CN1647407A - 用于无线通信的正交空间复用 - Google Patents

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Abstract

一种处理无线通信系统中的信息数据以减少信号在不同发射天线上进行空间复用的复杂性的方法和系统。在分解度为一的正交空间复用中，编码数据经交织而后转换成多个并行子数据流。然后，在对编码数据进行调制以便发送之前，用有意延迟几个码片的用户专用扩频码对每个子数据流扩频。同样，在分解度为二的正交空间复用中，编码数据经交织而后转换成多个并行子数据流。然后，用有意延迟几个码片的用户专用扩频码对每个子数据流扩频。

Description

用于无线通信的正交空间复用
发明领域
本发明一般地涉及空间复用系统，更具体地说，涉及MIMO(多输入多输出)高速下行WCDMA FDD(宽带码分多址频分双工)。
发明背景
无线通信业务的需求和增长需要以每秒几兆比特的数据率进行可靠快速的数据和视频传输。造成可靠无线传输困难的基本原因是时变多径衰落，其中速率取决于用户的移动性。通过可能独立的衰落信道发送多份同一发送信号的拷贝增加了其中至少一个信号未严重劣化到达接收机的概率。此技术称之为分集。它提出了一种非常重要的已得到确认的用于可靠无线通信的解决方案。诸如时间、频率、极化或空间分集等不同的分集方法已成功地应用于现有的无线通信系统中。
宽带CDMA(码分多址)类型的系统占用通常比信道的相干带宽大几倍的带宽。接收机上的多径合并将信道的频率分集变为系统的内在优点。但是，室内无线信道具有很大的相干带宽，因此通常不提供频率分集。为了避开这一相干带宽问题，可以将发送信号的相同拷贝分配给不同的不相关发射天线并用同一扩频码的不同的延迟形式对每个分配的拷贝进行扩频，其中，使扩频码的每个延迟形式偏移几个码片。此方法称之为CDMA延迟发射分集方案，用于人为地形成多径传播并将无频率选择性信道转变成频率选择性信道。
信息论领域最近的理论结果表明，多输入多输出(MIMO)无线信道可能使链路容量线性增加，条件是发射机和接收机阵列上的天线是不相关的，并且信道中不出现普遍存在的“重点货舱(keyhold)”效应。因此，使用对应信号设计(编码和调制)的多天线系统被视为针对未来无线系统中高传输速率和可靠性要求的关键解决方案。当发射机上不能获得信道状态信息(CSI)时，空时编码(STC)是最佳的信号发送策略，STC设计来通过同时在空间域和时间域上进行编码以达到MIMO瑞利衰落信道容量的理论极限。然而，STC的复杂性随发射天线数量以指数方式增加。在理论上最佳的STC系统中，复杂性将达到最大似然译码(MLD)变得不实际或甚至不可实现的程度。
基于将经典的单天线信道编码与MIMO信号处理相结合的较低复杂性次优方案最近受到广泛关注。目前高速下行WCDMA FDD的3GPP标准化工作(如以下文献中所述：“3rd Generation PartnershipProject，Technical Specification Group Radio Access Network；PhysicalLayer Aspects of UTRA HiGH Speed Downlink Packet Access”(3GTR25.848，V4.0.0(2001-03)))主要集中于多天线发射的两个建议、VBLAST(垂直贝尔实验室空时(Vertical Bell Labs Space-Time))以及针对两个以上发射天线的空时块码的速率、打孔(puncturing)和正交性之间的折衷。
VBLAST依赖于发射机上的空间复用以及接收机上的空间滤波，以允许将单天线信道码应用于MIMO系统。检测是通过结合针对以前检测到的那些层的判决控制的干扰抑制，连续使尚未检测的层无效来进行的。接收机上的空间滤波需要接收天线数大于或等于发射天线数，但这对下行类型的系统而言是不实际的。由于用于抑制干扰信号的线性处理，此体系结构中的主分集(dominant diversity)是一。配合迭代turbo检测(天线间干扰抑制)和译码应用强大的信道编码也被视为一种提高性能的方法，但这种方法的缺点在于显著增加了接收机复杂性。
Tarokh等人所著的“Combined Array Processing and Space-TimeCoding”(IEEE Trans Inf.Th.vol.45，no.4，May 1999)文章中介绍了VBLAST的一般形式，该一般形式提出将较低复杂性的两天线空时网格码应用于两个以上的发射天线。将发射机上的天线划分成若干对，并将唯一空间网格码(STTC)(分量码(component code))用于从每对发射天线发送信息。可容易地将用于两个发射天线的更强大的空时码，即空时turbo编码调制(STTuCM)用作分量码。在接收机上，借助称之为“组干扰抑制方法”的线性阵列处理(LAP)技术来对唯一空时码译码，该方法把其他发射天线对发送的信号视为干扰并对其加以抑制。与VBLAST方法相比，上述方法允许将接收天线数减半。类似于VBLAST，可以通过以增加系统复杂性为代价，采用迭代式天线间干扰抑制和译码方法来进一步提高性能。
用于VBLAST及其一般形式的单天线信道码和空时码可用作水平或垂直编码系统，区别在于串并转换块的位置，即分别在编码块之前或之后。水平编码系统将允许进行改进的基于译码的判决控制的干扰抑制，而垂直编码系统预计会从将SNR(信噪比)平均分摊至连续层上获益，即从空间交织中获益。
最初将空时块码(STBC)作为单发射分集方案(STTD)引入是为了通过在发射机上使用两个天线来提高功率效率。后来将STTD推广到任意数量的发射天线，不过使用两个以上发射天线的方案具有如下缺点：与单发射天线系统相比，其速率下降。空时块码的主要优点在于对发射天线分集的简单而有效的利用，但即便为恢复率(retrieved rate)而使某种最佳性折衷，总吞吐量不高于单发射天线系统中的吞吐量。
VBLAST所采用的在不同发射天线上对信号进行空间复用的方法及其一般形式假定仅仅在接收机上分离发送信号。由于用相同的扩频码进行扩频且同时通过n个不同的发射天线发送，到达给定接收天线的信号会彼此进行破坏性的干扰。为了检测来自第一发射天线，即第一层的信号，要通过基于线性ZF(迫零)或MMSE(最小均方误差)的空间滤波方法使n-1个干扰信号无效，该空间滤波方法需要接收机上最少有n个天线。在已检测到第一层之后，扣除其对不同接收天线上接收信号的影响大小并以同样的方式对下一层进行检测。以上方法增加了下行链路中移动手持机的复杂性，且对由接收机中最少需要的天线数所确定的吞吐量有明显限制。由于接收机上的线性处理，系统中的主分集为一。
有利而希望的是提供一种用于在不同发射天线上对信号进行空间复用的方法和系统，其中，可以降低复杂性，以便可以将所述方法和系统用于移动手持机中。
发明内容
本发明的主要目的是降低无线通信系统中在不同发射天线上对信号进行空间复用的复杂性，其中，在对编码数据进行调制以便发送之前对所述编码数据进行扩频。此目的可以通过在对编码数据进行扩频之前对编码数据进行交织并分离成子数据流来实现。
因此，根据本发明的第一方面，提供了一种用于处理具有多个发射天线(221、…、22n)的通信系统(1，5)中的信息数据(110)以便发送的方法(300)，所述方法包括下列步骤：
对所述信息数据进行编码(312)以提供编码数据(112、213)；
用扩频码(1800)对所述编码数据(112、213)进行扩频(318)，以提供第一扩频数据流(1181、2181、2182)；
用所述扩频码(1800)的至少一个经延迟的版本(1801、…、180n-1)对所述编码数据进行扩频(318)，以提供至少一个第二扩频数据流(1182、2183、2184)；
对所述第一和第二扩频编码数据流进行调制(320)，以提供调制信号(1201、…、120n、2201、…、220n)；以及
将所述调制信号(1201、…、120n、2201、…、220n)传送到所述发射天线(221、…、22n)以便发送，所述方法的特征在于：
在所述扩频步骤(318)之前将所述编码数据(112、213)分离成(316)子数据流(1161、…、116n、2171、…、217n)，所述子数据流至少包括第一组编码数据(1161、2171、2172)及第二组编码数据(1162、2173、2174)，这样，所述第一扩频数据流(1181、2181、2182)表示所述第一组编码数据(1161、2171、2172)以及所述至少一个第二扩频数据流(1182、2183、2184)表示所述第二组编码数据(1162、2173、2174)。
根据本发明，所述方法的特征还在于：
在所述分离步骤(316)之前对所述编码数据(112、213)进行交织处理(314)，以便根据所述交织操作(314)分离所述第一组和第二组编码数据(1161、2171、2172)(1162、2173、2174)。
有利的是，所述编码数据(213)包括一对互相正交的子流符号(2131、2132)，以及所述方法的特征还在于：
所述子数据流(2171、…、217n)至少包括所述子流符号对(2131、2132)的第一成对子流(2171、2172)和第二成对子流(2173、2174)，这样，所述第一组编码数据包括所述第一成对子流(2171、2172)以及所述第二组编码数据包括所述第二成对子流(2173、2174)。
有利的是，所述编码数据(213)包括一组N个互相正交的子流符号(2131、…、213N)，其中N是大于2的正整数，并且所述方法的特征还在于：
所述数据子流(2171、…、217n)至少包括所述子流符号的第一组N个子流和第二组N个子流，这样，所述第一组编码数据包括所述第一组N个子流以及所述第二组编码数据包括所述第二组N个子流。
根据本发明的第二方面，提供了一种用于处理信息数据(110)以提供调制信号(1201、…、120n、2201、…、220n)，以便通过多个发射天线(221、…、22n)进行发送的发射机(1，5)。所述发射机(1，5)包括：
响应所述信息数据(110)以提供编码数据(112、213)的装置(12，13)；
用扩频码(1800)对所述编码数据扩频以提供第一扩频数据流(1181、2181、2182)以及用所述扩频码(1800)的至少一个延迟形式(1801、…、180n-1)对所述编码数据扩频以提供至少一个第二扩频数据流(1182、2183、2184)的装置(18)；以及
对所述第一和第二扩频数据流进行调制以提供所述调制信号的装置(20)。所述发射机的特征还在于：
响应所述编码数据(112、213)，在由所述扩频装置(18)对所述编码数据进行扩频之前将所述编码数据分离成子数据流(1161、…、116n、2171、…、217n)的装置(16，17)，所述子数据流至少包括第一组编码数据(1161、2171、2172)及第二组编码数据(1162、2173、2174)，这样，所述第一扩频数据流(1181、2181、2182)表示所述第一组编码数据(1161、2171、2172)以及所述至少一个第二扩频数据流(1182、2183、2184)表示所述第二组编码数据(1162、2173、2174)。
根据本发明，所述发射机的特征还在于：
响应所述编码数据(112、213)，在由所述分离装置(16，17)对所述编码数据进行分离之前对所述编码数据(112、213)进行交织处理，以便根据所述交织操作(314)分离所述第一组和第二组编码数据(1161、2171、2172)(1162、2173、2174)的装置(14，15)。
有利的是，所述编码数据(213)包括一对互相正交的子流符号(2131、2132)，以及所述发射机的特征还在于：
所述子数据流(2171、…、217n)至少包括所述子流符号对(2131、2132)的第一成对子流(2171、2172)和第二成对子流(2173、2174)，这样，所述第一组编码数据包括所述第一成对子流(2171、2172)以及所述第二组编码数据包括所述第二成对子流(2173、2174)。
根据本发明的第三方面，提供了一种包括发射机(1，5)和接收机(3，7)的无线通信系统(1，3)(5，7)，所述发射机(1，5)具有多个用于发送表示信息数据(110)的调制信号(1201、…、120n、2201、…、220n)的发射天线(221、…、22n)，以及所述接收机具有多个用于接收调制信号的接收天线(301、…、30m)，其中所述发射机(1，5)包括：
响应所述信息数据(110)以提供编码数据(112、213)的装置(12，13)；
用扩频码(1800)对所述编码数据扩频以提供第一扩频数据流(1181、2181、2182)以及用所述扩频码(1800)的至少一个延迟形式(1801、…、180n-1)对所述编码数据扩频以提供至少一个第二扩频数据流(1182、2183、2184)的装置(18)；以及
对所述第一和第二扩频数据流进行调制以提供所述调制信号的装置(20)，所述通信系统的特征在于：
响应所述编码数据(112、213)，在由所述扩频装置(18)对所述编码数据进行扩频之前将所述编码数据分离成子数据流(1161、…、116n、2171、…、217n)的装置(16，17)，所述子数据流至少包括第一组编码数据(1161、2171、2172)及第二组编码数据(1162、2173、2174)，这样，所述第一扩频数据流(1181、2181、2182)表示所述第一组编码数据(1161、2171、2172)以及所述至少一个第二扩频数据流(1182、2183、2184)表示所述第二组编码数据(1162、2173、2174)。
根据本发明，所述通信系统的特征还在于：
所述发射机(1，5)还包括响应所述编码数据(112、213)的装置(14，15)，其在由所述分离装置(16，17)对所述编码数据进行分离之前对所述编码数据(112、213)进行交织处理，以便根据所述交织操作(314)分离所述第一组和第二组编码数据(1161、2171、2172)(1162、2173、2174)。
有利的是，所述编码数据(213)包括一对互相正交的子流符号(2131、2132)，以及所述通信系统的特征还在于：
所述子数据流(2171、…、217n)至少包括所述子流符号对(2131、2132)的第一成对子流(2171、2172)和第二成对子流(2173、2174)，这样，所述第一组编码数据包括所述第一成对子流(2171、2172)以及所述第二组编码数据包括所述第二成对子流(2173、2174)。
在结合图1至5阅读本说明书之后将清楚本发明。
附图简述
图1是说明根据本发明的OSM-1方法的发射机的框图；
图2是说明根据本发明的OSM-1方法的接收机的框图；
图3是说明根据本发明的OSM-2方法的发射机的框图；
图4是说明根据本发明的OSM-2方法的接收机的框图；
图5是说明根据本发明的处理信息数据以便发送的方法的流程图；
图6是说明CC和TC垂直编码的VBLAST方法与根据本发明的对应OSM-1方法的性能比较的图表，其中，比较基于下列条件进行：(4，4)系统、单用户情形、每层250次发送、单或双等功率多径、准静态衰落、天线不相关；
图7是说明TC垂直编码的VBLAST方法与根据本发明的TC编码的OSM-1方法的性能比较的图表，其中，比较基于下列条件进行：单用户且有50％负载的情形、每层250次发送、双等功率多径、准静态衰落、天线不相关；
图8是说明STTC和STTuCM垂直编码的LAP方法与根据本发明的对应OSM-2方法的性能比较的图表，其中，比较基于下列条件进行：单用户情形、每层130次发送、单和双等功率多径、准静态衰落、天线不相关；
图9是说明STTuCM垂直编码的LAP方法与根据本发明的对应OSM-2方法的性能比较的图表，其中，比较基于下列条件进行：单用户且有50％负载的情形、每层130次发送、双等功率多径、准静态衰落、天线不相关；
图10是说明水平和垂直TC编码的VBLAST、水平和垂直STTuCM编码的LAP、以及TC和STTuCM OSM-1及OSM-2的性能的图表，其中，比较基于下列条件进行：单用户、(4，4)系统、双路径等功率信道、准静态衰落、天线不相关；
图11是说明VBLAST、LAP、OSM-1和OSM-2的性能，其中，比较基于下列条件进行：有50％的负载、(4，4)系统、双路径等功率信道、准静态衰落、天线不相关。
本发明的最佳实施方式
本发明利用了扩频码的良好的自相关特性，以在发射机上对空间复用的信号进行分离或正交化处理。根据正交空间复用(OSM)方法的分解度为一或二，对不同的独立或成组发射天线应用相同扩频码的延迟形式。根据本发明的方法预留分配数量的扩频码，并实现仅使用匹配滤波(即RAKE接收)的简单检测。因为信号已在发射机上分离，所以所需接收天线的最少数量没有任何限制。系统的分集等级等于所用接收天线的数量。如将要进行的说明那样，接收机上的天线数量由系统中的干扰等级和期望系统性能确定，且通常比VBLAST中的少。
分解度为一的正交空间复用(OSM-1)
图1和图2分别表示用于分解度为一的OSM的发射机1和接收机3的框图。图3和图4分别表示用于分解度为二的OSM的发射机5和接收机7。如图1所示，输入信息数据110由单天线信道编码器12进行编码。编码器12的二进制输出112由交织器14进行交织。经交织的数据流114由串并转换器16转换成n个并行子数据流1161、1162、…、116n。每个子流借助混频器，用针对特定子流有意延迟几个码片，即具有延迟偏移Dk的用户专用扩频码180进行扩频。该扩频码的延迟形式用1800、…、180n-1表示，其中，180k是延迟了延迟偏移Dk的扩频码，用于通过混频器18k+1对子流116k+1进行扩频。在扩频之后，由调制器201、…、20n对不同子流的信号1181、1182、…、118n进行调制。经调制的信号1201、…、120n同时通过n个发射天线221、…、22n发送。
如图2所示，接收天线30m上的接收信号130m由模块32加以解调并解扩。每个接收天线的接收信号表示所有子流1161、1162、…、116n。相应地，将具有nxL个RAKE指(finger)的RAKE接收机(未显示)用于处理来自每个接收天线的接收信号，这些RAKE指同步于具有信道估计功率延迟模式的特定子流的有意引入了延迟D1、…、Dn-1的对应多径。L是信道中可分解多径的数量。因此，通过对来自不同接收天线和多径的RAKE指输出进行最大比合并(MRC)来收集对应每个子流的必需检测统计信息。子流软估计值1321、…、132n随后由并串转换器34进行转换。合并的信号134随后由去交织器36去交织。所得的数据流136接着由信道译码器38译码。
分解度为二的正交空间复用(OSM-2)
参照图1和图2进行讨论的OSM-1方案可以推广到OSM-2。如图3所示，信息数据流110首先由空时码(STC)编码器13为两个发射天线进行编码，这样就得到一对复调制的子流符号2131、2132。STC可以是空时网格码(STTC)、空时Turbo编码调制(STTuCM)或空时块码(STBC)。子流符号2131、2132随后由两个交织器151、152在符号级上成对交织，并用成对的串并转换器17转换成n/2对子流(2171、2172)、(2173、2174)、…、(217n-1、217n)。每对子流随后采用具有特定于子流对有意延迟几个码片的延迟偏移Dj的用户专用扩频码180进行扩频。该经延迟的扩频码版本用1800，1801、…表示，其中180j是延迟了延迟偏移Dj的扩频码，用于通过混频器1822j+1对子流2712j+1进行扩频，以及通过混频器1822j+2对子流2712j+2进行扩频。在扩频之后，由调制器201、…、20n对来自不同子流对的信号对(2181、2182)、…、(218n-1、218n)进行调制。经调制的信号2201、…、220n同时通过n个发射天线221、…、22n发送。
如图4所示，每个接收天线30m上的接收信号230m由模块33进行解调并解扩。来自每个接收天线的接收信号表示所有子流对(2171、2172)、…、(217n-1、217n)。相应地，将具有n/2xL个RAKE指的RAKE接收机(未显示)用于处理来自每个接收天线的接收信号，这些RAKE指同步于具有信道估计功率延迟模式的特定子流的有意引入了延迟D1、…、Dj(其中，j等于(n-2)/2)的对应多径。随后，未经任何合并处理，收集来自不同接收天线的解扩输出。所收集的子流对软输出2331、2332、…、232n/2用并串转换器35加以转换，由去交织器37去交织，而后传送给STC译码器39，其中，由于已知信道状态信息(CSI)，故在译码器量度内执行合并处理。
图5概括了正交空间复用方法。如流程图300中所示，在步骤312中根据OSM-1或OSM-2方法对输入信息数据110进行编码。根据OSM-1方法，将信息数据110编码成二进制输出112，并在步骤314中将其交织成交织数据流114。在步骤316中，将交织数据分离成多个并行子流1161、…，其中每个子流在步骤318中用相同扩频码的延迟形式进行扩频。在扩频之后，在步骤320中将信号1181、…调制成调制信号1201、…以便发送。根据OSM-2方法，将信息数据110编码成一对复调制子流符号2131，2132，并在步骤314中交织成成对的交织数据流2151、2152。在步骤316中，将成对的交织数据流分离成多个成对子流(2171、2172)…，其中在步骤318中用相同扩频码的延迟形式对每个子流对进行扩频。在扩频之后，在步骤320中将信号2181、…调制成调制信号2201、…以便发送。
性能比较
已就使用四个发射天线和四个接收天线(4，4)的单(L＝1)和双(L＝2)路径等功率信道中的单用户情形，将卷积(CC)和Turbo(TC)垂直编码的VLBAST方法性能与根据本发明的OSM-1方法的性能作了比较。如图6所示，对于具有双等功率多径(L＝2)的情况，曲线斜率是相同的，但与TC编码的VBLAST相比，TC编码的OSM-1在FER为10-1时提供2.5dB的增益。在图7中，就单用户情形下，在具有50％负载的系统中，对TC垂直编码的VBLAST和OSM-1进行比较。在(4，4)情况中，OSM-1性能大大超过VBLAST，VBLAST在50％的负载情况下甚至不能达到就ARQ而言通常必需的10-1的FER。
如图8所示，已将32状态STTC和2×8状态STTuCM垂直编码的广义BLAST(线性阵列处理LAP)的性能与OSM-2在(4，4)系统中单(L＝1)和双(L＝2)路径等功率信道中的性能作了比较。STC编码的OSM-2方法的性能大大超过垂直STC编码的LAP。在L＝2且FER＝10-1时，STTuCM编码的SOM-2性能分别超出STTC编码的OSM-21.5dB以上、超出垂直STTuCM编码的LAP 2.5dB以上以及超出垂直STTC编码的LAP大约4dB。在图9中，在单用户以及具有50％负载的L＝2的系统的情形下，对STTuCM编码的LAP和OSM-2作了比较。在多用户情形下，在FER＝10-1时，使用天线数量为(4，3)的OSM-2性能比使用天线数量为(4，4)的LAP的性能高1dB以上。当两种方案采用相同数量的天线(4，4)时，与垂直STTuCM编码的LAP相比，STTuCM编码的OSM-2的性能增益大于8dB。
OSM-1方案比OSM-2更实用，因为OSM-1可以容易地用于现有的3GPP标准codex(代码变换器)(CC和TC)。然而，利用采用OSM-2方案的STTuCM，可进一步显著提高WCDMA系统的性能。
在图10和11中，在使用天线数量为(4，4)且L＝2条件下，就单用户和有50％负载的情况下，分别对OSM-1和OSM-2的性能作了概括。其中还为进行比较增加了水平TC编码的VBLAST的性能和水平STTuCM编码的LAP的性能。在图10中还显示了具有双等功率多径的(4，4)信道的预留容量(outage capacity)。STTuCM编码的OSM-2性能超过所有考虑的方案，在远离10％预留容量的1.5dB范围内运行。TC编码的OSM-1性能在单用户以及50％负载的系统两种情况下均超出垂直TC编码的VBLAST和水平TC编码的VBLAST二者。
与当前的3GPP建议相比，本发明的主要优点在于，其性能显著提高以及复杂性大大降低。串并转换以及由不同的不相关的发射天线进行正交发送起着唯一空间交织的作用，这将SNR平均分摊至发送层。结合OSM-1使用的强大的信道编码(TC和STTuCM)从低移动性应用中的空间交织中获益，从而取得大的编码增益。增加层数，即发射天线数会使空间交织的等效深度增加，即取得更好的SNR平均效果(SNR averaging)。因此，除了可期望吞吐量增加，还可以期望随着发射天线数量增加，功率效率会更高。但是，增加发射天线数量会使系统中的干扰也增加，因此功率效率的提高最终用于补偿接收机上增加的干扰。然而，性能结果表明，可以用简单的基于匹配滤波器的接收机和有限数量的接收天线来取得良好的性能。
有可能通过赋予更高级接收机一些复杂功能而进一步减少接收天线数量。
本发明可容易地予以实施，以显著地提高未来WCDMA多天线无线通信系统的链路级吞吐量和系统容量。本发明可用于下行(基站至移动台)通信，预计未来的趋势是，移动手持机中有两个天线，这两个天线结合极化分集可提供具有四个接收天线的等效阵列。本方案可针对低约束延迟业务(语音传输)容易地予以实现，因为它对极短帧已表现出优越的性能。在无延迟约束业务(数据传输)的情况下，通常使用较大的帧尺寸，由于所实现的编码器，这又提高了本新方案的性能。与不同层次上的功率控制相结合是令人感兴趣的主题之一，有可能进一步提高性能。
概括地说，串并转换以及由不同的不相关的发射天线进行正交发送起着唯一空间交织的作用，这将SNR平均分摊至发送层。结合正交空间复用使用的强大的信道编码(TC和STTuCM)从低移动性应用中的空间交织中获益，从而取得大的编码增益和高的吞吐量。根据本发明的方法预留了分配数量的扩频码并允许使用匹配滤波，即RAKE接收机来实现简单检测。因为信号已在发射机上作了分离，因此对最少需要的接收天线数没有任何限制。系统的分集等级(diversity level)等于所用接收天线数。
至此已结合分解度为一的正交空间复用(OSM-1)和分解度为二的正交空间复用(OSM-2)对本发明作了揭示。应注意，通过将N个发射天线组成一组并对不同的天线组应用扩频码的不同的延迟形式，本发明还可以应用于分解度为N(N＞2)的正交空间复用(OSM-N)。在具有n个天线的发射机中，有n/N个这样的组。类似于图3所示的发射机，用于OSM-N的发射机包括一个STC编码器，此编码器用于将信息数据流编码成一组N个复调制的子流符号2131，…，213N。这些子流符号随后由N个交织器加以交织，并由串并转换器转换成n/N个子流以便进行扩频。
因此，虽然本发明是参照其优选实施例来进行描述的，但本领域的技术人员会理解，可以在不背离本发明范围的前提下在形式和细节上对本发明进行前述的以及其他各种变化、省略和修改。

Claims (11)

1.一种用于处理具有多个发射天线(221、...、22n)的通信系统(1，5)中的信息数据(110)以便发送的方法(300)，所述方法包括下列步骤：
对所述信息数据进行编码(312)以提供编码数据(112、213)；
用扩频码(1800)对所述编码数据(112、213)进行扩频(318)，以提供第一扩频数据流(1181、2181、2182)；
用所述扩频码(1800)的至少一个经延迟的版本(1801、...、180n-1)对所述编码数据进行扩频(318)，以提供至少一个第二扩频数据流(1182、2183、2184)；
对所述第一和第二扩频编码数据流进行调制(320)，以提供调制信号(1201、...、120n、2201、...、220n)；以及
将所述调制信号(1201、...、120n、2201、...、220n)传送到所述发射天线(221、...、22n)以便发送，所述方法的特征还在于：
在所述扩频步骤(318)之前将所述编码数据(112、213)分离成(316)子数据流(1161、...、116n、2171、...、217n)，所述子数据流至少包括第一组编码数据(1161、2171、2172)及第二组编码数据(1162、2173、2174)，这样，所述第一扩频数据流(1181、2181、2182)表示所述第一组编码数据(1161、2171、2172)以及所述至少一个第二扩频数据流(1182、2183、2184)表示所述第二组编码数据(1162、2173、2174)。
2.如权利要求1所述的方法，其特征还在于：
在所述分离步骤(316)之前对所述编码数据(112、213)进行交织处理(314)，以便根据所述交织操作(314)分离所述第一组和第二组编码数据(1161、2171、2172)(1162、2173、2174)。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述编码数据(213)包括一对互相正交的子流符号(2131、2132)，所述方法的特征还在于：
所述子数据流(2171、...、217n)至少包括所述子流符号对(2131、2132)的第一成对子流(2171、2172)和第二成对子流(2173、2174)，这样，所述第一组编码数据包括所述第一成对子流(2171、2172)以及所述第二组编码数据包括所述第二成对子流(2173、2174)。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述编码数据(213)包括一组N个互相正交的子流符号(2131、...、213N)，其中N是大于2的正整数，所述方法的特征还在于：
所述数据子流(2171、...、217n)至少包括所述子流符号的第一组N个子流和第二组N个子流，这样，所述第一组编码数据包括所述第一组N个子流以及所述第二组编码数据包括所述第二组N个子流。
5.一种用于处理信息数据(110)以提供调制信号(1201、...、120n、2201、...、220n)，以便通过多个发射天线(221、...、22n)进行发送的发射机(1，5)，所述发射机(1，5)包括：
响应所述信息数据(110)以提供编码数据(112、213)的装置(12，13)；
用扩频码(1800)对所述编码数据扩频以提供第一扩频数据流(1181、2181、2182)以及用所述扩频码(1800)的至少一个延迟形式(1801、...、180n-1)对所述编码数据扩频以提供至少一个第二扩频数据流(1182、2183、2184)的装置(18)；以及
对所述第一和第二扩频数据流进行调制以提供所述调制信号的装置(20)，所述发射机的特征在于：
响应所述编码数据(112、213)，在由所述扩频装置(18)对所述编码数据进行扩频之前将所述编码数据分离成子数据流(1161、...、116n、2171、...、217n)的装置(16，17)，所述子数据流至少包括第一组编码数据(1161、2171、2172)及第二组编码数据(1162、2173、2174)，这样，所述第一扩频数据流(1181、2181、2182)表示所述第一组编码数据(1161、2171、2172)以及所述至少一个第二扩频数据流(1182、2183、2184)表示所述第二组编码数据(1162、2173、2174)。
6.如权利要求5所述的发射机，其特征还在于：
响应所述编码数据(112、213)，在由所述分离装置(16，17)对所述编码数据进行分离之前对所述编码数据(112、213)进行交织处理，以便根据所述交织操作(314)分离所述第一组和第二组编码数据(1161、2171、2172)(1162、2173、2174)。
7.如权利要求5所述的发射机，其特征在于：所述编码数据(213)包括一对互相正交的子流符号(2131、2132)，所述发射机的特征还在于：
所述子数据流(2171、...、217n)至少包括所述子流符号对(2131、2132)的第一成对子流(2171、2172)和第二成对子流(2173、2174)，这样，所述第一组编码数据包括所述第一成对子流(2171、2172)以及所述第二组编码数据包括所述第二成对子流(2173、2174)。
8.如权利要求5所述的发射机，其特征在于：所述编码数据包括一组N个互相正交的子流符号(2131、...、213N)，其中N是大于2的正整数，所述发射机的特征还在于：
所述数据子流(2171、...、217n)至少包括所述子流符号的第一组N个子流和第二组N个子流，这样，所述第一组编码数据包括所述第一组N个子流以及所述第二组编码数据包括所述第二组N个子流。
9.一种包括发射机(1，5)和接收机(3，7)的无线通信系统(1，3)(5，7)，所述发射机(1，5)具有多个用于发送表示信息数据(110)的调制信号(1201、...、120n、2201、...、220n)的发射天线(221、...、22n)，以及所述接收机具有多个用于接收调制信号的接收天线(301、...、30m)，其中所述发射机(1，5)包括：
响应所述信息数据(110)以提供编码数据(112、213)的装置(12，13)；
用扩频码(1800)对所述编码数据扩频以提供第一扩频数据流(1181、2181、2182)以及用所述扩频码(1800)的至少一个延迟形式(1801、...、180n-1)对所述编码数据扩频以提供至少一个第二扩频数据流(1182、2183、2184)的装置(18)；以及
对所述第一和第二扩频数据流进行调制以提供所述调制信号的装置(20)，所述通信系统的特征在于：
响应所述编码数据(112、213)，在由所述扩频装置(18)对所述编码数据进行扩频之前将所述编码数据分离成子数据流(1161、...、116n、2171、...、217n)的装置(16，17)，所述子数据流至少包括第一组编码数据(1161、2171、2172)及第二组编码数据(1162、2173、2174)，这样，所述第一扩频数据流(1181、2181、2182)表示所述第一组编码数据(1161、2171、2172)以及所述至少一个第二扩频数据流(1182、2183、2184)表示所述第二组编码数据(1162、2173、2174)。
10.如权利要求9所述的系统，其特征还在于：
所述发射机(1，5)还包括响应所述编码数据(112、213)的装置(14，15)，其在由所述分离装置(16，17)对所述编码数据进行分离之前对所述编码数据(112、213)进行交织处理，以便根据所述交织操作(314)分离所述第一组和第二组编码数据(1161、2171、2172)(1162、2173、2174)。
11.如权利要求9所述的系统(1，3)，其特征在于：所述编码数据(213)包括一对互相正交的子流符号(2131、2132)，所述系统的特征还在于：
所述子数据流(2171、...、217n)至少包括所述子流符号对(2131、2132)的第一成对子流(2171、2172)和第二成对子流(2173、2174)，这样，所述第一组编码数据包括所述第一成对子流(2171、2172)以及所述第二组编码数据包括所述第二成对子流(2173、2174)。
及所述第二组编码数据包括所述第二成对子流(2173、2174)。
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