\right)*}\\ {\mathrm{\α}}_1{x}_2^{\left(1\right)}& -{\mathrm{\α}}_2{x}_2^{\left(2\right)*}\\ {\mathrm{\α}}_2{x}_2^{\left(2\right)}& {\mathrm{\α}}_1{x}_2^{\left(1\right)*}\end{array}\right];$

其中，(x₁ ⁽¹⁾，x₂ ⁽¹⁾分别为基本层x⁽¹⁾的两个调制符号，(x₁ ⁽²⁾，x₂ ⁽²⁾)分别为增强层x⁽²⁾的两个调制符号；α₁为基本层调制符号的天线发射功率系数，α₂为增强层调制符号的天线发射功率系数。

所述一组发射天线包含两个天线群，其中每个天线群包含至少一个发射天线。

一种无线发射装置，包括：空时编码单元、映射单元和一个或多个发射天线组；

空时编码单元，用于对多播广播业务数据进行空时编码，包括：由一个基本层数据调制符号和一个增强层数据调制符号构成一个Alamouti编码块；由所述Alamouti编码块构成发射矩阵；

映射单元，用于按照空时编码单元得到的发射矩阵将所述Alamouti编码块分别映射到发射天线组；

发射天线组，用于在连续两个符号发送周期或连续两个子载波内使用Alamouti空时分组编码发射一个基本层数据调制符号和一个增强层数据调制符号，且所述基本层数据调制符号的发射功率大于增强层数据调制符号的发射功率。

现有技术中对天线组进行划分用于专门发射基本层数据信号或者增强层数据信号，并且基本层数据信号具有相对增强层数据信号更高的错误保护等级(例如基本层数据发射功率大于增强层数据发射功率)，由于不同无线信道条件的差异导致在接收端将可能出现发射端的错误保护等级被破坏的情况。

相对于现有技术，本发明技术方案中同一发射天线组发送一个基本层调制符号和一个增强层调制符号构成的Alamouti编码块；且所述基本层数据信号的发射功率大于增强层数据信号的发射功率，进而使得即使不同无线信道条件不同，然而每个Alamouti编码块的两个调制符号总是经历相同的无线信道，即无线信道导致基本层数据信号和增强层数据信号变化的因素相同，因此发射端的错误保护等级能够不被破坏。

进一步的，由于本发明实施例中交替使用不同的天线映射模式或Alamouti 空时编码模式，获取干扰分集，进而能够改善信号接收性能。

附图说明

图1为现有技术中第一接收端经过变换后得到的信号能量示意图；

图2为现有技术中第二接收端经过变换后得到的信号能量示意图；

图3为本发明实施例接收端经过变换后得到的信号能量示意图；

图4为本发明无线发射装置结构示意图。

具体实施方式

本发明提供了使用分层空时分组码技术(L-STBC)的多播广播业务非等错误保护方法。旨在避免非等错误保护的效果不会被信道条件的差异所破坏。其中，当L-STBC只有一层时就变化为Alamouti STBC，同样适用本发明的技术方案。

以下具体以4×2的天线配置模式的L-STBC(即D-STTD)说明本发明实施例的实现方式。

以下实施例中定义其中x⁽¹⁾为基本层数据，具有较高的错误保护等级；x⁽²⁾ 为增强层，提供相对较低的错误保护等级，只保证信道条件较好用户的接收性能。

本发明方法第一实施例中采用以下方式对两路数据流x⁽¹⁾和x⁽²⁾进行空时编码：

在连续两个传输符号周期中(或者两个连续子载波上)，使用D-STTD传送基本层x⁽¹⁾的两个调制符号(x₁ ⁽¹⁾，x₂ ⁽¹⁾和增强层x⁽²⁾的两个调制符号(x₁ ⁽²⁾，x₂ ⁽²⁾)。其中x₁ ⁽¹⁾，x₁ ⁽²⁾构成一个Alamouti编码块，x₂ ⁽¹⁾，x₂ ⁽²⁾构成另一个Alamouti编码块。同时为传送基本层x⁽¹⁾中调制符号的天线分配较高的功率(功率系数为α₁)，为传送增强层x⁽²⁾中调制符号的天线分配较低功率(功率系数为α₂)。

综上所述，每一个Alamouti编码块都包括一个基本层的调制符号和一个增强层的调制符号，而且在每个Alamouti编码块内的基本层和增强层调制符号上使用α₁/α₂的功率分配比，其中α₁＞α₂。用式(7)表示如下。

$S_1=\left[\begin{array}{cc}{\mathrm{\α}}_1{x}_1^{\left(1\right)}& {-\mathrm{\α}}_2{x}_1^{\left(2\right)*}\\ {\mathrm{\α}}_2{x}_1^{\left(2\right)}& {\mathrm{\α}}_1{x}_1^{\left(1\right)*}\\ {\mathrm{\α}}_1{x}_2^{\left(1\right)}& -{\mathrm{\α}}_2{x}_2^{\left(2\right)*}\\ {\mathrm{\α}}_2{x}_2^{\left(2\right)}& {\mathrm{\α}}_1{x}_2^{\left(1\right)*}\end{array}\right]---\left(7\right)$

如式(7)所示，矩阵的第j行表示第j根发射天线上发射的信号，第i列表示时域上的第i个发射符号周期或者频域上的第i个子载波。

其中，本发明实施例中所述的第j根发射天线在逻辑上是针对发射信号进行划分的，具体的，所述第j根发射天线实际中既可以是指一根天线；也可以是指由几根发射的信号是相同天线构成的天线群，由于天线群中的天线发射信号相同，因此天线群通常仅用来提高信道质量，其中天线群内还可以采用如循环时延分集(CDD，Cyclical Delay Diversity)或相位偏移分集(PSD，Phase Shift Diversity)等透明的发射分集技术来引入一定的分集增益。

由上述方案可以看出，由于使用一组或多组发射天线，并且每组天线在连续两个符号发送周期或连续两个子载波内使用Alamouti空时分组编码发送一个基本层数据调制符号和一个增强层数据调制符号，因此对每个用户而言，一个Alamouti编码块上两个调制符号所经历的信道都是相同的，所以在一个Alamouti块内的两个调制符号上进行不等功率分配，在经过无线信道之后，接收端所接收的这两个调制符号的能量仍然能够保持功率分配的比例，因此也就具备不同的错误保护等级。采用式(7)所示的D-STTD空时编码方案后，基本层x⁽¹⁾中的每个调制符号都比同一个Alamouti编码块内增强层x⁽²⁾中的对应调制符号具有更高的错误保护等级。因此在采用本发明所提供的技术方案后，不等功率分配为基本层x⁽¹⁾和增强层x⁽²⁾提供了不同的错误保护等级，且这 种效果不会被信道状况所破坏。

Alamouti空时分组码有两种等价的模式：模式 $A=\left[\begin{array}{cc}{s}_1& -s_2^{*}\\ s_2& s_1^{*}\end{array}\right]$ 和模式  $B=\left[\begin{array}{cc}{s}_1& s_2^{*}\\ s_2& -s_1^{*}\end{array}\right],$ 因此D-STTD中的两个Alamouti编码块有三中不同组合：1)两个Alamouti编码块使用相同模式(都为A，或者都为B)；2)两个Alamouti编码块使用不同的模式(一个为A，另一个为B)。这两种组合构成了D-STTD的三种基本模式，且这两种模式的情况下，两个Alamouti编码块之间的干扰是不同的。

在本发明方法第一实施例中发射矩阵采用的模式是两个Alamouti编码块使用相同模式，并且模式均为都为A。本发明方法第二实施例中D-STTD模式由两个不同模式的Alamouti编码块构成，具体的：

在本发明方法第二实施例中，依然在每一个Alamouti编码块中都包括一个基本层的调制符号和一个增强层的调制符号，而且在每个Alamouti编码块内的基本层和增强层调制符号上使用α₁/α₂的功率分配比，并且α₁＞α₂。

本实施例中采用公式(8)采用的D-STTD发射矩阵模式：

$S_2=\left[\begin{array}{cc}{\mathrm{\α}}_1{x}_1^{\left(1\right)}& {-\mathrm{\α}}_2{x}_1^{\left(2\right)*}\\ {\mathrm{\α}}_2{x}_1^{\left(2\right)}& {\mathrm{\α}}_1{x}_1^{\left(1\right)*}\\ {\mathrm{\α}}_1{x}_2^{\left(1\right)}& {\mathrm{\α}}_2{x}_2^{\left(2\right)*}\\ {\mathrm{\α}}_2{x}_2^{\left(2\right)}& {-\mathrm{\α}}_1{x}_2^{\left(1\right)*}\end{array}\right]---\left(8\right)$

除上文两方法实施例所举的D-STTD发射矩阵模式外，本发明D-STTD发射矩阵依然也可采用如下模式：

$S=\left[\begin{array}{cc}{\mathrm{\α}}_1{x}_1^{\left(1\right)}& {\mathrm{\α}}_2{x}_1^{\left(2\right)*}\\ {\mathrm{\α}}_2{x}_1^{\left(2\right)}& {-\mathrm{\α}}_1{x}_1^{\left(1\right)*}\\ {\mathrm{\α}}_1{x}_2^{\left(1\right)}& {\mathrm{\α}}_2{x}_2^{\left(2\right)*}\\ {\mathrm{\α}}_2{x}_2^{\left(2\right)}& -{\mathrm{\α}}_1{x}_2^{\left(1\right)*}\end{array}\right];$ 或者，

$S=\left[\begin{array}{cc}{\mathrm{\α}}_1{x}_1^{\left(1\right)}& {\mathrm{\α}}_2{x}_1^{\left(2\right)*}\\ {\mathrm{\α}}_2{x}_1^{\left(2\right)}& {-\mathrm{\α}}_1{x}_1^{\left(1\right)*}\\ {\mathrm{\α}}_1{x}_2^{\left(1\right)}& {-\mathrm{\α}}_2{x}_2^{\left(2\right)*}\\ {\mathrm{\α}}_2{x}_2^{\left(2\right)}& {\mathrm{\α}}_1{x}_2^{\left(1\right)*}\end{array}\right]$

在上述实施例基础上，由于在本发明方案的D-STTD模式中，每一个Alamouti编码块内两个调制符号使用不同的功率分配，因此改变天线映射关系也可能改变干扰模型。改变天线映射关系相当于对发射矩阵左乘置换矩阵。基于本发明技术方案的STTD模式也可以采用对式(7)或式(8)所示模式改变天线映射关系后所得到的模式，如：

$S_3=\left[\begin{array}{cccc}1& 0& 0& 0\\ 0& 1& 0& 0\\ 0& 0& 0& 1\\ 0& 0& 1& 0\end{array}\right]S_2=\left[\begin{array}{cc}{\mathrm{\α}}_1{x}_1^{\left(1\right)}& {-\mathrm{\α}}_2{x}_1^{\left(2\right)*}\\ {\mathrm{\α}}_2{x}_1^{\left(2\right)}& {\mathrm{\α}}_1{x}_1^{\left(1\right)*}\\ {\mathrm{\α}}_2{x}_2^{\left(2\right)}& {{-\mathrm{\α}}_1{x}_2^{\left(1\right)*}}_{}\\ {\mathrm{\α}}_1{x}_2^{\left(1\right)}& {\mathrm{\α}}_2{x}_2^{\left(2\right)*}\end{array}\right]---\left(9\right)$

其中 $\left[\begin{array}{cccc}1& 0& 0& 0\\ 0& 1& 0& 0\\ 0& 0& 0& 1\\ 0& 0& 1& 0\end{array}\right]$ 为置换矩阵，表明改变发射天线与信号的映射关系。本实施例中第3根天线发送调制符号α₁x₂ ⁽¹⁾和α₂x₂ ^(2)*，第4根发射天线发送调制符号α₂x₂ ⁽²⁾和-α₁x₂ ^(1)*。

由于天线编号在实际中是人为制定的，因此本发明实际上对于多播广播业务数据信号与发射天线的映射关系并不进行限定，基于天线参数及天线位置等因素的影响，发射天线与业务数据信号之间不同的映射关系将产生不同的干扰模型。

在本发明的又一实施例中，在前述实施例的基础上，在时频资源上交替使用上述多种D-STTD模式的两种或更多种，以获得干扰分集。

举例：交替使用发射矩阵S₁，S₂得到S₄或者交替使用发射矩阵S₁，S₃得到S₅。相应地，可以用如下两式表示：

以式(11)所示的模式为例，将式(6)中的等效发射符号向量替换为的式(11)对应的两个等效发射符号向量 $S_{{\mathrm{eff}}_1}={\left[\begin{array}{cccc}{\mathrm{\α}}_1{x}_1^{\left(1\right)}& {\mathrm{\α}}_2{x}_1^{\left(2\right)}& {\mathrm{\α}}_1{x}_2^{\left(1\right)}& {\mathrm{\α}}_2{x}_2^{\left(2\right)}\end{array}\right]}^T$ 和  $S_{{\mathrm{eff}}_2}={\left[\begin{array}{cccc}{\mathrm{\α}}_1{x}_1^{\left(1\right)}& {\mathrm{\α}}_2{x}_1^{\left(2\right)}& {\mathrm{\α}}_2{x}_2^{\left(2\right)}& {\mathrm{\α}}_1{x}_1^{\left(2\right)}\end{array}\right]}^T,$ 可得接收端的信号能量模型：

图3给出了接收端经过变换后得到的信号能量示例，包括Alamouti编码 块(x₁ ⁽¹⁾，x₁ ⁽²⁾)或(x₃ ⁽¹⁾，x₃ ⁽²⁾)，和Alamouti编码块(x₂ ⁽¹⁾，x₂ ⁽²⁾)或(x₄ ⁽¹⁾，x₄ ⁽²⁾)。如图所示，对用户1来说C1较大，对用户2来说C2较大。但是由于每个Alamouti块内的两个符号经历的信道总是一样的，所以不管是C1较大还是C2较大，基本层x⁽¹⁾中的调制符号总是比同一个Alamouti块内的增强层x⁽²⁾的调制符号具有更高的接收能量。因此整个基本层总是比整个增强层具有更高的错误保护等级。

采用本发明实施例的多播广播业务数据发射方法后，由于基本层比增强层具有更高的错误保护等级，因此接收端可以首先解出基本层信号，然后用串行干扰消除技术将其对增强层的干扰消除后再解出增强层信号。其中对基本层数据或者对消除掉基本层干扰后的增强层数据的接收方法典型地包括使用ZF(Zero Forcing，迫零)，LMMSE(Linear Minimum Mean Square Erro，线性最小均方误差)等均衡方法对多根天线上的接收数据进行均衡，并对均衡后的符号进行解调和解码操作。其中对基本层数据进行解码后重新进行编码、调制操作，并将其作为已知干扰从接收信号中消除，然后对增强层数据运用同样的均衡，解调和解码等操作。也可以将解码操作前的基本层数据直接作为已知干扰从接收信号中消除，然后对增强层数据进行均衡，解调和解码操作。

参照图4，以下具体说明本发明实施例的无线发射装置，包括：空时编码单元41、映射单元42和至少2个发射天线组43；其中：

空时编码单元41，用于对多播广播业务数据进行空时编码，包括：由一个基本层数据调制符号和一个增强层数据调制符号构成一个Alamouti编码块；由所述Alamouti编码块构成发射矩阵；

映射单元42，用于按照编码单元得到的发射矩阵将所述Alamouti编码块分别映射到发射天线组；

发射天线组43，用于在两个发射符号周期或两个子载波内对Alamouti编 码块中的数据调制符号进行发送，且所述基本层数据调制符号的发射功率大于增强层数据调制符号的发射功率。

其中，所述映射单元42，周期性改变Alamouti编码块的两个调制符号与发射天线组内各天线的映射关系。

空时编码单元41，用于在时频资源上交替采用不同模式的Alamouti空时分组编码对多播广播业务数据进行空时编码得到不同模式的发射矩阵。

上述无线发射装置中，当所述发射天线组为4组×2组的天线配置时，所述发射矩阵为：

$S_1=\left[\begin{array}{cc}{\mathrm{\α}}_1{x}_1^{\left(1\right)}& {-\mathrm{\α}}_2{x}_1^{\left(2\right)*}\\ {\mathrm{\α}}_2{x}_1^{\left(2\right)}& {\mathrm{\α}}_1{x}_1^{\left(1\right)*}\\ {\mathrm{\α}}_1{x}_2^{\left(1\right)}& -{\mathrm{\α}}_2{x}_2^{\left(2\right)*}\\ {\mathrm{\α}}_2{x}_2^{\left(2\right)}& {\mathrm{\α}}_1{x}_2^{\left(1\right)*}\end{array}\right];$

或者， $S_1=\left[\begin{array}{cc}{\mathrm{\α}}_1{x}_1^{\left(1\right)}& {-\mathrm{\α}}_2{x}_1^{\left(2\right)*}\\ {\mathrm{\α}}_2{x}_1^{\left(2\right)}& {\mathrm{\α}}_1{x}_1^{\left(1\right)*}\\ {\mathrm{\α}}_1{x}_2^{\left(1\right)}& {\mathrm{\α}}_2{x}_2^{\left(2\right)*}\\ {\mathrm{\α}}_2{x}_2^{\left(2\right)}& {-\mathrm{\α}}_1{x}_2^{\left(1\right)*}\end{array}\right];$

或者， $S_1=\left[\begin{array}{cc}{\mathrm{\α}}_1{x}_1^{\left(1\right)}& {\mathrm{\α}}_2{x}_1^{\left(2\right)*}\\ {\mathrm{\α}}_2{x}_1^{\left(2\right)}& -{\mathrm{\α}}_1{x}_1^{\left(1\right)*}\\ {\mathrm{\α}}_1{x}_2^{\left(1\right)}& {\mathrm{\α}}_2{x}_2^{\left(2\right)*}\\ {\mathrm{\α}}_2{x}_2^{\left(2\right)}& -{\mathrm{\α}}_1{x}_2^{\left(1\right)*}\end{array}\right];$

或者， $S_1=\left[\begin{array}{cc}{\mathrm{\α}}_1{x}_1^{\left(1\right)}& {\mathrm{\α}}_2{x}_1^{\left(2\right)*}\\ {\mathrm{\α}}_2{x}_1^{\left(2\right)}& {-\mathrm{\α}}_1{x}_1^{\left(1\right)*}\\ {\mathrm{\α}}_1{x}_2^{\left(1\right)}& -{\mathrm{\α}}_2{x}_2^{\left(2\right)*}\\ {\mathrm{\α}}_2{x}_2^{\left(2\right)}& {\mathrm{\α}}_1{x}_2^{\left(1\right)*}\end{array}\right];$

其中，(x₁ ⁽¹⁾，x₂ ⁽¹⁾)分别为基本层x⁽¹⁾的两个调制符号，(x₁ ⁽²⁾，x₂ ⁽²⁾分别为增强层 x⁽²⁾的两个调制符号；α₁为基本层调制符号的天线发射功率系数，α₂为增强层调制符号的天线发射功率系数。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，所述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

以上对本发明所提供的一种多播广播业务数据发射方法及无线发射装置进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种多播广播业务数据发射方法，其特征在于：

所述多播广播业务包括基本层数据信号和增强层数据信号；

使用一组或多组发射天线，其中每组天线在连续两个符号发送周期或连续两个子载波内使用Alamouti空时分组编码发射一个基本层数据调制符号和一个增强层数据调制符号，且所述基本层数据调制符号的发射功率大于增强层数据调制符号的发射功率。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：

周期性改变增强层数据调制符号以及基本层数据调制符号在其中一个或多个发射天线组内各天线上的映射关系。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：

在时频资源上交替采用Alamouti空时分组编码的不同模式的发射矩阵进行数据调制符号的发射。

4.如权利要求1至3其中之一所述的方法，采用4×2的天线配置，其特征在于，所采用的发射矩阵为：

$S_1=\left[\begin{array}{cc}{\mathrm{\α}}_1{x}_1^{\left(1\right)}& -{\mathrm{\α}}_2{x}_1^{\left(2\right)*}\\ {\mathrm{\α}}_2{x}_1^{\left(2\right)}& {\mathrm{\α}}_1{x}_1^{\left(1\right)*}\\ {\mathrm{\α}}_1{x}_2^{\left(1\right)}& -{\mathrm{\α}}_2{x}_2^{\left(2\right)*}\\ {\mathrm{\α}}_2{x}_2^{\left(2\right)}& {\mathrm{\α}}_1{x}_2^{\left(1\right)*}\end{array}\right];$

或者， $S_1=\left[\begin{array}{cc}{\mathrm{\α}}_1{x}_1^{\left(1\right)}& -{\mathrm{\α}}_2{x}_1^{\left(2\right)*}\\ {\mathrm{\α}}_2{x}_1^{\left(2\right)}& {\mathrm{\α}}_1{x}_1^{\left(1\right)*}\\ {\mathrm{\α}}_1{x}_2^{\left(1\right)}& {\mathrm{\α}}_2{x}_2^{\left(2\right)*}\\ {\mathrm{\α}}_2{x}_2^{\left(2\right)}& {-\mathrm{\α}}_1{x}_2^{\left(1\right)*}\end{array}\right];$

或者， $S_1=\left[\begin{array}{cc}{\mathrm{\α}}_1{x}_1^{\left(1\right)}& {\mathrm{\α}}_2{x}_1^{\left(2\right)*}\\ {\mathrm{\α}}_2{x}_1^{\left(2\right)}& -{\mathrm{\α}}_1{x}_1^{\left(1\right)*}\\ {\mathrm{\α}}_1{x}_2^{\left(1\right)}& {\mathrm{\α}}_2{x}_2^{\left(2\right)*}\\ {\mathrm{\α}}_2{x}_2^{\left(2\right)}& -{\mathrm{\α}}_1{x}_2^{\left(1\right)*}\end{array}\right];$

或者， $S_1=\left[\begin{array}{cc}{\mathrm{\α}}_1{x}_1^{\left(1\right)}& {\mathrm{\α}}_2{x}_1^{\left(2\right)*}\\ {\mathrm{\α}}_2{x}_1^{\left(2\right)}& -{\mathrm{\α}}_1{x}_1^{\left(1\right)*}\\ {\mathrm{\α}}_1{x}_2^{\left(1\right)}& -{\mathrm{\α}}_2{x}_2^{\left(2\right)*}\\ {\mathrm{\α}}_2{x}_2^{\left(2\right)}& {\mathrm{\α}}_1{x}_2^{\left(1\right)*}\end{array}\right];$

其中，分别为基本层x⁽¹⁾的两个调制符号，

分别为增强层x⁽²⁾的两个调制符号；α₁为基本层调制符号的天线发射功率系数，α₂为增强层调制符号的天线发射功率系数。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于：

所述一组发射天线包含两个天线群，其中每个天线群包含至少一个发射天线。

6.一种无线发射装置，其特征在于，包括：空时编码单元、映射单元和一个或多个发射天线组；

空时编码单元，用于对多播广播业务数据进行空时编码，包括：由一个基本层数据调制符号和一个增强层数据调制符号构成一个Alamouti编码块；由所述Alamouti编码块构成发射矩阵；

映射单元，用于按照空时编码单元得到的发射矩阵将所述Alamouti编码块分别映射到发射天线组；

发射天线组，用于在连续两个符号发送周期或连续两个子载波内使用Alamouti空时分组编码发射一个基本层数据调制符号和一个增强层数据调制符号，且所述基本层数据调制符号的发射功率大于增强层数据调制符号的发射功率。

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于：

映射单元，周期性改变Alamouti编码块的两个调制符号与发射天线组内各天线的映射关系。

8.如权利要求6所述的装置，其特征在于：

空时编码单元，用于在时频资源上交替采用不同模式的Alamouti空时分组编码对多播广播业务数据进行空时编码得到不同模式的发射矩阵。

9.如权利要求6至8其中之一所述的装置，其特征在于，所述发射天线组为4组×2组的天线配置，所述发射矩阵为：

$S_1=\left[\begin{array}{cc}{\mathrm{\α}}_1{x}_1^{\left(1\right)}& -{\mathrm{\α}}_2{x}_1^{\left(2\right)*}\\ {\mathrm{\α}}_2{x}_1^{\left(2\right)}& {\mathrm{\α}}_1{x}_1^{\left(1\right)*}\\ {\mathrm{\α}}_1{x}_2^{\left(1\right)}& -{\mathrm{\α}}_2{x}_2^{\left(2\right)*}\\ {\mathrm{\α}}_2{x}_2^{\left(2\right)}& {\mathrm{\α}}_1{x}_2^{\left(1\right)*}\end{array}\right];$

或者， $S_1=\left[\begin{array}{cc}{\mathrm{\α}}_1{x}_1^{\left(1\right)}& -{\mathrm{\α}}_2{x}_1^{\left(2\right)*}\\ {\mathrm{\α}}_2{x}_1^{\left(2\right)}& {\mathrm{\α}}_1{x}_1^{\left(1\right)*}\\ {\mathrm{\α}}_1{x}_2^{\left(1\right)}& {\mathrm{\α}}_2{x}_2^{\left(2\right)*}\\ {\mathrm{\α}}_2{x}_2^{\left(2\right)}& {-\mathrm{\α}}_1{x}_2^{\left(1\right)*}\end{array}\right];$

或者， $S_1=\left[\begin{array}{cc}{\mathrm{\α}}_1{x}_1^{\left(1\right)}& {\mathrm{\α}}_2{x}_1^{\left(2\right)*}\\ {\mathrm{\α}}_2{x}_1^{\left(2\right)}& -{\mathrm{\α}}_1{x}_1^{\left(1\right)*}\\ {\mathrm{\α}}_1{x}_2^{\left(1\right)}& {\mathrm{\α}}_2{x}_2^{\left(2\right)*}\\ {\mathrm{\α}}_2{x}_2^{\left(2\right)}& -{\mathrm{\α}}_1{x}_2^{\left(1\right)*}\end{array}\right];$

或者， $S_1=\left[\begin{array}{cc}{\mathrm{\α}}_1{x}_1^{\left(1\right)}& {\mathrm{\α}}_2{x}_1^{\left(2\right)*}\\ {\mathrm{\α}}_2{x}_1^{\left(2\right)}& -{\mathrm{\α}}_1{x}_1^{\left(1\right)*}\\ {\mathrm{\α}}_1{x}_2^{\left(1\right)}& -{\mathrm{\α}}_2{x}_2^{\left(2\right)*}\\ {\mathrm{\α}}_2{x}_2^{\left(2\right)}& {\mathrm{\α}}_1{x}_2^{\left(1\right)*}\end{array}\right];$

其中，

分别为基本层x⁽¹⁾的两个调制符号，

分别为增强层x⁽²⁾的两个调制符号；α₁为基本层调制符号的天线发射功率系数，α₂为增强层调制符号的天线发射功率系数。

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