CN1141795C

CN1141795C - 双对角差分空时码发送机和接收机

Info

Publication number: CN1141795C
Application number: CNB011295902A
Authority: CN
Inventors: 舒李; 李舒; 韩承德
Original assignee: Institute of Computing Technology of CAS
Current assignee: Beijing HAPPOK Information Technology Co., Ltd.
Priority date: 2001-06-28
Filing date: 2001-06-28
Publication date: 2004-03-10
Anticipated expiration: 2021-06-28
Also published as: CN1393997A

Abstract

一种双对角差分空时码发送机和接收机，发送机包括编码器、缓冲区和M个双天线信号映射部件。与已有的差分空时码相比，双对角差分空时码的发送机和接收机的实现简单，可以进行快速译码，而且差错性能具有明显的改善。本发明提供一种在发送机和接收机都不知道信道衰落系数的条件下，利用多根发射天线和接收天线进行分集发射和接收的方法。其中发射天线数目为2M(M＞＝2)，接收天线数目任意。

Description

双对角差分空时码发送机和接收机

技术领域

本发明涉及通信传输，特别涉及用于大于等于4的偶数跟发射天线的双对角差分空时码的发送机和接收机。

背景技术

无线信道的衰落效应是实现高数据率可靠无线数据传输的最大障碍。空时编码结合了多天线的分集增益和信道编码的编码增益，从而可以在不降低数据传输率的前提下，有效地对抗衰落效应，实现可靠传输。空时编码已经被3GPP采纳。目前关于空时编码的大部分研究都假设接收机可以获得精确的衰落系数。然而，当衰落系数变化较快时，例如移动台在高速运动中，信道估计的代价会变得很大甚或不可能。差分空时码可以在发送机和接收机都不知道信道衰落系数的条件下，利用多根发射天线和接收天线进行分集发射和接收。然而已有的差分空时码方案或者只能适用于两根天线，或者差错性能不够理想。

发明内容

本发明提供了一种用于差分空时码——双对角差分空时码的发送机和接收机，它适用于2M根发射天线(M＞＝2)，接收天线的数目任意。

为实现上述目的，所述的发送机包括编码器、缓冲区和M个双天线信号映射部件。

与已有的差分空时码相比，双对角差分空时码的发送机和接收机的实现简单，可以进行快速译码，而且差错性能具有明显的改善。

附图说明

图1是采用双对角差分空时码的发送机示意图。

图2是采用双对角差分空时码的接收机示意图。

具体实施方式

如图1所示，发送机在传送一帧的信息前，首先发送一组参考信号，称为初始传输。每一帧的信息分为若干组，每组包含2MR个比特，记为j₁j₂…j_2MR，它们将由2M根发射天线在2M个时隙内负责发送。

发送一组的流程如下：

1)为了进一步降低误比特率，可以在编码器前端引入一个位映射器100。映射规则为：如果j₁＝1，则对j₂…j_MR这MR-1个比特取反。如果j_MR+1＝1，则对j_MR+1…j_2MR这MR-1个比特取反。

2)编码器的输入是2个整数i₁和i₂，每个整数对应每组信息中的MR个比特。即

i_{1} = Σ_{k = 1}^{MR} j_{k} 2^{k - 1}, i_{2} = Σ_{k = 1}^{MR} j_{k + MR} 2^{k - 1}

3)编码器将i₁和i₂复制成M份，并和整数u_1，u_2，…，u_M相乘，要求u_1，u_2，…，u_M是互质的奇数。记u_mk＝i_ku_m，其中k＝1，2，m＝1，2，…，M。

4)映射器201将a_mk映射成信号

b_{mk} = e^{j 2 a_{mk} π / 2^{MR}} .

5)信号计算部件202根据b_mk和来自缓冲区300的输出d_mk计算信号c_mk：

C_{m 1} = b_{m 1} \times d_{m 1} - b_{m 2} \times d_{m 2}^{*}

C_{m 2} = b_{m 1} \times d_{m 2} + b_{m 2} \times d_{m 1}^{*}

其中上标^*表示复共轭。

6)编码器的输出c_mk一方面作为双天线信号映射部件400的输入，另一方面存放到缓冲区300中。缓冲区300的输出d_mk＝输入c_mk将作为传输下一组信息时，计算信号的参考。

7)输入为c_m1和c_m2的双天线信号映射部件400将输出2路信号，其中一路为c_m1和c_m2，另一路为C_m2 ^*和-C_m1 ^*。

8)对于给定的一组信息，各天线发送信号的过程如下：

时隙	发射天线编号	信号
时隙	发射天线编号	信号	1	1	C₁₁
2	C₁₂ ^*			1	C₁₁
2	C₁₂ ^*	2		1	C₁₂
2	-C₁₁ ^*			1	C₁₂
2	-C₁₁ ^*		…	…	…
…	…			…	…
…	…	2m-1		2m-1	C_m1
2m	C_m2 ^*			2m-1	C_m1
2m	C_m2 ^*		2m	2m-1	C_m2
2m	-C_m1 ^*			2m-1	C_m2
2m	-C_m1 ^*	…		…	…
…	…			…	…
…	…		2M-1	2M-1	C_M1
2M	C_M2 ^*			2M-1	C_M1
2M	C_M2 ^*	2M		2M-1	C_M2
2M	-C_M1 ^*			2M-1	C_M2

对于初始传送来说，编码器的输入i₁和i₂均置为0。上述步骤中，不需要5)，即置c_mk＝b_mk，其余步骤不变。

如图2所示，接收机将在2M个时隙内接收到的信号作为一组。

接收机译码一组信息的流程：

1)接收机在一组时隙内，由N根接收天线接收到的信号记为y₁，y₂，…，y_N。这些信号一方面将作为译码器600的输入，另一方面将被保存在缓冲500中，作为下一组信息译码的参考。

2)译码器600根据输入y₁，y₂，…，y_N和来自缓冲500的输出z₁，z₂，…，z_N进行译码。判决规则为：a)选取0到2^MR之间的整数l₁，使得下面的判决变量最大：

Σ_{m = 1}^{2 M} Σ_{n = 1}^{N} ({| y_{mn} - c_{m, l 1} \times z_{mn} |}^{2} + {| y_{m + M, n} - c_{m, l 1}^{*} \times z_{m} + M, n |}^{2})

其中

c_{m, l 1} = e^{j 2 u_{m} l_{1} π / 2^{RM}},

参数u_1，u_2，…，u_M存放在数据区601中。b)选取0到2^MR之间的整数l₂，使得下面的判决变量最大：

Σ_{m = 1}^{2 M} Σ_{n = 1}^{N} ({| y_{mn} - c_{m, l 2} \times z_{m} + M, n |}^{2} + {| y_{m + M, n} + c_{m, l 2}^{*} \times z_{m, n} |}^{2})

其中

c_{m, l 2} = e^{j 2 u_{m} l_{2} π / 2^{RM}} .

3)将译码器输出的l₁和l₂视作二进制整数，即为译码所得的一组信息比特j₁j₂…j_2MR，即

l_{1} = Σ_{k = 1}^{MR} j_{k} 2^{k - 1}, l_{2} = Σ_{k = 1}^{MR} j_{k + MR} 2^{k - 1}

如果发送机采用了位映射器100，则接收机还需使用相应的逆映射器700，它的变换规则为：如果j₁＝1，则对j₂…j_MR这MR-1个比特取反。如果j_MR+1＝1，则对j_MR+1…j_2MR这MR-1个。

Claims

1.一种双对角差分空时码发送机和接收机，其特征在于所述的发送机包括编码器、缓冲区和M个双天线信号映射部件。

2.按权利要求1所述的双对角差分空时码发送机和接收机，其特征在于所述的编码器包括M个乘法器、一个映射器和一个信号计算部件。

3.按权利要求1或2所述的双对角差分空时码发送机和接收机，其特征在于编码器的前端引入一个位映射器。

4.按权利要求1所述的双对角差分空时码发送机和接收机，其特征在于所述的接收机包括译码器和缓冲区。

5.按权利要求4所述的双对角差分空时码发送机和接收机，其特征在于如果发送机采用了位映射器，则应在接收机中采用相应的逆映射器。