CN1889385A - 多模无线通信网络系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多模无线通信网络系统。该系统主要包括多模发射机和多模接收机，其中，多模发射机用于将各个网络模式中的经过信道编码、符号映射及调制处理，以及通过分层空间复用编码单元进行处理，并同时或分时发送；所述的多模接收机用于接收多模发射机发送来的信号，并将其通过分层空间复用解码单元进行处理，以及进行解调、符号解映射和信道解码处理，获得各网络模式的接收信号。本发明所述基站可同时同频或分时同频以多模式接入所述用户站，用户站亦可同时同频或分时同频以多模式接入所述基站，异种网络可以共存，用户站可以软切换的方式在异种网络间移动切换。因此，本发明中可以在不牺牲带宽的情况下获得较高的编码增益，提高了抗干扰和抗噪声的能力。

Description

多模无线通信网络系统

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种多模无线通信网络系统。

背景技术

BLAST(分层空时结构)是无线通信中提高带宽有效性的一种途径，为贝尔实验室分层空时结构。BLAST系统利用多个天线在同一频段同时发送并行的数据流，利用丰富的多径传播不同的数据流，并可在接收机进行分离，从而取得空间分集。图1为BLAST原理图，多个发射机采用相同的调制方式，多个接收机也采用相同的解调方式。

BLAST把单个用户的数据流分割成多个子流，并利用多个天线同时发送这些并行子流，所有子流在同样的频带内发送，因此频谱使用效率很高。

在接收机端，多个天线挑选出发送来的多个数据子流，利用复杂的信号处理技术，通过这些子信道的差异能分离数据子流并进行检测。BLAST系统与多用户扩谱系统相类似，其中多个发射天线相当于用户的数目，而多个接收天线相当于扩谱编码增益，利用非线性多用户检测接收机端分离进入的信号。通过这种方式，无线不可避免的多径提供非常有用的空间并行，能极大地提高数据传输率，因此，与传统的系统相反，采用BLAST的系统中，多径越多，数据传输性能越好。

目前，802.16标准的宽带固定无线接入版本(简称“16d”)中有三种实现模式，具体为：SC(单载波)调制模式、256 FFT OFDM调制模式和2048 FFT OFDMA调制模式。802.16标准的宽带移动无线接入版本(简称“16e”)中有两种实现模式，具体为：128/512/1024 FFT SOFDMA调制模式和2048 FFT OFDMA调制模式。802.11标准采用的则是64 FFT OFDM调制技术。DAB、DVB和Hiperlan/II标准也采用OFDM调制技术。3G标准采用的则是扩频调制技术。

若一个多模网络系统需要同时支持16d和16e的各种模式的用户站的接入，或一个异模网络系统要同时支持802.16和802.11等OFDM终端的接入，或几个异模网络系统要共存，则不同模式的网络系统很可能采用相同频段工作，在这种情况下，将出现如图1至图8的8种情况的相互干扰。其中，模i TX表示模式i的发送模块，模i RX表示模式i的接收模块；BS为基站，SS为用户站，因此，在现有技术中，不同模式的网络系统共存时为避免相互干扰必须采用不同工作频段。

由上述描述不难看出，在现有技术对频谱需求较宽。而频谱恰恰是运营商稀缺的资源；另外，有几种模式的用户站就需要有几个频段，假设各种模式的频宽要求相同，若某一种模式的用户站数量多，而其它的用户站数量很少，由于用户站数量少的模式相应的频段并无法调整给用户站数量多的模式用，频谱资源浪费较大。

另外，由于各种模式网络要分别占用不同的频段，用户站无法以软切换的方式在异种网络间移动切换。

发明内容

鉴于上述现有技术所存在的问题，本发明的目的是提供一种多模无线通信网络系统，从而能够以较少的频率资源实现通信可靠的多模网络的无线通信系统。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明提供了一种多模发射机，包括：

分层空间复用编码单元：用于对各个网络模式的发送信号统一进行分层空间复用编码处理；

一组发射天线：将各种网络模式下的信号根据分层空间复用编码处理结果通过相应的发射天线进行发送处理。

所述的多模发射机还包括：

一组信号发送处理单元：每种网络模式对应相应的信号发送处理单元，分别用于依次对发送的信号进行信道编码、符号映射及调制处理，且所述的信道编码、符号映射或调制处理后的信号经分层空间复用编码单元输出。

所述的多模发射机还包括：

加权置换矩阵单元：与所述的一组发射天线连接，用于对分层空间复用编码处理后的发送信号进行同时或分时发送处理，并根据处理结果将发送信号发送给各个发射天线。

本发明还提供了一种多模接收机，包括：

一组接收天线：接收各个网络模式下的信号；

分层空间复用解码单元：用于对接收的各个网络模式下的信号进行分层空间复用解码处理。

所述的多模接收机还包括：

一组信号接收处理单元：每种网络模式对应相应的信号接收处理单元，分别用于依次对接收的信号进行信道解码、符号解映射及解调处理，且在处理过程中由分层空间复用解码单元进行解码处理，获得接收信号。

所述的多模接收机包括：

空间波束成形或选择单元：与所述的一组接收天线连接，用于对接收信号进行同时或分时接收处理。

本发明还提供了一种多模无线通信网络系统，包括：

多模发射机：将各个网络模式中的经过信道编码、符号映射及调制处理，以及通过分层空间复用编码单元进行处理，并通过一组发射天线同时或分时发送；

多模接收机：接收多模发射机发送来的信号，并将其通过分层空间复用解码单元进行处理，以及进行解调、符号解映射和信道解码处理，获得各网络模式下的接收信号。

本发明所述的系统中中：

当所述的多模发射机中的分层空间复用编码单元为对角分层空间复用编码单元时，则所述多模接收机中的分层空间复用解码单元为对角分层空间复用解码单元；

当所述的多模发射机中的分层空间复用编码单元为垂直分层空间复用编码单元时，则所述多模接收机中的分层空间复用解码单元为垂直分层空间复用解码单元。

所述的系统中还包括：

单模发射机：将某一网络模式下的信号进行信道编码、符号映射、调制及分层空间复用编码处理，并通过发射天线发送；

单模接收机：接收发射机发送来的信号，进行解调、符号解映射、信道解码及分层空间复用解码处理获得一种网络模式下的接收信号。

所述的多模无线通信网络系统中需要共址设置的各个模式的基站采用多模发射机和多模接收机实现。

所述的多模无线通信网络系统中需要同时同频接入同一用户站或基站时，则所述同时同频接入的同一用户站或基站中需要采用多模接收机实现。

所述的多模无线通信网络系统包括基站和用户站，并且，

所述的基站和用户站采用多模发射机和多模接收机；

或者，

所述基站采用多模发射机和多模接收机，所述用户站采用多模接收机和单模发射机；

或者，

所述基站采用多模发射机和多模接收机，所述用户站采用单模接收机和单模发射机；

或者，

所述基站采用单模发射机和多模接收机，所述用户站采用多模接收机和单模发射机；

或者，

所述基站采用单模发射机和多模接收机，所述用户站采用单模接收机和单模发射机；

或者，

所述基站和用户站均采用单模发射机和单模接收机。

所述的多模接收机的接收天线的数目需大于或等于多模发射机的发射天线的数目，且在多模接收机侧，可从接收到的各种不同模式的信号中选择出一种或多种模式的信号作为有用的接收信号。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明中，所述基站可同时同频或分时同频以N种模式接入所述用户站，用户站亦可同时同频或分时同频以N种模式接入所述基站，异种网络可以共存，用户站可以软切换的方式在异种网络间移动切换；且多模或异模基站可以共址，避免不同模式或异种网络的每种基站都要租用土地、建设机房。

而且，本发明是在发射机和接收机使用多个天线进行数据传输的MIMO技术，并通过空间复用实现。如同在原有频段上建立了多个互不干扰、并行的子信道，避免不同模式或异种网络的每种基站都要申请不同的频段，可以在不增加带宽和天线发送功率的情况下，成倍地提高频谱利用率，进而成倍地提高无线信道容量、系统容量和数据通信速率。

另外，采用MIMO构成多路信道，由于多个信道同时处于深衰落的可能性较小，从而改善链路可靠性，可以在一定程度上对抗信道衰落。

附图说明

图1为BLAST的原理图；

图2至图9为现有技术中多模网络中存在干扰的场景；

图10为本发明所述的收发系统的结构示意图1；

图11为本发明所述的收发系统的结构示意图2；

图12为本发明所述的收发系统的结构示意图3；

图13为本发明所述的收发系统的结构示意图4；

图14为本发明所述的收发系统的结构示意图5；

图15为单模收发系统的结构示意图；

图16为本发明所述的多模通信系统结构示意图1；

图17为本发明所述的多模通信系统结构示意图2；

图18为本发明所述的多模通信系统结构示意图3；

图19为本发明所述的多模通信系统结构示意图4；

图20为本发明所述的多模通信系统结构示意图5；

图21为本发明所述的多模通信系统结构示意图6；

图22为本发明所述的多模通信系统结构示意图7；

图23为本发明所述的多模通信系统结构示意图8；

图24为本发明所述的多模通信系统结构示意图9；

图25为本发明所述的多模通信系统结构示意图10；

图26为基于垂直分层空间复用的双模共存的通信系统结构示意图；

图27为垂直分层空间复用编码过程示意图；

图28为基于对角分层空间复用的双模共存的通信系统结构示意图；

图29为对角分层空间复用编码过程示意图。

具体实施方式

本发明的核心是对分层空间复用技术进行扩展和利用，从而克服多模通信系统中的相互干扰。

本发明的实现使得所述基站可同时同频或分时同频以N种模式接入所述用户站，用户站亦可同时同频或分时同频以N种模式接入所述基站，异种网络可以共存，用户站可以软切换的方式在异种网络间移动切换。

因此，本发明既能解决现有技术的频谱需求较宽的问题，又能解决现有技术用户站无法以软切换的方式在异种网络间移动切换的问题。

本发明所述的系统中包括多模共存的发射机和接收机，下面将结合附图分别进行说明。

如图10至图13所示，本发明所述的系统中的多模共存发射机，主要包括以下各组成单元：

(1)信号发送处理单元：

发送信号来源于N种不同模式的信源，也可通过串并变换将某个信源分发到多个支路；

相应N个信号发送支路采用N种不同模式的信道编码方式、符号映射方式和调制方式，例如，SC调制、OFDM调制、OFDMA调制和扩频调制可以分别用于不同的支路。

(2)分层空间复用编码单元：

N个信号发送支路统一进行分层空间复用编码；例如可以采用垂直分层空间复用编码、对角分层空间复用编码或其它方式的分层空间复用编码；

按分层空间复用编码器放置的位置的不同，可以有基于比特级分层空间复用的多模或异模发射机(如图10和图11所示)、基于符号级分层空间复用的多模或异模发射机(如图12和图13所示)、基于信源比特级和信道比特级混合、基于信源符号级和信道符号级混合及基于比特级(信源或信号)和符号级(信源或信号)混合的多模或异模发射机(如图14所示)；比特级分层空间复用编码器的编码最小单位为比特，而符号级分层空间复用编码器的编码最小单位为符号，例如，图12中编码最小单位可以为经QAM符号映射后的符号；图13中编码最小单位可以为经OFDM调制后的OFDM符号。

(3)加权置换矩阵单元：

N种模式发射机同时工作时，从Mt个发射天线中，为每个支路的信号选择一个或多个发射天线；当有信道状态信息反馈回路存在时，加权置换矩阵还可以做发射波束成形器。该矩阵单元并非是系统必须的；

N种模式发射机分时发送时，通过置换矩阵作为切换开关使N种模式发送支路共享同一组发射天线，可以使发射天线数量极大减少。

本发明所述的系统中的多模共存接收机的结构仍如图10至图13所示，具体包括：

(1)空间波束成形或选择单元：

N种模式接收机同时工作时，一是接收波束成形；二是，可以用于从Mr个接收天线中为每个支路选择一个或多个接收天线，或是从Mr个接收天线所形成的若干个波束中为每个支路选择一个或多个接收波束；该单元并非是系统必须的；

N种模式接收机分时接收时，通过选择单元作为切换开关使N种模式接收支路共享同一组接收天线，可以使接收天线数量极大减少。

(2)信号接收处理单元：

相应N个信号接收支路采用N种不同模式的信道解码方式、符号解映射方式和解调方式，例如，SC解调、OFDM解调、OFDMA解调和扩频解调可以分别用于不同的支路；

(3)分层空间复用解码单元：

N个信号接收支路统一进行分层空间复用解码，例如可以采用垂直分层空间复用解码、对角分层空间复用解码或其它方式的分层空间复用解码，进行各路信号的提取和干扰抑制或抵消；当解码第i模式的支路信号时，第1、2、...、(i-1)、(i+1)、...、N模式的支路信号被看作干扰信号处理；

按分层空间复用解码器放置的位置的不同，可以有基于比特级分层空间复用的多模或异模接收机(如图10和图11所示)、基于符号级分层空间复用的多模或异模接收机(如图12和图13所示)、基于信源比特级和信道比特级混合、基于信源符号级和信道符号级混合及基于比特级(信源或信号)和符号级(信源或信号)混合的多模或异模接收机(如图14所示)；比特级分层空间复用解码器的解码最小单位为比特，而符号级分层空间复用解码器的解码最小单位为符号，例如，图12中解码最小单位可以为经QAM符号解映射之前的符号；图13中编码最小单位可以为经OFDM解调之前的OFDM符号。

如图10所示，最后接收到N种不同模式的信号，也可以存在有几个相同模式的信号通过串并变换将多个子流最后合为一个汇聚流。

在接收机侧，可以从接收到N种不同模式的信号中选择出一种或多种模式的信号作为有用接收信号。其中，要求接收天线的数目必须大于或等于发射天线的数目，接收天线较多时有利于提高接收检测解码的性能。

对于分层空间复用解码，理论上，可采用最大似然(ML)译码能得到最大的空间分集度(为Mr)，但其译码复杂度大。也可采用次最佳的算法：包括线性算法{如迫零(ZF)算法和最小均方误差(MMSE)算法等}和非线性算法{包括SUC(SUccessive Cancellation，一种逐次抵消算法)，OSUC(Ordered SUccessive Cancellation，另一种逐次抵消算法)，即ZFV-BLAST(迫零贝尔实验室分层空时结构)，等}。其中的线性算法译码复杂度低，但由于没有充分利用接收信号中的有用信息，能得到的分集度只有Mr-Mt+1，远低于方法ML(最大似然)方法，空时特性较差(虽然MMSE的性能较ZF好)。非线性方法的特性虽不如ML方法，但其译码复杂度大大低于ML方法，在性能和复杂度之间做了很好的折中。在非线性方法中，SUC的性能只比线性方法略好，而OSUC却远远优于线性方法。

由于本发明提供的多模发射机或接收机在实际应用中可能需要与现有的单模发射机或接收机同时组网应用，例如，在用户侧采用单模发射机，在网络侧采用多模接收机，或者，在用户侧采用单模接收机，而在网络侧采用多模发射机，等等，因此，下面将对单模发射机和接收机的结构进行说明。

现有的单模发射机或接收机的结构如图15所示：

单模BLAST发射机或接收机同样按分层空间复用编解码器放置的位置的不同，可以有基于比特级分层空间复用和基于符号级分层空间复用的第j模发射机和接收机。例如，图16分别为信源符号级分层空间复用的第j模发射机和接收机。

为对本发明有进一步理解，将对本发明在具体组网应用中的实现方式进行说明，下面将对本发明应用于基站和用户站中为例进行说明。

本发明的第一种应用方案如图16所示：

该方案适用于TDD和FDD方式；对于TDD方式，基于各模式网络收发同步的假设。

在图16中，基站发射机为多模发射机，基站接收机为多模接收机，即基站有N模同时工作，而用户站发射机也为多模发射机，且用户站接收机也为多模接收机，即用户站也有N模同时工作；N模网络可以同时同频共存，即所述基站可同时同频以N种模式接入所述用户站，用户站可以软切换的方式在异种网络间移动切换，不同模式的所述基站可共址。

以TDD为例，图16为克服图2至图5所示的系统示意图。其中，各幅附图中的t0、t1、tr、tk和tk+1表示不同的时刻；模i TX表示模式i的发送模块，模iRX表示模式i的接收模块；BS为基站，SS为用户站；DLi为模式i的下行帧，ULi为模式i的上行帧。BS1和BS2按无线网络规划置于不同的蜂窝做频率复用，基站间干扰可忽略不计。由于各模式网络收发同步，基站的不同模式收发器间、用户站间都不会引入图5所示的干扰。

本发明的第二种应用方案如图17所示：

该方案适用于TDD和FDD方式；对于TDD方式，基于各模式网络收发同步的假设。

图17中，基站采用多模发射机和多模接收机，即基站N模同时工作；而用户站发射机采用如图15的单模发射机，且用户站接收机则采用多模接收机，即用户站发射机单模工作；用户站接收机N模同时工作，但一次只选择一种模式作为当前的有效工作模式；则N模网络可以同时同频共存，即所述基站可同时同频以N种模式接入所述用户站，用户站可以每次一种或k种模式接入所述基站，用户站可以软切换的方式在异种网络间移动切换。该方式用户站发射天线数量较少，不同模式的所述基站可共址。

以TDD为例，图17为克服图2至图5所示干扰的系统示意图。BS1和BS2按无线网络规划置于不同的蜂窝做频率复用，基站间干扰可忽略不计。由于各模式网络收发同步，基站的不同模式收发器间、用户站间都不会引入图5所示的干扰。

本发明的第三种应用方案如图18所示：

该方案适用于TDD和FDD方式；对于TDD方式，基于各模式网络收发同步的假设。

在图18中，基站仍采用多模发射机和多模接收机，即基站发射机N模分时工作，基站接收机N模同时工作，而用户站则采用如图15所示的单模发射机和单模接收机；所述基站可同时同频接收来自不同种模式的所述用户站信号，所述基站可分时同频发送不同种模式信号到不同种模式的所述用户站。

该方式用户站最简单，基站发射天线数量较少，不同模式的所述基站可共址。

以TDD为例，图18为克服图2至图5所示干扰的系统示意图。BS1和BS2按无线网络规划置于不同的蜂窝做频率复用，基站间干扰可忽略不计。由于各模式网络收发同步，基站的不同模式收发器间、用户站间都不会引入图5所示的干扰。

本发明的第四种应用方案如图19所示：

该方案适用于TDD和FDD方式；对于TDD方式，基于各模式网络收发同步的假设。

在图19中，基站采用多模发射机和多模接收机，即基站发射机N模分时工作，基站接收机N模分时工作，用户站则采用如图15所示的单模发射机和单模接收机；所述基站可分时同频接收来自不同种模式的所述用户站信号，所述基站可分时同频发送不同种模式信号到不同种模式的所述用户站。

该方式用户站最简单，基站发射和接收天线数量都较少，不同模式的所述基站可共址。

以TDD为例，图19为克服图2至图5所示干扰的系统示意图。BS1和BS2按无线网络规划置于不同的蜂窝做频率复用，基站间干扰可忽略不计。由于各模式网络收发同步，基站的不同模式收发器间、用户站间都不会引入图5所示的干扰。

本发明的第五种应用方案如图20和图21所示：

该方案适用于TDD和FDD方式；对于TDD方式，基于各模式网络发送同步的假设。

在图20中，基站采用如图15所示的单模发射机，基站接收机采用多模接收机，即基站发射机单模工作，基站接收机N模同时工作，但一次只选择一种模式作为当前的有效工作模式；用户站发射机采用如图15所示的单模发射机，且用户站接收机采用多模接收机，即用户站发射机单模工作，用户站接收机N模同时工作，但一次只选择一种模式作为当前的有效工作模式；N种不同模式的用户站可同时同频以N种模式接入N种不同模式的所述基站，用户站可以软切换的方式在异种网络间移动切换。该方式基站发射机最简单，不同模式的所述基站不能共址，但覆盖范围可部分叠加。

以TDD为例，参见图20和图21所示，图20为克服图6和图7所示干扰的系统示意图，图21为克服图8和图9所示干扰的系统示意图。

本发明的第六种应用方案如图22所示：

该方案基于各模式网络发送同步的假设，适用于TDD方式。

在图22中，基站采用如图15所示的单模发射机，且基站接收机采用多模接收机，即基站发射机单模工作，基站接收机N模同时工作，但一次只选择一种模式作为当前的有效工作模式，且N种不同模式的所述基站分时发送；用户站发射机采用如图15所示的单模发射机，且用户站接收机采用多模接收机，即用户站发射机单模工作，用户站接收机N模同时工作，但一次只选择一种模式作为当前的有效工作模式；N种不同模式的所述基站可同时同频接收来自N种不同种模式的所述用户站信号，N种不同模式的所述基站可分时同频发送N种不同模式的信号到N种模式的所述用户站。该方式基站发射机最简单，基站发射天线数量较少，不同模式的所述基站不能共址，但覆盖范围可部分叠加。

参见图22和图23所示，图22为克服图6和图7所示干扰的系统示意图，图23为克服图8和图9所示干扰的系统示意图。

本发明的第七种应用方案如图24所示：

该方案适用于TDD和FDD方式；对于TDD方式，基于各模式网络收发同步的假设。

在图24中，基站采用如图15所示的单模发射机，且基站接收机采用多模接收机，即基站发射机单模工作，基站接收机N模同时工作，但一次只选择一种模式作为当前的有效工作模式，且N种不同模式的所述基站分时发送；用户站采用如图15所示的单模发射机和单模接收机；N种不同模式的所述基站可同时同频接收来自N种不同种模式的所述用户站信号，N种不同模式的所述基站可分时同频发送N种不同模式的信号到N种模式的所述用户站。

该方式基站发射机和用户站都最简单，且基站发射天线数量较少，不同模式的所述基站不能共址，但覆盖范围可部分叠加。

以TDD为例，图24为克服图6和图7所示干扰的系统示意图。由于各模式网络收发同步，不会引入图8和图9所示干扰。

本发明的第八种应用方案如图25所示：

该方案适用于TDD和FDD方式；对于TDD方式，基于各模式网络收发同步的假设。

在图25中，基站和用户站皆采用如图15所示的单模发射机和单模接收机，且N种不同模式的所述基站分时发送并分时接收，则N种不同模式的所述基站可分时同频接收来自N种不同种模式的所述用户站信号，N种不同模式的所述基站可分时同频发送N种不同模式的信号到N种模式的所述用户站。该方式基站和用户站都最简单，不同模式的所述基站不能共址，但覆盖范围可部分叠加。

以TDD为例，图25为克服图6和图7所示干扰的系统示意图。由于各模式网络收发同步，不会引入图8和图9所示的干扰。

下面再以两个具体的实施例对本发明作进一步说明。

第一个实施例如图26和图27所示，具体为：

基于垂直分层空间复用技术的16d OFDM和16e OFDMA双模共存系统，如图26所示，16d信源和16e信源通过16d信道编码/符号映射/16d OFDM调制和16e信道编码/符号映射/16e OFDMA调制。之后，两路信号作符号级垂直分层空间复用编码。最后由置换矩阵为每个支路信号选择一个发射天线。

接收机则正好相反，由空间波束成形或选择单元为每个支路选择一个接收天线。然后，经符号级垂直分层空间复用解码。输出的两路信号再分别经16d OFDM解调/符号解映射/16d信道解码或16e OFDMA解调/符号解映射/16e信道解码。最后输出16d信号和16e信号。

其中，垂直分层空间复用编码过程，如图27所示：垂直分层空间复用编码器接收从并行信道编码器的输出，按垂直方向进行空间编码，16d OFDM调制器输出的开始n个(此处n＝1)码元排在第1列，16e OFDMA调制器输出的开始n个码元排在第2列，然后又是16d OFDM调制器输出的开始n个码元排在第3列，16e OFDMA调制器输出的开始n个码元排在第4列。编码后的空时码元矩阵的每一列，经2个发射天线同时发射。

第二个实施例如图28和图29所示，具体为：

基于对角分层空间复用技术的16d OFDM和16e OFDMA双模系统，如图28所示，16d信源和16e信源通过串并变换/16d信道编码/符号映射/16dOFDM调制和串并变换/16e信道编码/符号映射/16e OFDMA调制。之后，四路信号作符号级对角分层空间复用编码。最后由置换矩阵为每个支路信号选择一个发射天线。

接收机则正好相反，由空间波束成形或选择单元为每个支路选择一个接收天线。然后，经符号级对角分层空间复用解码。输出的四路信号再分别经16d OFDM解调/符号解映射/16d信道解码/串并变换或16e OFDMA解调/符号解映射/16e信道解码/串并变换。最后输出16d信号和16e信号。

其中，对角分层空间复用编码过程，如图29示：对角分层空间复用编码器接收从并行信道编码器的输出，按对角方向进行空间编码，16d OFDM调制器1输出的开始n个(此处n＝3)码元排在第1列第1行、第2列第2行、第3列第3行和第4列第4行，16e OFDMA调制器1输出的开始n个码元排在第2列第1行、第3列第2行、第4列第3行和第5列第4行，16d OFDM调制器2输出的开始n个码元排在第3列第1行、第4列第2行、第5列第3行和第6列第4行，16e OFDMA调制器2输出的开始n个码元排在第4列第1行、第5列第2行、第6列第3行和第7列第4行。编码后的空时码元矩阵的每一列，经4个发射天线同时发射。

综上所述，本发明所述基站可同时同频或分时同频以多模式接入所述用户站，用户站亦可同时同频或分时同频以多模式接入所述基站，异种网络可以共存，用户站可以软切换的方式在异种网络间移动切换。多模或异模基站可以共址，避免不同模式或异种网络的每种基站都要租用土地、建设机房。本发明还可以在不增加带宽和天线发送功率的情况下，成倍地提高频谱利用率，进而成倍地提高无线信道容量、系统容量和数据通信速率。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (13)

1、一种多模发射机，其特征在于，包括：

分层空间复用编码单元：用于对各个网络模式的发送信号统一进行分层空间复用编码处理；

一组发射天线：将各种网络模式下的信号根据分层空间复用编码处理结果通过相应的发射天线进行发送处理。

2、根据权利要求1所述的多模发射机，其特征在于，还包括：

一组信号发送处理单元：每种网络模式对应相应的信号发送处理单元，分别用于依次对发送的信号进行信道编码、符号映射及调制处理，且所述的信道编码、符号映射或调制处理后的信号经分层空间复用编码单元输出。

3、根据权利要求1或2所述的多模发射机，其特征在于，还包括：

加权置换矩阵单元：与所述的一组发射天线连接，用于对分层空间复用编码处理后的发送信号进行同时或分时发送处理，并根据处理结果将发送信号发送给各个发射天线。

4、一种多模接收机，其特征在于，包括：

一组接收天线：接收各个网络模式下的信号；

分层空间复用解码单元：用于对接收的各个网络模式下的信号进行分层空间复用解码处理。

5、根据权利要求4所述的多模接收机，其特征在于，还包括：

一组信号接收处理单元：每种网络模式对应相应的信号接收处理单元，分别用于依次对接收的信号进行信道解码、符号解映射及解调处理，且在处理过程中由分层空间复用解码单元进行解码处理，获得接收信号。

6、根据权利要求4或5所述的多模接收机，其特征在于，还包括：

空间波束成形或选择单元：与所述的一组接收天线连接，用于对接收信号进行同时或分时接收处理。

7、一种多模无线通信网络系统，其特征在于，包括：

多模发射机：将各个网络模式中的经过信道编码、符号映射及调制处理，以及通过分层空间复用编码单元进行处理，并通过一组发射天线同时或分时发送；

多模接收机：接收多模发射机发送来的信号，并将其通过分层空间复用解码单元进行处理，以及进行解调、符号解映射和信道解码处理，获得各网络模式下的接收信号。

8、根据权利要求7所述的多模无线通信网络系统，其特征在于：

当所述的多模发射机中的分层空间复用编码单元为对角分层空间复用编码单元时，则所述多模接收机中的分层空间复用解码单元为对角分层空间复用解码单元；

当所述的多模发射机中的分层空间复用编码单元为垂直分层空间复用编码单元时，则所述多模接收机中的分层空间复用解码单元为垂直分层空间复用解码单元。

9、根据权利要求7或8所述的多模无线通信网络系统，其特征在于，该系统中还包括：

单模发射机：将某一网络模式下的信号进行信道编码、符号映射、调制及分层空间复用编码处理，并通过发射天线发送；

单模接收机：接收发射机发送来的信号，进行解调、符号解映射、信道解码及分层空间复用解码处理获得一种网络模式下的接收信号。

10、根据权利要求9所述的多模无线通信网络系统，其特征在于，在系统中需要共址设置的各个模式的基站采用多模发射机和多模接收机实现。

11、根据权利要求9所述的多模无线通信网络系统，其特征在于，在系统中需要同时同频接入同一用户站或基站时，则所述同时同频接入的同一用户站或基站中需要采用多模接收机实现。

12、根据权利要求9所述的多模无线通信网络系统，其特征在于，包括基站和用户站，并且，

所述的基站和用户站采用多模发射机和多模接收机；

或者，

所述基站采用多模发射机和多模接收机，所述用户站采用多模接收机和单模发射机；

或者，

所述基站采用多模发射机和多模接收机，所述用户站采用单模接收机和单模发射机；

或者，

所述基站采用单模发射机和多模接收机，所述用户站采用多模接收机和单模发射机；

或者，

所述基站采用单模发射机和多模接收机，所述用户站采用单模接收机和单模发射机；

或者，

所述基站和用户站均采用单模发射机和单模接收机。

13、根据权利要求7或8所述的多模无线通信网络系统，其特征在于，所述的多模接收机的接收天线的数目需大于或等于多模发射机的发射天线的数目，且在多模接收机侧，可从接收到的各种不同模式的信号中选择出一种或多种模式的信号作为有用的接收信号。

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