CN1518239A - 利用时空格码的移动通信系统中收发数据的设备和方法 - Google Patents

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Abstract

含有M个发送天线的移动通信系统接收P个信息位流和根据最佳生成多项式，利用时空格码(STTC)编码接收的信息位流；以预定调制方案调制编码的P个信息位流，并输出调制码元流；以及从M个调制码元流的每一个中收缩预定位置中的至少一个调制码元，并通过M个发送天线发送经收缩的调制码元流，从而在保持最大分集增益的同时，提高数据速率。

Description

利用时空格码的移动通信系统中收发数据的设备和方法
技术领域
本发明一般涉及移动通信系统，尤其涉及利用时空格码(STTC)的移动通信系统中发送和接收数据的设备和方法。
背景技术
随着移动通信系统的迅速发展，移动通信系统服务的数据量也增加了。最近，人们开发出了发送高速数据的第3代移动通信系统。关于第3代移动通信系统，欧洲采用异步宽带码分多址(W-CDMA)系统，作为它的无线电访问标准，而北美则采用异步码分多址-2000(CDMA-2000)系统，作为它的无线电访问标准。一般说来，在这些移动通信系统中，数个移动台(MS)通过公用基站(BS)相互通信。但是，在移动通信系统中的高速数据传输期间，接收信号的相位可能因在无线电信道上出现的衰落现象而失真。衰落使接收信号的幅度降低几个dB到几十个dB。如果因衰落现象(fadingphenomenon)而失真的接收信号在数据解调期间得不到补偿，那么，相位失真会成为发送方发送的发送数据的信息错误的原因，引起移动通信服务的质量降低。因此，在移动通信系统中，必须克服衰落，以便不降低服务质量地发送高速数据，并且，使用几种分集技术，以便处理衰落。
一般说来，CDMA系统采用利用信道的延迟扩展进行分离接收的耙式(rake)接收器。虽然耙式接收器应用接收分集来接收多径信号，但是，应用利用延迟扩展的分集技术的耙式接收器的缺点在于，当延迟扩展小于预置值时，它不能工作。另外，在多普勒(Doppler)扩展信道中使用了利用交织和编码的时间分集技术。时间分集技术的缺点在于，它几乎不能用在低速多普勒扩展信道中。
因此，为了处理衰落，在像室内信道那样，具有低延迟扩展的信道，和像普通信道那样，具有低速多普勒扩展的信道中，使用空间分集技术。空间分集技术使用两个或更多个发送/接收天线。在这种技术中，当通过一个发送天线发送的信号因衰落降低它信号功率时，接收到通过其它发送天线发送的信号。空间分集可以划分成利用接收天线的接收天线分集技术和利用发送天线的发送分集技术。但是，由于接收天线分集技术应用于移动台，考虑到移动台的大小和它的安装成本，难以在移动台中安装数个天线。因此，人们建议应该使用在基站中安装数个天线的发送分集技术(diversity)。
具体地说，在第4代移动通信系统中，预期数据速率为大约10Mbps到150Mbps，并且错误率对于语音而言要求为10-3的位错率(BER)，对于数据而言要求为10-6的位错率(BER)，而对于图像而言要求为10-9的位错率(BER)。STTC是多天线技术和信道编码技术的组合，并且，是使无线电MIMO(多输入多输出)信道中的数据速率和可靠性得到显著提高的技术。STTC通过扩充发送器发送信号的时空维数，获得接收器的时空分集增益。另外，STTC可以不需要附加带宽地获取编码增强，从而有助于信道容量的增大。
因此，在发送分集技术中使用STTC。当使用STTC时，与使用多发送天线时与因信道衰落而引起的信道增益下降等效的分集增益一起，获取具有使发送功率增加的效果的编码增益。Vahid Tarokh、N.Seshadri和A.Calderbank在“用于高数据速率无线通信的时空代码：性能判据和代码结构”(VahidTarokh，N.Seshadri，and A.Calderbank，″Space Time Codes for High Data RateWireless Communication：Performance Criterion And Code Construction，″IEEETrans.on Info.Theory，pp.744-765，Vol.44，No.2，March 1998)中公开了利用STTC发送信号的方法，特此引用，以供参考。在这个参考文献中，作了这样的假设，如果把代码率定义为单位发送时间内发送的码元个数，那么，代码率必须小于1，以便获取与发送天线的个数和接收天线的个数之积等效的分集增益。
图1是示意性地显示利用STTC的发送器的一般结构的方块图。参照图1，如果把P个信息数据位d1，d2，d3，...，dp输入发送器中，那么，把输入的信息数据位d1，d2，d3，...，dp提供给串并(S/P)转换器111。这里，下标P代表单位发送时间内要由发送器发送的信息数据位的个数，单位发送时间可以成为码元单位。S/P转换器111并行转换信息数据位d1，d2，d3，...，dp，并且把它的输出提供给第1到第P编码器121-1到121-P。也就是说，S/P转换器111把经并行转换的信息数据位d1提供给第1编码器121-1，并且以相同方式，把经并行转换的信息数据位dP提供给第P编码器121-P。第1到第P编码器121-1到121-P的每一个以预定编码方案编码从S/P转换器111输出的信号，然后，每一个把它的输出提供给第1到第M调制器131-1到131-M。这里，指标M代表包括在发送器中的发送天线的个数，和预定编码方案是STTC编码方案。后面将参照图2对第1到第P编码器121-1到121-P的详细结构加以描述。
第1到第M调制器131-1到131-M的每一个以预定调制方案调制从第1到第P编码器121-1到121-P接收的信号。除了施加给它们的信号之外，第1到第M调制器131-1到131-M在工作原理上彼此相似。因此，这里只描述第1调制器131-1。第1调制器131-1相加从第1到第P编码器121-1到121-P接收的信号，将相加结果乘以施加给与第1调制器131-1相连接的发送天线，即，第1发送天线ANT#1的增益，以预定调制方案调制相乘结果，并把调制结果提供给第1发送天线ANT#1。这里，调制方案包括BPSK(二进制相移键控)、QPSK(正交相移键控)、QAM(正交调幅)、PAM(脉冲幅度调制)和PSK(相移键控)。在图1中假设，由于编码器的个数是P，将2P元QAM用作调制方案。第1到第M调制器131-1到131-M把它们的调制码元S1到SM分别提供给第1到第M发送天线ANT#1和ANT#M。第1到第M发送天线ANT#1和ANT#M向空中发送从第1到第M调制器131-1到131-M输出的调制码元S1到SM。
图2是显示图1的第1到第P编码器121-1到121-P的详细结构。为了简单起见，只对第1编码器121-1加以描述。将从S/P转换器111输出的信息数据位d1施加给第1编码器121-1，第1编码器121-1把信息数据位d1提供给带抽头延迟线，即，延迟器(D)211-1，211-2，...，211-(K-1)。延迟器，或带抽头延迟线的个数比第1编码器121-1的约束长度K少1个。延迟器211-1，211-2，...，211-(K-1)的每一个延迟它的输入信号。也就是说，延迟器211-1延迟信息数据位d1和把它的输出提供给延迟器211-2，和延迟器211-2延迟延迟器211-1的输出信号。另外，把提供给延迟器211-1，211-2，...，211-(K-1)的输入信号乘以预定增益，然后，将它们分别提供给模加法器221-1，211-2，...，211-M。模加法器的个数与发送天线的个数相同。在图1中，由于发送天线的个数是M，模加法器的个数也是M。进一步，乘以延迟器211-1，211-2，...，211-(K-1)的输入信号的增益用gi，j，t表示，其中，i表示编码器指标，j表示天线指标，t表示存储器指标。在图1中，由于编码器的个数是P，天线的个数是M，编码器指标i从1递增到P，天线指标j从1递增到M，存储器指标K从1递增到约束长度K。模加法器221-1，211-2，...，211-M的每一个模加将相应延迟器211-1，211-2，...，211-(K-1)的输入信号乘以增益获得的信号。Vahid Tarokh、N.Seshadri和A.Calderbank在“用于高数据速率无线通信的时空代码：性能判据和代码结构”(Vahid Tarokh，N.Seshadri，andA.Calderbank，″Space Time Codes for High Data Rate Wireless Communication：Performance Criterion And Code Construction，″IEEE Trans.on Info.Theory，pp.744-765，Vo1.44，No.2，March 1998)中还公开了STTC编码方案。
图3是示意性地显示含有2个编码器和3个发送天线的STTC发送器的结构的方块图。参照图3，如果把2个信息数据位d1和d2输入发送器中，那么，把输入的信息数据位d1和d2提供给S/P转换器311。S/P转换器311并行转换信息数据位d1和d2，并且把信息数据位d1提供给第1编码器321-1和把信息数据位d2提供给第2编码器321-2。如果假设第1编码器321-1具有4的约束长度(约束长度K＝4)，那么，第1编码器321-1的如图2所示的内部结构由3个延迟器(1+2D+D3)和3个模加法器组成，其中，延迟器和模加法器的个数等于比约束长度K＝4小1的值。因此，在第1编码器321-1中，把施加给第1延迟器的未延迟信息数据位d1、通过将第1延迟器延迟过一次的位乘以2确定的位和第3延迟器延迟了三次的位提供给与第1发送天线ANT#1的第1调制器331-1相连接的第1模加法器。以此类推，把第1编码器321-1的3个模加法器的输出分别提供给第1调制器331-1、第2调制器331-2和第3调制器331-3。类似地，第2编码器321-2以与第1编码器321-1所使用相同的编码方案编码从S/P转换器311输出的信息数据位d2，然后，把它的输出提供给第1调制器331-1、第2调制器331-2和第3调制器331-3。
第1调制器331-1以预定调制方案调制从第1编码器321-1和第2编码器321-2输出的信号，然后，把它的输出提供给第1发送天线ANT#1。这里假设应用于发送器的调制方案是QPSK。因此，如果第1编码器321-1的输出信号是b1和第2编码器321-2的输出信号是b2，第1调制器331-1以QPSK调制方案调制输出信号，输出b1+b2*j，其中， j = - 1 . 与第1调制器331-1一样，第2调制器331-2和第3调制器331-3以QPSK调制方案调制第1编码器321-1和第2编码器321-2的输出信号，然后，把它们的输出分别提供给第2发送天线ANT#2和第3发送天线ANT#3。第1到第3发送天线ANT#1到ANT#3向空中分别发送从第1到第3调制器331-1到331-3输出的调制码元S1到S3。
图4是示意性地显示与图1的发送器结构相对应的接收器结构的方块图。参照图4，由发送器发送到空中的信号通过接收器的接收天线来接收。在图4中假设配备了N个接收天线。N个接收天线的每一个处理从空中接收的信号。把通过第1到第N接收天线ANT#1到ANT#N接收的信号提供给信道估计器411和度量计算器423。信道估计器411对从第1到第N接收天线ANT#1到ANT#N输出的信号进行信道估计，然后，把信道估计结果提供给推测(hypothesis)部分412。
可能序列发生器415生成可能为发送器中的信息数据位同时编码的所有类型的序列，并且把生成的序列提供给第1到第P编码器417-1到417-P。由于发送器通过P个信息位发送信息数据，可能序列发送器415生成由P个位组成的可能序列
Figure A20031012031700151
把P个位的生成可能序列施加给第1到第P编码器417-1到417-P，第1到第P编码器417-1到417-P以结合图2所述的STTC编码方案编码它们的输入位，然后，把编码位提供给第1到第M调制器419-1到419-M。第1到第M调制器419-1到419-M的每一个以预定调制方案调制从第1到第P编码器417-1到417-P输出的编码位，并且把它们的输出提供给推测部分412。在第1到第M调制器419-1到419-M中应用的调制方案被设置成BPSK、QPSK、QAM、PAM和PSK的任何一种。由于在图1的第1到第M调制器419-1到419-M中应用的调制方案是2P元QAM，第1到第M调制器419-1到419-M也以2P元QAM调制方案调制它们的输入信号。
推测部分412接收从第1到第M调制器419-1到419-M输出的信号和从信道估计器411输出的信道估计结果，在由从第1到第M调制器419-1到419-M输出的信号组成的序列经过与信道估计结果经过的信道相同的信道的时候生成推测信道输出，并且把生成的推测信道输出提供给度量计算器423。度量计算器423接收推测部分412提供的推测信道输出和通过第1到第N接收天线ANT#1到ANT#N接收的信号，并且计算推测信道输出和通过第1到第N接收天线ANT#1到ANT#N接收的信号之间的距离。当计算距离时，度量计算器423使用欧几里得(Euclidean)距离。
以此类推，度量计算器423为发送器可以发送的所有可能序列计算欧几里得距离，然后，把计算的欧几里得距离提供给最小距离选择器425。最小距离选择器425从度量计算器423输出的欧几里得距离中选择距离最小的欧几里得距离，确定与所选欧几里得距离相对应的信息位，作为发送器发送的信息位，并且把确定的信息位提供给并串(P/S)转换器427。尽管存在几种最小距离选择器425确定与距离最小的欧几里得距离相对应的信息位时使用的可能算法。但是，这里假设使用维特比算法。Vahid Tarokh、N.Seshadri和A.Calderbank在“用于高数据速率无线通信的时空代码：性能判据和代码结构”(Vahid Tarokh，N.Seshadri，and A.Calderbank，″Space Time Codes for High DataRate Wireless Communication：Performance Criterion And Code Construction，″IEEE Trans.on Info.Theory，pp.744-765，Vol.44，No.2，March 1998)中也公开了利用维特比算法提取距离最小的信息位的过程，因此，为了简单起见，这里不再提供对它们的详细描述。由于最小距离选择器425为可能序列发生器415生成的所有序列确定与距离最小的欧几里得距离相对应的信息位，它最后输出P个信息位 d ^ 1 , d ^ 2 , . . . , d ^ P . 然后，P/S转换器427串行转换从最小距离选择器425输出的P个信息位，并输出 d ^ 1 , d ^ 2 , . . . , d ^ P 的接收信息数据序列。
如上所述，当发送器利用数个发送天线发送信号时，与分集增益一起，STTC可以取得具有放大接收的发送信号的功率的效果的编码增益，以便防止因信道衰落引起的信道增益下降。在Tarokh的参考文献中，作了这样的假设，如果在利用STTC的通信系统中，把代码率定义为单位发送时间内发送的码元个数，那么，代码率必须小于1，以便获取与发送天线的个数和接收天线的个数之积相对应的分集增益。也就是说，作了这样的假设，如果假设在特定发送时间内通过一个发送天线发送到空中的码元中信息数据位的个数是N，那么，即使发送器使用了数个发送天线，在特定发送时间内可以通过数个发送天线发送到空中的信息数据位的个数小于等于N。假设可以通过数个发送天线发送到空中的信息数据位的个数应该小于等于N的理由是通过数个发送天线来保持分集增益。因此，利用STTC的通信系统难以提高它的谱效率。
另外，利用STTC的通信系统难以调整代码率，因为代码率只能通过增加通过发送天线发送的调制信号，或调制码元的星座(constellation)尺寸来调整。这里，增加调制码元的星座尺寸等效于增加存在于调制码元的每一个中的信息数据位的个数。由于难以调整代码率，不可能把代码率调整到像2.5位/信道使用那样的优良性能。
最后，当在接收器方出现错误时，利用STTC的通信系统在重新发送方面存在局限性。也就是说，最近提出的无线通信系统，例如，高速下行链路分组访问(HSDPA)通信系统，提供了当接收器未能正常接收到从发送器发送的信号时，进行重新发送的自动重复请求(下文称为“ARQ”)方案。作为ARQ方案，通常使用重新发送一部分发送失败信号，而不是全部发送失败信号的增加冗余度(IR)方案。但是，由于还没有开发出用于发送信号的独立收缩(punctured)方案，利用STTC的通信系统不能把IR方案用作ARQ方案。
发明内容
因此，本发明的一个目的是提供一种在利用STTC的移动通信系统中使数据速率达到最大的数据发送/接收设备和方法。
本发明的另一个目的是提供一种在利用STTC的移动通信系统中的数据收缩(puncturing)设备和方法。
本发明的又一个目的是提供一种在利用STTC的移动通信系统中保持最大分集增益的数据发送/接收设备和方法。
本发明的再一个目的是提供一种在利用STTC的移动通信系统中保持最大分集增益的格状终止设备和方法。
为了实现上面和其它目的，本发明提供了在含有M个发送天线的移动通信系统中具有最大分集增益的数据发送设备。该设备包括P个编码器，用于接收P个信息位流和根据最佳生成多项式，利用时空格码(STTC)编码接收的信息位流；M个调制器，用于以预定调制方案调制从P个编码器输出的信息位流，并输出调制码元流；以及与M个发送天线相连接的M个收缩器(puncturer)，用于从M个调制器输出的调制码元流的每一个中收缩预定位置中的至少一个调制码元，并通过M个发送天线发送经收缩的(punctured)调制码元流。
为了实现上面和其它目的，本发明还提供了通过M个接收天线接收通过N个发送天线从发送器发送的发送码元流、在移动通信系统中具有最大分集增益的数据接收设备。该设备包括与M个接收天线相连接的信道估计器，用于信道估计从M个接收天线输出的接收码元流；P个编码器，用于根据预定最佳生成多项式，利用时空格码(STTC)编码发送器可以发送的所有信息位流；M个调制器，用于以预定调制方案调制从P个编码器输出的信息位流，并输出调制码元流；与M个发送天线相连接的M个收缩器，用于从M个调制器输出的调制码元流的每一个中收缩预定位置中的至少一个调制码元；以及发送码元流检测器，用于通过把推测信道输出用于通过与信道估计器估计的信道相同的信道发送从M个收缩器输出的调制码元流的情况，并且利用接收码元流，检测从发送器发送的发送码元流。
为了实现上面和其它目的，本发明提供了在含有M个发送天线的移动通信系统中具有最大分集增益的数据发送方法。该方法包括接收P个信息位流和根据最佳生成多项式，利用时空格码(STTC)编码接收的信息位流；以预定调制方案调制编码的P个信息位流，并输出调制码元流；以及从M个调制码元流的每一个中收缩预定位置中的至少一个调制码元，并通过M个发送天线发送经收缩的调制码元流。
为了实现上面和其它目的，本发明还提供了通过M个接收天线接收通过N个发送天线从发送器发送的发送码元流、在移动通信系统中具有最大分集增益的数据接收方法。该方法包括信道估计从M个接收天线输出的接收码元流；根据预定最佳生成多项式，利用时空格码(STTC)编码发送器可以发送的所有信息位流；以预定调制方案调制编码的信息位流，并输出调制码元流；从调制码元流的每一个中收缩预定位置中的至少一个调制码元；以及通过把推测信道输出用于通过与经信道估计的信道相同的信道发送经收缩的调制码元流的情况，并且利用接收码元流，检测从发送器发送的发送码元流。
附图说明
通过结合附图，进行如下详细描述，本发明的上面和其它目的、特征和优点将更加清楚，在附图中：
图1是示意性地显示利用STTC的发送器的传统结构的方块图；
图2是显示图1的第1到第P编码器的详细结构的方块图；
图3是示意性地显示含有2个编码器和3个发送天线的STTC发送器的结构的方块图；
图4是示意性地显示与图1的发送器结构相对应的接收器结构的方块图；
图5是示意性地显示根据本发明实施例的利用STTC的发送器的结构的方块图；
图6是示意性地显示与图5的发送器结构相对应的接收器结构的方块图；
图7是示意性地显示对于约束长度K＝4，本发明的模拟结果的图形；
图8是示意性地显示对于约束长度K＝5，本发明的模拟结果的图形；
图9示意性地显示了基于格状终止的一般发送帧格式；以及
图10示意性地显示了根据本发明实施例的基于格状终止的发送帧格式。
具体实施方式
下文参照附图详细描述本发明的几个优选实施例。在如下的描述中，为了简洁起见，省略了对合并其中的那些众所周知功能和结构的详细描述。
图5是示意性地显示根据本发明实施例的利用时空格码(STTC)的发送器的结构的方块图。参照图5，如果把P个信息数据位d1，d2，d3，...，dp输入发送器中，那么，把输入的信息数据位d1，d2，d3，...，dp提供给多路复用器(MUX)511。多路复用器511将信息数据位d1，d2，d3，...，dp与‘0000.....’多路复用，并且把它的输出提供给串并(S/P)转换器513。将信息数据位d1，d2，d3，....，dp与‘0000.....’多路复用的理由是进行格状终止(termination)。以后将提供多路复用器进行格状终止操作的详细描述。这里，指标P代表单位发送时间内要由发送器发送的信息数据位的个数，和单位发送时间可以成为码元单位。S/P转换器513并行转换信息数据位d1，d2，d3，...，dp，并且把它的输出提供给第1到第P编码器515-1到515-P。也就是说，S/P转换器513把经并行转换的信息数据位d1提供给第1编码器121-1，并且以相同方式，把经并行转换的信息数据位dP提供给第P编码器121-P。然后，第1编码器515-1以STTC编码方案编码信息数据位d1，并且，把它的输出提供给第1到第M调制器517-1到517-M。这里，指标M代表包括在发送器中的发送天线的个数。同样，第P编码器515-P以STTC编码方案编码信息数据位dP，然后，把它的输出提供给第1到第M调制器517-1到517-M。第1到第P编码器515-1到515-P具有结合图2所述的结构，因此，省略对它们的详细描述。
第1到第M调制器517-1到517-M的每一个以预定调制方案调制从第1到第P编码器515-1到515-P接收的信号。除了施加给它们的信号之外，第1到第M调制器517-1到517-M在工作原理上彼此相似。因此，这里只描述第1调制器517-1。第1调制器517-1相加从第1到第P编码器515-1到515-P接收的信号，将相加结果乘以施加给与第1调制器517-1相连接的发送天线，即，第1发送天线ANT#1的增益，以预定调制方案调制相乘结果，并把调制结果提供给第1收缩器519-1。这里，调制方案包括BPSK(二进制相移键控)、QPSK(正交相移键控)、QAM(正交调幅)、PAM(脉冲幅度调制)和PSK(相移键控)。在图5中假设，由于编码器的个数是P，将2P元QAM用作调制方案。
第1到第M调制器517-1到517-M把它们的调制码元S1到SM分别提供给第1到第M发送收缩器519-1到519-M。第1到第M发送收缩器519-1到519-M的每一个根据预定收缩矩阵，收缩从第1到第M调制器517-1到517-M输出的信号，然后，通过第1到第M发送天线ANT#1和ANT#M将它们的输出发向空中。现在对第1到第M发送收缩器519-1到519-M的每一个根据预定收缩矩阵，收缩从第1到第M调制器517-1到517-M输出的调制码元S1到SM的过程加以详细描述。
例如，如果假设包括在发送器中的发送天线的个数是2，和在单位发送间隔(period)内通过2个发送天线发送4个码元，那么，应用由如下方程(1)给出的收缩矩阵。
方程(1)
P 1 = 1 1 1 0 1 0 1 1
在方程(1)中，P1代表收缩矩阵。在收缩矩阵P1中，一列代表一个发送间隔(即，一个码元间隔)，一行代表一个发送天线。在收缩矩阵P1中，元素“1”代表没有收缩地通过输入的调制码元，而元素“0”则代表收缩了输入调制码元，致使在相应间隔内没有发送调制码元。也就是说，在收缩矩阵P1中，对于第1列，或第1码元间隔，没有收缩地通过从与第1发送天线相连接的第1调制器输出的调制码元和从与第2发送天线相连接的第2调制器输出的调制码元。但是，在收缩矩阵P1中，对于第2列，或第2码元间隔，没有收缩地通过从与第1发送天线相连接的第1调制器输出的调制码元，而收缩从与第2发送天线相连接的第2调制器输出的调制码元。因此，应用收缩矩阵P1的情况的代码率是没有应用收缩矩阵P1的情况的代码率的4/3。附加信息可以通过收缩间隔发送，附加信息包括用于自动重复请求(ARQ)的增加冗余度(IR)信息，或独立初始发送信息。只要利用STTC的移动通信系统指定发送接收间隔，插在收缩间隔中的附加信息不受限制。
图6是示意性地显示与如图5所示的发送器结构相对应的接收器结构的方块图。参照图6，由发送器发送到空中的信号通过接收器的接收天线来接收。在图6中假设配备了N个接收天线。N个接收天线的每一个处理从空中接收的信号，并且把通过第1到第N接收天线ANT#1到ANT#N接收的信号提供给信道估计器611和度量计算器615。信道估计器611对从第1到第N接收天线ANT#1到ANT#N输出的信号进行信道估计，然后，把信道估计结果提供给推测部分613。
可能序列发生器617生成可能为发送器中的信息数据位同时编码的所有类型的序列，并且把生成的序列提供给第1到第P多路复用器619-1到619-P。由于发送器通过P个信息位发送信息数据，可能序列发送器617生成由P个位组成的可能序列 把P个位的生成可能序列施加给第1到第P多路复用器619-1到619-P，第1到第P多路复用器619-1到619-P的每一个多路复用从可能序列发生器617接收的位，然后，把它们的输出提供给第1到第P编码器621-1到621-P。第1到第P多路复用器619-1到619-P像结合图5所述的多路复用器511所述的那样，为格状终止进行多路复用操作。第1到第P编码器621-1到621-P像结合图2所述的那样，以STTC编码方案编码从第1到第P多路复用器619-1到619-P接收的信号，然后，把编码位提供给第1到第M调制器623-1到623-M。第1到第M调制器623-1到623-M的每一个以预定调制方案调制从第1到第P编码器621-1到621-P输出的编码位，并且把它们的输出提供给第1到第M收缩器625-1到625-M。在第1到第M调制器623-1到623-M中应用的调制方案被确定为BPSK、QPSK、QAM、PAM和PSK的任何一种。由于在图5的第1到第M调制器517-1到517-M中应用的调制方案是2P元QAM，第1到第M调制器623-1到623-M也以2P元QAM调制方案调制它们的输入信号。
第1到第M收缩器625-1到625-M根据与在如图5所示的第1到第M收缩器519-1到519-M中应用的收缩矩阵相同的收缩矩阵，收缩从第1到第M调制器623-1到623-M输出的信号，然后，把它们的输出提供给推测部分613。推测部分613接收从第1到第M收缩器625-1到625-M输出的信号和从信道估计器611输出的信道估计结果，在由从第1到第M收缩器625-1到625-M输出的信号组成的序列经过与信道估计结果经过的信道相同的信道的时候生成推测信道输出，并且把生成的推测信道输出提供给度量计算器615。度量计算器615接收推测部分615提供的推测信道输出和通过第1到第N接收天线ANT#1到ANT#N接收的信号，并且计算推测信道输出和通过第1到第N接收天线ANT#1到ANT#N接收的信号之间的距离。当计算距离时，度量计算器615使用欧几里得距离。
以此类推，度量计算器615为发送器可以发送的所有可能序列计算欧几里得距离，然后，把计算的欧几里得距离提供给最小距离选择器627。最小距离选择器627从度量计算器615输出的欧几里得距离中选择距离最小的欧几里得距离，确定与所选欧几里得距离相对应的信息位，作为发送器发送的信息位，并且把确定的信息位提供给并串(P/S)转换器629。尽管存在几种最小距离选择器627确定与距离最小的欧几里得距离相对应的信息位时使用的可能算法。但是，这里假设使用维特比算法。
由于最小距离选择器627为可能序列发生器617生成的所有序列确定与距离最小的欧几里得距离相对应的信息位，它最后输出P个信息位 d ^ 1 , d ^ 2 , . . . , d ^ P . 然后，P/S转换器629串行转换从最小距离选择器627输出的P个信息位，和输出 d ^ 1 , d ^ 2 , . . . , d ^ P 的接收信息数据序列。
现在参照结合图5和6所述的发送器结构和接收器结构描述本发明的工作原理。
首先，假设发送器含有2个发送天线，接收器含有1个接收天线，并发送器使用BPSK作为它的调制方案。在STTC中，约束长度K的增加引起最小错误长度的增加。如果发送器发送的发送码元矩阵被定义为“C”，接收器因出现错误而不正确地估计的接收码元矩阵被定义为“B”，那么，误差矩阵被表达成：
方程(2)
B＝C-E
另外，如果假设矩阵被定义为BBH(A＝BBH)，和用独立高斯分布建模发送器的发送天线具有的信道特性，那么，发送码元矩阵C被检测成不正确估计接收码元矩阵E的概率由如下方程(3)给出：
方程(3)
P ( C → E ) ≤ ( Π i τ λ i ) - τ ( E s 4 N 0 ) - τ
在方程(3)中，τ代表矩阵A的秩，λi代表矩阵A的第i大本征值，Es代表接收信号的能量，N0代表噪声成分的能量。这里，矩阵A的秩与误差矩阵B的秩相同。从方程(3)中可以明白，矩阵A的秩τ起确定码元错误率的主要原因的作用。矩阵A的秩τ成为分集增益和
Figure A20031012031700231
成为编码增益。误差矩阵B含有与发送器的发送天线的个数相同的行，和误差矩阵B中错误的长度代表误差矩阵B中的列数。
当如上所述，发送器把BPSK用作它的调制方案时，最短错误长度与约束长度K相同。另外，Vahid Tarokh、N.Seshadri和A.Calderbank在“用于高数据速率无线通信的时空代码：性能判据和代码结构”(Vahid Tarokh，N.Seshadri，and A.Calderbank，″Space Time Codes for High Data Rate WirelessCommunication：Performance Criterion And Code Construction，″IEEE Trans.onInfo.Theory，pp.744-765，Vol.44，No.2，March 1998)中公开了在STTC的情况下，误差矩阵B的最小秩与分集增益相同的事实，特此引用，以供参考。但是，如果像本发明所提出的那样，收缩从发送器发送的信号，那么，在误差矩阵B中用“0”取代与收缩间隔相对应的元素，致使误差矩阵B的秩降低。
这里假设存在由如下方程(4)给出的误差矩阵B1：
方程(4)
B 1 = - 1 0 0 - 1 0 - 1 0 - 1
如下方程(5)的收缩矩阵PP将应用于方程(4)的误差矩阵B1：
方程(5)
P P = 1 1 1 1 1 0 1 0
如果把方程(5)的收缩矩阵PP应用于误差矩阵B1，生成由如下方程(6)给出的误差矩阵B2。
方程(6)
B 2 = - 1 0 0 - 1 0 0 0 0
从方程(6)中可以看到，误差矩阵B2的秩变成1。在误差矩阵B2中，第2列中的所有元素是‘0’，因此，误差矩阵B2的秩变成1和分集增益变成1。也就是说，当接收器使用如上所述的一个接收天线时，分集增益变成1(表示没有应用发送分集技术)，并且，尽管发送器通过应用发送分集技术来发送信号，但分集增益因收缩操作而遭受损失。分集增益的损失非人所愿地使利用STTC的通信系统的性能变坏。
因此，本发明提出了在进行收缩过程中保持分集增益，以提高数据速率的收缩矩阵。本发明提出的收缩矩阵等效于结合图5和方程(1)所述的收缩矩阵P1。如果把收缩矩阵P1应用于方程(4)的误差矩阵B1，生成由如下方程(7)给出的误差矩阵B3。
方程(7)
B 3 = - 1 0 0 0 0 0 0 - 1
从方程(7)中可以看到，误差矩阵B3的秩变成2。在误差矩阵B3中，第1列和第2列中存在元素‘1’，因此，误差矩阵B3的秩变成2和分集增益变成2。也就是说，当接收器使用如上所述的一个接收天线时，分集增益变成2，这与没有应用发送分集技术的情况相同，从而防止了分集增益因收缩操作而遭受损失。另外，通过在保持分集增益的同时，提高数据速率，可以提高整个系统性能。
现在描述本发明提出的收缩矩阵的特性。把收缩矩阵P1创建成根据发送天线，周期性地交替定位收缩间隔，即，收缩码元。也就是说，一个码元收缩位置存在于第2发送天线的第2列中和一个码元收缩位置存在于第1发送天线的第4列中，使得根据发送天线，周期性地交替定位码元收缩位置。
在大多数情况下，当发送器包括2个发送天线和误差矩阵的秩降低成1时，误差矩阵的一行中的所有元素被改变成具有‘0’的值。因此，当应用收缩来提高数据速率时，有必要防止误差矩阵的一行中的所有元素被改变成‘0’。为了防止误差矩阵的一行中的所有元素被改变成‘0’，即，为了防止分集增益下降，必须在发送器发送的发送码元矩阵的每一行中收缩可能少数的码元。另外，尽可能多地获取发送码元矩阵的行，以便尽管进行码元收缩，但存在至少一个没有元素是‘0’的行。这里，增加发送码元矩阵的列数等效于增加错误长度，而增加错误长度等效于增加约束长度K。另外，为了在发送码元矩阵的每一行中收缩个数尽可能少的码元，有必要与其余发送天线的每一个的发送码元一起，周期性地收缩相同个数的发送码元，而不是只收缩特定发送天线的发送码元。进一步，由于误差矩阵依赖于结合图2所示的生成多项式，在生成收缩矩阵的过程中必须检测适当的生成多项式。
这里，根据发送器含有2个发送天线和接收器含有1个接收天线的假设，当发送器把BPSK用作它的调制方案时，它通过考虑所有可能误差矩阵和一个生成多项式，检测下表1的收缩模式。
表1
   序号     收缩模式(1：发送，0：收缩)     比率     秩＝1的最小错误长度
    K＝4     K＝5
    1     11101110111011101011101110111011     4/3     13     16
    2     11111111111111111010101010101010     4/3     7     10
    3     111111111111111110111011101110ll     8/7     13     16
表1所示的是对于秩＝1，错误长度最小的收缩模式。在表1中，收缩模式#1是周期性地交替收缩从2个发送天线输出的码元的模式，收缩模式#2是只周期性地交替收缩从2个发送天线输出的码元当中，从特定发送天线输出的码元，即收缩隔一个的码元的模式，并收缩模式#3是周期性地交替收缩从2个发送天线输出的码元当中，从特定发送天线输出的码元，即收缩隔二个的码元的模式。从表1可以看出，对于周期性地交替收缩从2个发送天线输出的码元的收缩模式，秩=1的最小错误长度增加到13或16。最小错误长度的增加进一步隔开误差矩阵中‘0’元素存在的位置，使秩降低的情况的次数减少。尤其是，当一个帧或发送天线的单位发送时间由13或16个码元组成时，如果应用收缩模式#1，可以防止秩降低。
另外，当约束长度K是4(约束长度K＝4)和收缩模式与表1的收缩模式#1相同时，最佳生成多项式如下。这里，术语“最佳生成多项式”指的是最小数是招致分集增益受到损失的误差矩阵的列数中的13的生成多项式。
最佳生成多项式(约束长度K＝4)
131g1＝1+D+D3，g2＝1+D3
133g1＝1+D2+D3，g2=1+D3
159g1＝1+D3，g2=1+D+D3
189g1＝1+D3，g2＝1+D2+D3
即使应用于最佳生成多项式中159和189的情况的收缩模式是表3的收缩模式#3，招致分集增益受到损失的误差矩阵的最小列数仍然保持13。
另外，当约束长度K是5(约束长度K＝5)和收缩模式与表1的收缩模式#1相同时，最佳生成多项式如下。这里，术语“最佳生成多项式”指的是最小数是招致分集增益受到损失的误差矩阵的列数中的16的生成多项式。
最佳生成多项式(约束长度K＝5)
581g1＝1+D+D2+D4，g2＝1+D+D4
587g1＝1+D2+D3+D4，g2＝1+D+D4
589g1＝1+D+D2+D3+D4，g2＝1+D+D4
701g1＝1+D+D4，g2＝1+D+D2+D4
707g1＝1+D3+D4，g2＝1+D+D2+D4
713g1＝1+D+D2+D3+D4，g2＝1+D+D2+D4
767g1＝1+D+D2+D4，g2＝1+D3+D4
773g1＝1+D2+D3+D4，g2＝1+D3+D4
775g1＝1+D+D2+D3+D4，g2＝1+D3+D4
887g1＝1+D+D4，g2＝1+D2+D3+D4
893g1＝1+D3+D4，g2＝1+D2+D3+D4
899g1＝1+D+D2+D3+D4，g2＝1+D2+D3+D4
949g1＝1+D+D4，g2＝1+D+D2+D3+D4
953g1＝1+D+D2+D4，g2＝1+D+D2+D3+D4
955g1＝1+D3+D4，g2＝1+D+D2+D3+D4
959g1＝1+D2+D3+D4，g2＝1+D+D2+D3+D4
图7是示意性地显示对于约束长度K＝4，本发明的模拟结果的图形。在图7中假设发送器的发送天线的个数是2，在STTC编码中应用的约束长度K是4(K＝4)，把BPSK用作调制方案，和接收器的接收天线的个数是1。另外，假设从2个发送天线发送的信号经受独立的瑞利信道衰落，信道估计性能是100％，使用g133的最佳生成多项式，即，g1＝1+D2+D3，g2＝1+D3，和一个帧由12个码元组成。
在图7中，显示了约束长度是4，即状态数是8的BPSK STTC的帧错率(FER)。请注意，与没有将收缩应用于2个发送天线二者的情况(在图7中用“1111/1111表示)相比，将收缩应用于2个发送天线二者的情况(在图7中用“1110/1011表示)显示，在帧错率是0.1的那一点和帧错率是0.01的那一点这两点上性能变坏大约1dB。这表明，即使应用了收缩，发送器也必须将发送功率升高大约1dB，以便保持相同的帧错率。也就是说，与没有进行收缩时相比，通过进行收缩，就编码增益而言，发送器遭受大约1dB的损失。但是，将收缩应用于2个发送天线二者的情况在帧错率的斜率上与没有将收缩应用于2个发送天线二者的情况相同，这表明，尽管应用了收缩，但分集增益仍然保持不变。
与将收缩应用于2个发送天线二者的情况不同，与没有应用收缩的情况相比，将收缩应用于只从1个发送天线输出的码元的情况(在图7中用“1111/1010表示)显示，在帧错率是0.1的那一点性能变坏大约1dB和在帧错率是0.01的那一点性能变坏大约3dB。总之，将收缩应用于只从2个发送天线之一输出的码元的情况的帧错率的斜率低于没有应用收缩的情况的帧错率的斜率，这表明，分集增益遭受损失。
图8是示意性地显示对于约束长度K＝5，本发明的模拟结果的图形。在图8中假设发送器的发送天线的个数是2，应用于STTC编码的约束长度K是5(K＝5)，把BPSK用作调制方案，和接收器的接收天线的个数是1。另外，假设从2个发送天线发送的信号经受独立的瑞利信道衰落，信道估计性能是100％，使用g953的最佳生成多项式，即，g1＝1+D+D2+D4，g2＝1+D+D2+D3+D4，和一个帧由12个码元组成。
在图8中，显示了约束长度是5，即状态数是16的BPSK STTC的帧错率。请注意，与没有将收缩应用于2个发送天线二者的情况(在图8中用“1111/1111表示)相比，将收缩应用于2个发送天线二者的情况(在图8中用“1110/1011表示)显示，在帧错率是0.1的那一点和帧错率是0.01的那一点这两点上性能变坏大约1dB。这表明，即使应用了收缩，发送器也必须将发送功率升高大约1dB，以便保持相同的帧错率。也就是说，与没有进行收缩时相比，通过进行收缩，就编码增益而言，发送器遭受大约1dB的损失。但是，将收缩应用于2个发送天线二者的情况在帧错率的斜率上与没有将收缩应用于2个发送天线二者的情况相同，这表明，尽管应用了收缩，但分集增益仍然保持不变。
与将收缩应用于2个发送天线二者的情况不同，与没有应用收缩的情况相比，将收缩应用于只从1个发送天线输出的码元的情况(在图8中用“1111/1010表示)显示，在帧错率是0.1的那一点性能变坏大约1.5dB和在帧错率是0.01的那一点性能变坏大约5dB。总之，将收缩应用于只从2个发送天线之一输出的码元的情况的帧错率的斜率低于没有应用收缩的情况的帧错率的斜率，这表明，分集增益遭受损失。
现在描述根据本发明的多路复用器511进行的格状终止操作。
一般说来，“格状终止”指的是在发送之前，一帧一帧地在相应发送帧的最后部分，把空数据(null data)(即‘0’)插入预定个位(例如K个位)中的操作。发送器通过格状终止指示相应发送帧的发送终止了，然后，接收器可以检测到接收帧的终止。现在参照图9描述基于格状终止的一般发送帧格式。
参照图9，发送帧格式包括训练序列发送间隔(Training_Sequence)911、信息数据发送间隔(Data)913和格状终止间隔915。训练序列发送间隔911是发送在发送器和接收器之间进行初始信道估计的训练序列的时间间隔。信息数据发送间隔913是发送实际信息数据的时间间隔，和格状终止间隔915是发送用于格状终止的预定个空数据位，例如，K个空数据位的时间间隔。
在利用STTC的发送器中，当约束长度k是4和应用结合方程(4)、方程(6)和方程(7)所述的误差矩阵B时，保持分集增益不变，直到误差矩阵B的长度是12为止。但是，当误差矩阵B的长度超过12时，分集增益遭受损失。也就是说，假设格状终止是通过发送帧完成的，如果误差矩阵B的长度超过12，那么，分集增益遭受损失，并且，其结果是，该损失起增加收缩STTC的帧错率的主要原因的作用。因此，帧错率的增加限制了利用STTC的发送器可以发送的发送帧的长度。
但是，在本发明中，结合图5所述的多路复用器511控制用于格状终止的空数据的插入位置。也就是说，本发明在发送信息数据期间插入用于格状终止的空数据，而不是把用于格状终止的整个空数据插在发送帧的最后位置中。这将参照图10得到更详细描述。
图10示意性地显示了根据本发明实施例的基于格状终止的发送帧格式。参照图10，发送帧格式包括训练序列发送间隔(Training_Sequence)1011、信息数据发送间隔(Data)1013、1017和1019和格状终止间隔1015和1021。训练序列发送间隔1011是发送在发送器和接收器之间进行初始信道估计的训练序列的时间间隔。信息数据发送间隔1013、1017和1019是发送实际信息数据的时间间隔，格状终止间隔1015和1021是发送用于格状终止的空数据的时间间隔。如图10所示，本发明在发送信息数据期间插入用于格状终止的空数据，而不是把用于格状终止的整个空数据插在发送帧的最后位置中。如果假设约束长度k是“K”，并且在误差矩阵B的秩开始遭受损失的时候(即在分集增益因STTC的特性而开始遭受损失的时候)列数是q，则多路复用器511以重复发送(q-K)个信息数据位，然后发送(K-1)个空数据位的操作的方法进行多路复用。结果是，多路复用器511以重复按照如图10所示的发送帧格式，在发送(q-K)个信息数据位之后，发送(K-1)个空数据位的操作的方法进行多路复用。
例如，假设在本发明提取的收缩之后的代码率是R，从中排除了训练序列的发送帧的长度是L。当应用一般格状终止时，收缩之后的代码率是没有进行收缩的情况的代码率的R倍。但是，当应用本发明提出的格状终止时，在发送(q-K)个信息数据位之后，发送(K-1)空数据位。结果，与应用一般格状终止时相比，本发明发送 L ( q - 1 ) * ( K - 1 ) 个较少的码元，因此，代码率变成 R - ( K - 1 ) ( q - 1 ) . 当然，尽管代码率遭受损失，但当应用提出的格状终止时，可以与发送器发送的发送帧的长度无关地保持分集增益不变。这有助于性能提高，尤其对于高的信噪比(SNR)。另外，即使开始损失秩的误差矩阵B的列数变成q，通过把格状终止的间隔提高到比(q-1)高的值，也可以防止代码率遭受损失。
如上所述，在利用STTC的移动通信系统中，本发明通过周期性地收缩基于发送天线发送的信息数据码元，提高数据速率。利用STTC的移动通信系统在通过收缩提高数据速率的同时，通过保持分集增益不变，提高系统性能。另外，利用STTC的移动通信系统通过在发送信息数据期间，周期性地进行格状终止，与发送帧的长度无关地保持分集增益不变。
虽然通过参照本发明的某些优选实施例，已经对本发明进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，可以在形式上和细节上对其作各种各样的改变，而不偏离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围。

Claims (37)

1.一种在包括M个发送天线的移动通信系统中具有最大分集增益的数据发送设备，该设备包括：
P个编码器，用于接收P个信息位流和根据最佳生成多项式，利用时空格码(STTC)编码接收的信息位流；
M个调制器，用于以预定调制方案调制从P个编码器输出的信息位流，并输出调制码元流；以及
与M个发送天线相连接的M个收缩器，用于从M个调制器输出的调制码元流的每一个中收缩预定位置中的至少一个调制码元，并通过M个发送天线发送经收缩的调制码元流。
2.根据权利要求1所述的数据发送设备，其中，对于从M个调制器输出的调制码元流，M个收缩器的每一个把至少一个收缩调制码元的个数设置成相同数目。
3.根据权利要求1所述的数据发送设备，其中，M个收缩器的每一个设置从M个调制器输出的调制码元流，以便周期性地重复收缩至少一个调制码元的位置。
4.根据权利要求1所述的数据发送设备，其中，如果M是2和构成调制码元流的调制码元的个数是4，那么，根据由下式给出的收缩矩阵P1确定收缩至少一个调制码元的位置：
P 1 = 1 1 1 0 1 0 1 1
其中，一列对应于一个发送间隔，一行对应于一个发送天线，并且在元素‘0’的位置中收缩至少一个调制码元。
5.根据权利要求1所述的数据发送设备，其中，如果M是2和预定调制方案是二进制相移键控(BPSK)，那么，根据由下式给出的收缩矩阵P1确定收缩至少一个调制码元的位置：
P 1 = 1 1 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 1 1
其中，一列对应于一个发送间隔，一行对应于一个发送天线，并且在元素‘0’的位置中收缩至少一个调制码元。
6.根据权利要求1所述的数据发送设备，其中，最佳生成多项式是使通过M个发送天线发送的调制码元流能够保持最大分集增益的生成多项式，如果STTC的约束长度是4，那么，P个编码器的每一个把如下生成多项式的任何一个用作最佳生成多项式：
g1＝1+D+D3，g2＝1+D3
g1＝1+D2+D3，g2＝1+D3
g1＝1+D3，g2＝1+D+D3
g1＝1+D3，g2＝1+D2+D3
7.根据权利要求1所述的数据发送设备，其中，最佳生成多项式是使通过M个发送天线发送的调制码元流能够保持最大分集增益的生成多项式，如果STTC的约束长度是5，那么，P个编码器的每一个把如下生成多项式的任何一个用作最佳生成多项式：
g1＝1+D+D2+D4，g2＝1+D+D4
g1＝1+D2+D3+D4，g2＝1+D+D4
g1＝1+D+D2+D3+D4，g2＝1+D+D4
g1＝1+D+D4，g2＝1+D+D2+D4
g1＝1+D3+D4，g2＝1+D+D2+D4
g1＝1+D+D2+D3+D4，g2＝1+D+D2+D4
g1＝1+D+D2+D4，g2＝1+D3+D4
g1＝1+D2+D3+D4，g2＝1+D3+D4
g1＝1+D+D2+D3+D4，g2＝1+D3+D4
g1＝1+D+D4，g2＝1+D2+D3+D4
g1＝1+D3+D4，g2＝1+D2+D3+D4
g1＝1+D+D2+D3+D4，g2＝1+D2+D3+D4
g1＝1+D+D4，g2＝1+D+D2+D3+D4
g1＝1+D+D2+D4，g2＝1+D+D2+D3+D4
g1＝1+D3+D4，g2＝1+D+D2+D3+D4
g1＝1+D2+D3+D4，g2＝1+D+D2+D3+D4
8.根据权利要求1所述的数据发送设备，进一步包括多路复用器，用于多路复用信息位流和用于格状终止的空数据流。
9.根据权利要求8所述的数据发送设备，其中，多路复用器在一个帧内，在输出(q-K)个信息位流之后，重复地输出(K-1)个空数据流，其中，K表示STTC的约束长度，q表示招致STTC的分集增益受到损失的误差矩阵的列数。
10.一种在包括M个发送天线的移动通信系统中具有最大分集增益的数据发送方法，该方法包括如下步骤：
接收P个信息位流和根据最佳生成多项式，利用时空格码(STTC)编码接收的信息位流；
以预定调制方案调制编码的P个信息位流，并输出调制码元流；以及
从M个调制码元流的每一个中收缩预定位置中的至少一个调制码元，并通过M个发送天线发送经收缩的调制码元流。
11.根据权利要求10所述的数据发送方法，其中，对于M个调制码元流，把至少一个收缩调制码元的个数设置成相同数目。
12.根据权利要求10所述的数据发送方法，其中，设置M个调制码元流，以便周期性地重复收缩调制码元的位置。
13.根据权利要求10所述的数据发送方法，其中，如果M是2和构成调制码元流的调制码元的个数是4，那么，根据由下式给出的收缩矩阵P1确定收缩调制码元的位置：
P 1 = 1 1 1 0 1 0 1 1
其中，一列对应于一个发送间隔，一行对应于一个发送天线，并且在元素‘0’的位置中收缩至少一个调制码元。
14.根据权利要求10所述的数据发送方法，其中，如果M是2和预定调制方案是二进制相移键控(BPSK)，那么，根据由下式给出的收缩矩阵P1确定收缩调制码元的位置：
P 1 = 1 1 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 1 1
其中，一列对应于一个发送间隔，一行对应于一个发送天线，并且在元素‘0’的位置中收缩至少一个调制码元。
15.根据权利要求10所述的数据发送方法，其中，最佳生成多项式是使通过M个发送天线发送的调制码元流能够保持最大分集增益的生成多项式，如果STTC的约束长度是4，那么，如下生成多项式的任何一个用作最佳生成多项式：
g1＝1+D+D3，g2＝1+D3
g1＝1+D2+D3，g2＝1+D3
g1＝1+D3，g2＝1+D+D3
g1＝1+D3，g2＝1+D2+D3
16.根据权利要求10所述的数据发送方法，其中，最佳生成多项式是使通过M个发送天线发送的调制码元流能够保持最大分集增益的生成多项式，如果STTC的约束长度是5，那么，如下生成多项式的任何一个用作最佳生成多项式：
g1＝1+D+D2+D4，g2＝1+D+D4
g1＝1+D2+D3+D4，g2＝1+D+D4
g1＝1+D+D2+D3+D4，g2＝1+D+D4
g1＝1+D+D4，g2＝1+D+D2+D4
g1＝1+D3+D4，g2＝1+D+D2+D4
g1＝1+D+D2+D3+D4，g2＝1+D+D2+D4
g1＝1+D+D2+D4，g2＝1+D3+D4
g1＝1+D2+D3+D4，g2＝1+D3+D4
g1＝1+D+D2+D3+D4，g2＝1+D3+D4
g1＝1+D+D4，g2＝1+D2+D3+D4
g1＝1+D3+D4，g2＝1+D2+D3+D4
g1＝1+D+D2+D3+D4，g2＝1+D2+D3+D4
g1＝1+D+D4，g2＝1+D+D2+D3+D4
g1＝1+D+D2+D4，g2＝1+D+D2+D3+D4
g1＝1+D3+D4，g2＝1+D+D2+D3+D4
g1＝1+D2+D3+D4，g2＝1+D+D2+D3+D4
17.根据权利要求10所述的数据发送方法，进一步包括多路复用信息位流和用于格状终止的空数据流的步骤。
18.根据权利要求17所述的数据发送方法，其中，多路复用步骤包括在一个帧内，在输出(q-K)个信息位流之后，重复地输出(K-1)个空数据流的步骤，其中，K表示STTC的约束长度，q表示招致STTC的分集增益受到损失的误差矩阵的列数。
19.一种在移动通信系统中具有最大分集增益的数据接收设备，该移动通信系统通过M个接收天线接收通过N个发送天线从发送器发送的发送码元流，该设备包括：
与M个接收天线相连接的信道估计器，用于信道估计从M个接收天线输出的接收码元流；
P个编码器，用于根据预定最佳生成多项式，利用时空格码(STTC)编码发送器可以发送的所有信息位流；
M个调制器，用于以预定调制方案调制从P个编码器输出的信息位流，并输出调制码元流；
与M个发送天线相连接的M个收缩器，用于从M个调制器输出的调制码元流的每一个中收缩预定位置中的至少一个调制码元；以及
发送码元流检测器，用于当通过与信道估计器估计的信道相同的信道发送从M个收缩器输出的调制码元流时利用推测信道输出，并且利用接收码元流，检测从发送器发送的发送码元流。
20.根据权利要求19所述的数据接收设备，其中，对于从M个调制器输出的调制码元流，M个收缩器的每一个把至少一个收缩调制码元的个数设置成相同数目。
21.根据权利要求19所述的数据接收设备，其中，M个收缩器的每一个设置从M个调制器输出的调制码元流，以便周期性地重复收缩至少一个调制码元的位置。
22.根据权利要求19所述的数据接收设备，其中，如果M是2和构成调制码元流的调制码元的个数是4，那么，根据由下式给出的收缩矩阵P1确定收缩至少一个调制码元的位置：
P 1 = 1 1 1 0 1 0 1 1
其中，一列对应于一个发送间隔，一行对应于一个发送天线，并且在元素‘0’的位置中收缩至少一个调制码元。
23.根据权利要求1 9所述的数据接收设备，其中，如果M是2和预定调制方案是二进制相移键控(BPSK)，那么，根据由下式给出的收缩矩阵P1确定收缩至少一个调制码元的位置：
P 1 = 1 1 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 1 1
其中，一列对应于一个发送间隔，一行对应于一个发送天线，并且在元素‘0’的位置中收缩至少一个调制码元。
24.根据权利要求19所述的数据接收设备，其中，最佳生成多项式是使通过M个发送天线发送的调制码元流能够保持最大分集增益的生成多项式，如果STTC的约束长度是4，那么，P个编码器的每一个把如下生成多项式的任何一个用作最佳生成多项式：
g1＝1+D+D3，g2＝1+D3
g1＝1+D2+D3，g2＝1+D3
g1＝1+D3，g2＝1+D+D3
g1＝1+D3，g2＝1+D2+D3
25.根据权利要求19所述的数据接收设备，其中，最佳生成多项式是使通过M个发送天线发送的调制码元流能够保持最大分集增益的生成多项式，如果STTC的约束长度是5，那么，P个编码器的每一个把如下生成多项式的任何一个用作最佳生成多项式：
g1＝1+D+D2+D4，g2＝1+D+D4
g1＝1+D2+D3+D4，g2＝1+D+D4
g1＝1+D+D2+D3+D4，g2＝1+D+D4
g1＝1+D+D4，g2＝1+D+D2+D4
g1＝1+D3+D4，g2＝1+D+D2+D4
g1＝1+D+D2+D3+D4，g2＝1+D+D2+D4
g1＝1+D+D2+D4，g2＝1+D3+D4
g1＝1+D2+D3+D4，g2＝1+D3+D4
g1＝1+D+D2+D3+D4，g2＝1+D3+D4
g1＝1+D+D4，g2＝1+D2+D3+D4
g1＝1+D3+D4，g2＝1+D2+D3+D4
g1＝1+D+D2+D3+D4，g2＝1+D2+D3+D4
g1＝1+D+D4，g2＝1+D+D2+D3+D4
g1＝1+D+D2+D4，g2＝1+D+D2+D3+D4
g1＝1+D3+D4，g2＝1+D+D2+D3+D4
g1＝1+D2+D3+D4，g2＝1+D+D2+D3+D4
26.根据权利要求19所述的数据接收设备，其中，发送码元流检测器包括：
推测部分，用于当通过与信道估计器估计的信道相同的信道发送从M个收缩器输出的调制码元流时，生成推测信道输出；
度量计算器，用于计算推测信道输出与接收码元流之间的距离；以及
最小距离检测器，用于检测推测信道输出与接收码元流之间的距离当中具有最小距离的接收码元流，作为从发送器发送的发送码元流。
27.根据权利要求19所述的数据接收设备，进一步包括多路复用器，用于多路复用信息位流和用于格状终止的空数据流。
28.根据权利要求27所述的数据接收设备，其中，多路复用器在一个帧内，在输出(q-K)个信息位流之后，重复地输出(K-1)个空数据流，其中，K表示STTC的约束长度，q表示招致STTC的分集增益受到损失的误差矩阵的列数。
29.一种在移动通信系统中具有最大分集增益的数据接收方法，该移动通信系统通过M个接收天线接收通过N个发送天线从发送器发送的发送码元流，该方法包括如下步骤：
信道估计从M个接收天线输出的接收码元流；
根据预定最佳生成多项式，利用时空格码(STTC)编码发送器可以发送的所有信息位流；
以预定调制方案调制编码的信息位流，并输出调制码元流；
从调制码元流的每一个中收缩预定位置中的至少一个调制码元；以及
当通过与经信道估计的信道相同的信道发送从经收缩的调制码元流时利用推测信道输出，并且利用接收码元流，检测从发送器发送的发送码元流。
30.根据权利要求29所述的数据接收方法，其中，对于M个调制码元流，把至少一个收缩调制码元的个数设置成相同数目。
31.根据权利要求29所述的数据接收方法，其中，设置M个调制码元流，以便周期性地重复收缩至少一个调制码元的位置。
32.根据权利要求29所述的数据接收方法，其中，如果M是2和构成调制码元流的调制码元的个数是4，那么，根据由下式给出的收缩矩阵P1确定收缩至少一个调制码元的位置：
P 1 = 1 1 1 0 1 0 1 1
其中，一列对应于一个发送间隔，一行对应于一个发送天线，并且在元素‘0’的位置中收缩至少一个调制码元。
33.根据权利要求29所述的数据接收方法，其中，如果M是2和预定调制方案是二进制相移键控(BPSK)，那么，根据由下式给出的收缩矩阵P1确定收缩至少一个调制码元的位置：
P 1 = 1 1 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 1 1
其中，一列对应于一个发送间隔，一行对应于一个发送天线，并且在元素‘0’的位置中收缩至少一个调制码元。
34.根据权利要求29所述的数据接收方法，其中，最佳生成多项式是使通过M个发送天线发送的调制码元流能够保持最大分集增益的生成多项式，如果STTC的约束长度是4，那么，如下生成多项式的任何一个用作最佳生成多项式：
g1＝1+D+D3，g2＝1+D3
g1＝1+D2+D3，g2＝1+D3
g1＝1+D3，g2＝1+D+D3
g1＝1+D3，g2＝1+D2+D3
35.根据权利要求29所述的数据接收方法，其中，最佳生成多项式是使通过M个发送天线发送的调制码元流能够保持最大分集增益的生成多项式，如果STTC的约束长度是5，那么，如下生成多项式的任何一个用作最佳生成多项式：
g1＝1+D+D2+D4，g2＝1+D+D4
g1＝1+D2+D3+D4，g2＝1+D+D4
g1＝1+D+D2+D3+D4，g2＝1+D+D4
g1＝1+D+D4，g2＝1+D+D2+D4
g1＝1+D3+D4，g2＝1+D+D2+D4
g1＝1+D+D2+D3+D4，g2＝1+D+D2+D4
g1＝1+D+D2+D4，g2＝1+D3+D4
g1＝1+D2+D3+D4，g2＝1+D3+D4
g1＝1+D+D2+D3+D4，g2＝1+D3+D4
g1＝1+D+D4，g2＝1+D2+D3+D4
g1＝1+D3+D4，g2＝1+D2+D3+D4
g1＝1+D+D2+D3+D4，g2＝1+D2+D3+D4
g1＝1+D+D4，g2＝1+D+D2+D3+D4
g1＝1+D+D2+D4，g2＝1+D+D2+D3+D4
g1＝1+D3+D4，g2＝1+D+D2+D3+D4
g1＝1+D2+D3+D4，g2＝1+D+D2+D3+D4
36.根据权利要求29所述的数据接收方法，进一步包括多路复用信息位流和用于格状终止的空数据流的步骤。
37.根据权利要求36所述的数据接收方法，其中，多路复用步骤包括在一个帧内，在输出(q-K)个信息位流之后，重复地输出(K-1)个空数据流的步骤，其中，K表示STTC的约束长度，q表示招致STTC的分集增益受到损失的误差矩阵的列数。
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