CN1473394A - 用于构成呈现时空冗余度的信号的设备及其相关方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及在具有容易受到衰落，例如准静态衰落影响的通信信道通信系统(10)中操作的发射站(12)的设备(28)及其相关方法。可以改善由发射站(12)发出的符号的发送分集效果，而不必相应地增加传输符号所要求的带宽。

Description

用于构成呈现时空冗余度的信号的设备及其相关方法

本发明总体涉及在容易受准静态或其它衰落影响的信道，例如在蜂窝通信系统操作期间用于传输数据的无线信道中的数据通信。更加具体而言，本发明涉及到用于改善信道中传输的数据的时间分集的设备及其相关方法，使得在接收站接收到数据时便于数据的恢复。通过本发明实施例的操作，可以提供时空冗余度，而且不会相应地增加所要求的信道带宽。

背景技术

通信技术的发展已经使无线通信系统得到广泛地应用。蜂窝通信系统以及其它类型的多用户无线通信系统可以稳定地供大量用户使用，进行语音和非语音信息的通信。

一个通信系统最少由经过通信信道相互连接的发射站和接收站构成。在无线通信系统内，发射站与接收站之间的通信信道可以构成在部分电磁频谱中定义的无线信道。由于利用无线信道构成发射站与接收站之间的通信链路，因此可以避免使用有线通信系统内常规要求使用的有线连接。由此，可以借助于上述的无线信道，在不可能构成有线连接的位置处或者位置之间利用无线通信系统进行通信。而且，由于不再需要使用发射站与接收站之间的有线连接，因此可以降低与通信系统(但不是常规的有线通信系统)安装有关的基础设备的成本。

蜂窝通信系统就是无线多用户无线通信系统的示范实例。蜂窝通信系统已经被安装在广阔的地理区域内，并且已经得到广泛地使用。蜂窝通信系统一般包括安装在通信系统所包含的地理区域内的固定网络基础设备。在整个地理区域内所选择位置上，安装多个固定站址基站。固定站址基站经过网络基础设备的附加部分，连接到例如PSTN(公共交换电话网)等的公共网络。被称作移动台的便携式收发机可以通过无线链路与基站进行通信。

由于基站的定位在空间上是相互分离的，因此在移动台与基站进行通信时，只要求移动台生成相对低功率的信号。这样的结果是，蜂窝通信系统可以典型地、有效地利用为其分配的在其中定义无线信道的电磁频谱的部分。这也就是说，由于只要求生成低功率的信号，因此在通信系统所覆盖的地理区域内的不同的位置上，可以重用相同的无线信道。

在理想通信系统中，当接收站接收到通信信号时，该信号应该与由发射站发出的相应的通信信号基本上相同。然而在非理想通信系统中，其中通信信号必须经过非理想通信信道进行传输，因此接收站所接收到的信号就与发射站发送出的相应的通信信号不同。在通信信号传播过程中造成的通信信号的畸变将会导致这种不一致的结果。如果畸变非常严重，则接收站就不能准确地恢复信号的信息内容。

在经过通信信道传输信号期间，由多径传输所造成的衰落(例如瑞利衰落)可以改变承载通信信号比特的信息的取值。例如，准静态平衰落可以表示如下情况：即衰落在频率上是平坦的，而且在一组被发送符号(通常被称作帧)周期内是恒定的。相反，快速平衰落则表示另一种情况：即衰落在频率上是平坦的，但是衰落的变化会快到从被一个发送符号的时间周期到下一个。如果不能正确地纠正传播畸变，则至少会降低通信的通信质量级别。

可以利用各种技术去克服由于在非理想通信信道中传输而造成的通信信号的畸变。

经常采用通过在信号传输之前对信号进行时间编码的冗余度来对抗由信号在通信信道中传输所引入的信号畸变。通过提高信号的时间冗余度，就会提高在接收站接收到信号时，恢复信号中的信息内容的可能性。在信号内引入时间冗余度通常被称作建立时间分集。

我们还通常利用空间分集去对抗通信信号中所引入的畸变。典型地，空间分集就是指利用多个发射天线变换器去发送通信信号，由此提供空间冗余度。天线变换器的距离必须足够大，以确保从各个天线变换器发出的信号所经历的衰落是不相关的。

空间和时间分集通常被联合使用，由此进一步改善发送分集，可以对抗由例如多径传输所引起的信号衰落。

组合使用空间和时间编码，还可以改善发送分集效果，以对抗由于多径传输而造成的信号衰落。在任意符号时间周期内，从每个发送天线只精确地发出一个符号。每个被发送的符号可以从表征与特定天线相关的调制器的信号星座点中选择。注意到，属于不同发送天线的星座通常可以是不同的，但是实际上最好为所有的发送天线使用相同的信号星座。可以根据编码器的输出符号，适当地确定在任意(多个)传输期间，选择通过不同发射天线发送的特定星座点。通常可以选用网格编码去实施时空编码。但是也可以选用分组编码。在前一种情况中，从编码器的输出符号起始，星座点的选择可以由称作网格的结构确定，该网格结构中描述了所有可能的给定的、有限数量的状态之间的转移。状态就是某些用于网格编码器输入的某些最近符号(例如比特)的元组。例如，如果输入序列由原始信息比特构成，则该元组反映提供给网格编码器的信息比特序列的最近的过去历史，而且该网格描述从输入比特序列到输出序符号序列(被称作编码符号序列)的变换。注意到，编码符号也可以是非二进制的。网格由连续的列表示，其中包含所有的正确状态，而且状态之间的(在连续的列中的)时间演变过程被称作转移。每个分支对应于给定状态条件下，新的输入符号的特定组合。利用映射器把每个编码符号映射为信号星座点，由此为载波信号确定调制参数。

在网格和映射器的结构中，一个主要的目标就是优化为把哪个标号分配给网络分支的方式，并且优化把哪个星座点分配给网格分支标号中所使用的符号的方式。分配最优化的特征在于被称作两个不同码字之间的距离的测量。该距离最终是接收站把一个码字误判决为另一个码字的物理意义上的概率。错误概率越小，在通信实施过程中使用的时空编码的性能就会越好。为了确保两个码字之间的距离能够尽量大，在网格的初始构成阶段必须要仔细地从星座中确定由网格所指示的传输过程中的连续点。做到这一点的一种方案就是使得被发送码字对之间的所有可能距离中的最小值最大化。为了做到这一点，选择其网格具有码字之间尽可能大的对方式的距离的码。但是这种距离频谱也是十分重要的；如果该距离很少出现，则接受较小的最小距离是可以接受的。

选择在有意义的时间间隔内通过多个发射天线传输的所有信号组，并且根据输入符号的所有可能图样，可以构成时空码。在构成时空码之后，在发射站内将时空编码实现为编码器，并且在接收站内实现为译码器。一个重要的问题就是确定利用有效地从给定信号星座中选择点的方式，以这种方式可以实现传输方案的整体性能的最优化。例如，可以按照帧差错概率(FEP)来定义性能。

然而，利用分集去对抗衰落的影响一般都会增加传递到达接收站的通信信号的信息内容的无线信道的带宽要求。由于无线通信系统，以及其它类型的通信系统上通信信道的带宽限制会限制系统的通信容量，因此一般都要求限制在发射和接收站之间传递信息所需要的带宽要求。

提高通信信号中的分集通常都会要求增加带宽消耗，以传递通信信号，但这又与将发射和接收站之间传递信息所要求带宽最小化的竞争性目标相矛盾。

如果可以提供如下方式，即能够为通信信号带来改善的时空冗余度，而且又不要求增加在发射站和接收站之间传递特定数量的信息所要求的带宽，则可以在给定通信容量条件下获得改善的通信质量。

根据发射站和接收站之间的信息通信有关的背景信息，发展出了本发明的显著改进。

发明内容

因此，本发明可以有益地提供设备及其相关方法，以改善在容易受到准静态或快速衰落影响的通信信道中传递的信息的发送分集。通过改善数据的发送分集，有助于在接收站接收到数据时对数据进行恢复。

通过本发明实施例的操作，可以在通过通信信道传输的数据中引入提高的时空冗余度，而不会相应地增加在发射站和接收站之间传递数据所要求的信道带宽要求。

根据本发明的一个方面，为发射站提供可以操作发送表示将要被传递的信息的通信信号的设备。在发射机中，通过对形成数据的符号进行信道编码而将时间分集(冗余度)给予发送的信号，以便提高它们的冗余度。

根据本发明的另一方面，提供如下设备：即对信道编码符号进行调制，并且把经过调制的符号提供给两个或多个天线变换器，这些天线被以可以为经过发射站发出的信号提供空间分集的方式而定位。由调制器构成的符号的规模与只使用耦合到调制器的单一天线变换器生成的符号规模一样。这也就是说，传输速率是值为1时的速率。

因此，通过本发明实施例的操作，可以按如下方式为线性调制提供时空编码的设计：即在发射站内为将要被发送的数据实现空间和时间冗余度，则可以在衰落信道中获得分集。在时间方向以及发射站的天线变换器之间都提供编码。

在一个实现内，为在蜂窝通信系统内操作的发射站提供设备，例如移动台的发射部分或基站的发射部分。通过把符号用于信道编码器，可以在将要传输的符号中引入时间冗余度。数量要大于用于信道编码器的符号的数量的信道编码符被映射到调制器的星座点，在映射操作之后，这些星座点可以确定到达发射站的天线变换器的被发送信号。由此可以有助于改善通信质量，而不必增加传输符号所需要的带宽，这些符号构成从发射站传送到接收站的数据。

因此，根据这些以及其它方面，为在无线通信系统内操作的发射站提供设备及其相关方法，以便在容易收到畸变的通信信道中传输数据。发射站具有由至少一个天线变换器构成的天线变换器组，天线变换器把数据变换为电磁波的形式。把数据放置到易于在通信信道中传输的形式中，以便于其在通信信道上的通信。调制器被耦合以便接收编码器的一组输出符号。编码器的输出符号就是在通信信道中传输的数据的编码表示。调制器可以构成调制序列，其中包含调制器输出符号。调制器输出符号的数量对应于构成所述编码器的一组输出符号的编码器输出符号的数量以及构成天线变换器组的天线变换器的数量。

从下面简单总结的附图、随后本发明优选实施例的详细描述以及附加权利要求中，可以更近全面地理解本发明，并且体会其覆盖范围。

附图简述

图1说明实现本发明实施例的通信系统的功能框图；

图2说明表示图1所示通信系统中的发射站的一部分的操作的网格图的图形示意图。

优选实施例的详细描述

首先参考图1，其中一般以10说明通信系统，该系统可以利用通信信道16，在发射站12与接收站14之间传递数据。发射站利用至少一个发送天线，以便必须能确保从所有发射天线发出的信号是相互不相关的。类似地，接收站也利用至少一个接收天线。通信信道容易受到衰落的影响，或者在某种程度上要求在所有的发送天线中进行信道编码。具有多径传播的无线信道通常被称作衰落信道，例如信道可以呈现准静态衰落。

通信系统10表示例如蜂窝通信系统，其中发射站12组成移动台的发射部分，而且接收站14组成基站系统的接收部分。尽管下面针对其中发射站12可以组成移动台的发射部分以及接收站14可以组成基站系统的接收部分的实现进行示范实施方案的描述，但是发射站1 2和接收站14也可以分别类似地表示在蜂窝通信系统内操作的基站系统和移动台的发射和接收部分。因此，也可以类似地针对这种操作进行随后的描述。而且，发射站和接收站也表示可在其它类型的通信系统内操作的发射部分和接收部分，这些通信系统中包括在一个或多个并行的非相关信道中实现通信的有线和非有线通信系统。本发明的实施例还可以类似地工作在这样的其它类型的通信系统中。

此处给出的发射站12中包括数据源22，它提供由发射站传递到接收站的数据。数据源中例如可以包括由移动台(发射站是其中的一部分)的用户生成的语音数据。数据源22也可以表示非语音数据，例如由处理设备生成的数据。当语音信号构成数据源生成的数据时，需要利用适当的处理电路例如对源进行编码，把语音信号转换为数字形式。

由数据源22生成的数据被应用到信道编码器24。信道编码器根据所选择的编码方案对应用到编码器的数据进行编码。编码方案对应用到编码器的数据进行编码，以增加信息的时间冗余度(时间分集)。信道编码器在线26中生成编码器输出符号。由信道编码器组成的每个编码器输出符号都占据一个时间段，在此被称作(信道)编码器输出符号时间周期。

编码器输出符号被用于调制器28，它部分地构成符号分配器。调制器还被耦合到映射器/路由器34。把一个或多个编码器输出符号用于调制器之后，可以在每个符号时间周期内，从属于所有发射天线的每个信号星座中确切地选择一个星座点，用于同时传输。根据被所有发送天线使用的相应的调制方案，可以由指向适当调制参数值的索引来表示这种选择。在示范实现中，使用QPSK(正交相移键控)调制方案，并且在每次传输中，正确数量的编码器输出符号被指定为QPSK星座内定义的四个星座点中的一个。

被编码器输出符号指定到的调制器符号被用于映射器/路由器34。按照本发明的实施例，映射器34可以操作把应用于其中的符号映射到一组一个或多个天线变换器36中。在如图所示的实现中，天线变换器组中包括L_t个天线变换器36-1到36-L_t。在一个示范实现中，映射器由串并转换器构成，它把应用到其中的串行符号流变换为用于天线变换器的并行输出符号。映射器34可操作把应用于其中的所选择的那些符号进行映射，经过天线变换器36-1到36-n中相应的被选择的那些进行发送。出于简化的目的，在图中没有给出定位于调制器28和天线变换器之间的常规发射站电路，例如放大元件和上变换元件。

每个天线变换器36-1到36-L_t可以操作把提供给它的符号变换为电磁形式，由此通过通信信道向接收站14发送符号。图中给出属于天线变换器36-1的路径42和43。这种路径表示将电磁信号传递到接收站的多条路径。由于存在多条不同的传递通信信号的路径，因此来自每个天线变换器的信号就会易于受到衰落的影响。来自不同天线变换器的信号经历的衰落相互之间缺乏互相关；这也就是说，影响来自不同天线变换器的信号的衰落是相互不相关的。

由构成接收站14的一部分的天线变换器46去探测通过路径42和44发送的信号。在示范实现中，使用单一天线变换器。在一个替代实现中，接收站内可以包括一个以上的天线变换器。天线变换器操作去把其接收到的电磁信号转换为电信号的形式，并且把电信号提供给接收站的接收部分的接收机电路。接收电路中包括操作执行解调操作的解调器50，其操作方式基本上与信道编码器24的操作方式相反。解调的符号被用于译码器48，该译码器可以对应用于其中的符号进行译码，其操作方式与信道编码器24的操作方式基本上相反。在一个实现中，译码器和解调器被组合在一起，执行联合解调和译码操作。

图中没有单独给出接收站的附加电路，而且这些实质上都是常规电路。在接收站14构成基站系统的接收部分的实现中，一旦由接收站14对信号进行操作，则可以通过例如PSTN(公共交换电话网络)54向目的站提供典型信号。

在操作中，一旦编码器输出符号由符号分配器32指定，则通过线33将其应用于映射器34。分配器生成码字，它可以被认为是在1个符号时间周期内，由所有天线变换器发送的所有符号的级连。码字c被定义为由应用于映射器34的符号构成，并且数学上可以表示为如下形式： $c=[c_k^{\left(1\right)}{c}_k^{\left(2\right)}\·\·\·c_t^{\left(L_t\right)}{c}_{k+1}^{\left(1\right)}{c}_{k+1}^{\left(2\right)}\·\·\·c_{k+1}^{\left(L_t\right)}\·\·\·c_{k+l-1}^{\left(1\right)}\·\·\·c_{k+l-1}^{\left(L_t\right)}{]}^T$ $=[c_k^T,...,c_{k+l-1}^T{]}^T$

其中：

L_t是发送天线变换器36-1到36-L_t的数量，即构成天线变换器组36的天线变换器的数量；

l是跨越所有发送天线进行联合编码的调制器符号时间周期的块长度；

k是对调制器输出符号进行联合编码(跨越所有发送天线)的离散时间时刻；以及

c_k ⁽ⁱ⁾是在时刻k，通过天线变换器36-i发送的复数符号，它来自属于第i个天线变换器的被符号分配器32指定的复数信号星座。

此处我们假设l＞＝L_t；否则随后讨论的乘积D_ec ^HD_ec应该被D_ecD_ec ^H代替。

码字c还可以被表示为矩阵形式，作为下面的码字矩阵D_c，k：

其中元素的定义如上。

矩阵的每一列表示应用于独立天线的复数符号。这也就是说，第一列表示应用于第一天线的复数符号，第二列表示应用于第二天线的复数符号，以及第L_t列表示应用于第L_t个天线的符号。而且如矩阵所示，在调制符号块的联合编码期间，k+1-1个符号被用于每个天线。如上给出的矩阵是码字c的码矩阵表示。可以找到相应的码矩阵去表示另一个码字，例如码字e。此外，通过获得码矩阵D_e和D_c之间的分量方式的差，可以构成码字差矩阵D_ec，其中差矩阵还由复数符号的列和行表示，而且每个天线变换器一列。

如果假设任意发送天线上的每个被发送符号的能量为E_s，则在一个符号周期内的所有L_t发送天线发出的能量为L_tE_s。如果比较具有L_t个发送天线的系统与只利用一个发送天线的系统，则对于单发送天线和多发送天线系统来说，每个符号周期内发送的能量应该是相同的。在这种情况中，多天线系统中的每个天线应该发送的能量是每(调制其)星座符号E_s/L_t，并且在随后的所有公式中，E_s应该被E_s/L_t代替。

通常，在接收天线j以及在时刻t所接收到的信号为： ${\mathrm{\χ}}^{\left(j\right)}\left(t\right)={\mathrm{\Σ}}_{i=1}^{L_t}{\mathrm{\α}}_{i,j}\left(t\right)s^{\left(i\right)}\left(t\right)\sqrt{E_s}.+{\mathrm{\η}}^{\left(j\right)}\left(t\right)$ 如果假设衰落是快衰落，相应的时间相关，则公式： $s^{\left(i\right)}\left(t\right)=\underset{n}{\mathrm{\Σ}}{c}_n^{\left(i\right)}u(t-\mathrm{nT})$ 可以表示连续的脉冲波形的符号c_n ⁽ⁱ⁾，其中u(·)是单位能量脉冲；u(0)＝1；以及η^(j)(t)是零均值、每维方差为N₀/2的复高斯噪声。在随后的讨论中，假设所选择的脉冲波形能提供可以忽略的符号间干扰(ISI)，即全响应信令并且同时产生。然后在时刻t＝kT对符号进行采样，而且检测器被提供： ${\mathrm{\χ}}_k^{\left(j\right)}={\mathrm{\Σ}}_{i=1}^{L_t}{\mathrm{\α}}_{i,j}\left[k\right]c_k^{\left(i\right)}\sqrt{E_s}+{\mathrm{\η}}_k^{\left(j\right)}.$

一般都有益地把 和α_i，j(t)组合在一起。因此表达式： ${\mathrm{\γ}}_k^{(i,j)}=\sqrt{E_s}{\mathrm{\α}}_{i,j}\left[k\right]$ 被用于连续情况，并且具有公认已知的自相关函数： $R_{\mathrm{\γ}}\left(\mathrm{\τ}\right)=E\{{\mathrm{\γ}}^{(i,j)}(\·){\mathrm{\γ}}^{(i,j)*}(\·-\mathrm{\τ})=E_s{J}_0\left(2\mathrm{\π}{f}_D^{(i,j)}\mathrm{\τ}\right).$ 得到： ${\mathrm{\χ}}_k^{\left(j\right)}={\mathrm{\Σ}}_{i=1}^{L_t}{c}_k^{\left(i\right)}{\mathrm{\γ}}_k^{(i,j)}+{\mathrm{\η}}_k^{\left(j\right)}.$ 单一接收天线假设把上述公式简化为： ${\mathrm{\χ}}_k={\mathrm{\Σ}}_{i=1}^{L_t}{c}_k^{\left(i\right)}{\mathrm{\γ}}_k^{\left(i\right)}+{\mathrm{\η}}_k.$

以上所给出的码字在准静态(块)衰落和快速衰落条件下都可以获得显著的性能改善。块衰落意味着α_i，j(f)在一个码字周期内，或者一个符号时间周期内是保持恒定的，但是从一个码字到另一个码字之间是变化的。本质上讲，在秩准则可以确定分集级别的意义上，秩准则是与准静态衰落相关的。在快速衰落条件下，就分集而论，一个重要的参数就是符号的汉明距离。

如果假设衰落是准静态的 ${\mathrm{\γ}}_k^{\left(i\right)}={\mathrm{\γ}}_{k+l}^{\left(i\right)}=...={\mathrm{\γ}}_{k+l-1}^{\left(i\right)}\stackrel{\mathrm{def}}{=}{\mathrm{\γ}}^{\left(i\right)},\∀i\∈\{1,...,L_t\}.$ 以矩阵形式就是χ＝D_cγ+η其中下标k被省略，并且使用明显的符号：χ＝[χ_k…χ_k+l-1]^T， $\mathrm{\γ}=[{\mathrm{\γ}}^{\left(i\right)}\·\·\·{\mathrm{\γ}}^{\left(L_t\right)}{]}^T,\mathrm{\η}=[{\mathrm{\η}}^{\left(i\right)}\·\·\·{\mathrm{\η}}^{\left(L_t\right)}{]}^T$

很清楚，当不同发送天线的衰落不相关时，则 是零均值、方差为E_s的独立同分布的复高斯变量。一般都公认，在信道估计准确而且处于准静态衰落条件下，当D_e被实际上发出时，接收机对码字矩阵D_c译码的概率

以一个量为上界：

其中R(·)是用于表示自变量的实部的常用符号，上标“H”表示共轭转置，而且D_ec＝D_e-D_c是码字e和c的码差矩阵。

在特定假设条件下，CSI准确的L_t个发送天线瑞利衰落的

可以做到尽量小。上述条件中包括：对于所有的对D_c，D_e∈C来说，欧氏平方距离Tr(D_ec ^HD_ec)要尽可能地大，而且在 $D_{\mathrm{ec}}^H{D}_{\mathrm{ec}}=(\mathrm{tr}\left(D_{\mathrm{ec}}^H{D}_{\mathrm{ec}}\right)/L_t)I_{L_t}$ 的意义上，非方形矩阵D_ec表现为单位矩阵，直到某些比例因子。

次优码的特征在于矩阵D_ec ^HD_ec，其主对角线元件都尽可能互相接近，并且接近tr(D_ec ^HD_ec)/L_t，而且对每一行来说，主对角线元素绝对值的逐行之和要尽可能地小。

随后是上述讨论的直接结果。

假设L＝L_t除以1。令D_c、D_e、D_ec是块向量，即(1/L)×1的矩阵，其中的项目都是L×L的子矩阵，这些子矩阵的元件来自调制器星座。那么，任意码矩阵可以被称作长度为1/L个L×L块子矩阵的序列，它由其分支跨过L个调制器符号时间周期的网格构成，而且每个都由有效L×L的子矩阵标记。可以选择通过网格的路径作为当前状态以及一组新的输入符号的函数。则在1的命题的意义上，对尽可能大的k′，以及对k＞k′更可行地接近最佳，属于长度为k≤k′次转移(kL个调制器符号)的错误事件路径(EEP)的差码矩阵应该是最佳的。在常规的Alamouti发送分集方案(被称作Alamouti方案)中，基于Hurwitz-Radon(HR)变换的L_t＝2的发送天线遵循上述给出的结构，并且提供简单的装置来实施此处所讨论的准则；经过HR变换之后，把从编码符号到星座点的映射器添加到编码器的输出中。类似地，时空分组编码与上述构成命题相一致。

提供与本发明实施例相一致的改进的时空调制器。该调制器在呈现准静态衰落的环境中进行工作。由于准静态衰落与中断概率的基本概念相关，因此这种准静态衰落是特别相关的。所提出的时空码的设计要遵循上述讨论的准则。

此外，还提供用于4PSK以及L_t＝2个发送天线的新型网格时空编码，它同样遵循上述的准则。

图2说明了网格图70，在图中左边列出以72标明的分支标号。分支的标号以4元组为一组，分别对应于一组四个并行的从每个状态出发的转移，并且表示矩阵C_i(i＝0，...，31)的下标索引。该矩阵中的每个矩阵的规模都是2×2。

项目C_i(i＝0，...，31)表示4PSK星座中的复数点的索引。每个C_i定义将要在两个连续符号周期内，通过L＝2个发射天线发送的4PSK符号。因此，每个网格分支都覆盖两个连续的4PSK符号周期，其构成与两个邻近符号周期内的多网格编码调制(MTCM)的相似性。然而通常来讲，从32个矩阵C_i中选择的两个任意矩阵之间的平方欧氏距离并不与它们各自第一列之间的平方欧氏距离成正比。利用这一事实，很容易看到图1中描述的时空网格并不是MTCM网格编码。

在一个接收天线的情况中，图2比较这种网格时空编码相对于Alamouti方案和根据[27]得到的其它两种网格时空编码的那些的平均帧错误概率曲线，上述所有都处于准静态衰落中，而且频谱效率都是2比特每秒每赫兹。

选择分配的分支标号，以验证给定状态的数量以及传输如图1所示。

任意两个离开(到达)给定状态的分支之间的最小欧氏距离被最大化。对与长度k＜＝2(即最多是4个4PSK符号)的EEP相对应的所有差码矩阵来说，D_ec ^HD_ec具有相同的特征值。

对于长度k＝3的所有EEP来说，D_ec ^HD_ec的两个特征值是平衡的，并且由 $p+2(2-\sqrt{3}),p+2(2+\sqrt{3})$ 给出，其中p＞＝4。由此，长度k＝3(6个4PSK符号周期)的EEP之间的平方欧氏距离，以及相应的正确路径最小为16。

任意两个并行转移之间的符号汉明距离是2，由此确保在快衰落环境中的分集为2。

在操作过程中，由符号分配器生成的符号构成一系列符号流，当在通信信道中传输时，其被编码以克服衰落。当符号传递到天线变换器并且在此进行变换时，从多个天线变换器发送符号所要求的带宽不会大于从单一天线变换器传递非时空编码符号所要求的带宽。

由此提供一种方式，以最大限度地确保发射台12操作期间生成的信号的传输在衰落环境中具有最大的发送分集。当接收台14接收到信号时，最大的发送分集可以更好地确保能够恢复信息。

此处的优选描述只是用于实施本发明的优选实例，并且本发明的范围不应该被限制于本描述中。本发明的范围可以由所附的权利要求定义。

Claims (20)

1.在无线通信系统中操作的发射站，通过易受畸变影响的通信信道发送数据，该发射站配备至少由一个天线变换器构成的天线变换器组，由天线变换器把将要被数据变换为电磁波形式，用于以便于经过通信信道进行通信的形式放置数据的设备的改进，该设备中包括：

耦合去接收一组编码器输出符号的调制器，该编码器输出符号是经过通信信道传输的数据的编码表示，该调制器用于构成调制器输出符号的调制序列，调制器输出符号的数量对应于构成一组编码器输出符号的编码器输出符号的数量以及构成天线变换器组的天线变换器的数量。

2.权利要求1的设备，其中构成调制器输出符号的调制序列的调制器输出符号的数量对应于编码器输出符号的数量与天线变换器的数量的乘积。

3.权利要求2的设备，其中调制器输出符号的调制序列中包含串行生成的序列。

4.权利要求3的设备，还包含耦合在该调制器与所述天线变换器组之间的路由器，该路由器有选择地把所选的一些调制器输出符号传递到所述天线变换器组中的至少一个天线变换器。

5.权利要求4的设备，其中所述天线变换器组包含第一天线变换器和至少一个第二天线，其中该路由器构成用于把串行生成的序列进行变换的串并变换器，其中由该调制器构成的调制序列被组成应用于第一和至少第二天线变换器的第一和至少第二并行序列。

6.权利要求1的设备，其中该调制器包含时空调制器，它呈现调制的单一速率，以便当其中形成的调制序列由一组天线变换器变换到通信信道上时，呈现与通过单一天线变换器变换时传递编码输出符号所要求的带宽基本相对应的带宽。

7.权利要求1的设备，其中由该调制器形成的调制序列构成QPSK(正交相移键控)调制序列。

8.权利要求1的设备，其中应用于该调制器的编码器输出符号中包含信道编码符号，该信道编码符号被编码使得在编码器输出符号表示的数据中引入时间冗余度。

9.权利要求1的设备，其中调制器输出符号的调制序列中包含多个序列部分，该多个序列部分被安排来形成码矩阵的列，其中由级连在一起的码矩阵所定义的连续行来定义码字。

10.在权利要求1中的无线通信系统中，其中经过通信信道传输的数据被发送到接收站，用于接收站的设备的进一步改进，该设备中包含：

耦合去接收一旦在接收站接收到的数据的标记的解调器，该解调器用于对提供给它的标记进行解调。

11.权利要求10的设备，其中该解调器耦合去接收的数据标记中包含信道译码的标记。

12.权利要求10的设备，其中该解调器执行联合解调和译码操作。

13.通过在无线通信系统中操作的发射站，在易受畸变影响的通信信道发送数据的方法，该发射站配备至少由一个天线变换器构成的天线组，由天线变换器把将要被的数据变换为电磁形式，用于以便于经过通信信道进行通信的形式放置数据的方法的改进，该方法中包括：

向调制器提供一组编码器输出符号，编码器输出符号表示经过经过通信信道传输的数据；以及

在调制器内构成调制器输出符号的调制序列，调制器输出符号的数量对应于构成编码器输出符号组的编码器输出符号的数量以及构成天线变换器组的天线变换器的数量。

14.权利要求13的方法，其中在该构成操作过程期间构成的调制器输出符号的数量对应于编码器输出符号的数量与天线变换器的数量的乘积。

15.权利要求14的方法，其中在该构成操作过程期间构成的调制器输出符号的调制序列中包含串行生成的序列。

16.权利要求15的方法，其中还包括把所选的一些调制器输出符号传递到所述天线变换器组中的至少一个天线变换器的额外操作。

17.权利要求16的方法，其中所述天线变换器组中包含第一天线变换器以及至少一个第二天线变换器，其中所述传递操作中包括对串行生成的序列进行变换，其中调制序列被组成第一和至少第二并行序列。

18.权利要求13的方法，其中在该构成操作期间构成调制序列，当由所述天线变换器组变换到通信信道中时，呈现与通过单一天线变换器变换时传递编码输出符号所要求的带宽基本相对应的带宽。

19.权利要求13的方法，其中在该构成操作期间构成的调制序列中包含多个序列部分，该多个序列部分被安排来组成码矩阵的列，其中由级连在一起的0码矩阵所定义的连续行来定义码字。

20.权利要求1-9的方法，其中还包括如下额外操作：

经过通信信道向接收站发送调制符号；以及

对一旦在接收站接收到的调制符号进行解调。

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