CN102223166B

CN102223166B - 发射站以及发射信号的方法

Info

Publication number: CN102223166B
Application number: CN201010147323.5A
Authority: CN
Inventors: 杨光; 张大伟; 邓伟
Original assignee: China Mobile Communications Group Co Ltd
Current assignee: China Mobile Communications Group Co Ltd
Priority date: 2010-04-15
Filing date: 2010-04-15
Publication date: 2014-06-11
Anticipated expiration: 2030-04-15
Also published as: CN102223166A

Abstract

公开了一种发射站和利用发射站发射数据的方法，所述发射站具有多个天线，所述方法包括：将所述多个天线在逻辑上划分为多个组；根据每组天线中的天线数量将要发送的数据根据其系统带宽划分为多份；将数据映射到每组不同组的天线中对应的各天线通道；以及将要发送到各组天线的每份数据分别单独进行SFBC编码，然后发送到对应的天线，其中，同组天线中的每个天线仅占用划分的一份系统带宽，同组内所有天线占用的带宽总和等于整个系统带宽。

Description

发射站以及发射信号的方法

技术领域

本申请公开的内容涉及发射站以及发射信号的方法，尤其涉及在OFDM系统中利用多通道实现分集通信的发射站和发射信号的方法。

背景技术

为满足数据和多媒体业务等对无线通信系统的高速率要求，同时避免CDMA系统由于高速引起的严重的符号间干扰等问题，提出了基于OFDM技术的LTE(长期演进)通信系统。为提高LTE系统的频谱效率，同时基于MIMO(多输入多输出)技术已成熟的基础上，在LTE系统中引入了多种MIMO技术，包括：分集、空间复用、波束赋形等。

分集主要包含发射分集和接收分集，前者是指一个信号的多个副本通过多个天线端口发射，而后者是指从多个天线端口接收一个信号的多个副本。分集技术主要是为了获得分集增益，对抗无线信道的各种衰落，所以非相关天线比较适合使用分集技术。对于发射分集而言，LTE系统在两个天线端口时采用空频发射分集(SFBC)，在四个天线端口时采用空频分集组合频率切换分集(SFBC+FSTD)。对于接收分集而言，LTE系统可以采用最大比合并(MRC)及干扰消除合并(IRC)技术。由于当前LTE终端仅具有两根接收天线，四天线端口SFBC+FSTD发送分集比两天线端口SFBC获得更少的空间分集，且会多占用大概50％的导频，造成下行资源浪费，故LTE基站产品优选采用两天线端口SFBC方式来实现广播、控制信道的发送。

基于以上多通道设备的设计，现有两种方案实现广播/控制信道SFBC分集发射：

1)取多通道设备中非相关的两个通道实现SFBC分集方式发射；和

2)将多通道产品的按照相关性分成两组，组内通道间采用静态赋形，两组间采用SFBC分集方式发射。

对于方案1)，由于每通道功率低于2通道产品的发射功率，将导致广播/控制信道的覆盖范围降低。对于方案2)，由于静态赋形需要设置静态赋形权值，将大大增加开站操作复杂度；同时赋形后的波形在边缘存在较多波纹，边缘信号强度不稳定，存在波动，将影响广播/控制信道的稳定性。

发明内容

本申请一方面公开了一种通过多个天线发射信号的发射站，所述多个天线在逻辑上划分为多个组；所述发射站包括：带宽划分模块，根据每组天线中的天线数量将系统带宽划分为多份，其中，同组天线中的每个天线仅占用划分的一份系统带宽，同组内所有天线占用的带宽总和等于整个系统带宽；数据映射模块，将要发射的数据映射到每组天线中对应的各天线通道；以及SFBC编码模块，对映射到各天线通道中的数据分别单独进行SFBC编码，然后发送到对应的天线。

本申请另一方面公开了一种利用发射站发射数据的方法，所述发射站具有多个天线，所述方法包括：将所述多个天线在逻辑上划分为多个组；根据每组天线中的天线数量将要发送的数据根据其系统带宽划分为多份；将数据映射到每组不同组的天线中对应的各天线通道；以及将要发送到各组天线的数据分别单独进行SFBC编码，然后发送到对应的天线，其中，同组天线中的每个天线仅占用划分的一份系统带宽，同组内所有天线占用的带宽总和等于整个系统带宽。

附图说明

图1所示为根据本申请一个实施方式的发射站；

图2所示为根据本申请一个实施方式的、以四个通道为例将系统带宽均分为两份的示意图；以及

图3所示为根据本申请一个实施方式的利用发射站发射数据的方法。

具体实施方式

下面参照附图对根据本申请一个实施方式的多通道分集通信的发射站和发射信号方法进行详细描述。

图1所示为根据本申请一个实施方式的发射站100。发射站100为LTE系统中使用的多通道设备，例如基站。如图1所示，发射站100包括带宽划分模块10、数据映射模块20和SFBC编码模块30。

带宽划分模块10将传输数据的系统带宽均分为多份。根据一个实施方式，带宽划分模块10根据各个天线对应的通道功率与接收终端的接收通道的功率降低情况，将系统带宽均分为多份。由于系统的功率降低与发射站的天线个数相关，因此按照功率降低情况划分系统带宽还可以理解为按照天线的数量进行划分，这将在下面进行详细描述。

一般情况下，LTE系统的基站通常具有两个通道，为了在业务信道获得赋形增益，LTE系统的基站将具有更多通道，例如四个通道或八个通道。基于基站总发射功率不变的设计考虑，四通道的基站中每通道发射功率仅为两通道时每通道发射功率的一半，八通道中每通道功率为两个通道的1/4。具体地，设两个通道的基站每通道功率为20W，则四个通道的每通道功率为10W，八个通道的每个通道功率为5W。因此，当基站具有四个通道(即，具有四个天线)时，将系统带宽均分为两份，即，每个天线占用1/2的系统带宽；基站具有八个通道时，将LTE系统带宽均分为四份，即，每个天线占用1/4的系统带宽。每组天线中各天线占用的带宽总和为整个系统带宽。如图2所示，以四个通道为例，将系统带宽均分为两份，分别在图2中表示为A和B。

在本申请的一个实施方式中，还可以采用非均分的方式对系统带宽进行划分。然而，考虑到产品实现时，如果功率不同则对系统的稳定性和成本影响很大，设计的复杂度也会增加。因此，本申请优选使用等分的情况，下面将以均分的情况为例进行说明。

根据本申请的一个实施方式，可以根据多通道发射站的各通道天线间的相关性将通道分为多组，例如两组、三组、四组或更多。每组内通道天线间的相关性较高，不同组内通道天线间的相关性较低。即，同组内的天线之间的相关性比不同组内的天线之间的相关性高。天线组的数量依据终端的通道数量而定。因为现有LTE网络中主要使用双极化的天线，这种天线只有两个相关性很低的极化，故仅能分成两组。例如，在双极化八通道天线(XXXX)的情况下，将同极化的四根天线划为一组，从而形成相关性低的两组天线；同样，在双极化四通道天线(XX)的情况下，将同极化的两根天线划为一组，从而形成相关性低的两组天线。

下面以将通道分为两组为例来进行说明。图2示出了双极化四通道天线(XX)的通道被分为两组时的情况。如图2所示，天线0和天线2分为一组，天线1和3分为一组。

数据映射模块20将要发射的数据根据频率映射到每组天线的各天线通道中。具体地，数据映射模块20将发射频率在频带A内的数据映射到天线0、1，同时将发射频率在频带B内的数据映射到天线2、3。

在将数据映射到相应的天线通道后，SFBC编码模块30对映射到不同天线组的数据分别进行单独的SFBC编码，然后由对应的天线对编码后的数据进行发射。根据一个实施方式，SFBC编码模块30可对映射到天线0和2的数据进行第一SFBC编码，并对映射到天线1和3的数据进行第二SFBC编码。例如，图2所示的斜线阴影部分和竖线阴影部分可分别表示对原始数据进行了第一和第二SFBC编码后得到的数据。由于OFDM多载波系统的特点，OFDM系统的各子载波间功率值具有独立性，将同组天线内的每个通道功率集中于部分系统带宽的子载波上。同组内所有天线发射的功率集中于系统的整个带宽。例如，图2中所示的天线0和2对应的通道仅分别在带宽A和B对应的子载波上发送信号，天线0和2发送数据的整个带宽为系统的总带宽(A+B)。

最后，在具有两个接收通道的接收端，每个接收通道接收来自一组天线的多个通道的信号，并将其合并成为整个系统带宽的信号。

根据上述的发射站100，由于每通道仅将功率集中于部分频率发射，故能达到与两通道同样的频谱功率密度，从而在不降低功率强度的情况下，保证广播/控制信道的覆盖范围；每组天线的发射带宽为整个系统频率，避免了同组内不同天线通道发射之间的相互泄露干扰，从而保证输出信号的完整性和稳定性；同组内不同天线通道间不用采用静态赋形方案，彼此间的信号自然合并，终端无需感知发射站的具体操作。

图3示出了根据本申请的另一个实施方式的利用发射站发射数据的方法300。这里所述的发射站可以例如是如上所述的发射站100，但本发明并不限于此。以下以具有多个天线的发射站100为例对方法300进行详细描述。

在步骤S301，将发射站100的多个天线在逻辑上划分为多个组。在一个实施方式中，多个天线可以按照其相互之间的相关性在逻辑上分为多组，各组内的天线之间的相关性比不同组内的天线之间的相关性高。如上所述，例如在双极化八通道天线(XXXX)的情况下，将同极化的四根天线划为一组，同样形成相关性低的两组天线；在双极化四通道天线(XX)的情况下，将同极化的两根天线划为一组，从而形成相关性低的两组天线。因为现有LTE网络中主要使用双极化的天线，这种天线只有两个相关性很低的极化，故仅能分成两组。下面以将通道分为两组为例来对方法300进行说明。

接着在步骤S302，例如利用发射站100的带宽划分模块10根据天线的数量将要系统带宽划分为多份。在这里，系统带宽即为要发送的数据的整个频域宽度。在一个实施方式中，根据各个所述天线对应的通道功率和接收终端的接收通道的功率降低情况，将要发送的数据在频率上均分为多份。

在步骤S303中，例如利用发射站100的数据映射模块20将需要发送的数据映射到每组天线的各天线通道中。接着在步骤S304中，将映射到不同天线组的数据分别进行SFBC编码，然后发送到对应天线上。在步骤S305中，各个天线发射对应的编码后数据。在这里，利用同组天线中的每个天线仅发射部分系统带宽的数据，以及同组内所有天线发射的数据的带宽总和为要发射的数据的整个带宽。接收端的两个通道分别接收两组天线中的各天线通道发送的编码后数据，并将其进行合并。

以上所述仅为本发明的优选实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims

1.一种发射站，所述发射站具有在逻辑上划分为多个组的多个天线，所述发射站包括：

带宽划分模块，根据每组天线中的天线数量将系统带宽划分为多份，其中，同组天线中的每个天线仅占用划分的一份系统带宽，同组内所有天线占用的带宽总和等于整个系统带宽；

数据映射模块，将要发射的数据映射到每组天线中对应的各天线通道；以及

SFBC编码模块，将要发送到各组天线的数据分别单独进行SFBC编码，然后发送到对应的天线，

其中，所述多个天线按照其相互之间的相关性在逻辑上被分为多组，同组内的天线之间的相关性比不同组内的天线之间的相关性高。

2.如权利要求1所述的发射站，其中，所述多个天线中的每一个在其占用的系统带宽上发射经过SFBC编码后的数据。

3.如权利要求1所述的发射站，其中，所述多个天线被划分为2个组。

4.如权利要求1所述的发射站，其中，所述带宽划分模块根据各个所述天线对应的通道中的信号功率和接收终端的接收通道的信号功率的降低情况，将所述系统带宽划分为多份。

5.一种利用发射站发射数据的方法，所述发射站具有多个天线，所述方法包括：

根据多个天线间的相关性将所述多个天线在逻辑上划分为多个组，其中同组内的天线之间的相关性比不同组内的天线之间的相关性高；

根据每组天线中的天线数量将要发送的数据根据其系统带宽划分为多份；

将数据映射到每组不同组的天线中对应的各天线通道；以及

将要发送到各组天线的数据分别单独进行SFBC编码，然后发送到对应的天线，

其中，同组天线中的每个天线仅占用划分的一份系统带宽，同组内所有天线占用的带宽总和等于整个系统带宽。

6.如权利要求5所述的方法，其中，所述多个天线中的每一个在其占用的系统带宽上发射经过SFBC编码后的数据。

7.如权利要求5所述的方法，其中，所述多个天线被划分为2个组。

8.如权利要求5所述的方法，其中，将要发送的数据根据其系统带宽划分为多份的步骤包括：

根据各个所述天线对应的通道的信号功率和接收终端的接收通道的信号功率的降低情况，将要所述系统带宽划分为多份。