CN1973474B - 由多个用户在频率选择性信道上传送数据的方法和系统 - Google Patents

由多个用户在频率选择性信道上传送数据的方法和系统 Download PDF

Info

Publication number
CN1973474B
CN1973474B CN200580020550.9A CN200580020550A CN1973474B CN 1973474 B CN1973474 B CN 1973474B CN 200580020550 A CN200580020550 A CN 200580020550A CN 1973474 B CN1973474 B CN 1973474B
Authority
CN
China
Prior art keywords
data
inner linear
frequency
code
transmitting antenna
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN200580020550.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1973474A (zh
Inventor
R·维索兹
A·贝尔泰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Orange SA
Original Assignee
France Telecom SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by France Telecom SA filed Critical France Telecom SA
Publication of CN1973474A publication Critical patent/CN1973474A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1973474B publication Critical patent/CN1973474B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B7/00Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/06Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L1/02Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by diversity reception
    • H04L1/06Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by diversity reception using space diversity
    • H04L1/0618Space-time coding
    • H04L1/0625Transmitter arrangements
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B7/00Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/0413MIMO systems
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B7/00Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/06Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station
    • H04B7/0613Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission
    • H04B7/0667Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission of delayed versions of same signal
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04JMULTIPLEX COMMUNICATION
    • H04J13/00Code division multiplex systems
    • H04J13/16Code allocation
    • H04J13/18Allocation of orthogonal codes
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L1/02Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by diversity reception
    • H04L1/06Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by diversity reception using space diversity
    • H04L1/0618Space-time coding
    • H04L1/0637Properties of the code
    • H04L1/0668Orthogonal systems, e.g. using Alamouti codes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Radio Transmission System (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)
  • Radio Relay Systems (AREA)

Abstract

本发明涉及一种用于需要在具有多个发送天线和多个接收天线的频率选择性信道上传送数字数据的多个用户的发送方法,其特征在于,该方法对被编码和交织的数据(d[n])应用:到K个信道中的解复用(105),其中,K严格大于发送天线的数量T,并且对被解复用的数据进行调制(107);通过N×K生成矩阵(W,Wn)所定义的内部线性编码(108),其中,N严格大于T,该内部编码被应用于被调制数据的K维向量。本发明还涉及一种用于实现所述方法的发送系统。

Description

由多个用户在频率选择性信道上传送数据的方法和系统
技术领域
本发明涉及数字通信的领域。其涉及由多个用户在频率选择性MIMO信道上传送数字数据。
背景技术
发送
随着天线技术的出现,基于各种多重接入技术(TDMA(时分多址)、CDMA(码分多址)以及OFDMA(正交频分多址))的通信模型被系统地检查并且扩展为包括MIMO信道。为提高频谱效率,必须另外在过载条件下研究系统,即,在保持当检测时分离他们的可能性的同时,使所选的用户数量大于可用资源(就分离的时隙或频隙和/或正交扩展码而言)(例如参见参考文献[1])。
[1]H.Sari,F.Vanhaverbeke,M.Moeneclaey,“Channel Overloadingin Multiuser and Single User Communications”,ref.
最近的理论工作已探索出用于发送(T个天线)和接收(R个天线)的多天线的潜力,并且突出了容量上的潜在可观增长。在适于MIMO传输的空间-时间编码方案中,仅BLAST方法[2](见下文)能够支持非常高的比特率,其中对于该BLAST方法容量以线性方式随min(T,R)(遍历情况)而增长。
[2]G.J.Foschini,“Layered Space-Time Architecture for WirelessCommunication in a Fading Environment When Using MultipleAntennas”,Bell Labs Tech.J.,vol.2,no.2,pp.41-59,1996.
参考图1,相当于对不同发送层(V-BLAST)上的数据的简单空间解复用的、关于发送100的BLAST概念,允许任意类型的调制方案(单载波、多载波、具有或不具有频率扩展),并且可以与后随有比特交织的对外部信道300的编码相结合(STBICM交织编码调制)。
因此,利用每个层上的指定扰码的STBICM型发送模型在例如文献[3](见下文)中被公开。当扩展在频域中被实现时,形式类推可以利用MC-CDMA来完成。
接收在图1中标记为200。
[3]D.L.Shilling,“Efficient Shadow Reduction Antenna System forSpread Spectrum”,US 6 128 330,Oct.2000.
发明内容
本发明的第一方面提出了一种用于由多个用户在具有多个发送天线和多个接收天线的频率选择性信道上传送数字数据的方法。所述方法对于被编码和交织的数据应用:解复用到K个信道,其中,K严格大于发送天线的数目T,以及对所述解复用的数据的调制;通过N×K生成矩阵所定义的内部线性编码,其中N严格大于T,这个内部编码应用于已调数据的K维向量。
本发明的第二方面提出了一种用于由多个用户在具有多个发送天线和多个接收天线的频率选择性信道上传送数字数据的系统。所述系统包括:解复用器,其针对K个信道上的被编码和交织的数据,其中K严格大于发送天线的数量T;调制器,其针对所述解复用器的输出数据;内部线性编码器,其适于借助于N×K生成矩阵进行编码,其中,N严格大于T,该内部编码被应用于所述调制器的输出处的数据的K维向量;T个发送天线。
本发明的目的是提出一种空间-时间编码方案,其基于简单机制和技术的组合,从而在不存在CSI(即关于信道状态的信息)发送的一般假设的情况下,提高频谱效率并且克服具有T个发送天线和R个接收天线的频率选择性MIMO传输信道的有害效应。
本发明的其他主要目的是:
-包括信道校正器编码和外部交织方法的发送空间-时间编码方案;
-基于解复用编码数据以产生符号编码交织数据的K>T个分离流的发送空间-时间编码方案;
-基于借助于限于长度为N或N/T的正交码的资源的空间-时间或空间-频率内部线性编码(或扩展)的发送空间-时间编码方案,其中,所述代码被重用,以便为提高频谱效率而设想过饱和的系统操作。
-对所述T个分离的发送天线上的被编码、调制且在空间和时间上被扩展的数据的多路复用;
-其频谱效率可以被调整为非常接近传播条件的发送空间-时间编码方案。
特别地,本发明提出了一种发送系统,该发送系统包括:
-装置,用于在假设不存在MAI+ISI的情况下,保证当在接收时重组具有K个用户的多重接入模型时影响码片的噪声采样的时间去相关性,其中,所述装置在于在通过MIMO信道进行传输之前、后随有码片交织或内部线性非周期性编码的内部线性周期性编码。应当指出,尽管码片交织对于内部线性非周期性编码不是必要的,但其仍然是一个选项。
附图说明
参考附图,根据下面说明性且非限制性的描述,本发明的其他特征和优点将变得显而易见,其中:
-图1示出了应用于频率选择性MIMO信道的VBLAST技术的概念;
-图2示出了数字信息的外部信道编码、交织和解复用为K个流的一般方法;
-图3示出了后随有多路复用到T个发送天线的空间-时间(或空间-频率)内部线性编码(或扩展)的过程;
-图4示出了后随有单一信道上的多路复用、码片级交织以及然后到T个发送天线上的解复用的空间-时间(或空间-频率)内部线性编码(或扩展)方法;
-图5示出了数字信息的外部信道编码、交织、第一解复用为T个流(空间解复用)以及然后第二解复用为U个流(代码解复用)的一般方法;
-图6示出了时间(或频率)内部线性编码(或扩展)和每个天线处的单独多路复用的方法,这与UMTS HSDPA模式相容;
-图7示出了时间(或频率)内部线性编码(或扩展)和每个天线处的单独多路复用的方法,随后是多路复用为单个流、码片级交织以及然后解复用到T个发送天线上,这与UMTS HSDPA模式相容;
-图8示出了逐块衰减或遍历平面等效的信道,其是通过对频率选择性MIMO信道进行傅立叶分解而获得的,并且通常用作多载波调制的模型。
具体实施方式
1.发送器的一般结构
本发明描述了一种依赖于对扩频调制的使用以及对多发送和接收天线的使用、具有高频谱效率和高适配能力的调制/编码方案。在假设不具有对发送信道的知识(无CSI)并且具有对接收信道的完善知识(CSI)的情况下,所提出的解决方案是可行的。
1.1数据的外部编码
有用的数字数据被收集并被编组成构成发送数字数据源101的Ko比特的消息m。在每个消息m中,具有No×Ko生成矩阵Go并且在F2上被构造的线性外部代码Co在102指定了由下面的矩阵等式定义的长度为No比特的码字v:
v=Gom
外部编码的效率是:
ρ = K o N o
所述码字的长度No通过下面的等式而关联于系统的各种参数:
No=K×L×q
其中,K表示用户的总数,L表示分组的长度(以符号时刻计),并且q表示每调制符号的比特数。代码可以是任意类型的,例如卷积码、turbo码、LDPC码等。在多接入型配置中,消息m包括来自不同源的多个多路复用消息。编码关于每个分量消息而被独立地实现。码字v由所产生的不同码字的级联来产生。
1.2比特数字复用
多路复用103之后,码字v被发送到(以比特级操作且在适用的情况下具有特定结构的)交织器104。在多接入型配置中,交织逐段作用于相继放置的各个码字。该交织器的输出被分成KL组q个比特,称为整数。
1.3解复用和调制
整数流被解复用105到K个分离的信道上,其中,K可以被随意选择为严格大于发送天线的数量T。来自该操作的输出是K×L的整数矩阵D。该矩阵D的L列d[n]n=0,...,L-1具有下面的结构:
d [ n ] = d 1 [ n ] T d 2 [ n ] T . . . d K [ n ] T T ∈ F 2 qK
其中,分量整数dk[n]k=1,...,K自身被如下构造:
d k [ n ] = d k , 1 [ n ] d k , 2 [ n ] . . . d k , q [ n ] T ∈ F 2 q
参考图3,矩阵D的整数dk[n]然后通过调制表
Figure GSB00000701684600053
而被单独调制107以产生调制数据,或者更确切地说是具有Q=2q个元素的星座图的复数符号sk[n]。这将整数矩阵D转换成K×L的复数矩阵S,其中,其L列s[n]n=0,...,L-1被如下构造:
Figure GSB00000701684600055
指定下面的逆关系是有益的:
μ - 1 ( s [ n ] ) = Δ d [ n ] μ - 1 ( s k [ n ] ) = Δ d k [ n ] μ j - 1 ( s k [ n ] ) = Δ d k , j [ n ]
1.4内部线性编码(或扩展)策略
关于可能影响发送器的结构和接收时的线性前端特性的、在复数主体上的内部线性编码(或扩展)的生成矩阵W的定义,存在几种选项:
-其中W被重复用在每个符号时刻中的周期性扩展(或内部线性编码)。为保证当多接入系统在均衡之后被重组时影响码片的噪声采样的时间去相关性,在通过MIMO信道进行传输之前必须应用码片交织;或
-其中Wn明确取决于符号时刻的非周期性扩展(或内部线性编码)。非周期性扩展保证了当多接入系统在均衡后被重组时影响码片的噪声采样的时间去相关性。码片交织不再必要,但仍然是一个选项。
此外,所述扩展当其在一个块内对于所有天线被执行时可以是空间-时间扩展(或空间-频率扩展),或者如果其单独针对每个天线被执行则仅是时间(或频率)扩展。
因此,下面将描述四种主要类型的内部线性编码:
-非周期性空间-时间(或空间-频率)内部线性编码(或扩展);
-非周期性时间(或频率)内部线性编码(或扩展);
-周期性空间-时间(或空间-频率)内部线性编码(或扩展);
-周期性时间(或频率)内部线性编码(或扩展)。
1.5无码片交织的非周期性空间-时间(或空间-频率)扩展(或内部线 性编码)
参考图3,这里假设实现了非周期性空间-时间(或空间-频率)扩展。空间-时间(或空间-频率)扩展借助于N×K内部编码矩阵Wn、针对每个矩阵S而被实现,其中:
N=T×SF
Figure GSB00000701684600061
系统的内部编码效率(或负载)是如下的比率:
α = K N
用内部编码矩阵W乘以符号向量s[n]产生如下的向量:
Figure GSB00000701684600063
所述关系可以以矩阵级别被写出:
码片向量z[n]n=0,...,L-1被多路复用为T个分离的码片流(每个针对一个发送天线)。这个操作的效果是将N×L码片矩阵z:
Figure GSB00000701684600065
转变成T×LSF码片矩阵x:
Figure GSB00000701684600066
其列x[l]l=0,...,LSF-1构成MIMO信道的输入:
Figure GSB00000701684600071
N个长度为N的正交码可用于构造内部编码矩阵Wn。所述系统在下面的条件下是过载的:
K>N。
考虑用N除K的多项式的结果:
K=AN+B
K个用户因而分为A个饱和的N个用户的组和一个未饱和的B个用户的组。设定:
Figure GSB00000701684600072
为代表由N个正交码构成的扩展码的单位组的N×N矩阵(例如Hadamard矩阵),其通过构造满足下面的等式:
Figure GSB00000701684600073
并且:
Figure GSB00000701684600074
为删简的版本,其由ΩN,N中随机抽出的B列构成。
同样:
Figure GSB00000701684600075
对角N×N矩阵称为用于饱和的用户i=1,...,A组的加扰矩阵,其对角元素是伪随机抽取的标准化QPSK码片,该矩阵写为:
Figure GSB00000701684600081
类似地,用于非饱和的B个用户组的N×N加扰矩阵写为:
Figure GSB00000701684600082
这个加扰矩阵因而使得有可能在其应用于扩展矩阵以构成如下的内部编码矩阵Wn时保证不同天线上所发送的码片流的去相关性(借助于扰码):
Figure GSB00000701684600083
其可以总是以下面的形式写出:
Figure GSB00000701684600084
1.6对于每个发送天线的无码片交织的单独非周期性时间(或频率)扩展
在参考图6所描述的、与UMTS标准的HSDPA模式相容的本发明的该另一变型中,存在SF个长度为SF的正交码。参数N总是T的倍数:
N=T×SF
Figure GSB00000701684600085
SF个可用码针对每个发送天线而被重用(这是码重用原理)。对于每个天线被单独实现的扩展是时间扩展或频率扩展。这强制K也是T的倍数:
K=T×U
Figure GSB00000701684600091
根据本发明的该非限制性条件因而导致内部编码效率(负载)的新的表达式:
α = U S F
内部编码矩阵Wn具有块对角结构:
其中,内部编码矩阵的块关联于天线t,其维数是SF×U。
参考图6,在时刻n所发送的整数向量d[n](在102被编码并在104被交织之后,在105被解复用)具有下面的特定结构:
d [ n ] = d ( 1 ) [ n ] T d ( 2 ) [ n ] T . . . d ( T ) [ n ] T T ∈ F 2 qK
其中,符号向量d(t)[n] t=1,...,T本身被如下定义:
d ( t ) [ n ] = d 1 ( t ) [ n ] T d 2 ( t ) [ n ] T . . . d U ( t ) [ n ] T T ∈ F 2 qU
参考图6,对这个被复用数据d[n]的调制107产生了在时刻n被发送的、具有如下特定结构的符号向量:
Figure GSB00000701684600097
其中,符号向量s(t)[n]t=1,...,T本身被如下定义:
Figure GSB00000701684600098
用内部编码矩阵Wn乘以108符号向量s[n]产生了下面的向量:
z [ n ] = Δ W n s [ n ]
其也具有如下特定结构:
Figure GSB000007016846000910
其中,码片向量z(t)[n]t=1,...,T本身被如下定义:
Figure GSB000007016846000911
对于每个天线t,码片向量z(t)[n]然后在109-t被多路复用到与它关联的发送天线t上。
应当指出,在这个发送变型中,空间分集的恢复是通过外部码G(在102)和外部比特交织(在104)来实现的。已知随扩展码的长度而增加的过载容量是比较低的。
过载条件和矩阵Wn的明确构造可以如下阐明。系统一旦满足下面的条件就是过载的:
T×U>SF
这并不一定是暗示U>SF(即,不一定在每个天线都存在过载)。
当U>SF时,不同的天线是单独地过载的。条件T×U>SF因而不足以用于检验,并且具有多个天线的系统被证明是完全过载的。
考虑用SF除U的多项式的结果:
U=ASF+B
关联于每个发送天线的U个用户因而被分为A个饱和的SF个用户的组和一个未饱和的B个用户的组。
设定:
Figure GSB00000701684600101
是代表由构成SF个正交码构成的扩展码的单位组的SF×SF矩阵(例如Hadamard矩阵),其通过构造而满足下面的等式:
Figure GSB00000701684600102
以及设定:
Figure GSB00000701684600103
为删简的版本,其专用于天线t,由从
Figure GSB00000701684600104
中随机抽取的B列构成。
同样:
Ω S F , B ( t ) + Ω S F , B ( t ) = I
SF×SF对角矩阵称为用于饱和的用户i=1,...,A组的加扰矩阵,其对角元素是随即抽取的标准化QPSK码片,该矩阵写为:
Figure GSB00000701684600112
类似地,SF×SF矩阵:
Figure GSB00000701684600113
称为用于关联于天线t的非饱和组的加扰矩阵。
关联于块的这个加扰矩阵因而使得有可能在其应用于扩展矩阵以构成如下的内部编码矩阵Wn的块时,保证天线t上所发送的码片流的去相关性(借助于扰码):
Figure GSB00000701684600116
它可以总是以下面的形式写出:
Figure GSB00000701684600117
注意:为了简化,这个小节覆盖了这样的情形:其中内部编码矩阵Wn由具有彼此完全一样的维数(SF×U)的块
Figure GSB00000701684600118
(t∈[1;T])所构成。
这个情形可以被扩展为更一般的情形,其中内部编码矩阵Wn由具有彼此不同维数的块所构成,以及特别地,扩展为其中块
Figure GSB00000701684600121
具有维数SF×Ut的最一般的情形,Ut是天线t的潜在信道的数量,其因而不必对于每个天线都相同。
矩阵Wn因而维数是N×K,其中,
Figure GSB00000701684600122
所述发送方法因而可以适配于这个变型。
1.7周期性扩展
除了在这里生成矩阵在时间上被周期性地应用,所述处理等同于小节1.5或1.6的处理,并且如下表述:
Figure GSB00000701684600123
Wn=W。
1.8码片交织
参考图4和7,这里假设对应于在小节1.5至1.7中描述的策略之一的任何类型的线性内部编码(或扩展),并且其耦合到交织108。
码片扩展108之后,码片向量z[n]n=0,...,L-1被在109被多路复用成单个码片流。所述码片流然后驱动码片交织器110,其输出在111被解复用为T个分离的码片流(每个针对一个发送天线)。这个操作的效果是将N×L码片矩阵z:
Figure GSB00000701684600124
转换成T×LSF码片矩阵x:
Figure GSB00000701684600125
其列x[l]l=0,...,LSF-1构成MIMO信道的输入:
1.9频谱效率
这个发送方法当然适合于一般类型的空间-时间码。假设有限带宽理想Nyquist滤波器,系统的频谱效率(以每信道使用的比特计)等于:
η=T×ρO×q×α
实际上,发送整型滤波器具有非零溢出因子(滚降(roll-off))ε。在接收器,匹配于这个发送滤波器的滤波器可以被用于所有接收天线。假设信道估计和定时和载波同步功能被实现,以便信道脉冲响应系数按照与码片时刻相等的量(在离散基带中信道等效于离散时间)而被规则地间隔开。这个假设是合理的,因为香农采样定理强制以速率(1+ε)/Tc采样,其可以在ε较小时用1/Tc来接近。
直接一般化对于下面针对等于1/Tc的倍数的采样率而给出的表达式是可能的。
2.信道模型
传输在具有多输入和多输出(MIMO)的频率选择性B-block信道上被实现:
H = Δ { H ( 1 ) , H ( 2 ) , . . . , H ( B ) }
信道H(b)被假设为对于LX个码片是不变的,其具有以下约定:
L×SF=B×LX
Figure GSB00000701684600132
码片矩阵x可以被分成B个分离的T×LX码片矩阵X(1),...,X(B)(如果必要,用物理零或保护时间在右边和左边进行填充),其中每个矩阵X(b)负责信道H(b)
B-block模型的极端情况如下:
B=1和
Figure GSB00000701684600133
准静态模型
B=LSF
Figure GSB00000701684600134
遍历(码片)模型
在每个块内对码片的重新编号。
对于任意块标记b,离散时间基带等效信道模型(码片定时)被用于在码片时刻1以下列形式写出接收向量
Figure GSB00000701684600135
y ( b ) [ l ] = Σ p = 0 P - 1 H p ( b ) x ( b ) [ l - p ] + v ( b ) [ l ]
其中,P是信道的约束长度(以码片计),是在码片时刻1所发送的T个码片的复向量,其中,
Figure GSB00000701684600138
是标记为b的块MIMO信道脉冲响应的标记为p的矩阵系数,以及,
Figure GSB00000701684600139
是复数附加噪声向量。复数附加噪声向量v(b)[l]被假设为是独立的,并且按照具有零均值和协方差矩阵σ2I的循环对称的R维高斯法则而等同地分布。脉冲响应的P系数是R×T的复矩阵,其中,在具有发送天线之间等同分布的功率的系统的情况下,其输入是具有满足下列全局功率标准化约束的协方差矩阵和零均值的等同分布的独立高斯输入:
E [ diag { Σ p = 0 P - 1 H p ( b ) H p ( b ) + } ] = TI
给定这些假设,MIMO信道的不同系数的相关矩阵的适当的值符合Wishart分布。应当强调,在不具有发送信道的知识的情况下(无CSI),对发送天线的功率的等同分布是合理的功率分配策略。
3.多径MIMO信道单载波传输(HSDPA)
这里假设比特率很高,并且信道的多普勒(Doppler)频率较低,以致LX>>SF。对于UMTS标准的HSDPA模式,信道是准静态的,即B=1。
4.多径MIMO信道多载波传输(MC-CDMA)
这里,内部线性编码108是空间-频率扩展或频率扩展。参考图8,本领域的技术人员知道,发送IFFT 120和接收FFT 220的引入产生了(忽略交织)不是频率选择性的等效信道(通过利用循环前缀的循环矩阵而被建模、然后被施加以傅立叶对角的信道)。因此,每个载波负责平坦MIMO信道。利用前述的形式,FFT之后的信道可以被看作是非选择性的B-block信道(P=1,M=0)。
根据本发明的接收不涉及仅用于实现它的方法,还涉及用于执行它的系统。

Claims (21)

1.一种用于由多个用户在具有多个发送天线和多个接收天线的频率选择性信道上传送数字数据的方法,其特征在于,该方法对于被编码和交织的数据(d[n])应用:
-解复用到K个信道,其中,K严格大于发送天线的数目T,以及对所述解复用的数据的调制(107);
-通过N×K生成矩阵所定义的内部线性编码,其中N严格大于T并且所述内部线性编码的效率K/N严格大于1,这个内部线性编码应用于已调数据的K维向量并且执行下列两个操作之一:
空间-时间或空间-频率的扩展,所述N×K生成矩阵是从N个长度为N的正交扩展码中被构造,这产生了等于N的扩展因子;或
在T个发送天线的每一个处单独执行的时间或频率的扩展,所述N×K生成矩阵是具有T个块的对角块矩阵,每个块都是从N/T个长度为N/T的正交扩展码中被构造的,这产生了等于N/T的扩展因子。
2.根据权利要求1的方法,其特征在于,所述内部线性编码执行调制数据向量的空间-时间或空间-频率扩展,并且所述扩展码在所述N×K生成矩阵中被重用若干次,以在其中构成多个扩展码组,以便每个扩展码组的扩展码是相互正交的。
3.根据权利要求2的方法,其特征在于,所述N×K生成矩阵还从叠加在所述扩展码上的多个扰码(∑)中被构造,以便为每组扩展码分配其自己的扰码。
4.根据权利要求1的方法,其特征在于,所述内部线性编码执行调制数据向量的时间或频率扩展,并且所述内部线性编码针对天线t而被应用于维数Ut严格大于1的调制数据向量,其中并且关联于所述天线t的所述生成矩阵的块的维数是(N/T)×Ut
5.根据权利要求1的方法,其特征在于,关联于所述天线t的块的维数Ut与所述N×K生成矩阵的其它块中每一个的维数相同,其中,Ut表示为U,并且每个块的维数是(N/T)×Ut
6.根据权利要求4的方法,其特征在于,所述块是从相同的正交扩展码中被构造的。
7.根据权利要求4的方法,其特征在于,所述N×K生成矩阵还从叠加在所述扩展码上的多个扰码(∑)中被构造,以便为每组扩展码分配其自己的扰码。
8.根据权利要求4的方法,其特征在于,K严格大于N/T。
9.根据权利要求7的方法,其特征在于,每个所述块是从多组扩展码中被构造的,每组都是从N/T个长度为N/T的正交码中被构造的,这产生了扩展因子N/T,所述N/T个扩展码对于每个块被重用若干次,以对于每个块构成多组扩展码,以便每组扩展码中的扩展码是相互正交的。
10.根据权利要求9的方法,其特征在于,所述N×K生成矩阵还从叠加在所述扩展码上的扰码(∑)中被构造,以便为每组扩展码分配其自己的扰码,用于每个组和每个块的所述扰码彼此是不同的。
11.根据权利要求1的方法,其特征在于,该方法在所述内部线性编码之后还包括:
(a)多路复用(109);
(b)对被多路复用的数据的交织(110);
(c)用于在所述T个发送天线上分配所交织的数据的解复用(111)。
12.根据权利要求1的方法,其特征在于,该方法在所述内部线性编码之后还包括:用于在所述T个发送天线上分配数据的多路复用(111)。
13.根据权利要求1的方法,其特征在于,所述内部线性编码在时间上周期性地应用于所调制的数据。
14.根据权利要求1的方法,其特征在于,所述内部线性编码在时间上非周期性地应用于所述调制的数据。
15.根据权利要求1的方法,其特征在于,该方法在所述解复用之前还包括:对于来自一个或多个用户的数字数据的至少一个外部编码(102)和交织(104),以构成被编码和交织的数据(d[n])。
16.根据权利要求1的方法,其特征在于,所述内部线性编码在频域中被实现,并且所述传送是多载波型的。
17.根据权利要求1的方法,其特征在于,所述内部线性编码在时域中被实现,并且所述传送是单载波型的。
18.一种用于由多个用户在具有多个发送天线和多个接收天线的频率选择性信道上传送数字数据的系统,其特征在于,该系统包括:
-解复用器(105),其针对K个信道上的被编码和交织的数据(d[n]),其中K严格大于发送天线的数量T;
-调制器(107),其针对所述解复用器的输出数据;
-内部线性编码器(108),其适于借助于N×K生成矩阵进行编码,其中N严格大于T并且内部线性编码的效率K/N严格大于1,该内部编码被应用于所述调制器的输出处的数据的K维向量并且执行下列两个操作之一:
空间-时间或空间-频率的扩展,所述N×K生成矩阵是从N个长度为N的正交扩展码中被构造,这产生了等于N的扩展因子,或
在T个发送天线的每一个处单独执行的时间或频率的扩展,所述N×K生成矩阵是具有T个块的对角块矩阵,每个块都是从N/T个长度为N/T的正交扩展码中被构造的,这产生了等于N/T的扩展因子;
-T个发送天线。
19.根据权利要求18的系统,其特征在于,该系统还包括:
-多路复用器(109),其针对由所述内部线性编码器(108)所编码的数据;
-交织器(110),其针对被多路复用的数据;
-解复用器(111),其针对在所述T个发送天线上分配所交织的数据。
20.根据权利要求18的系统,其特征在于,该系统还包括多路复用器(111),其针对由所述内部线性编码器(108)所编码的数据,以在所述T个发送天线上分配所交织的数据。
21.根据权利要求18的系统,其特征在于,该系统在所述解复用器(105)上游还包括:
-编码器(102),其针对来自一个或多个用户的数字数据;
-比特级的交织器(104)。
CN200580020550.9A 2004-04-22 2005-04-21 由多个用户在频率选择性信道上传送数据的方法和系统 Active CN1973474B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP04291041A EP1589686B1 (fr) 2004-04-22 2004-04-22 Emission pour systèmes de communications CDMA sur canal mimo
EP04291041.1 2004-04-22
PCT/EP2005/004411 WO2005114888A1 (fr) 2004-04-22 2005-04-21 Emission pour systemes de communications cdma sur canal mimo

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1973474A CN1973474A (zh) 2007-05-30
CN1973474B true CN1973474B (zh) 2015-10-07

Family

ID=34931047

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN200580020550.9A Active CN1973474B (zh) 2004-04-22 2005-04-21 由多个用户在频率选择性信道上传送数据的方法和系统

Country Status (9)

Country Link
US (1) US7885316B2 (zh)
EP (1) EP1589686B1 (zh)
JP (1) JP4809328B2 (zh)
KR (1) KR101107631B1 (zh)
CN (1) CN1973474B (zh)
AT (1) ATE372002T1 (zh)
DE (1) DE602004008579T2 (zh)
ES (1) ES2293180T3 (zh)
WO (1) WO2005114888A1 (zh)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2068480A1 (en) * 2006-09-06 2009-06-10 Sharp Kabushiki Kaisha Transmission/reception device, transmission/reception system, and transmission/reception method
US8831042B2 (en) 2007-03-29 2014-09-09 Lg Electronics Inc. Method of transmitting sounding reference signal in wireless communication system
KR101380558B1 (ko) 2007-06-19 2014-04-02 엘지전자 주식회사 사운딩 기준신호의 전송방법
KR101397039B1 (ko) 2007-08-14 2014-05-20 엘지전자 주식회사 전송 다이버시티를 사용하는 다중안테나 시스템에서 채널예측 오류의 영향을 감소시키기 위한 cdm 방식 신호전송 방법
KR101430267B1 (ko) 2007-08-14 2014-08-18 엘지전자 주식회사 무선통신시스템에서의 데이터 전송방법
EP2180629B1 (en) 2007-08-14 2017-11-29 LG Electronics Inc. Method for acquiring resource region information for PHICH and method of receiving PDCCH
KR101405974B1 (ko) 2007-08-16 2014-06-27 엘지전자 주식회사 다중입력 다중출력 시스템에서 코드워드를 전송하는 방법
KR101507785B1 (ko) 2007-08-16 2015-04-03 엘지전자 주식회사 다중 입출력 시스템에서, 채널품질정보를 송신하는 방법
US8995559B2 (en) 2008-03-28 2015-03-31 Qualcomm Incorporated Signaling message transmission in a wireless communication network
US8811521B2 (en) * 2010-04-07 2014-08-19 Alcatel Lucent Method and apparatus for feeding back and constructing correlation matrix in multi-input multi-output systems
DE102011079972B4 (de) * 2011-07-28 2017-07-06 Siemens Convergence Creators Gmbh Verfahren zum Übertragen von Informationsdaten

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1325198A (zh) * 2000-05-22 2001-12-05 美国电报电话公司 多输入多输出正交频分多路复用系统
CN1496624A (zh) * 2001-02-21 2004-05-12 �ž������� 在多路传输和接收中由时空组合编码的数字数据流的迭代编码/译码的方法和系统
CN1515095A (zh) * 2000-10-27 2004-07-21 北方电讯网络有限公司 时空编码和空间多路复用的合并以及时空编码中正交变换的使用

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU4238697A (en) * 1996-08-29 1998-03-19 Cisco Technology, Inc. Spatio-temporal processing for communication
EP1035677A1 (en) 1999-03-10 2000-09-13 Lucent Technologies Inc. Code branch allocation for CDMA systems
US6351499B1 (en) * 1999-12-15 2002-02-26 Iospan Wireless, Inc. Method and wireless systems using multiple antennas and adaptive control for maximizing a communication parameter
US20020154705A1 (en) * 2000-03-22 2002-10-24 Walton Jay R. High efficiency high performance communications system employing multi-carrier modulation
US6879576B1 (en) * 2000-09-06 2005-04-12 Qualcomm Incorporated Method and apparatus for processing a physical channel with partial transport format information
US7133459B2 (en) * 2001-05-01 2006-11-07 Texas Instruments Incorporated Space-time transmit diversity
US7397826B2 (en) * 2001-06-21 2008-07-08 Koninklijke Philips Electronics N.V. MIMO transmission system in a radio communications network
AU2002360451B2 (en) * 2001-11-29 2006-02-09 Interdigital Technical Corporation Efficient multiple input multiple output system for multi-path fading channels
US7542446B2 (en) * 2002-07-31 2009-06-02 Mitsubishi Electric Research Laboratories, Inc. Space time transmit diversity with subgroup rate control and subgroup antenna selection in multi-input multi-output communications systems
KR100457188B1 (ko) 2002-10-07 2004-11-16 한국전자통신연구원 확산 방식 전환이 가능한 적응형 다중반송파코드분할다중접속 장치 및 그 방법
DE60320250T2 (de) * 2003-08-29 2008-07-10 Mitsubishi Denki K.K. Verfahren zum Übertragen von Daten in einem Telekommunikationssystem
TWI264194B (en) * 2004-02-06 2006-10-11 Univ Nat Chiao Tung Framework and method for multiple-input multiple-output (MIMO) multi-carrier code division multiple access communication system

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1325198A (zh) * 2000-05-22 2001-12-05 美国电报电话公司 多输入多输出正交频分多路复用系统
CN1515095A (zh) * 2000-10-27 2004-07-21 北方电讯网络有限公司 时空编码和空间多路复用的合并以及时空编码中正交变换的使用
CN1496624A (zh) * 2001-02-21 2004-05-12 �ž������� 在多路传输和接收中由时空组合编码的数字数据流的迭代编码/译码的方法和系统

Also Published As

Publication number Publication date
ES2293180T3 (es) 2008-03-16
US20070206662A1 (en) 2007-09-06
CN1973474A (zh) 2007-05-30
JP2007534246A (ja) 2007-11-22
EP1589686B1 (fr) 2007-08-29
DE602004008579D1 (de) 2007-10-11
WO2005114888A1 (fr) 2005-12-01
KR101107631B1 (ko) 2012-01-25
JP4809328B2 (ja) 2011-11-09
ATE372002T1 (de) 2007-09-15
WO2005114888A8 (fr) 2007-06-21
US7885316B2 (en) 2011-02-08
KR20070038958A (ko) 2007-04-11
DE602004008579T2 (de) 2008-05-15
EP1589686A1 (fr) 2005-10-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1973474B (zh) 由多个用户在频率选择性信道上传送数据的方法和系统
CN101019340B (zh) 数字数据流的发送方法、发送器、接收方法及接收器
KR101434704B1 (ko) 무선 데이터 방사 방법, 이를 이용한 방사기 및 송신기
CN103888403B (zh) 一种适合5g网络的高速率小波多载波扩频通信系统及方法
CN108737307B (zh) 一种多址接入的方法、发射机及接收机
CN1720687B (zh) 用于使用正交频分复用调制通信超宽带宽信号的方法和发射机
CN103312405B (zh) 一种时频编码分集mt-cdma系统发射与接收方法
US8422580B2 (en) Method of and apparatus for space-time-frequency coding
CN1913409B (zh) 利用耦合哈达玛码的通信方法和系统
Seo et al. Comparative study of OFDM system with carrier interferometry code and STBC in flat fading channels
CN101378283A (zh) 基于空频编码的mimo-ofdm系统的分集方法
CN1992584B (zh) 个人网络mc-ss系统中的空码块码发射、接收装置及方法
You et al. A simple construction of OFDM-CDMA signals with low peak-to-average power ratio
CN101321040B (zh) 用于多输入多输出正交频分复用系统的发射机和数据发送方法及接收机和数据接收方法
CN101374132B (zh) 多入多出正交频分复用系统开环空间复用发射方法及系统
CN101325419B (zh) 一种空频编码的构造方法与装置
CN101534144B (zh) 一种发射机及其发射方法
Raad et al. A new spreading matrix for block spread OFDM
CN102664659A (zh) 基于码片级空时编码的多载波miso系统
Megahan et al. Performance simulation of spreading OFDM for underwater communication
Ja’afar et al. Application of Filter Bank Multicarrier Offset Quadrature Amplitude Modulation to Large MIMO Systems: A Review
CN101488938A (zh) 基于网格编码调制和多幅接收天线的mc-cdma系统及其收发方法
You et al. Reducing peak-to-average power ratio using simple transformed CDMA/OFDM signals
ANOOZ et al. PAPR reduction in MIMO-OFDM using Hadamard transform for image and video transmission
Sowmy et al. An efficient radon mapped discrete wavelet transform-based algorithm for MC-CDMA system

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant