CN101534144A - 一种发射机及其发射方法 - Google Patents

Abstract

一种发射机及其发射方法，该发射机包括：层分配单元，用于将接收到的数据流分成若干个层，并输出；编码单元，用于将层分配单元输出的各层数据流分别进行编码处理，并输出；至少一个交织单元，用于将编码单元输出的各层数据流进行交织处理，以便于区分各层数据流，并输出交织处理后的各层数据流；发送处理单元，用于对交织处理后的数据流进行处理，以便于该各层数据流能够在预先设置的天线上发送。本发明实施例可以充分利用空间分集，又具有灵活的扩展性，对天线数目及分布几乎没有任何要求；不但获得时频的分集增益，还获得了空间分集增益，无需特殊设计空频码；对每层数据流进行交织处理的方式不同，使得接收机可以采用低复杂度的方式进行解调。

Description

一种发射机及其发射方法

技术领域

本发明涉及电子通信技术领域，尤其涉及一种发射机及其发射方法。

背景技术

MIMO(Multiple-Input Multiple-Out-put，多输入多输出)技术利用多天线来抑制信道衰落。利用MIMO技术可以成倍地提高无线信道容量，在不增加带宽和天线发送功率的情况下，频谱利用率可以成倍地提高，同时也可以提高信道的可靠性，降低误码率。

OFDM(Orthogonal Frequency Division Mulplexing，正交频分复用)技术可以消除信道多径。OFDM-MIMO系统是采用MIMO技术与OFDM技术结合而成的系统，该MIMO技术与OFDM技术结合的方式以其较低的计算量成为目前MIMO应用的主流技术。OFDM-MIMO系统典型的发射机结构如图1所示。

图1所示的OFDM-MIMO系统的发射过程包括：数据流首先分别通过纠错码、交织和调制处理，纠错码处理利用增加冗余来使信息传输更加准确，交织处理利用对数据位置的扰乱起到信号随机化的作用，以便于充分利用信道中的分集，调制处理将数据比特信息映射成适合信道传输的符号；之后，通过S/P(串并变换)将符号分配到到不同层上，每层通过载波分配模块将分配到该层的符号数据映射到OFDM时频资源块上，然后通过IFFT(逆快速傅立叶变换)和CP(循环前缀)模块完成OFDM调制。

S/P模块也可以用空时编码或者空频编码代替，S/P是将不同的数据分配到不同的数据流上，而空时/空频编码是将源数据进行处理后分配给不同的层上，以便于充分利用空间分集。

但是，采用MIMO-OFDM发射方法，通过简单的S/P模块无法完全利用发射分集，并且空时/空频编码模块的编码距阵有限制。这样，在MIMO-OFDM发射方法中，在天线数较多的情况下，不具有对任意天线都支持的扩展性。

发明内容

本发明实施例提供的发射机及其发射方法在利用空间分集的同时，具有良好的扩展性，对任意发送天线和接收天线均可支持。

本发明实施例是通过以下技术方案实现的：

本发明实施例提供一种发射机，包括：

层分配单元，用于将接收到的数据流分成若干个层，并输出经分层处理后的各层数据流；

若干编码单元，用于将层分配单元输出的各层数据流分别进行编码处理，以提高数据流传输的准确性，并输出；

若干交织单元，用于将编码单元输出的各层数据流进行交织处理，以便于区分各层数据流，并输出交织处理后的各层数据流；

发送处理单元，用于对交织处理后的数据流进行处理，以便于该各层数据流能够在预先设置的天线上发送。

本发明实施例提供一种发射方法，包括：

编码单元分别接收层分配单元输出的各层数据流，并对接收到的各层数据流进行编码处理，以提高数据流传输的准确性，并分别输出编码处理后的各层数据流给若干个交织单元；

所述若干个交织单元对接收到的各层数据流进行交织处理，以便于区分层分配单元输出的各层数据流，并输出交织处理后的各层数据流；

发送处理单元接收经交织处理后的各层数据流，对交织处理后的数据流进行处理，以便于该各层数据流能够在预先设置的天线上发送。

由上述本发明实施例提供的技术方案可以看出，本发明实施例可以充分利用空间分集，又具有灵活的扩展性，对天线数目及分布几乎没有任何要求；不但获得时频的分集增益，还获得了空间分集增益，无需特殊设计空频码；并且对每层数据流进行交织处理的方式不同，使得接收机可以采用低复杂度的方式进行解调。

附图说明

图1为MIMO-OFDM系统的发射框图；

图2为本发明的一个实施例的系统框图；

图3为本发明的一个实施例的系统框图；

图4为本发明的一个实施例的系统框图；

图5a为本发明实施例的将串行数据流转化为并行数据流的方式一；

图5b为本发明实施例的将串行数据流转化为并行数据流的方式二；

图5c为本发明实施例的将串行数据流转化为并行数据流的方式三；

图5d为本发明实施例的将串行数据流转化为并行数据流的方式四；

图6为本发明的一个实施例的系统框图；

图7为本发明的一个实施例的系统框图；

图8为本发明的一个实施例的系统框图；

图9为本发明的一个实施例的系统框图。

具体实施方式

本发明实施例提供的发射机包括：层分配单元、交织单元和发送处理单元。

该层分配单元用于将输入的数据流分成若干个层。

该交织单元用于对输入的数据流进行交织处理；本发明实施例的发射机包括若干个交织单元，所述各个交织单元分别接收所述层分配单元输出的数据流，并对接收到的数据流进行交织处理，对各层数据流进行交织处理的方式是不同的，以便于区分层分配单元输出的各层数据流，并输出交织处理后的数据流。

该发送处理单元用于对交织处理后的数据流进行处理，以便于该各层数据流能够在预先设置的天线上发送。

该发送处理单元可以包括：调制单元，用于与各个交织单元相连，将各层交织处理后的数据流分别进行调制处理。该调制单元的调制方式可以包括：QPSK(正交相移键控)方式或BPSK(二相相移键控)方式。该调制单元的数量可以与交织单元的数量相同。可以将调制单元处理后的数据流直接通过预先设置的天线发送，也可以将该数据流通过天线分配单元处理之后发送。该天线分配单元用于根据预先设置的天线数量，将经调制处理后的数据流分配到各个天线上进行传输。在将数据通过天线发送之前，还可以将该数据流进行OFDM处理，以便于抗多径，也可以将该数据流进行直接发送处理，以便于降低发送时的PAPR(峰值平均功率比)。

在本发明实施例中，层分配单元可以采用多种方式对输入的数据流进行分层处理。

为了提高数据传输的准确性，可以对数据流进行编码处理，该发射机还可以包括：

编码单元，用于将接收到的数据流进行编码处理，以便于提高数据流传输的准确性。可以在层分配单元对数据流进行处理之前或之后进行对数据流的编码处理，包括：编码单元将接收到的数据流进行编码处理，并将编码处理后的数据流输出给层分配单元，在这种情况下，编码单元的数量可以只为一个；或者，编码单元将层分配单元输出的各层数据流分别进行编码处理，并分别输出编码处理后的数据流给交织单元，在这种情况下，编码单元的数量可以与交织单元的数量相同。

编码处理的具体方法可以包括：在数据流中增加冗余和对数据流进行重复码处理，可以同时采用这两种方法进行编码处理，也可以采用其中一种方法进行编码处理。这样，该编码单元具体可以包括：

纠错单元，用于在接收到的数据流中增加冗余，以提高数据流传输的准确性，并输出处理后的数据流；和/或，

重复单元，用于将接收到的数据流进行重复码处理，以提高数据流传输的准确性，并输出处理后的数据流。

另外，为了提高数据传输的准确性，也可以采用不设置编码单元的方式，而将数据流经过第一纠错码单元处理之后，再输出给层分配单元，并将层分配单元输出的多个数据流分别经第一重复单元处理之后输出给交织单元，该第一纠错单元，用于在接收到的数据流中增加冗余，以提高数据流传输的准确性，并将处理后的数据流输出给层分配单元；该第一重复单元，用于将层分配单元输出的各层数据流进行重复码处理，以提高数据流传输的准确性，并将处理后的数据流输出给交织单元。

在本发明实施例中的数据流可以是某个业务的数据流也可以是某个用户的数据流。

本发明的一个实施例的发射机框图如图2所示，图2所示的发射机的对数据流的处理过程包括：数据流通过纠错单元后直接通过层分配单元将编码后的数据流送到Q个层上，在每层中，采用重复单元、交织单元和调制单元对分配到该层的数据进行处理，其中不同层主要通过不同的交织单元进行区分。在调制完成后，将Q层数据分配到M个发射天线上。

一般地，Q>M，但是也会存在至少两层数据分配到同一根发射天线上，通过简单的迭加方式即可完成该映射，比如：如图3和图4所示，为本发明实施例的发射机框图，图中示出了天线分配单元对调制处理后的数据流的不同分配方式。

由图3可以看出，在天线分配单元中，对应每个天线的输出，其数据可以是只有输入的一层数据的信息，也可以有多层迭加后的信息。

由图4可以看出，调制单元的具体调制方式选取QPSK。对于天线1发送的数据由P层数据迭加而成，对天线M由Q层数据迭加而成，对于每根发射天线都是由不同的多层数据迭加而成。当然当P＝2，M＝1时，图4的发射方案与图3的发射方案是等价的。

层分配单元主要完成的功能是将输入的串行数据流转化为并行的数据流，如图5a所示，具体的转化是一种简单的bit(比特)分配方式，即将输入的数据流分配为各层数据流。将串行数据流转化为并行数据流有可以有三种方式，包括：方式一、如图5b所示的串并转发方式，即是将输入的数个数据流分别分配成Q层数据流；方式二、如图5c所示的重复串并转换方式，该重复串并转换用于将一个数据流进行重复处理，并将重复处理后的每个数据流并行输出，以便于获得分集，即将输入的bit重复后分配成Q层数据流(即将输入的1个bit先增加冗余重复为Q个bit，然后将重复的Q个bit依次分配到Q层数据流上)；方式三、如图5d所示的部分重复串并转换方式，该部分重复串并转换用于将多个数据流中的至少一个进行重复处理，并将重复处理后的每个数据流以及没有进行重复处理的数据流并行输出，以便于获得分集，即将输入的bit重复后分配成Q层数据流(即将输入的1个bit先增加冗余重复为R个bit，R<Q，然后将重复的数据流依次分配到Q层数据流上)。

本发明实施例可以将图2所示的发射机框图中的重复单元输出的各层数据流中的一个数据流分别输入不同的交织单元，即将重复码输出的数据流在分配给本层数据的同时，还分配其他层的数据，以实现上述方式三中的重复串并转换方式。具体的输入方式可以由图6所示。

图6所示的分层方式与图7所示的层分配单元采用部分重复串并转换的方式是等价的(因为重复码在每层中是相同的，只要将11—1P和M1—MP层的数据对应相同即完全等价)。

本发明的另一个实施例的发射机框图如图8所示，从图8可以看出，本发明实施例的数据流首先通过编码单元的处理，之后，将编码处理后的数据流输出给层分配单元。该编码单元具体可以包括纠错单元和重复单元中的至少一个单元。

本发明的另一个实施例的发射机框图如图9所示，从图9可以看出，本发明实施例的数据流首先通过层分配单元的处理，之后，将进行分层处理后的各层数据流输出给编码单元。该编码单元的数量与交织单元的数量相同，每个编码单元具体均可以包括纠错单元和重复单元中的至少一个单元。

本发明实施例提供一种发射方法，包括：

步骤1：层分配单元将接收到的数据流进行分层处理，并输出；

步骤2：各个交织单元分别接收层分配单元输出的数据流，并对接收到的数据流进行交织处理，以便于区分层分配单元输出的各层数据流，并输出交织处理后的数据流；

步骤3：发送处理单元对交织处理后的数据流进行处理，以便于该各层数据流能够在预先设置的天线上发送。

其中，在该步骤1之前，所述方法还可以包括：

编码单元将接收到的数据流进行编码处理，并将编码处理后的数据流输出给层分配单元，以便于提高数据流传输的准确性；

或者，在该步骤1之后，所述方法还可以包括：

编码单元将层分配单元输出的各层数据流分别进行编码处理，并分别输出编码处理后的数据流给交织单元。

其中，该编码处理的方法包括：

纠错单元在接收到的数据流中增加冗余，并输出处理后的数据流给重复单元；重复单元将接收到的数据流进行重复码处理，并输出处理后的数据流；以提高数据流传输的准确性；或者，

重复单元将接收到的数据流进行重复码处理，并输出处理后的数据流给纠错单元；纠错单元在接收到的数据流中增加冗余，并输出处理后的数据流；以提高数据流传输的准确性；或者，

纠错单元在接收到的数据流中增加冗余，并输出处理后的数据流，以提高数据流传输的准确性；或者，

重复单元将接收到的数据流进行重复码处理，并输出处理后的数据流给纠错单元，以提高数据流传输的准确性；或者，

纠错单元在接收到的数据流中增加冗余，并输出处理后的数据流给层分配单元；重复单元将层分配单元输出的各层数据流分别进行重复码处理，并输出处理后的数据流给交织单元。在这种情况下，重复单元可以将输出的各层数据流中的每个数据流分别输出给至少一个交织单元。

该步骤3具体包括：

步骤4：调制单元将各层交织处理后的数据流分别进行调制处理；

步骤5：天线分配单元根据预先设置的天线数量，将经调制处理后的数据流分配到各个天线上进行传输。

在本发明实施例中，所述层分配单元对数据流的处理方法包括：

所述层分配单元将接收到的数据流经过重复串并转换、部分重复串并转换处理成多个数据流；所述重复串并转换用于将一个数据流进行重复处理，并将重复处理后的每个数据流并行输出，以便于获得分集；所述部分重复串并转换用于将多个数据流中的至少一个进行重复处理，并将重复处理后的每个数据流以及没有进行重复处理的数据流并行输出，以便于获得分集。

本发明实施例可以充分利用空间分集，又具有灵活的扩展性。

本发明实施例只需要通过调整重复码/扩频码长度即可支持任意发送和接收天线的配置。对天线数目及分布几乎没有任何要求。在本发明实施例中，重复码/扩频码不但获得时频的分集增益，还获得了空间分集增益，无需特殊设计空频码。并且，使得在采用本发明实施例的发射机的情况下，接收机不需要进行距阵求逆，其计算复杂度随信道数目、总层数和迭代次数呈线性增长关系。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (10)

1、一种发射机，其特征在于，包括：

层分配单元，用于将接收到的数据流分成若干个层，并输出经分层处理后的各层数据流；

若干编码单元，用于将层分配单元输出的各层数据流分别进行编码处理，以提高数据流传输的准确性，并输出；

若干交织单元，用于将编码单元输出的各层数据流进行交织处理，以便于区分各层数据流，并输出交织处理后的各层数据流；

发送处理单元，用于对交织处理后的数据流进行处理，以便于该各层数据流能够在预先设置的天线上发送。

2、如权利要求1所述的发射机，其特征在于，所述编码单元包括：

纠错单元，用于在接收到的数据流中增加冗余，以提高数据流传输的准确性，并输出处理后的数据流；和/或，

重复单元，用于将接收到的数据流进行重复码处理，以提高数据流传输的准确性，并输出处理后的数据流。

3、如权利要求1或2所述的发射机，其特征在于，所述层分配单元将接收到的数据流经过串并转换或重复串并转换或部分重复串并转换处理成若干层数据流；所述重复串并转换用于将一个数据流进行重复处理，并将重复处理后的每个数据流并行输出，以便于获得分集；所述部分重复串并转换用于将多个数据流中的至少一个进行重复处理，并将重复处理后的每个数据流以及没有进行重复处理的数据流并行输出，以便于获得分集。

4、如权利要求2所述的发射机，其特征在于，

在编码单元包括重复单元的情况下，所述重复单元将输出的各个数据流中的每个数据流分别输出给至少一个交织单元。

5、如权利要求1或2或4所述的发射机，其特征在于，所述发送处理单元具体包括：

调制单元，用于与各个交织单元相连，将各层经交织处理后的数据流分别进行调制处理；

天线分配单元，用于根据预先设置的天线数量，将经调制处理后的数据流分配到各个天线上进行传输。

6、一种发射方法，其特征在于，包括：

编码单元分别接收层分配单元输出的各层数据流，并对接收到的各层数据流进行编码处理，以提高数据流传输的准确性，并分别输出编码处理后的各层数据流给若干个交织单元；

所述若干个交织单元对接收到的各层数据流进行交织处理，以便于区分层分配单元输出的各层数据流，并输出交织处理后的各层数据流；

发送处理单元接收经交织处理后的各层数据流，对交织处理后的数据流进行处理，以便于该各层数据流能够在预先设置的天线上发送。

7、如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述编码处理的方法包括：

纠错单元在接收到的数据流中增加冗余，并输出处理后的数据流给重复单元；重复单元将接收到的数据流进行重复码处理，并输出处理后的数据流；以提高数据流传输的准确性；或者，

重复单元将接收到的数据流进行重复码处理，并输出处理后的数据流给纠错单元；纠错单元在接收到的数据流中增加冗余，并输出处理后的数据流；以提高数据流传输的准确性；或者，

纠错单元在接收到的数据流中增加冗余，并输出处理后的数据流，以提高数据流传输的准确性；或者，

重复单元将接收到的数据流进行重复码处理，并输出处理后的数据流给纠错单元，以提高数据流传输的准确性。

8、如权利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述层分配单元对数据流的处理方法包括：

所述层分配单元将接收到的数据流经过串并转换或重复串并转换或部分重复串并转换处理成若干层数据流；所述重复串并转换用于将一个数据流进行重复处理，并将重复处理后的每个数据流并行输出，以便于获得分集；所述部分重复串并转换用于将多个数据流中的至少一个进行重复处理，并将重复处理后的每个数据流以及没有进行重复处理的数据流并行输出，以便于获得分集。

9、如权利要求7所述的方法，其特征在于，在纠错单元输出处理后的数据流给层分配单元；重复单元将层分配单元输出的各个数据流分别进行重复码处理，并输出处理后的数据流给交织单元的情况下，所述重复单元将各个数据流输出给交织单元的方法包括：

重复单元将输出的各个数据流中的每个数据流分别输出给至少一个交织单元。

10、如权利要求6或7或9所述的方法，其特征在于，所述发送处理单元接收经交织处理后的各层数据流，对交织处理后的数据流进行处理的方法包括：

调制单元将各层交织处理后的数据流分别进行调制处理；

天线分配单元根据预先设置的天线数量，将经调制处理后的数据流分配到各个天线上进行传输。

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