CN101888264A - 发射分集信号的解析方法和接收装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种发射分集信号的解析方法。该解析方法包括：将天线按照接收信号的强弱分组，计算每组天线的权值，对每组天线的接收信号译码，将译码结果分别与同一组天线的权值相乘，再将不同组的乘积相加。本发明还公开了一种发射分集信号的接收装置。采用本发明的解析方法和接收装置，通过对接收装置的天线进行分组，使性能优略不同的天线对合并的信号贡献不同，从而体现了合并的最优化，提高接收装置的处理性能。

Description

发射分集信号的解析方法和接收装置

技术领域

本发明涉及通讯领域，尤其涉及一种发射分集信号的解析方法和接收装置。

背景技术

在无线通信系统中，传输环境中影响信号质量的主要因素是信道的衰落，而采用发射分集技术能够有效地对抗无线信道的衰落，为系统提供可靠的信息传输。而且，发射分集技术实现简单，又可以在不增加发射总功率的前提下提升系统性能。

目前，在信号接收端侧，针对发射分集技术的分集合并方法有：选择合并、切换合并和等增益合并等方法。

其中，选择合并和切换合并在实现上比较简单，但是，在合并时都会丢失一些冗余信息，影响接收机的处理性能。

等增益合并在长期演进(Long Term Evolution，LTE)通信系统中运用最为普遍。在LTE通信系统中，下行采用发射分集方式向用户端(User Terminal，UE)下发控制信息。LTE下行控制信道是开环方式，没有任何反馈，并且，发射天线是等功率发送信号，因此，选择等增益合并的合并方法较优。不过，由于空间无线信道的复杂性，不同天线的性能不同，选择等增益合并的合并方法也会影响接收机的处理性能。

因此，在信号接收端侧，针对发射分集技术的分集合并方法不够完善，影响接收机的处理性能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是在信号接收端侧，针对发射分集技术的分集合并方法不够完善，影响接收机的处理性能的问题，提出了一种发射分集信号的解析方法和接收装置。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种发射分集信号的解析方法，包括：

将天线按照接收信号的强弱分组，计算每组天线的权值，对每组天线的接收信号译码，将译码结果分别与同一组天线的权值相乘，再将不同组的乘积相加。

进一步地，在上述方法中，所述将天线按照接收信号的强弱分组包括：测量所述天线的信噪比，并按照所述信噪比的大小，将所述天线分组。

进一步地，在上述方法中，所述计算每组天线的权值包括：计算所述每组天线的信噪比，依据信噪比计算每组天线的权值。

进一步地，在上述方法中，所述将天线按照接收信号的强弱分组包括：测量所述天线的接收功率，并按照所述接收功率的大小，将所述天线分组。

进一步地，在上述方法中，所述计算每组天线的权值，包括：计算所述每组天线的接收功率，依据接收功率计算每组天线的权值。

进一步地，在上述方法中，所述对每组天线的接收信号译码具体指将所述接收信号传输到译码器，进行Alamouti译码。

进一步地，在上述方法中，还包括：

设置介于所述接收信号的强弱之间的门限值；

在所述天线更新接收信号时，判断所述门限值是否介于所述更新后的接收信号的强弱之间，若不是，重新进行天线分组。

进一步地，在上述方法中，所述将天线按照接收信号的强弱分组具体指将天线按照接收信号的强弱两两分组。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种发射分集的接收装置，包括：天线分组模块，权值计算模块、译码器和加权合并模块，其中，

所述天线分组模块，用于将天线按照接收信号的强弱分组；

所述权值计算模块，用于计算每组天线的权值；

所述译码器，用于对每组天线的接收信号译码；

所述加权合并模块，用于将所述译码器的译码结果分别与同一组天线的权值相乘，并将不同组的乘积相加。

进一步地，在上述装置中，还包括：门限监测模块，所述门限监测模块用于设置介于所述接收信号的强弱之间的门限值，在所述天线更新接收信号，判断得出所述门限值不介于所述更新后的接收信号的强弱之间时，控制所述天线分组模块重新进行天线分组。

采用本发明所述的发射分集信号的解析方法和接收装置，通过对接收装置的天线进行分组，使性能优略不同的天线对合并的信号贡献不同，从而体现了合并的最优化，提高接收装置的处理性能。

附图说明

图1是本发明发射分集信号的解析方法流程示意图；

图2是本发明发射分集信号的解析方法第一实施例流程示意图；

图3是本发明发射分集信号的解析方法第二实施例流程示意图；

图4是本发明发射分集信号的解析方法第三实施例流程示意图；

图5是本发明发射分集的接收装置模块示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明发射分集信号的解析方法和接收装置进行说明。

请参阅图1，其是本发明发射分集信号的解析方法流程示意图。

本发明发射分集信号的解析方法，包括以下步骤：

步骤S1、将天线按照接收信号的强弱分组；

步骤S2、计算每组天线的权值；

步骤S3、对每组天线的接收信号译码；

步骤S4、将译码结果分别与同一组天线的权值相乘，再将不同组的乘积相加。

在上述步骤S1中，可以根据不同依据确定接收信号的强弱，包括：以天线的信噪比(Signal to Noise Ratio，SNR)线性值为依据、以天线的总功率(即接收功率，或信号和噪声的功率之和)为依据。并且，将天线按照接收信号的强弱分组具体指将天线按照接收信号的强弱两两分组。

以下将按照区分接收信号的强弱的不同依据，依次举例阐述。

请参阅图2，其是本发明发射分集信号的解析方法第一实施例流程示意图。

本实施例以天线的SNR线性值，确定接收信号的强弱，并以此作为天线的分组依据，具体步骤如下：

步骤101、接收装置根据各天线的SNR将天线分为两组。即，测量天线的SNR，并按照SNR的大小，将天线分组。SNR较大的两个天线为组1，SNR较小的两根天线为组2。假设天线Rx0和天线Rx2的SNR较大，相对地，天线Rx1和天线Rx3的SNR较小，那么，天线Rx0和天线Rx2组成组1，组1的SNR定义为snr1，天线Rx1和天线Rx3组成组2，组2的SNR定义为snr2。

步骤102、计算每组天线的权值。

首先，计算组1的snr1和组2的snr2；

其次，将组1的snr1取二次方，得到二次方值snr1²，将组2的snr2取二次方，得到二次方值snr2²；

接着，将组1的snr1和组2的snr2取平方和，得到平方和值snr1²+snr2²；

然后，将二次方值snr1²除以平方和值snr1²+snr2²，得到组1的权值w0，将二次方值snr2²除以平方和值snr1²+snr2²，得到组2的权值w1。

组1的权值w0，组2的权值w1，表示如下：

$w0=\frac{\mathrm{snr}{1}^2}{{\mathrm{snr}1}^2+{\mathrm{snr}2}^2}$ $w1=\frac{\mathrm{snr}{2}^2}{{\mathrm{snr}1}^2+{\mathrm{snr}2}^2}$

步骤103、将每组天线接收到的接收信号分别送入检测器，进行Alamouti译码，再将译码结果输出。

当发射端有4根发射天线时，信号的发射次序如下所示：

$\left[\begin{array}{cccc}s0& s1& 0& 0\\ 0& 0& s2& s3\\ -{s1}^{*}& {s0}^{*}& 0& 0\\ 0& 0& -{s3}^{*}& {s2}^{*}\end{array}\right]$

其中，该矩阵的行表示4根天线发送的信号，该矩阵的列表示相邻载波，即每一列载波的频率相同，*表示共轭算子。

发射端发射的信号经过信道，传输到接收装置。接收装置接收到的信号R，如下所示：

$R=H\left[\begin{array}{cccc}s0& s1& 0& 0\\ 0& 0& s2& s3\\ -{s1}^{*}& {s0}^{*}& 0& 0\\ 0& 0& -{s3}^{*}& {s2}^{*}\end{array}\right]+n$

其中，表示为

矩阵R的4个行分别表示天线Rx0、Rx1、Rx2和Rx3接收的信号，

h_ij表示矩阵H中接收装置的第i个天线到发射端的第j个天线之间的信道冲击响应，n表示对应载波上的噪声。

将组1和组2接收的信号分别送入检测器，进行Alamouti译码，再将译码结果输出。组1和组2的译码结果如下所示：

$\begin{array}{cccc}{\hat{s}}_0& {\hat{s}}_1& {\hat{s}}_2& {\hat{s}}_3\\ {\hat{s}}_0^{\′}& {\hat{s}}_1^{\′}& {\hat{s}}_2^{\′}& {\hat{s}}_3^{\′}\end{array}$

其中， ${\hat{s}}_3=[\mathrm{conj}\left(h_{11}\right)\×r1+h_{13}\×\mathrm{conj}\left(r5\right)+\mathrm{conj}\left(h_{31}\right)\×r3+$

$h_{33}\×\mathrm{conj}\left(r7\right)]/\mathrm{ph}0,$

${\hat{s}}_0^{\′}=[\mathrm{conj}\left(h_{21}\right)\×r2+h_{23}\×\mathrm{conj}\left(r6\right)+\mathrm{conj}\left(h_{41}\right)\×r4+h_{43}\×\mathrm{conj}\left(r8\right)]/{\mathrm{ph}0}^{\′},$

ph0＝abs(h₁₁)^2+abs(h₁₃)^2+abs(h₃₁)^2+abs(h₃₃)^2，

ph0′＝abs(h₂₁)^2+abs(h₂₃)^2+abs(h₄₁)^2+abs(h₄₃)^2，

ph0和ph0′是s₀传输时通过不同信道后，幅值被放大的倍数。同理可推知，

知

步骤104、对每组天线的权值和检测器的译码结果，进行加权合并。经过加权合并，得到相对于发射端发射信号s0、s1、s2、s3的估计值S_R0、S_R1、S_R2和S_R3。

$S_{R0}=w_0\×{\hat{s}}_0+w_1\×{{\hat{s}}_0}^{\′}$

$S_{R1}=w_0\×{\hat{s}}_1+w_1\×{{\hat{s}}_1}^{\′}$

$S_{R2}=w_0\×{\hat{s}}_2+w_1\×{{\hat{s}}_2}^{\′}$

$S_{R3}=w_0\×{\hat{s}}_3+w_1\×{{\hat{s}}_3}^{\′}$

请参阅图3，其是本发明发射分集信号的解析方法第二实施例流程示意图。

本实施例以天线的总功率，确定接收信号的强弱，并以此作为天线的分组依据，具体步骤如下：

步骤201、接收装置根据各天线的接收功率将天线分为两组。即，测量天线的接收功率，并按照接收功率的大小，将天线分组。接收功率较大的两个天线为组3，接收功率较小的两根天线为组4。假设天线Rx0和天线Rx2的接收功率较大，相对地，天线Rx1和天线Rx3的接收功率较小，那么，天线Rx0和天线Rx2组成组3，组3的接收功率定义为p1，天线Rx1和天线Rx3组成组4，组4的接收功率定义为p2。

步骤202、计算每组天线的权值。

首先，计算组3的p1和组4的p2；

其次，将组3的p1取二次方，得到二次方值p1²，将组4的p2取二次方，得到二次方值p2²；

接着，将组3的p1和组4的p2取平方和，得到平方和值p1²+p2²；

然后，将二次方值p1²除以平方和值p1²+p2²，得到组3的权值w2，将二次方值p2²除以平方和值p1²+p2²，得到组4的权值w3。

组3的权值w2，组4的权值w3，表示如下：

$w2=\frac{{p1}^2}{{p1}^2+{p2}^2}$ $w3=\frac{{p2}^2}{{p1}^2+{p2}^2}$

步骤203和步骤204同实施例1的步骤103和步骤104类似。

请参阅图4，其是本发明发射分集信号的解析方法第三实施例流程示意图。

第三实施例与第二实施例大致相同，区别点在于，还包括：

步骤305、判断是否对天线进行重新分组，若是，执行步骤301，否则，执行步骤303。

设置一门限值T，T为每组天线的接收功率除以天线的组数，即T＝(p1+p2)/2。并且，组3的p1大于T，组4的p2不大于T。

在所述天线更新接收信号时，判断所述门限值是否介于所述更新后的接收信号的强弱之间，若不是，即组3的p1小于T或组4的p2大于T，则需要对天线进行重新分组，执行步骤301，并更新门限值T，否则，保持现有的天线分组。

请参阅图5，其是本发明发射分集的接收装置模块示意图。

本发明发射分集的接收装置，包括：天线分组模块11，权值计算模块12，译码器13和加权合并模块14。

其中，天线分组模块11，用于将天线按照接收信号的强弱分组。可以以天线的SNR线性值、或者以天线的总功率(即接收功率，或信号和噪声的功率之和)为依据，确定接收信号的强弱，并以此作为天线的分组依据。

权值计算模块12，用于计算每组天线的权值。可以通过两种方式实现，第一种方式为：计算每组天线的SNR；将每组天线的SNR取二次方，得到二次方值；将每组天线的SNR取平方和，得到平方和值；将二次方值除以平方和值，得到的比值为权值。第二种方式为：计算每组天线的接收功率；将每组天线的接收功率取二次方，得到二次方值；将每组天线的接收功率取平方和，得到平方和值；将二次方值除以平方和值，得到的比值为权值。

译码器13，用于对每组天线的接收信号进行进行Alamouti译码。

加权合并模块14，用于将译码器13的译码结果分别与同一组天线的权值相乘，并将不同组的乘积相加，得到相对于发射端发射信号的估计值。

另外，在上述实施例中，发射分集的接收装置还可以包括：门限监测模块。门限监测模块，用于设置介于接收信号的强弱之间的门限值，在所述天线更新接收信号，判断得出所述门限值不介于所述更新后的接收信号的强弱之间时，控制天线分组模块11重新进行天线分组。

与现有技术相比较，本发明提供一种发射分集信号的解析方法和接收装置，通过对接收端的天线进行分组，使性能优略不同的天线对合并的信号贡献不同，从而体现了合并的最优化，提高接收装置的处理性能。

以上仅为本发明的优选实施案例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种发射分集信号的解析方法，其特征在于，包括：

将天线按照接收信号的强弱分组，计算每组天线的权值，对每组天线的接收信号译码，将译码结果分别与同一组天线的权值相乘，再将不同组的乘积相加。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将天线按照接收信号的强弱分组包括：测量所述天线的信噪比，并按照所述信噪比的大小，将所述天线分组。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述计算每组天线的权值包括：计算所述每组天线的信噪比，依据信噪比计算每组天线的权值。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将天线按照接收信号的强弱分组包括：测量所述天线的接收功率，并按照所述接收功率的大小，将所述天线分组。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述计算每组天线的权值，包括：计算所述每组天线的接收功率，依据接收功率计算每组天线的权值。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对每组天线的接收信号译码具体指将所述接收信号传输到译码器，进行Alamouti译码。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

设置介于所述接收信号的强弱之间的门限值；

在所述天线更新接收信号时，判断所述门限值是否介于所述更新后的接收信号的强弱之间，若不是，重新进行天线分组。

8.根据权利要求1至7任一项所述的方法，其特征在于，所述将天线按照接收信号的强弱分组具体指将天线按照接收信号的强弱两两分组。

9.一种发射分集的接收装置，其特征在于，包括：天线分组模块，权值计算模块、译码器和加权合并模块，其中，

所述天线分组模块，用于将天线按照接收信号的强弱分组；

所述权值计算模块，用于计算每组天线的权值；

所述译码器，用于对每组天线的接收信号译码；

所述加权合并模块，用于将所述译码器的译码结果分别与同一组天线的权值相乘，并将不同组的乘积相加。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，还包括：门限监测模块，所述门限监测模块用于设置介于所述接收信号的强弱之间的门限值，在所述天线更新接收信号，判断得出所述门限值不介于所述更新后的接收信号的强弱之间时，控制所述天线分组模块重新进行天线分组。

Images