CN1681223A - 在mimo电信系统中传送最佳分集的信息的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及经由通信信道CHNL在发射机TR和接收机REC之间传送数据的方法。根据本发明的方法还包括码元扩展步骤，在该码元扩展过程中，K个连续码元Z1...ZK在发射之前被扩展到几个时间片上，所述K为可调整整数，所述可调整数K关于通信信道CHNL的物理特性进行调节。在任何指定时刻发射的数据因此不代表单个码元Zi，如同在已知的MIMO系统的情况下，而是代表K个连续码元之间的一个混合，这引入了在接收端感知的关于时间的数据分集，从而使得能够调整在发射机TR和接收机REC之间的通信吞吐量。

Description

在MIMO电信系统中传送最佳分集的信息的方法

技术领域

本发明涉及一种在电信系统中传送数据的方法，该电信系统包括至少一个发射机和至少一个接收机，发射机带有至少两个发射天线，接收机带有至少一个接收天线，该方法包括一个码元编码步骤，产生要在通信信道上发送的码元，所述通信信道建立在发射天线和接收天线之间。

背景技术

在无线链路的接收机端和/或发射机端使用多个天线的电信系统被称为多输入多输出系统(还被称为MIMO系统)。MIMO系统与单天线系统相比，已经显示出能提供大传输容量。特别地，对于指定的信噪比以及在满意的不相关信道条件下，无论哪个是最小的，MIMO容量随发射或接收天线数目线性增加。MIMO技术因此很可能在未来的无线系统中使用，该无线系统预定将提供大的频谱效率，或者可替换地在提供与在当前电信系统中获得的频谱效率相当的频谱效率时，降低所需的发射功率。该MIMO技术将很可能和像OFDM(表示正交频分复用)以及MC-CDMA(表示多载波-码分多址)技术这样的多载波调制技术相结合，所述多载波调制技术在未来的无线系统中的使用也被考虑。

特定类型的MIMO系统利用比特交织编码调制技术，也称为BICM，根据BICM，发射机包括一个信道编码器，用来对未编码的数据比特进行编码，例如，借助卷积码或Turbo码，并向交织器提供二进制流。然后该交织器将递送置换的比特，该置换的比特将被分成预定将要被变换成一系列编码码元的字序列，每个码元包含多个实数和复数分量，同一码元的分量预定将由各自的发射天线在同一时间片期间发送。在此应当指出，与两个不同时间片对应的信息可以在两个不同的时刻发送，但是也可以在同一时刻由两个具有适当的不同频率的不同载波信号(carrying signal)发送，例如目的是为了在频谱域内扩展所述码元，正如在OFDM电信系统中所要进行的扩展。

所传送的码元在接收机端解码，这在BICM类型的MIMO系统中可以通过迭代空时解码器执行，该解码器预定将要产生对构成传送码元的编码比特的估计。使用多个发射天线和多个接收天线引起的空间分集使该解码变得容易，因为该分集所提供的信息量比通过单个通信信道发射的单个信号所提供的信息量更大。

发明人已经发现，增加由包括在空时解码器中的前端检测器所感知的输入数据的分集，使得所述的解码器能够更快地向编码比特的可靠估计收敛，所述的数据基于该编码比特的估计产生。这可以解释为通过向解码器馈送更高质量的数据，即更丰富的内容，从而获得更好的解码性能。

接收天线感知的空间分集通过使用多个通信信道而获得，虽然产生上述的优点，但是它也受到接收天线数目限制，这进而又限制了空时解码器的性能。

发明人还发现，虽然使用多个发射和/或接收天线能够发射更大量的信息，因此增加了电信系统的吞吐量，但是所述的吞吐量应当考虑影响指定的接收机和发射机之间建立的通信信道的不利通信条件。这种不利的条件会致使传送的数据在其传送期间以这样一种方式被改变，即，所述的数据不能安全地被接收机恢复，优选地，在此情况下，应当在码元编码步骤和码元实际传输之间引入某种程度的冗余。

发明内容

本发明目的在于通过提供一种在MIMO系统中传送数据的方法来解决上述问题，该方法涉及一种编码方案，它对于空间和时间都能提供较高数据分集，如同由在该电信系统接收机端的至少一个接收天线所感知的，所述方法对于调整在指定的发射机和接收机之间的数据吞吐量，还提供了额外的自由度，从而允许调整(tune)所述的吞吐量，优选地，关于所述的发射机和接收机之间的通信条件来执行该调整。

实际上，根据本发明，根据开始段落的方法其特征在于，它还包括一个码元扩展步骤，在该码元扩展过程中，K个连续码元在所述的通信信道上发送之前被扩展到几个时间片上，所述K为可调整整数，所述可调整数目K关于通信信道的物理特性进行调节。

本发明使得能够将通过使用多个建立在发射天线和接收天线之间的通信信道而获得空间分集，与由接收天线所感知的数据时间分集相结合。由本发明提供的对连续码元的数目值K的选择使得能够调整发射机和接收机之间的通信吞吐量，多个连续码元指将被扩展到几个时间片上的码元。

根据本发明的优选实施例，将被扩展到几个时间片上的连续码元数目的可调整整数K，由发射机基于接收机发送的反馈信息动态调节，该反馈信息表示所述发射机和接收机之间的通信条件质量。

反馈信息存在于由接收机实时计算的信噪比或者信号-干扰比，但是也可以由接收机为可调整数K计算的作为该信噪比或者信号-干扰比的函数形成的值。

根据本发明可能的实施例，码元扩展步骤通过计算所述K个连续码元的多个线性组合执行，该线性组合预定通过发射天线在预定数目的时间片上发送。

在任何指定时刻在多个通信信道上传送的数据不代表单个码元，正如在许多已知的MIMO系统中一样，而是代表连续码元之间的混合，这因此引入了关于时间的分集，由本发明允许的可调数目K的调整提供可能的数据冗余，该可能的数据冗余预定将补偿困难的通信条件。

根据本发明的特定实施例，码元扩展步骤通过将由一串所述K个连续码元形成矢量的一方乘以预定义扩展阵的另一方来执行。

本发明的这个特定实施例特别易于实现，因此使得能够以相对低的成本获得增加的分集，相对低的成本是就发射端所要求的计算资源和处理功率而言，在移动通信领域，这是一个重要的课题，在移动通信领域，发射机可由诸如移动电话之类的移动终端构成，移动终端必须尽可能小，并由具有有限能量存储容量的电池供电。

如果由所述一串K个连续码元形成矢量的尺寸一方，与由扩展矩阵列的列数的另一方不同，即在可调整整数K被这样选择，使得实际获得数据冗余时，为了执行上述的矩阵乘法，由一串K个连续码元形成的矢量可由数目等于所述差的零分量完成。

可替换地，为了执行所述的乘法，可以通过压缩列数或行数等于所述差来缩减扩展矩阵的一维。

可基于关于建立在发射天线和接收天线之间的通信信道的先验知识或假设，选择预定义扩展矩阵的特性。

根据上述特定实施例的第一变形，扩展矩阵以这样的方式构成，即它的每行由连续组块(chunk)形成，每个组块具有与发射天线的数目相对应的尺寸，任何指定行的所有组块形成具有完全相同规格(norm)的各个矢量。

根据该第一变形的扩展矩阵，使得通过遍历通信信道传送的码元所承载的能量在时间上能够基本均匀地分布，这确保从一个时间片到另一个时间片通信条件改变的最佳可检测性。并进而使得能够提供关于时间和空间的高的数据分集，如同在这种遍历通信信道接收机端的接收天线所能感知的。

根据上述特定实施例的第二变形，扩展矩阵以这样的方式构成，即它的每行由连续组块形成，每个组块具有与发射天线的数目相对应的尺寸，任何指定行的所有组块形成具有完全相同规格并且相互正交的各个矢量。

由于组块之间的正交性，根据第二变形的扩展矩阵使得能够在传送可调整整数K个连续码元的线性组合所需时间和/或频率间隔期间，将遍历性添加到基本恒定不变的信道，并额外地提供在该时间和/或频率间隔期间能量的基本均匀分布，所述能量是通过所述通信信道传送的码元所承载的能量，这确保从一个时间片到另一个时间片通信条件改变的最佳可检测性。这进而使得能够提供关于时间和空间的高数据分集，如同在这种基本恒定不变的通信信道接收机端的接收天线所能感知的。

根据上述特定实施例的第三变形，扩展矩阵以这样的方式构成，即它的每一行由多个形成各自的具有完全相同规格的矢量的分段构成，每个分段包括连续组块，每个组块具有与发射天线的数目相对应的尺寸，任何指定分段的所有组块形成具有完全相同规格且互相正交的各个矢量。

根据该第三变形的扩展矩阵尤其适于所谓的块衰落通信信道，在传送预定数目的S个连续码元的整个期间，该通信信道预期包含(feature)C个连续组通信条件，在S/C个时间片期间，所述块衰落信道的每组通信条件基本上不变。

在同一分段的所有组块之间的正交性使得能够在由相应的S/C时间片定义的每个恒定不变期间，将遍历性添加到块衰落信道，所述组块规格的等同额外地提供在每个相对恒定不变期间能量的基本均匀分布，所述能量是在所述的恒定不变期间通过块衰落信道传送的码元所承载的能量。由于块衰落信道之中的通信条件从一个恒定不变期间到另一个恒定不变期间发生改变，可以认为所述信道在恒定不变期间的量度上是遍历的，从而扩展矩阵的每行的分段规格的额外的等同性足以保证能量在所有连续恒定不变期间基本均匀分布，该能量通过块衰落信道发送的码元来承载。这进而使得能够提供关于时间和空间的高的数据分集，如同由在这种块衰落通信信道的接收机端的接收天线所能感知的。

根据上述第一、第二或第三变形的优选实施例，所述扩展矩阵还具有旋转矩阵的特性，即该矩阵由互相正交并具有相同规格的行构成。

通过增强由所述解码器执行的第一迭代步骤的性能，在发射机端用旋转矩阵来计算连续码元的多个线性组合使得能够全局优化预定在接收机端处理所述码元的迭代空时解码器的性能。

根据有关其硬件的一方面，本发明还涉及一种电信系统，该电信系统包括至少一个发射机和至少一个接收机，发射机带有至少两个发射天线，接收机带有至少一个接收天线，该发射机包括一个码元编码装置，用来产生要在通信信道上发送的码元，所述通信信道建立在发射天线和接收天线之间，该系统的特征在于，所述发射机还包括一个码元扩展装置，用于在K个连续码元在所述的通信信道上发送之前将所述码元扩展到几个时间片上，所述K为可调整整数，所述系统还包括调整装置，用来关于通信信道的物理特性来调节所述可调整数目K。

根据该关于硬件方面的一个可能的实施例，码元扩展装置预定将计算K个连续码元的多个线性组合，该线性组合预定通过发射天线在预定数目的时间片上发射。

根据上述关于硬件方面的一个特定实施例，码元扩展装置预定要将由一串所述K个连续码元形成的矢量一方乘以预定义扩展阵另一方。

根据有关其硬件的另一方面，本发明还涉及一种通信设备，带有至少两个发射天线，并包括一个码元编码装置，用来产生要在所述发射天线上发射的码元，其特征在于还包括一个码元扩展装置，用于在K个连续码元在所述的发射天线上发射之前将所述码元扩展到几个时间片上，所述K为可调整整数。

附图说明

通过阅读涉及附图的下列描述，本发明的上述特征，以及其它特征将显得更加清晰，其中：

图1为表示高度简化的MIMO电信系统的框图；

图2为表示根据本发明第一实施例在MIMO电信系统所包括的发射机中包括的空时编码器的框图；

图3为表示根据本发明的扩展步骤如何在这样的空时编码器中执行的图；

图4为表示据本发明第二实施例在MIMO电信系统所包括的发射机中包括的空时编码器的框图；

图5为表示根据本发明的扩展步骤如何在这样的空时编码器中执行的图；

图6为表示与遍历通信信道相关联的信道矩阵图；

图7为表示适于这种遍历信道的扩展矩阵图；

图8为表示与块衰落通信信道相关联的信道矩阵图；

图9为表示适于这种块衰落信道的扩展矩阵图；

图10和11为表示适于块衰落通信信道的扩展矩阵如何构成的图；

具体实施例

图1用图形示出了包括至少一个发射机TR和一个接收机REC的电信系统，该电信系统预定通过多个分别建立在Nt个发射天线(ta1，ta2，...taNt)和Nr个接收天线(ra1，ra2...raNr)之间的多个通信信道CHNL交换数据。

在此描述的实例中示出的发射机TR包括一个信道编码器CHENC，预定借助于卷积码或Turbo码对未编码数据比特Uncb进行编码，并提供将被传送的二进制流Tb。发射机TR包括一个交织器INTL，预定生成置换比特Pb，这样的交织对于稍后在接收机侧的处理有用，因为它将允许获得不相关的数据。然后置换比特Pb被分成每个字至少一个比特的字，该字接着被映射，即由映射和调制模块MAPMD变换成一系列编码码元Zi。接着连续码元Zi被馈送到码元编码装置，该码元编码装置实质上由空时编码器SPTENC形成，在传送所述码元Zi之前，码元编码装置对它们执行处理。

在已知的现有技术中，每个码元Zi的分量通常预定在同一时间片期间由各个发射天线发射。

在此描述的实例中示出的接收机REC包括一个空时解码器SPTDEC，预定产生解码数据比特Decb，它基本上和原始未编码数据比特Uncb相对应。该空时解码器SPTDEC包括一个空时检测器DET，预定处理借助接收天线(ra1，ra2...raNr)收到的信号所承载的数据，并产生关于发送的置换比特Pb估计的真实或近似似然值Rib，该似然值预定由去交织器DINTL去交织，这将输出关于包括在二进制流Tb中的比特估计的软似然值Rb。包括在接收机REC中的比特解码器也被称为信道解码器CHDEC，预定基于所述似然值Rb生成解码数据比特Decb。

根据本领域通用的环形结构，空时检测器DET优选利用在前面的解码步骤中生成的先验信息Pra，并且由信道解码器CHDEC通过交织器I NTR，以外来(extrinsic)信息Exd的形式发布，该交织器与包括在发射机TR中的交织器相同。

发明人已经发现，由空时检测器DET感知的不断增加的数据分集，使所述解码器能更快地向编码比特的可靠估计收敛，所述的数据基于该编码比特的可靠估计产生。因此，发明人的目的在于借助于将通过使用建立在发射天线(ta1，ta2...taNt)和接收天线(ra1，ra2...raNr)之间的多个通信信道CHNL获得的空间分集与关于数据的时间分集相组合，从而增加由接收天线(ra1，ra2...raNr)收到数据的分集，所述的时间分集是由所述信道的接收机端的接收天线所感知的时间分集。

为此目的，根据本发明，空时编码器SPTENC在通过通信信道CHNL发送所述码元之前，将在几个时间片段上扩展K个连续码元Zi，K为可调整整数，所述的可调整数目K关于通信信道CHNL的物理特性调节。

由本发明提供的对连续码元Zi的数目K值的选择使得能够调整发射机TR和接收机REC之间的通信吞吐量，该连续码元Zi的分量将被扩展到几个时间片上。

在本发明的这个实施例中，其分量将被扩展到几个时间片上的连续码元Zi数目的可调整整数K的值，由包括在发射机中的调整装置TUM基于接收机REC发送的反馈信息Fbi动态调节，该反馈信息表示所述发射机TR和接收机REC之间的通信条件质量。

这种反馈信息Fbi可与在发射机TR之中本地可得到的信息组合。反馈信息比如可以关于通信条件定义最大数据吞吐量值，相反本地可得到的信息可指示甚至较低的数据吞吐量也足以应付正在进行的通信，这能够节约传送资源和功率。

该反馈信息Fbi存在于由接收机REC实时计算的信噪比或者信号-干扰比，但是也可以由接收机REC自己作为该信噪比或者信号-干扰比的函数计算出的K的最大值形成，在此情况下，调整装置TUM可以只负责将所述值K转送到空时编码器SPTENC。

图2图示出根据本发明第一实施例的空时编码器SPTENC。在此描述的实例中，空时编码器SPTENC包括串/并转换器S/P，预定用来连续接收多组K个连续码元Zi(i＝1至K)并将由K个串联的连续码元[Z1...ZK]形成的矢量递送到码元扩展装置SPMD，在码元扩展装置SPMD中，所述的矢量预定将和扩展矩阵SM相乘。

在此描述的实例中，一方面由所述一串K个连续码元[Z1...ZK]形成矢量的尺寸，与另一方面扩展矩阵SM的列数之间的差，使数据冗余得以实现，为了执行上述的矩阵乘法，由一串所述的K个连续码元[Z1...ZK]形成的矢量可以由等于所述差的多个零分量完成，这得到了下文所述和所示的矢量Z。

码元扩展装置SPMD进而又预定将要计算码元矢量Z的分量Zi(i＝1至K)的Ns＝S.Nt个线性组合，所述线性组合在由Nt个发射天线(ta1，ta2...taNt)在S个时间片上发射之前，由排序装置SQM排序成预定数目S个连续的Nt个分量的组。因此可调整数目K的范围是1至Ns。

因此，在任何指定时刻，在建立于所述发射天线(ta1，ta2...taNt)和上述多个接收天线之间的多个通信信道上传送的数据不代表单个码元Zi(i＝1至K)，如同在许多已知的MIMO系统中的情况一样，而是将代表K个连续码元之间的组合，这因此引入了正如在接收机端感知的关于正在进行的通信条件的最佳数据分集。

图3描述码元Zi(i＝1至K)的线性组合如何由上述扩展装置计算。根据本发明第一实施例，矢量Z由一串所述的K个连续码元[Z1...ZK]形成，并带有合适数目的零分量。接着该矢量Z与预定义的扩展矩阵SM相乘，在此例中，SM具有Ns×Ns的尺寸，其中Ns＝S.Nt，这使得能够产生码元矢量Z的所有分量Zi(i＝1至K)的Ns个分离的线性组合，该线性组合以更加显要(important)的冗余在S个连续时间片期间在Nt个发射天线上发送，因为K和Ns之间的差是显要的。

图4图示出根据本发明第二实施例的空时编码器SPTENC。在此描述的实例中，空时编码器SPTENC包括串/并转换器S/P，预定用来连续接收多组K个连续码元Zi(i＝1至K)并将由K个串联的连续码元[Z1...ZK]形成的矢量Z递送到码元扩展装置SPMD，在码元扩展装置SPMD中，所述的矢量Z预定将要和扩展矩阵相乘。

在此描述的实例中，一方面由所述一串K个连续码元[Z1...ZK]形成矢量的尺寸，与另一方面原始扩展矩阵的列数之间的差，使数据冗余得以实现，但是要求通过压缩等于所述差的行数或列数而使原始扩展矩阵一个维缩减为K，结果缩减的扩展矩阵SMr能够执行上述的矩阵乘法，如下文所述和所示。

码元扩展装置SPMD因此计算码元矢量Z的分量[Z1...Zk]的Ns＝S.Nt个线性组合，所述线性组合在由Nt个发射天线(ta1，ta2...taNt)在S个时间片上发射之前，预定由排序装置SQM排序成预定数目S个连续的Nt个分量的组。因此可调整数目K的范围是1至Ns。

因此在任何指定时刻在建立在所述发射天线(ta1，ta2...taNt)和上述接收天线之间的多个通信信道上传送的数据并不代表单个码元Zi(i＝1至K)，而是代表K个连续码元[Z1...ZK]之间的组合，这因此引入了正如在接收机端感知的关于正在进行的通信条件的最佳数据分集。

图5描述码元矢量Z的分量[Z1...ZK]的线性组合如何由上述扩展装置计算。根据本发明第二实施例，矢量Z由一串所述的K个连续码元Zi形成。该矢量Z然后与缩减的扩展矩阵SMr相乘，在此例中，SMr具有Ns行和K列的尺寸，这使得能够产生码元矢量Z的所有分量Zi(i＝1至K)的Ns＝S.Nt个分离的线性组合，该线性组合将以更加显要的冗余在S个连续时间片期间在Nt个发射天线上发送，因为K和Ns之间的差是显要的。

虽然在此实例中，尺寸为Ns×(Ns-K)的整个块已经从尺寸为Ns×Ns的原始扩展矩阵SM中丢弃，但是应当指出，在本发明第二实施例的变型中，可以单独选择将被丢弃的(Ns-K)列。此外，在发明的另一个变型中，矢量Z可以在被缩减的矩阵SMr相乘之前被转置，在此情况下，可通过从原始扩展矩阵SM丢弃(Ns-K)行，而不是上文所述的(Ns-K)列来获得所述缩减的矩阵SMr。

可基于关于建立在发射天线和接收天线之间的通信信道的先验知识或假设，选择上述预定义扩展矩阵SM的特性。

图6表示一个信道矩阵H，描述了在其中通信信道被设想为遍历的一种状况，即所述信道中的通信条件为预期在S个时间片中的每一个期间改变，码元Zi((i＝1至K)的S个连续的Nt个线性组合的组在该S个时间片期间被发送。这通过S个不同的对角排列的块H1...Hs建模，每个块具有Nr×Nt的尺寸。

发明人已经发现，如果这种遍历通信信道所载运的数据量在时间上基本均匀，则能获得高的分集。这能防止大量的数据在指定时刻在所述通信信道输出端出现，而在指定的时刻之后在所述的输出端几乎没有数据出现的情况，这意味关于时间的信息将易于在所述指定时刻检测，而在其后几乎无法检测。通过遍历通信信道传送的码元所承载的能量在时间上基本均匀地分布，这确保从一个时间片到另一个时间片通信条件改变的最佳可检测性，因而能提供关于时间和空间的高数据分集，如同在这种通信信道接收机端的接收天线所能感知的。

图7描述了根据本发明上述优选实施例第一变型的扩展矩阵SM，根据所述变型，所述扩展矩阵具有特定的适于遍历通信信道的结构。在此实例中，扩展矩阵SM以这样的方式构成，即它的每个行RWk(k＝1至Ns)由S个连续组块Chk1...Chks形成，每个组块具有与发射天线数目Nt相应的尺寸，任何指定行的所有组块形成各自具有完全相同规格的矢量，这能实现上述通过遍历通信信道传送的码元所承载的能量的均匀分布。

在与上述的遍历情形几乎相反的情况下，通信信道基本上不变，即在所述信道中的通信条件在所有S个时间片中预期保持相同，码元Zi(i＝1至K)的S个连续的Nt个线性组合的组在该S个时间片期间被发送。

在此情况下，通信信道没有引入关于时间的分集，在信道矩阵H内，这可以通过S个相同的对角排列的块代替图6中描述的S个不同的块H1...Hs来建模。

发明人已经发现，通过以这样的方式构成扩展矩阵，即它的每个行由连续组块形成，每个组块具有与发射天线数目相应的尺寸，任何指定行的所有组块形成各自具有完全相同规格并且互相正交的矢量，则能够获得如同由该基本上不变的信道的接收机端的接收天线所能感知的高的关于时间的分集。根据本发明上述优选实施例第二变型的扩展矩阵从而可以表示成图7所示的矩阵SM，并带有附加条件，即任何指定行RWk的组块Chk1...Chks互相正交。这样的正交使得能够模拟遍历信道在传送连续码元的线性组合组时所具有的效果，因且可以解释为在传送所述连续码元的所有线性组合所需的时段期间，执行人为变换，即人为地将基本不变的信道变换成遍历信道。正如上文中所说明，任何指定行RWk的所有组块Chk1...Chks具有完全相同的规格的事实使得能获得上述通过人为变换的通信信道传送的码元所承载的能量在时间上均匀分布。

构成这种扩展矩阵的可能的方式在于，为该扩展矩阵的每个指定行选择指定的Nt×Nt维正方形旋转矩阵，Nt大于或等于S，并选择该旋转矩阵的S行来构成根据本发明的第二变型的扩展矩阵的所述指定行的S个连续组块。

图8表示一个信道矩阵H，描述了在其中通信信道被设想为所谓的块衰落信道的一种状况，即在S个时间片中预期包含C个连续组的通信条件，码元Zi((i＝1至K)的S个连续的Nt个线性组合的组在S个时间片期间被发送，然而在S/C个连续时间片形成的恒定不变期间，所述块衰落信道的每组通信条件基本上不变。

在此情况下，信道矩阵H包括C个不同的对角线排列块，每个由S/C个同样对角线排列的子块组成，分别为H1...Hc，每个具有Nr×Nt的尺寸。

图9示出了上述优选实施例的第三种变型，根据该第三种变型，扩展矩阵SM以这样的方式构成，即它的每行RWk(k＝1至Ns)由形成各自具有相同规格的矢量的C个分段Sgkn(n＝1至C)构成，每个分段Sgkn包括连续组块Chkn，1...Chkn，s/c，每个组块具有与发射天线数目Nt相应的尺寸，任何指定分段的所有组块Chkn，1...Chkn，s/c形成各自具有完全相同规格的矢量，并且互相正交。

在同一分段Sgkn的所有组块Chkn，1...Chkn，s/c之间的正交性使得能够在由相应的S/C个时间片定义的每个恒定不变期间将遍历性添加到块衰落信道中，所述组块Chkn，1...Chkn，s/c规格的等同另外还提供在每个相对恒定不变期间能量的基本均匀分布，所述能量是在所述的恒定不变期间通过块衰落信道传送的码元所承载的能量。由于块衰落信道之中的通信条件从一个恒定不变期间到另一个恒定不变期间发生改变，所以可以认为所述信道在恒定不变期间的量度上是遍历的，从而使得扩展矩阵SN的每行RWk(k＝1至Ns)的C分段Sgkn(n＝1至C)规格的额外的等同性足以保证能量在S个时间片上基本均匀分布，码元Zi(i＝1到K)的S个连续的Nt个线性组合的组在该S个时间片上被传送出去。这进而又使得能够提供数据关于时间和空间的高分集，如同由在该块衰落通信信道的接收机端的接收天线所能感知的。

图10和11举例说明了根据本发明上述优选实施例的第三变型的扩展矩阵如何构成。

在图10所示的第一阶段，通过选择Nt×Nt维的正方形分割(square cyclotomic)的旋转矩阵CM来构成C个子矩阵S(w)(w＝1至C)，其中Nt大于或等于S/C，并选择矩阵CM的S/C行来构成长为Nt的S/C个连续对角线组块，预定形成每个子矩阵S(W)的对角线，因此所有的这种对角线组块具有同样的规格并且互相正交。

分割矩阵CM的每个分量CM_m，1可表示为：

$C{M}_{m,l}=\exp (2\mathrm{j\π}.m.(\frac{1}{{\mathrm{\Φ}}^{-1}(2.\mathrm{Nt})}+\frac{l}{\mathrm{Nt}}))$

其中φ表示一个欧拉函数。

在图11所示的第二阶段，通过以由这种子矩阵S(w)(w＝1至C)的对角线阵列形成的Ns×Ns维矩阵乘以另一个Ns×Ns维的分割旋转矩阵B而得到扩展矩阵S，矩阵B的分量如下给出：

$B_{p,r}=\exp (2\mathrm{j\π}.p.(\frac{1}{{\mathrm{\Φ}}^{-1}(2.\mathrm{Ns})}+\frac{r}{\mathrm{Ns}}))$

另外，如上所述构成的扩展矩阵SM也具有旋转矩阵的特性，即这种扩展矩阵将由互相正交并具有相同规格的行构成，可将它表示成SM×SM^H＝I，其中I为Ns×Ns级单位矩阵，并且SM^H为矩阵SM的转置共轭矩阵。

在发射机端用旋转矩阵来计算连续码元的多个线性组合，通过增强由所述解码器执行的第一迭代步骤的性能，从而使得能够在全局优化用于在接收机端预定处理所述码元的迭代空时解码器的性能。

当然，该性能优化对于非迭代空时解码器也有兴趣，其中只执行一个解码步骤，这样的一个解码步骤等同于上述第一迭代步骤。

由本发明提供的对连续码元的数目值K的选择，使得能够根据实时估计的通信条件动态地调整发射机和接收机之间的通信吞吐量，所述连续码元指将被扩展到几个时间片上的码元。

Claims (14)

1、一种用于在电信系统中传送数据的方法，该电信系统包括至少一个发射机和至少一个接收机，发射机带有至少两个发射天线，接收机带有至少一个接收天线，该方法包括一个码元编码步骤，用来产生将在通信信道上发射的码元，所述通信信道建立在发射天线和接收天线之间，该方法其特征在于：

还包括一个码元扩展步骤，在该码元扩展过程中K个连续码元要在所述的通信信道上发射之前被扩展到几个时间片上，所述K为可调整整数，所述可调整数目K关于通信信道的物理特性进行调节。

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于：将被扩展到几个时间片上的连续码元数目的可调整整数数目K由发射机基于接收机发送的反馈信息动态调节，该反馈信息表示所述发射机和接收机之间的通信条件质量。

3、根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：码元扩展步骤通过计算所述K个连续码元的多个线性组合来执行，该线性组合预定将要通过发射天线在预定数目的时间片上发射。

4、根据权利要求3所述的方法，其特征在于：码元扩展步骤通过将由一串所述K个连续码元形成的矢量一方乘以预定义扩展矩阵的另一方来执行。

5、根据权利要求4所述的方法，其特征在于：如果由所述一串K个连续码元形成的矢量一方的尺寸，与扩展矩阵的列数的另一方不同，则由一串K个连续码元形成的矢量由数目等于所述差的零分量完成。

6、根据权利要求4所述的方法，其特征在于：如果由所述一串K个连续码元形成的矢量一方的尺寸，与扩展矩阵的列数的另一方不同，可以通过压缩列或行等于所述差来缩减扩展矩阵的一维。

7、根据权利要求4至6中的任何一个所述的方法，其特征在于：扩展矩阵以这样的方式构成，即它的每行由连续组块形成，每个组块具有与发射天线的数目相对应的尺寸，任何指定行的所有组块形成具有完全相同规格的各个矢量。

8、根据权利要求4至6中的任何一个所述的方法，其特征在于：扩展矩阵以这样的方式构成，即它的每行由连续组块形成，每个组块具有与发射天线的数目相对应的尺寸，任何指定行的所有组块形成具有完全相同规格且互相正交的各个矢量。

9、根据权利要求4至6中的任何一个所述的方法，其特征在于：扩展矩阵以这样的方式构成，即它的每一行由多个形成各自的具有完全相同规格的矢量的分段构成，每个分段包括连续组块，每个组块具有与发射天线的数目相对应的尺寸，任何指定分段的所有组块形成具有完全相同规格且互相正交的各个矢量。

10、根据权利要求7、8或9的方法，其特征在于：所述扩展矩阵为旋转矩阵。

11、一种电信系统，该电信系统包括至少一个发射机和至少一个接收机，发射机带有至少两个发射天线，接收机带有至少一个接收天线，该发射机包括一个码元编码装置，用来产生要在通信信道上发射的码元，所述通信信道建立在发射天线和接收天线之间，该系统的特征在于：

所述发射机还包括一个码元扩展装置，用于在K个连续码元在所述的通信信道上发射之前将所述码元扩展到若干个时间片上，所述K为可调整整数，所述系统还包括调整装置，用来关于通信信道的物理特性调节所述可调整数目K。

12、根据权利要求11的电信系统，其特征在于：码元扩展装置预定计算K个连续码元的多个线性组合，该线性组合预定要通过发射天线在预定数目的时间片上发射。

13、根据权利要求12的电信系统，其特征在于：码元扩展装置预定要将由一串所述K个连续码元形成矢量一方乘以预定义扩展阵的另一方。

14、一种通信设备，带有至少两个发射天线，并包括一个码元编码装置，用来产生要在所述发射天线上发射的码元，其特征在于：

还包括一个码元扩展装置，用于在K个连续码元在所述的发射天线上发射之前将所述码元扩展到若干个时间片上，所述K为可调整整数。

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