CN101969365A - 一种多输入多输出编码方法与系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种多输入多输出编码方法，包括：发送端获取发送功率因子λ_i，i＝1...N，N为发送天线个数，发送端对待发送信号进行空时或空频编码后，再将编码后的第i根天线上的待发送信号乘以发送功率因子λ_i，得到第i根天线上的发射信号，其中，

，λ_i大于0。本发明还提供一种多输入多输出编码系统。本发明进行了功率优化，使得系统可以获得较好的功率效率，提高系统性能。

Description

一种多输入多输出编码方法与系统

技术领域

本发明涉及无线通信领域，特别涉及一种多输入多输出编码方法与系统。

背景技术

图1所示为WLAN(Wireless Local Area Network，无线局域网)网络结构，包括STA(Station，站点)和AP(Access Point，接入点)，STA通过AP接入网络。随着视频等新兴业务的兴起，传统的IEEE 802.11WLAN已经无法满足新业务对带宽的需求，因此，在IEEE 802.11n规范的制订过程中，空间资源的开发和利用成为研究的热门课题。最终IEEE 802.11n标准采用了MIMO(Multiple-Input Multiple-Out-put，多输入多输出)-OFDM(正交频分复用)技术，实现了无线传送速率的很大提升，使带宽从54Mbps提升到300Mbps。

多天线技术通过在通信单元上装备多根天线，有效利用空间资源，大大提高了系统的整体传输能力。信息论的研究表明，多输入多输出(MIMO)通信系统与单天线通信系统相比，具有成倍线性增长的信道容量。为了发掘这一优势，出现了一系列利用空时分集的多天线发射、接收方案。其中，应用较广泛的空时分组码、空时网格码可以通过空时编码获得较高的分集增益。

Alamouti在上世纪九十年代提出了一种用于平衰落信道的空时分组码(Space-Time Block Codes)。空时分组码是一种时间域和空间域上相互正交的编码。若记G为空时分组码的编码矩阵，则G满足GG^*为对角阵。由于这种正交性的存在，使得空时分组码的解码很简单，只需要将接收信号进行简单的线性组合就能得到用于判决的解码信号序列。以两根发射天线、发射信号为复信号为例，Alamouti给出的空时分组码的编码矩阵为

$\left(\begin{array}{cc}{x}_1& x_2\\ -x_2^{*}& x_1^{*}\end{array}\right)$

该矩阵的第i行第j列元素表示在第i个码元周期内从第j根发射天线上发射出去的信号。Tarokh等人对空时分组码进行了较详细的讨论和性能分析，并给出了当发送天线数大于二时的多种编码方案。Tarokh等人经过严格的数学推导发现，仅对有限种发射天线数存在编码速率R＝1的完全正交空时分组码，而大部分的情况，R均小于1。

对于发射信号为实数的情况，R＝1的完全正交空时分组码当且仅当发射天线数n＝2、4和8时存在，其编码矩阵分别为：

n＝2时为 $\left(\begin{array}{cc}{x}_1& x_2\\ -x_2& x_1\end{array}\right);$ n＝4时为 $\left(\begin{array}{cccc}{x}_1& x_2& x_3& x_4\\ -x_2& x_1& {-x}_4& x_3\\ {-x}_3& x_4& x_1& {-x}_2\\ -x_4& {-x}_3& -x_2& x_1\end{array}\right)$ n＝8时为 $\left(\begin{array}{cccccccc}{x}_1& x_2& x_3& x_4& x_5& x_6& x_7& x_8\\ -x_2& x_1& x_4& {-x}_3& x_6& {-x}_5& {-x}_8& x_7\\ {-x}_3& {-x}_4& x_1& x_2& x_7& x_8& {-x}_5& {-x}_6\\ {-x}_4& x_3& {-x}_2& x_1& x_8& {-x}_7& x_6& {-x}_5\\ {-x}_5& -x_6& {-x}_7& {-x}_8& x_1& x_2& x_3& x_4\\ {-x}_6& x_5& {-x}_8& x_7& {-x}_2& x_1& {-x}_4& x_3\\ {-x}_7& x_8& x_5& {-x}_6& {-x}_3& x_4& x_1& {-x}_2\\ {-x}_8& {-x}_7& x_6& x_5& {-x}_4& {-x}_3& x_2& x_1\end{array}\right)$

而对于发射信号为复数的情况，R＝1的完全正交空时分组码当且仅当发射天线数n＝2时存在，其编码矩阵为：

$\left(\begin{array}{cc}{x}_1& x_2\\ -x_2^{*}& x_1^{*}\end{array}\right)$

对于n＝3、5、6、7的实发射信号，Tarokh等人给出了正交空时编码的延时最优空时编码方法，使得R＝1，但k个信息源信号不能同时从n根发射天线上发射出去，而是经过若干个延时后才能把所有信息源信号都发送出去，其具体的编码矩阵为：

对于n＝3、4的复信号，Tarokh等人给出的R＝1/2的正交空时分组码的编码矩阵为：

另外Tarokh等还给出了R＝3/4的n＝3、4的正交空时分组码的编码矩阵分别为：

$\left(\begin{array}{ccc}{x}_1& x_2& \frac{x_3}{\sqrt{2}}\\ -x_2^{*}& x_1^{*}& \frac{x_3}{\sqrt{2}}\\ \frac{x_3^{*}}{\sqrt{2}}& \frac{x_3^{*}}{\sqrt{2}}& \frac{-x_1-x_1^{*}+x_2-x_2^{*}}{2}\\ \frac{x_3^{*}}{\sqrt{2}}& -\frac{x_3^{*}}{\sqrt{2}}& \frac{x_2+x_2^{*}+x_1-x_1^{*}}{2}\end{array}\right),$ $\left(\begin{array}{cccc}{x}_1& x_2& \frac{x_3}{\sqrt{2}}& \frac{x_3}{\sqrt{2}}\\ -x_2^{*}& x_1^{*}& \frac{x_3}{\sqrt{2}}& -\frac{x_3}{\sqrt{2}}\\ \frac{x_3^{*}}{\sqrt{2}}& \frac{x_3^{*}}{\sqrt{2}}& \frac{-x_1-x_1^{*}+x_2-x_2^{*}}{2}& \frac{-x_2-x_2^{*}+x_1-x_1^{*}}{2}\\ \frac{x_3^{*}}{\sqrt{2}}& -\frac{x_3^{*}}{\sqrt{2}}& \frac{x_2+x_2^{*}+x_1-x_1^{*}}{2}& -\frac{x_1+x_1^{*}+x_2-x_2^{*}}{2}\end{array}\right)$

由于空时分组码的正交性设计，使得其解码非常的方便，只要进行简单的线性运算就可以得到发送信号的估计值。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种空时编码方法和系统，使得系统可以获得较高的发送和接收效率。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种多输入多输出编码方法，包括：发送端获取发送功率因子λ_i，i＝1…N，N为发送天线个数，发送端对待发送信号进行空时或空频编码后，再将编码后的第i根天线上的待发送信号乘以发送功率因子λ_i，得到第i根天线上的发射信号，其中， $\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\λ}}_i=N,$ λ_i大于0。

进一步地，上述方法还可具有以下特点，所述 ${\mathrm{\λ}}_i=N{\left|h_i\right|}^2/\underset{j=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{\left|h_j\right|}^2,$ 其中，h_i为发送端第i根天线到接收端的信道估计值。

进一步地，上述方法还可具有以下特点，所述方法还包括：所述接收端根据训练序列进行信道估计得到信道估计值h_i，根据所述信道估计值h_i计算发送功率因子λ_i，将所述发送功率因子λ_i发送给发送端；或者，所述接收端根据训练序列进行信道估计得到信道估计值h_i，根据所述信道估计值h_i计算发送功率因子λ₁…λ_N-1，将所述发送功率因子λ₁…λ_N-1发送给发送端，发送端根据λ₁…λ_i…λ_N-1得到 ${\mathrm{\λ}}_N=N-\underset{i=1}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\λ}}_i.$

进一步地，上述方法还可具有以下特点，所述方法还包括：

所述接收端根据训练序列进行信道估计得到所述信道估计值h_i，将所述信道估计值h_i发送给发送端，所述发送端根据所述信道估计值h_i计算发送功率因子λ_i。

进一步地，上述方法还可具有以下特点，所述天线个数为2时，在一给定的发送周期或载波，第1根天线的发射信号为

第2根天线的发射信号为在下一个发送周期或载波上，第1根天线的发射信号第2根天线的发射信号

*表示对信号的复共轭操作。

本发明还提出一种多输入多输出编码系统，包括发送端，所述发送端进一步包括获取单元和编码单元，其中：

所述获取单元，用于获取发送功率因子λ_i，i＝1…N，N为发送天线个数；

所述编码单元，用于对待发送信号进行空时或空频编码，再将编码后的第i根天线上的待发送信号乘以发送功率因子λ_i，得到第i根天线上的发射信号，其中， $\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\λ}}_i=N,$ λ_i大于0。

进一步地，上述系统还可具有以下特点，所述获取单元获取的所述 ${\mathrm{\λ}}_i=N{\left|h_i\right|}^2/\underset{j=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{\left|h_j\right|}^2,$ 其中，h_i为发送端第i根天线到接收端的信道估计值。

进一步地，上述系统还可具有以下特点，所述系统还包括接收端，所述接收端包括信道估计单元、发送功率因子计算单元和反馈单元，其中：

所述信道估计单元，用于根据训练序列进行信道估计得到信道估计值h_i；

所述发送功率因子计算单元，用于根据所述信道估计值h_i计算发送功率因子λ_i，将所述发送功率因子λ_i发送给发送端，i＝1…N；或者，用于根据所述信道估计值h_i计算发送功率因子λ₁…λ_N-1,将所述发送功率因子λ₁…λ_N-1发送给发送端；

所述反馈单元，用于将发送功率因子λ_i，i＝1…N发送给发送端；或者，将发送功率因子λ₁…λ_N-1发送给发送端；

所述获取单元，用于接收反馈单元发送的发送功率因子λ_ii＝1…N，或者，接收反馈单元发送的发送功率因子λ₁…λ_i…λ_N-1，根据λ₁…λ_i…λ_N-1得到

${\mathrm{\λ}}_N=N-\underset{i=1}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\λ}}_i.$

进一步地，上述系统还可具有以下特点，所述系统还包括接收端，所述接收端包括信道估计单元和反馈单元，其中：

所述信道估计单元，用于根据训练序列进行信道估计得到所述信道估计值h_i；

所述反馈单元，用于将所述信道估计值h_i发送给发送端；

所述获取单元，用于接收所述反馈单元发送的所述信道估计值h_i，根据所述信道估计值计算h_i发送功率因子λ_i。

进一步地，上述系统还可具有以下特点，所述编码单元，用于在所述天线个数为2时，在一给定的发送周期或载波，得到第1根天线上的发射信号为

第2根天线上发射信号为

在下一个发送周期或载波上，第1根天线上的发射信号为第2根天线上发射信号

*表示对信号的复共轭操作。

本发明在接收端对物理层传输信道进行估计，设计最大比发送的功率因子，并利用有限反馈技术将功率因子传输给发送端，发送端在一组空时分组码的码元内进行发送功率分配，对发送端进行了功率优化，使得系统可以获得较好的功率效率，提高系统性能；并且这种优化并没有改变空时分组码编码矩阵的正交性。

附图说明

图1是WLAN的网络结构图；

图2是空时分组码收发机框图；

图3是本发明实施例中的两天线发射分集方案的基带图示。

具体实施方式

本发明的核心思想是，发送端获取发送功率因子，根据该功率因子对空时或空频编码的码元信号做功率分配，从而在给定发送端和功率恒定的情况下，实现空时编码的最大比发送和接收。

在多天线情况下，发送端获取发送功率因子λ_i，i＝1…N，λ_i大于0，N为发送天线个数，对待发送信号按传统编码方法进行空时或空频编码后，将编码后的第i根天线上的待发送信号乘以发送功率因子λ_i后，得到第i根天线上的发射信号，，其中， $\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\λ}}_i=N.$ λ_i的一种取值为 ${\mathrm{\λ}}_i=N{\left|h_i\right|}^2/\underset{j=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{\left|h_j\right|}^2,$ 其中，h_i，i＝1…N为发送端天线i到接收端的信道估计值。

其中，可以由接收端进行信道估计，根据训练序列进行估计得到信道估计值h_i，根据信道估计值h_i计算发送功率因子λ_i，将发送功率因子λ_i发送给发送端。也可以由接收进行信道估计，

也可以由接收端将信道估计值h_i发送给发送端，发送端根据信道估计值h_i计算发送功率因子λ_i。

当天线个数为2时，在一给定的发送周期或载波，第1根天线的发射信号为

第2根天线的发射信号为在下一个发送周期或载波上，第1根天线的发射信号

第2根天线的发射信号

*表示对信号的复共轭操作。

如图2所示，为本发明MIMO的空时编码系统(以两发一收为例)，包括发送端和接收端，发送端包括发射天线1和发射天线2，接收端包括一接收天线，接收端接收信号后进行信道估计，获取信道估计值，根据信道估计值计算发送功率因子并反馈给发送端，发送端根据功率因子进行功率分配。

本发明提供的空时编码方法以2根发送天线和1根接收天线为例，如图3所示，包括：

步骤301，接收端进行信道的估计，根据训练序列估计信道h₁和h₂；

其中，h₁是发送端第一根发送天线到接收端的信道估计值，h₂是发送端第二根发送天线到接收端的信道估计值。

步骤302，接收端根据h₁和h₂计算发送功率因子λ＝2|h₁|²/(h₁|²+|h₂|²)；

步骤303，接收端进行发送功率因子λ的有限反馈，反馈给发送端；

接收端将发送功率因子λ量化后，按照有限反馈的方式将其反馈回发送端。

其中，步骤302，303中也可由接收端直接将h₁和h₂反馈给发送端，发送端根据h₁和h₂计算发送功率因子λ。

步骤304，发送端根据发送功率因子λ设计新的空时分组码，根据新的空时分组码进行信道发送。

以两发一收系统为例：在一个给定的字符周期，两个信号同时从两根天线发射。从天线1发射的信号为λx₁，天线2发射的信号为(2-λ)x₂。在下一个发送周期，天线1发射信号(-λx₂ ^*)，天线2发射信号(2-λ)x₁ ^*，*表示对信号的复共轭操作，如表5.1所示。

表5.1空时编码两天线发射分集方案的编码与发送序列

	天线0	天线1
			时刻t	λx1	(2-λ)x2
时刻t+T	-λx2 *	(2-λ)x1 *

步骤305，接收端将连续K个时序的接收信号进行合并；

步骤306，接收端将合并后的信号送入检测器完成检测。

接收端将合并过的信号送到检测器，对x₁、x₂进行单独的检测。

上述实施例中，编码是在空间和时域中完成的，即采取空时编码。但是，编码也可在空间和频域中完成，即采取空频编码，它是通过在两个相邻的符号周期使用两个相近的载波实现的。

本发明应用于空频编码具体如下：两个相邻的子载波信道衰落条件相同，空频编码方法与空时编码方法步骤301-303一致，步骤304中执行如下操作：发送端根据发送功率因子λ设计新的空时分组码，根据新空时分组码进行信道发送。

其中，发送端根据发送功率因子λ，设计新的空时编码矩阵。

以两发一收系统为例：对以一个给定的OFDM符号，两个信号占用两个子载波同时从两根天线发射。从天线1发射的信号记为λx₁，天线2发射的信号记为(2-λ)x₂。在相邻的一个子载波上，天线1发射信号(-λx₂ ^*)，天线2发射信号(2-λ)x₁ ^*，*表示对信号的复共轭操作，如表5.2所示。

表5.2空频编码两天线发射分集方案的编码与发送序列

	天线0	天线1
			子载波k	λx1	(2-λ)x2
子载波k+1	-λx2 *	(2-λ)x1 *

下面将本发明与现有空时/空频编码方法进行比较，以空时编码进行说明，空频编码方法类似。在传统的空时编码矩阵中，每一个矩阵的元素都是一个符号，以两发一收的系统为例：在一个给定的字符周期，两个信号同时从两根天线发射。从天线1发射的信号记为x₁，天线2发射的信号记为x₂。在下一个发送周期，天线1发射信号(-x₂ ^*)，天线2发射信号x₁ ^*，*表示对信号的复共轭操作，如表5.3所述。

表5.3现有两天线发射分集方案的编码与发送序列

	天线0	天线1
			时刻t	x1	x2
时刻t+T	-x2 *	x1 *

此时在接收端进行等比合并，可以得到：

$\left[\begin{array}{c}{z}_1\\ z_2\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cc}{h}_1^{*}& h_2\\ h_2^{*}& -h_1\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{r}_0\\ r_1^{*}\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cc}{\left|h_1\right|}^2+{\left|h_2\right|}^2& 0\\ 0& {\left|h_1\right|}^2+{\left|h_2\right|}^2\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{x}_1\\ x_2\end{array}\right]+\left[\begin{array}{cc}{h}_1^{*}& h_2\\ h_2^{*}& -h_1\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{n}_1\\ n_2^{*}\end{array}\right]$

因此每路数据流的最大可达速率可以表示为：

R₁＝log₂det(1+(|h₁||²+|h₂|²)E_b/N₀)

其中，E_b＝E{|x_i|²}，系统的发送功率为：2E_b。此时，每个两根天线间的功率是平均分配的。

在维持发送端发送功率不变的情况下，若改变不同发送天线间的功率分配，将有助于增加系统的传输速率。假设第一根发送天线上的功率因子为λ，第二根发送天线上的功率为2-λ，在接收端进行合并，具体合并方法如下：

在时刻t，用一个复杂的乘性干扰模型h₁来代表天线1与接收天线之间的信道，而用h₂代表天线2与接收天线之间的信道。假设两个相邻信号上的信道衰落保持不变，则：

$h_0\left(t\right)=h_0(t+T)=h_0={\mathrm{\α}}_0{e}^{j{\mathrm{\θ}}_0}---\left(1\right)$

$h_1\left(t\right)=h_1(t+T)=h_1={\mathrm{\α}}_1{e}^{j{\mathrm{\θ}}_1}$

其中，T是信号发送的间隔。

接收信号可以表示为：

r₀＝r(t)＝λh₁x₁+h₂(1-λ)x₂+n₀        (2)

$r_1=r(t+T)=-\mathrm{\λ}{h}_1{x}_2^{*}+(1-\mathrm{\λ})h_2{x}_1^{*}+n_1$

r₀和r₁分别表示在时刻t和时刻t+T的接收信号，n₀和n₁是复杂的随机变量用以表示接收端的噪声和干扰。

将时刻t+T的接收信号取共轭，与时刻t的接收信号进行联合检测，其矩阵描述为：

$\left[\begin{array}{c}{z}_1\\ z_2\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cc}{h}_1^{*}& h_2\\ h_2^{*}& -h_1\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{r}_0\\ r_1^{*}\end{array}\right]$

(3)

此时可以得到新系统每路数据流的最大可达速率：

R₂＝log₂det(1+(λ|h₁|²+(2-λ)|h₂|²)E_b/N₀)

设计发送功率因子λ＝2|h₁|²/(|h₁|²+|h₂|²)，将λ代入R₂可以得到：

R₂＝log₂det(1+(2|h₁|²/(|h₁|²+|h₂|²)|h₁|²+(2-2|h₁|²/(|h₁|²+|h₂|²))|h₂|²)E_b/N₀)

＝log₂det(1+2(|h₁|⁴+|h₂|⁴)/(|h₁|²+|h₂|²)E_b/N₀)

因为|h₁|⁴+|h₂|⁴≥2|h₁|²|h₂|²，所以R₁≤R₂，即：进行有限反馈后的系统与传统的空时编码相比可以获得更高的传输速率。具体的提升幅度由h₁和h₂之间的关系决定。

表5.3、5.4、5.5分别列出了在发射功率不变的前提下，h₁和h₂之间关系的不同对采用传统方法与采用本方案所能实现的传输速率的影响，下面分别进行说明。

实例1：若信道h₁和h₂都服从零均值单位方差的高斯分布，表5.3给出了4种不同信噪比条件下两种系统的可达速率比较，从结果可以看出，两种方法的传输速率一致。

表5.3h₁和h₂都服从零均值单位方差的高斯分布

E_b/N₀(单位：dB)   R₁(单位：bps/HZ)    R₂(单位：bps/HZ)

5                 2.8727              2.8727

10                4.3923              4.3923

15                6.0055              6.0055

20                7.6511              7.6511

实例2：若信道h₁和h₂都服从零均值的高斯分布，单位方差分别为1/2和1，即： $E\left\{{\left|h_1\right|}^2\right\}=\frac{1}{2}E\left\{{\left|h_2\right|}^2\right\}.$ 表5.4给出了4种不同信噪比条件下两种系统的可达速率比较。从结果可以看出，本发明比传统方法的传输速率平均高出2％-5％左右。

表5.4h₁和h₂都服从零均值的高斯分布，单位方差分别为1/2和1

E_b/N₀(单位：dB)  R₁(单位：bps/HZ)  R₂(单位：bps/HZ)

5                2.5219            2.6486

10    4         4.143

15    5.598     5.7470

20    7.2384    7.3895

实例3：若信道h₁和h₂都服从零均值的高斯分布，单位方差分别为1/3和1，即： $E\left\{{\left|h_1\right|}^2\right\}=\frac{1}{3}E\left\{{\left|h_2\right|}^2\right\}.$ 表5.5给出了4种不同信噪比条件下两种系统的可达速率比较。从结果可以看出，本发明比传统方法的传输速率高出4.5％-11％左右。

表5.5h₁和h₂都服从零均值的高斯分布，单位方差分别为1/3和1

E_b/N₀(单位：dB)   R₁(单位：bps/HZ)  R₂(单位：bps/HZ)

5                 2.3831            2.6486

10                3.8413            4.143

15                5.4318            5.7470

20                7.0697            7.3895

在多种不同发送天线条件下，均可以给出根据最大比发送合并方案设计的发送功率因子。以4根天线发送实信号为例：假设编码速率为R＝1，下面给出的例子只描述了步骤304中的发送方案，其他操作与两根天线类似，故不赘述。

以4根天线发送实信号为例：假设编码速率为R＝1，本发明设计的编码方案为：

表5.6四天线发射分集方案的编码与发送序列

天线0                    天线1

时刻    4|h₁|²/(|h₁|²+|h₂|²+|h₃|²+||h₄|²)x₁      4|h₂|²/(|h₁|²+|h₂|²+|h₃|²+|h₄|²)x₂

t

时刻    -4|h₁|²/(|h₁|²+|h₂|²+|h₃|²+|h₄|²)x₂      4|h₂|²/(|h₁|²+|h₂|²+|h₃|²+|h₄|²)x₁

t+T

时刻    -4|h₁|²/(|h₁|²+|h₂|²+|h₃|²+|h₄|²)x₃      4|h₂|²/(|h₁|²+|h₂|²+|h₃|²+|h₄|²)x₄

t+2T

时刻    -4|h₁|²/(|h₁|²+|h₂|²+|h₃|²+|h₄|²)x₄      -4|h₂|²/(|h₁|²+|h₂|²+|h₃|²+|h₄|²)x₃

t+3T

                天线2                                       天线3

时刻    4|h₃|²/(|h₁|²+|h₂|²+|h₃|²+|h₄|²)x₃       4|h₄|²/(|h₁|²+|h₂|²+|h₃|²+|h₄|²)x₄

t

时刻    -4|h₃|²/(|h₁|²+|h₂|²+|h₃|²+|h₄|²)x₄      4|h₄|²/(|h₁|²+|h₂|²+|h₃|²+|h₄|²)x₃

t+T

时刻    4|h₃|²/(|h₁|²+|h₂|²+|h₃|²+|h₄|²)x₁       -4|h₄|²/(|h₁|²+|h₂|²+|h₃|²+|h₄|²)x₂

t+2T

时刻    -4|h₃|²/(|h₁|²+|h₂|²+|h₃|²+|h₄|²)x₂      4|h₄|²/(|h₁|²+|h₂|²+|h₃|²+|h₄|²)x₁

本发明所述方法，发送端通过发送功率分配，提高了传输速率，提高了系统性能。

本发明还提供一种多输入多输出编码系统，包括发送端，所述发送端进一步包括获取单元和编码单元，其中：

所述获取单元，用于获取发送功率因子λ_i，i＝1…N，N为发送天线个数；

所述编码单元，用于对待发送信号进行空时或空频编码，再将编码后的第i根天线上的待发送信号乘以发送功率因子λ_i，得到第i根天线上的发射信号，其中， $\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\λ}}_i=N.$

其中，所述获取单元获取的所述 ${\mathrm{\λ}}_i=N{\left|h_i\right|}^2/\underset{j=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{\left|h_j\right|}^2,$ 其中，h_i为发送端第i根天线到接收端的信道估计值。

其中，所述系统还包括接收端，所述接收端包括信道估计单元、发送功率因子计算单元和反馈单元，其中：

所述信道估计单元，用于根据训练序列进行信道估计得到信道估计值h_i；

所述发送功率因子计算单元，用于根据所述信道估计值h_i计算发送功率因子λ_i，将所述发送功率因子λ_i发送给发送端，i＝1…N；或者，用于根据所述信道估计值h_i计算发送功率因子λ₁…λ_N-1，将所述发送功率因子λ₁…λ_N-1发送给发送端；

所述反馈单元，用于将发送功率因子λ_i，i＝1…N发送给发送端；或者，将发送功率因子λ₁…λ_N-1发送给发送端；

所述获取单元，用于接收反馈单元发送的发送功率因子λ_ii＝1…N，或者，接收反馈单元发送的发送功率因子λ₁…λ_i…λ_N-1，根据λ_i…λ_i…λ_N-1得到

${\mathrm{\λ}}_N=N-\underset{i=1}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\λ}}_i.$

其中，所述系统还包括接收端，所述接收端包括信道估计单元和反馈单元，其中：

所述信道估计单元，用于根据训练序列进行信道估计得到所述信道估计值h_i；

所述反馈单元，用于将所述信道估计值h_i发送给发送端；

所述获取单元，用于接收所述反馈单元发送的所述信道估计值h_i，根据所述信道估计值计算h_i发送功率因子λ_i。

其中，所述编码单元，用于在所述天线个数为2时，在一给定的发送周期或载波，得到第1根天线上的发射信号为

第2根天线上发射信号为

在下一个发送周期或载波上，第1根天线上的发射信号为

第2根天线上发射信号

*表示对信号的复共轭操作。

Claims (10)

1.一种多输入多输出编码方法，其特征在于，发送端获取发送功率因子λ_i，i＝1...N，N为发送天线个数，发送端对待发送信号进行空时或空频编码后，再将编码后的第i根天线上的待发送信号乘以发送功率因子λ_i，得到第i根天线上的发射信号，其中， $\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\λ}}_i=N,$ λ_i大于0。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述 ${\mathrm{\λ}}_i=N{\left|h_i\right|}^2/\underset{j=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{\left|h_j\right|}^2,$ 其中，h_i为发送端第i根天线到接收端的信道估计值。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：所述接收端根据训练序列进行信道估计得到信道估计值h_i，根据所述信道估计值h_i计算发送功率因子λ_i，将所述发送功率因子λ_i发送给发送端；或者，所述接收端根据训练序列进行信道估计得到信道估计值h_i，根据所述信道估计值h_i计算发送功率因子λ₁...λ_N-1，将所述发送功率因子λ₁...λ_N-1发送给发送端，发送端根据λ₁...λ_i...λ_N-1得到 ${\mathrm{\λ}}_N=N-\underset{i=1}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\λ}}_i.$

4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述接收端根据训练序列进行信道估计得到所述信道估计值h_i，将所述信道估计值h_i发送给发送端，所述发送端根据所述信道估计值h_i计算发送功事因子λ_i。

5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述天线个数为2时，在一给定的发送周期或载波，第1根天线的发射信号为

第2根天线的发射信号为

在下一个发送周期或载波上，第1根天线的发射信号-

第2根天线的发射信号

*表示对信号的复共轭操作。

6.一种多输入多输出编码系统，其特征在于，包括发送端，所述发送端进一步包括获取单元和编码单元，其中：

所述获取单元，用于获取发送功率因子λ_i，i＝1...N，N为发送天线个数；

所述编码单元，用于对待发送信号进行空时或空频编码，再将编码后的第i根天线上的待发送信号乘以发送功率因子λ_i，得到第i根天线上的发射信号，其中， $\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\λ}}_i=N,$ λ_i大于0。

7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述获取单元获取的所述 ${\mathrm{\λ}}_i=N{\left|h_i\right|}^2/\underset{j=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{\left|h_j\right|}^2,$ 其中，h_i为发送端第i根天线到接收端的信道估计值。

8.如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述系统还包括接收端，所述接收端包括信道估计单元、发送功率因子计算单元和反馈单元，其中：

所述信道估计单元，用于根据训练序列进行信道估计得到信道估计值h_i；

所述发送功率因子计算单元，用于根据所述信道估计值h_i计算发送功率因子λ_i，将所述发送功率因子λ_i发送给发送端，i＝1...N；或者，用于根据所述信道估计值h_i计算发送功率因子λ₁...λ_N-1，将所述发送功率因子λ₁...λ_N-1发送给发送端；

所述反馈单元，用于将发送功率因子λ_i，i＝1...N发送给发送端；或者，将发送功率因子λ₁...λ_N-1发送给发送端；

所述获取单元，用于接收反馈单元发送的发送功率因子λ_ii＝1...N，或者，接收反馈单元发送的发送功率因子λ₁...λ_i...λ_N-1，根据λ₁...λ_i...λ_N-1得到 ${\mathrm{\λ}}_N=N-\underset{i=1}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\λ}}_i.$

9.如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述系统还包括接收端，所述接收端包括信道估计单元和反馈单元，其中：

所述信道估计单元，用于根据训练序列进行信道估计得到所述信道估计值h_i；

所述反馈单元，用于将所述信道估计值h_i发送给发送端；

所述获取单元，用于接收所述反馈单元发送的所述信道估计值h_i，根据所述信道估计值计算h_i发送功率因子λ_i。

10.如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述编码单元，用于在所述天线个数为2时，在一给定的发送周期或载波，得到第1根天线上的发射信号为

第2根天线上发射信号为

在下一个发送周期或载波上，第1根天线上的发射信号为-

第2根天线上发射信号

*表示对信号的复共轭操作。

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