CN101989895A - 一种空时分集传输的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种空时分集传输的方法，用于在中继系统中实现空时分集传输，以提高传输性能及配置的灵活性。所述方法包括：中继设备获得LDC编码后的信号；中继设备根据配置的码字行分量标识对LDC编码后的信号进行处理，得到码字行分量信号；中继设备发送码字行分量信号。本发明还公开了用于实现所述方法的装置。

Description

一种空时分集传输的方法及装置

技术领域

本发明涉及通信领域，特别是涉及空时分集传输的方法及装置。

背景技术

随着通信技术的发展，为了提高通信系统的可靠性和传输速率，业内提出了多输入多输出(Multiple Input Multiple Output，MIMO)技术，可大幅度提高通信的可靠性和速率。目前在基站上已经实现多天线的收发。而用户设备和中继设备等，受到体积、功耗和工艺等多方面的限制，使得很难在其上安装多根天线。这样就极大的限制了MIMO技术的应用。为了解决此问题，近年来有学者提出一种称为协作分集的技术，该技术可以使终端按照一定的规则共享彼此的天线进行信息传输，从而形成一个虚拟的MIMO系统来获得发射分集增益，为MIMO系统在无线通信中的上行链路的实现提供了一条崭新的途径。

空时编码是多输入多输出(MIMO)系统中的一种重要的发射分集技术。目前已经提出了多种空时编码技术，例如线性分散码(LDC)、正交空时分组码、网格空时码以及V-BLAST(垂直-分层空时码)等。其中，正交分组空时码具有译码简单的特点，因此在空时协作分集中也得到了广泛的应用。但是，正交分组码空时协作分集技术在较高的系统速率时性能下降(使用高阶调制导致)，并且系统配置的灵活性较差(正交分组空时码的速率较为固定导致)。

在高速率情况下，LDC的性能要优于正交分组空时码等。但是，目前尚无在MIMO系统中应用LDC的有效解决方案。

发明内容

本发明实施例提供一种空时分集传输的方法及装置，用于在中继系统中实现空时分集传输，以提高传输性能及配置的灵活性。

一种空时分集传输的方法，包括以下步骤：

中继设备获得LDC编码后的信号；

中继设备根据配置的码字行分量标识对LDC编码后的信号进行处理，得到码字行分量信号；

中继设备发送码字行分量信号。

一种用于实现空时分集传输的中继设备，包括：

第一接口模块，用于获得LDC编码后的信号；

编码模块，用于根据配置的码字行分量标识对LDC编码后的信号进行处理，得到码字行分量信号；

第二接口模块，用于发送码字行分量信号。

本发明实施例中中继设备根据配置的码字行分量标识对LDC编码后的信号进行处理，得到码字行分量信号并发送，实现了由中继设备构成虚拟MIMO系统，每个中继设备发送一路码字行分量信号，多路码字行分量信号在空间合并，实现了空时分集传输，提高了传输性能。并且由于在虚拟MIMO系统中实现了LDC编码，提高了配置的灵活性。

附图说明

图1为本发明实施例中空时分集传输的主要方法流程图；

图2为本发明实施例中中继设备进行LDC编码的上行空时分集传输方法的流程图；

图3为本发明实施例中用户设备进行LDC编码的上行空时分集传输方法的流程图；

图4为本发明实施例中中继设备进行LDC编码的下行空时分集传输方法的流程图；

图5为本发明实施例中基站进行LDC编码的下行空时分集传输方法的流程图；

图6为本发明实施例中中继设备的主要结构图；

图7为本发明实施例中中继设备的详细结构图。

具体实施方式

本发明实施例中中继设备根据配置的码字行分量标识对LDC编码后的信号进行处理，得到码字行分量信号并发送，实现了由中继设备构成虚拟MIMO系统，每个中继设备发送一路码字行分量信号，多路码字行分量信号在空间合并，实现了空时分集传输，提高了传输性能。并且由于在虚拟MIMO系统中实现了LDC编码，提高了配置的灵活性。

参见图1，本实施例中空时分集传输的主要方法流程如下：

步骤101：中继设备获得LDC编码后的信号。

步骤102：中继设备根据配置的码字行分量标识对LDC编码后的信号进行处理，得到码字行分量信号。

步骤103：中继设备发送码字行分量信号。

其中，配置的码字行分量标识是由所述中继设备归属的基站或上一级中继设备对该中继设备进行配置。归属的基站或上一级中继设备还可以对该中继设备配置LDC编码矩阵和码字行分量标识。配置的内容不同，则采用的实现方法也有所区别，下面通过4个实施例来详细介绍实现过程。

参见图2，本实施例中中继设备进行LDC编码的上行空时分集传输方法的流程如下：

以3个中继设备为例，其共同构成虚拟的MIMO系统。基站或上一级中继设备为第i个中继设备R_i配置了码字行分量标识r_i，r_i表示中继设备所接收到的或者在中继设备上直接生成的LDC编码矩阵的第i行元素所组成的行向量。其中，i＝1，2，3。基站或上一级中继设备还为第i个中继设备R_i配置了LDC编码矩阵(又称LDC分散矩阵)，该矩阵可表示为(M，N，Q，T)，表示用于发射天线数为M，接收天线数为N，有Q个调制星座符号，码字持续时间为T的LDC分散矩阵。例如，(3，1，3，3)LDC编码矩阵如下：

$M_1=\left[\begin{array}{ccc}0.1960+0.1412j& -0.2960-0.2102j& -0.1191+0.3671j\\ 0.0607-0.2792j& -0.2731-0.2899j& -0.0039-0.3051j\\ 0.4198+0.1308j& -0.0176+0.2200j& -0.1995-0.2269j\end{array}\right]$

$M_2=\left[\begin{array}{ccc}0.2942+0.3268j& -0.1274+0.1802j& -0.0557-0.2969j\\ -0.1607+0.1804j& 0.2387-0.2627j& -0.3528-0.1565j\\ -0.1904+0.2130j& 0.0949+0.3868j& -0.1469+0.2674j\end{array}\right]$

$M_3=\left[\begin{array}{ccc}0.1579+0.2381j& 0.3982+0.0062j& 0.2215+0.2098j\\ -0.4257-0.1103j& 0.0069-0.2206j& 0.2102+0.2170j\\ 0.2057+0.1267j& -0.3005-0.1890j& -0.0923+0.3748j\end{array}\right]$

步骤201：中继设备接收用户设备发送的原始调制信号。

步骤202：中继设备R_i对收到的原始调制信号y_q(i)进行放大，得到放大信号y′_q(i)。即，y′_q(i)＝βy_q(i)，β为放大系数。

步骤203：中继设备根据配置的LDC编码矩阵对放大信号进行LDC编码，得到LDC编码后的信号。得到的LDC编码矩阵为：

$C=\underset{q=1}{\overset{3}{\mathrm{\Σ}}}{M}_q\mathrm{\β}{y}_q\left(i\right)=\left[\begin{array}{ccc}{c}_{11}& c_{12}& c_{13}\\ c_{21}& c_{22}& c_{23}\\ c_{31}& c_{32}& c_{33}\end{array}\right]$

步骤204：中继设备根据配置的码字行分量标识对LDC编码后的信号进行处理，得到码字行分量信号C_i。即，

步骤205：中继设备向基站发送码字行分量信号。

步骤206：基站将接收到的来自多个中继设备的码字行分量信号组合成LDC编码矩阵并进行译码，得到原始调制信号。

参见图3，本实施例中用户设备进行LDC编码的上行空时分集传输方法的流程如下：

基站或上一级中继设备为第i个中继设备R_i配置了码字行分量标识r_i。

步骤301：用户设备对原始调制信号s_q进行LDC编码，得到LDC编码后的信号

其中M_q为LDC编码所使用的分散矩阵。

步骤302：中继设备接收用户设备发送的LDC编码后的信号。

步骤303：中继设备R_i对收到的LDC编码后的信号y_q(i)进行放大，得到放大信号y′_q(i)。即，

β为放大系数。本实施例中中继设备可能收到原始调制信号，也可能收到LDC编码后的信号，则只要是中继设备收到的信号均用y_q(i)表示。

步骤304：中继设备根据配置的码字行分量标识对放大信号进行处理，得到码字行分量信号y′_i。即，

步骤305：中继设备向基站发送码字行分量信号。

步骤306：基站将接收到的来自多个中继设备的码字行分量信号组合成LDC编码矩阵并进行译码，得到原始调制信号。

参见图4，本实施例中中继设备进行LDC编码的下行空时分集传输方法的流程如下：

以3个中继设备为例，其共同构成虚拟的MIMO系统。基站或上一级中继设备为第i个中继设备Rⁱ配置了码字行分量标识rⁱ，还为第i个中继设备Rⁱ配置了LDC编码矩阵。

步骤401：中继设备接收基站发送的原始调制信号。

步骤402：中继设备R_i对收到的原始调制信号y_q(i)进行放大，得到放大信号y′_q(i)。即，y′_q(i)＝βy_q(i)，β为放大系数。

步骤403：中继设备根据配置的LDC编码矩阵对放大信号进行LDC编码，得到LDC编码后的信号。得到的LDC编码矩阵为：

$C=\underset{q=1}{\overset{3}{\mathrm{\Σ}}}{M}_q\mathrm{\β}{y}_q\left(i\right)=\left[\begin{array}{ccc}{c}_{11}& c_{12}& c_{13}\\ c_{21}& c_{22}& c_{23}\\ c_{31}& c_{32}& c_{33}\end{array}\right]$

步骤404：中继设备根据配置的码字行分量标识对LDC编码后的信号进行处理，得到码字行分量信号C_i。即，

步骤405：中继设备向用户设备发送码字行分量信号。

步骤406：用户设备将接收到的来自多个中继设备的码字行分量信号组合成LDC编码矩阵并进行译码，得到原始调制信号。

参见图5，本实施例中基站进行LDC编码的下行空时分集传输方法的流程如下：

基站或上一级中继设备为第i个中继设备R_i配置了码字行分量标识r_i。

步骤501：基站对原始调制信号s_q进行LDC编码，得到LDC编码后的信号

其中M_q为LDC编码所使用的分散矩阵。

步骤502：中继设备接收基站发送的LDC编码后的信号。

步骤503：中继设备R_i对收到的LDC编码后的信号y_q(i)进行放大，得到放大信号y′_q(i)。即，

β为放大系数。本实施例中中继设备可能收到原始调制信号，也可能收到LDC编码后的信号，则只要是中继设备收到的信号均用y_q(i)表示。

步骤504：中继设备根据配置的码字行分量标识对放大信号进行处理，得到码字行分量信号y′_i。即，

步骤505：中继设备向用户设备发送码字行分量信号。

步骤506：用户设备将接收到的来自多个中继设备的码字行分量信号组合成LDC编码矩阵并进行译码，得到原始调制信号。

通过以上描述了解了空时分集传输的实现过程，该过程主要由中继设备实现，下面对中继设备的内部结构和功能进行介绍。

参见图6，本实施例中中继设备包括：第一接口模块601、编码模块602和第二接口模块603。

第一接口模块601用于获得LDC编码后的信号。

编码模块602用于根据配置的码字行分量标识对LDC编码后的信号进行处理，得到码字行分量信号。

第二接口模块603用于发送码字行分量信号。

具体的，第一接口模块601直接从源节点处获得LDC编码后的信号。或者，第一接口模块从源节点处获得原始调制信号。编码模块602还用于根据配置的LDC编码矩阵对原始调制信号进行LDC编码，获得LDC编码后的信号。

中继设备还包括：放大模块604，参见图7所示。

放大模块604用于对LDC编码后的信号进行放大，得到放大信号。编码模块602根据配置的码字行分量标识对放大信号进行处理。或者，放大模块604用于对原始调制信号进行放大，得到放大信号。编码模块602根据配置的LDC编码矩阵对放大信号进行LDC编码。

所述源节点为用户设备或基站。第一接口模块601用于与源节点连接。当第一接口模块601与用户设备连接时，第二接口模块603与基站连接。当第一接口模块601与基站连接时，第二接口模块603与用户设备连接。第一接口模块601和第二接口模块603还可以通过上一级中继设备连接到基站。

与基站或上一级中继设备连接的接口模块还用于接收配置的LDC编码矩阵和码字行分量标识，或配置的码字行分量标识。

本发明实施例中中继设备根据配置的码字行分量标识对LDC编码后的信号进行处理，得到码字行分量信号并发送，实现了由中继设备构成虚拟MIMO系统，每个中继设备发送一路码字行分量信号，多路码字行分量信号在空间合并，实现了空时分集传输，提高了传输性能。并且由于在虚拟MIMO系统中实现了LDC编码，提高了配置的灵活性。并且，可以由中继设备进行LDC编码，或者由其它设备进行LDC编码，相应的需要对中继设备做不同的配置。配置方式更灵活，实现方式也更多样，适用于不同需求。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种空时分集传输的方法，其特征在于，包括以下步骤：

中继设备获得LDC编码后的信号；

中继设备根据配置的码字行分量标识对LDC编码后的信号进行处理，得到码字行分量信号；

中继设备发送码字行分量信号。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，中继设备获得LDC编码后的信号的步骤包括：中继设备直接从源节点处获得LDC编码后的信号；或者，中继设备从源节点处获得原始调制信号，并根据配置的LDC编码矩阵对原始调制信号进行LDC编码，获得LDC编码后的信号。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，中继设备直接从源节点处获得LDC编码后的信号后，还包括步骤：中继设备对LDC编码后的信号进行放大，得到放大信号；中继设备根据配置的码字行分量标识对LDC编码后的信号进行处理的步骤包括：中继设备根据配置的码字行分量标识对放大信号进行处理；或者

中继设备从源节点处获得原始调制信号后，还包括步骤：中继设备对原始调制信号进行放大，得到放大信号；根据配置的LDC编码矩阵对原始调制信号进行LDC编码的步骤包括：中继设备根据配置的LDC编码矩阵对放大信号进行LDC编码。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，配置的LDC编码矩阵和码字行分量标识或配置的码字行分量标识由所述中继设备归属的基站或上一级中继设备对该中继设备进行配置。

5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述源节点为用户设备或基站或所述中继设备的上一级中继设备。

6.一种用于实现空时分集传输的中继设备，其特征在于，包括：

第一接口模块，用于获得LDC编码后的信号；

编码模块，用于根据配置的码字行分量标识对LDC编码后的信号进行处理，得到码字行分量信号；

第二接口模块，用于发送码字行分量信号。

7.如权利要求6所述的中继设备，其特征在于，第一接口模块直接从源节点处获得LDC编码后的信号；或者

第一接口模块从源节点处获得原始调制信号；编码模块还用于根据配置的LDC编码矩阵对原始调制信号进行LDC编码，获得LDC编码后的信号。

8.如权利要求7所述的中继设备，其特征在于，还包括：放大模块，用于对LDC编码后的信号进行放大，得到放大信号；编码模块根据配置的码字行分量标识对放大信号进行处理；或者

放大模块，用于对原始调制信号进行放大，得到放大信号；编码模块根据配置的LDC编码矩阵对放大信号进行LDC编码。

9.如权利要求8所述的中继设备，其特征在于，配置的LDC编码矩阵和码字行分量标识或配置的码字行分量标识由所述中继设备归属的基站或上一级中继设备对该中继设备进行配置。

10.如权利要求7所述的中继设备，其特征在于，所述源节点为用户设备或基站或所述中继设备的上一级中继设备。

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