天线分集方法和装置的制作方法

专利名称：天线分集方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种天线分集方法和装置。
背景技术：
在长期演进(Long-Term Evolution,简称为LTE)系统中，下 4亍定义了发射天线为2天线时的分集方式为空频分iE编石马(Space Frequency Block Codes,简称为SFBC)，编石马矩阵如式1所示
天线l 天线2 一^2
频率l 频率2
下4亍还定义了 4天线时的分集方式为频率切换分集(SFBC 十Frequency Switch Time Division,简称、为SFBC+FSTD ),编石马矩阵 为式2所示
天线l天线2天线3天线4
频率l、0-《0
频率20《0
频率300 --s:
频率40s40《
式2
5在长期演进高级(LTE-Advanced)系统中，为了才是高下行的凄t 据传输速率和频谱利用率，下行最多可使用8根发射天线，但是在 相关技术中，并没有提供8天线下的分集方式。

发明内容
针对相关技术没有提供8天线下的分集方式的问题而提出本发 明，为此，本发明旨在提供一种天线分集方法和装置，以解决上述 问题。
根据本发明的一个方面，提供了一种天线分集方法。
根据本发明的天线分集方法，应用于包括8天线的长期演进高
级系统，上述方法包括i殳置编码矩阵S=
频率/时刻i
频率/时刻2
权值l 权值2 & _《
或
频率/时刻1 频率/时刻2
权值l 权值2
-《
」，其中，S!和S2为编码前的符号，所述编码
矩阵的行表示相邻时刻或相邻频域，列表示权值向量，其中，权值
1和权值2为由基站预先设定或自适应产生的权值；根据所述编码
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矩阵进行编码，获得分集处理后的符号为Y=
，其中，
Y=W*S， W为波束形成^^直矩阵，W=
『,
Wt为第一个波束的^又
值向量，维l欠为1x8, W2为第二个波束的4又值向量，维凄t为8xl根据本发明的另一个方面，提供了一种天线分集装置。
根据本发明的天线分集装置，应用于包括8天线的长期演进高 级系统，装置包括设置模块，用于设置编码矩阵
S=
频率/时刻i
频率/时刻2
权值l 权值2
5*，
权值l 权值2
其中，Sl和S2为
频率/时刻i
」《频率/时刻2
编码前的符号，编码矩阵的行表示相邻时刻或相邻频域，列表示权
值向量，其中，权值1和权值2为由基站预先设定或自适应产生的 权值；编码模块，用于根据设置模块设置的编码矩阵进行编码，获
少n 少12
hl》22
得分集处理后的符号为Y=
少8
,
，其中，Y=W*S, W为波束形
成4又j直矩阵，W=
『, 『，
，Wi为第一个波束的4又值向量，维lt为1x8，
W2为第二个波束的相 f直向量，维lt为8xl
通过本发明，在LTE-Advanced系统中8天线下行分集仍采用 两天线的Alamouti分集编码矩阵，再乘以不同的权值，对应到不同 的波束上发送出去，解决了相关技术没有提供8天线下的分集方式 的问题，在不增加额外的导频开销的同时，能够获得较好的分集增 益。


此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申
请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并 不构成对本发明的不当限定。在附图中
图1是根据本发明实施例的天线分集方法的流程图;图2是根据本发明实施例一的天线分集方法的示意图； 图3是才艮据本发明实施例二的天线分集方法的示意图； 图4是才艮据本发明实施例三的天线分集方法的示意图； 图5是4艮据本发明实施例四的天线分集方法的示意图； 图6是才艮据本发明实施例的天线分集装置的结构框图。
具体实施例方式
功能概述
在相关4支术中，，提出了 Beamforming和Alamouti (人名，阿4立 某才是)结合的多天线处理方法，通过理-论分析和仿真-验证都证明将 分集输出信号分别送入独立的波束形成阵列，与Alamouti分集相比
—& 52一
可以获得6dB的增益，其中，Alamouti分集的编码矩阵为L—《《 Sl和S2为编码前的符号，通过Alamouti编码后，4亍对应相邻时亥 或者相邻频率，列代表不同的发射天线。
本发明将结合波束形成和发射分集，设计8天线下 LTE-Advanced系统的分集方法，即，在LTE-Advanced系统中8天 线仍采用两天线的Alamouti分集编码矩阵，再乘以不同的4又值，对 应到不同的波束上发送出去。这样的分集方法比传统的波束形成有 6dB的增益，比传统的2天线Alamouti编码有9dB的性能增益。下 面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
8方法实施例
根据本发明的实施例，提供了一种天线分集方法，应用于包括 8天线的长期演进高级系统，假设发送的符号为X=[xp;c2，.图1 是根据本发明实施例的天线分集方法的流程图，如图l所示，该方 法包括
步驶《S102 ， i殳置编石马矩阵S:
频率/时刻i
频率/时刻2
权值l 权值2
《_《 s，
或
频率/时刻i
频率/时刻2
权值l 权值2
_《 & 一《
其中，S由X通过Alamouti编码对应生成， S!和S2为编码前的符号，编码矩阵的行表示相邻时刻或相邻频域， 列表示权值向量，权值1和权值2为由基站预先设定或自适应产生 的权值；
步骤S104,根据编码矩阵进行编码，获得分集处理后的符号为
Y=

力2 少22
少81 A
『，
其中，Y=W*S， W为波束形成相J直矩阵，W=P 4又值W为基站预先i殳定的固定值或通过信道信息自适应生成，W, 为第一个波束的权值向量，维数为1x8， W2为第二个波束的权值向 量，维数为8xl;可以根据编码矩阵进行空频分组编码(SFBC), 也可以才艮据编码矩阵进4亍空时分组编码(Space Time Block Codes, 简称为STBC);具体地，如果编码为空频分组编码，则在子载波l 上发送S!和-S2*;在子载波2上发送S2和S,;如果编码为空时 分组编码，则在时刻1发送Si和S2;在时刻2发送-S^和S,。
9通过该实施例，提供了 8天线的分集方法，在LTE-Advanced 系统中8天线下行分集结合波束形成，将不同的符号对应不同的波 束，解决了相关技术没有提供8天线下的分集方式的问题，在不增 加额外的导频开销的同时，能够获得较好的分集增益。
实施例一
该实施例提供了在权值W为基站预先设定的固定值、编码为空 频分组编码的情况下的天线分集方法，包4舌如下步骤
频率i
频率2
权值l 权值2
如步骤S102所述，设置Alamouti编码矩阵 其中，Si和S2为编码前的符号，编码矩阵的行表示相邻时刻或相邻 频域，列表示权值向量，权值1和权值2为由基站预先设定的天线 的片又值；图2是^4居本发明实施例一的天线分集方法的示意图，由 该权值生成波束的形状和所发送的符号(即，上述编码前的符号) 如图2所示，每个小区按照其覆盖范围的角度依次分成波束1、波 束2、波束3、波束4四个波束，每两个波束一组，波束1和波束3 组成第一组纟又值，波束2和波束4组成第二组纟又值；作ii殳基站的覆 盖区域为0 ° ~120°,则波束1对准15 °,波束2对准45。，波束3对 准75。，波束4只于准105 。；
如步骤S104所述，才艮据编码矩阵进4亍编码，获得分集处理后
的符号为Y=L
& 少12 少21少22
hi A
，其中，Y=W*S, W为波束形成权值矩阵，『，
Wi为第一个波束的权值向量，维数为1x8， W2为第二个 波束的权值向量，维数为8x1,该编码为空频分组编码，具体地， 在子载波1上发送Si和-S2*，在子载波2上发送S2和S,*，其中， 采用权值1发送S!和S2,采用权值2发送- S^和SJ,如图2所示， 在波束1上发送Si和S2,在波束2上发送-82*和在波束3 上发送S!和S2，在波束4上发送-S^和SJ。
在该实施例中，第一组权值W!和第二组权值W2相互正交，使 Alamouti编码的符号经过完全独立的信道，可获得最大的分集增益。
实施例二
该实施例纟是供了在4又值W通过信道信息自适应生成、编码为 频分组编码的情况下的天线分集方法，包^r如下步^^:
如步骤S102所述，设置Alamouti编码矩阵:
频率i
频率2
权值l 权值2 -夕2
S，
其中，Si和S2为编码前的符号，编码矩阵的行表示相邻时刻或相邻
频域，列表示权值向量，权值1和权值2由用户根据上行信道信息 自适应生成，其中，图3是才艮据本发明实施例二的天线分集方法的 示意图，该权值产生波束的形状和所发送的符号如图3所示，每个 小区分成波束1和波束2，波束1和波束2才艮才居移动用户的波达角 信息生成，其中，波束1对应能量最大的波达角方向，波束2对应 能量次大的波达角方向；
ii如步骤S104所述，根据编码矩阵进行编码，获得分集处理后
的符号为Y:
A,少12 少21少22
少8| h
其中，Y=W*S, W为波束形成权值矩阵，
『,
Wi为第一个波束的权值向量，维数为1x8， W2为第二个 波束的权值向量，维数为8xl，该编码为空频分组编码，具体地， 在子载波1的上发送S1和-S2、在子载波2的上发送S2和SJ， 其中，采用^^f直1发送Sl和S2,采用^^f直2发送-S^和如 图3所示，在波束1上发送S!和S2,在波束2上发送-S^和SJ。
在该实施例中，第一组权值W!和第二组权值W2相互正交，在 Alamouti编码的符号(对S,和S2 )发送过程中保持不变，并且经过 完全独立的信道，在下一个Alamouti编码的符号对可自适应进4亍调 整，获得最大的分集增益。
实施例三
该实施例提供了在权值W为基站预先设定的固定值、编码为空 时分组编码的情况下的天线分集方法，包4舌如下步骤
时刻i
时刻2
权值l 权值2
A -s; s，
如步骤S102所述，设置Alamouti编码矩阵 其中，S,和S2为编码前的符号，编码矩阵的行表示相邻时刻或相邻 频域，列表示权值向量，权值1和权值2为由基站预先设定的天线 的权值；图4是^4居本发明实施例三的天线分集方法的示意图，由 该权值生成波束的形状和所发送的符号(即，上述编码前的符号) 如图4所示，每个小区按照其覆盖范围的角度依次分成波束1、波 束2、波束3、波束4四个波束，每两个波束一纟且，波束1禾口波束3组成第一组权值，波束2和波束4组成第二组4又值；假i殳基站的覆 盖区域为0。~120°,则波束1对准15。，波束2对准45。，波束3对 准75°，波束4只于准105 。；
如步骤S104所述，根据编码矩阵进行编码，获得分集处理后
的符号为Y=
少n 少12 h 力2
,81 少8A/
其中，Y=W*S, W为波束形成权值矩阵，
w
『，
,Wi为第一个波束的权值向量，维数为1x8， W2为第二个 波束的权值向量，维数为8x1,该编码为空频分组编码，具体地， 在时刻1发送S!和-S2*，在时刻2发送S2和其中，采用权 值1发送S!和S2，采用权值2发送-S^和SZ,如图4所示，在波 束1上发送S,和S2，在波束2上发送-S^和SJ，在波束3上发送 Sj和S2，在波束4上发送-S^和S^。
在该实施例中，第一组权值W!和第二组权值W2相互正交，使 Alamouti编码的符号经过完全独立的信道，可获4寻最大的分集增益。
实施例四
该实施例提供了在权值W通过信道信息自适应生成、编码为空 时分组编码的情况下的天线分集方法，包4舌如下步骤
如步骤S102所述，i殳置Alamouti编码矩阵:
时刻i
时刻2
权值l 权值2 、 一夂
其中，S!和S2为编码前的符号，编码矩阵的行表示相邻时刻，列表 示权值向量，按照式1进行分集处理，权值W由用户根据上行信道
13信息自适应生成，其中，图5是根据本发明实施例四的天线分集方 法的示意图，该权值产生波束的形状和所发送的符号如图5所示， 每个小区分成波束1和波束2，波束1和波束2才艮据移动用户的波 达角信息生成，其中，波束1对应能量最大的波达角方向，波束2 只于应能量次大的波达角方向；
如步骤S104所述，才艮据编码矩阵进4亍编码，获得分集处理后
的符号为Y=L
力l 力2 hl少22
hi A
其中，Y=W*S， W为波束形成柏 f直矩阵，
『，
Wj为第一个波束的权值向量，维数为1x8， W2为第二个 波束的权值向量，维数为8xl，该编码为空频分组编码，具体地， 在时刻l发送Si和-S2*，在时刻2发送S2和S),其中，在权值1 上发送S!和S2，在权值2上发送-S^和如图5所示，在波束 1上发送S!和S2，在波束2上发送-S^和S^。
在该实施例中，第一组4又值W!和第二组积 f直W2相互正交，在 Alamouti编码的符号(对St和S2 )发送过程中4呆持不变，并且经过 完全独立的信道，在下一个Alamouti编码的符号对可自适应进行调 整，获得最大的分集增益。
装置实施例
根据本发明的实施例，纟是供了一种天线分集装置，应用于包括 8天线的长期演进高级系统。图6是#4居本发明实施例的天线分集 装置的结构框图，如图6所示，该装置包括设置模块62和编码模 块64,下面对上述结构进4于详细描述。设置模块62，用于设置编码矩阵
频率/时刻i
频率/时刻2
权值l 权值2 & -《
S2 5\
」或
频率/时刻i
频率/时刻2
权值l 权值2
,其中，Si和S2为编码前的符号，编码矩阵 的行表示相邻时刻或相邻频域，列表示权值向量，其中，4又值1和 权值2为由基站预先设定或自适应产生的权值。
编码模块64,连接至设置模块62,用于根据设置模块62设置
少ll少12 少21少22
的编码矩阵进行编码，获得分集处理后的符号为Y=L^ hw」
，其中
Y=W*S， w为波束形成^Ui矩阵，w=
『1 『,
」，Wi为第一个波束的权
值向量，维数为1x8， W2为第二个波束的权值向量，维数为8xl。
优选地，编码才莫块64用于以以下两种编码方式进行编>玛，具体 4葛述^口下
(1 )编码模块64用于以空频分组编码的方式进行编石马，编码 模块64还包括第一发送子模块，用于按照如下方式进行编码发送 操作在子载波1上发送S,和-S^;在子载波2上发送S2和SJ。
(2)编码才莫块64用于以空时分组编码的方式进行编码，编码 模块64还包括第二发送子模块，用于按照如下方式进行编码发送 操作在时刻1发送S,和S2;在时刻2发送-S^和S^。
通过本发明的以上实施例，在LTE-Advanced系统中8天线下 行分集结合波束形成，将不同的符号对应不同的波束，解决了相关技术没有提供8天线下的分集方式的问题，在不增加额外的导频开 销的同时，能够获得较好的分集增益。
显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或 各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算 装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们 可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储
在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成 电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模 块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对 于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本 发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均 应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种天线分集方法，应用于包括8天线的长期演进高级系统，其特征在于，所述方法包括设置编码矩阵 id="icf0001" file="A2008102114340002C1.tif" wi="56" he="20" top= "50" left = "111" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="yes"/>或 id="icf0002" file="A2008102114340002C2.tif" wi="49" he="20" top= "75" left = "37" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="yes"/>其中，S1和S2为编码前的符号，所述编码矩阵的行表示相邻时刻或相邻频域，列表示权值向量，其中，权值1和权值2为由基站预先设定或自适应产生的权值；根据所述编码矩阵进行编码，获得分集处理后的符号 id="icf0003" file="A2008102114340002C3.tif" wi="29" he="24" top= "127" left = "34" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="yes"/>其中，Y＝W*S，W为波束形成权值矩阵， id="icf0004" file="A2008102114340002C4.tif" wi="19" he="11" top= "133" left = "158" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="yes"/>W1为第一个波束的权值向量，维数为1×8，W2为第二个波束的权值向量，维数为8×1。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述编码为空频分组编码，才艮据所述编码矩阵进行空时分组编码包括在子载波1上发送S！和-S2*;在子载波2上发送S2和S^。
3, 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述权值W为基站预先i殳定的固定值。
4. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述权值W通过信道信息自适应生成。
5. 根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述第一组权值W！和所述第二组权值W2相互正交。
6. 一艮据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述编码为空时分组编码，根据所述编码矩阵进行空时分组编码包括在时刻1发送S,和S2;在时刻2发送-S^和S^。
7. —种天线分集装置，应用于包括8天线的长期演进高级系统，其特征在于，所述装置包括频率/时刻i频率/时刻2权值l 权值2A -《S2 《设置模块，用于设置编码矩阵S=观平所刻"。1」或权值l 权值2频率/时刻l「 &频率/时刻2 L—《《」，其中，81和82为编码前的符号，所述编码矩阵的行表示相邻时刻或相邻频域，列表示权值向量，其中，权值1和权值2为由基站预先设定或自适应产生的权值；编码模块，用于根据所述设置模块设置的所述编码矩阵进行编码，获得分集处理后的符号为Y=少ll 力2少21,其中，Y-W承S,W为波束形成纟又值矩阵，W=『，力l 少8A/.Wi为第一个波束的权值向量，维凄t为1x8， W2为第二个波束的相 f直向量，维凄t为8xl
8. 根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述编码模块用于 以空频分组编石马的方式进4于编石马，所述编码;才莫块还包4舌第一发送子模块，用于按照如下方式进行编码发送操作 在子载波1上发送S,和-S2*;在子载波2上发送S2和S^。
9. 根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述编码模块用于 以空时分组编石马的方式进4于编石马，所述编石马才莫块还包4舌第二发送子模块，用于按照如下方式进行编码发送操作 在时刻l发送Si和S2;在时刻2发送-S^和S^。
全文摘要
本发明公开了一种天线分集方法和装置，应用于包括8天线的长期演进高级系统，其中，上述方法包括设置空时编码矩阵见右式，其中，S₁和S₂为编码前的符号，编码矩阵的行表示相邻时刻或相邻频域，列表示权值向量，其中，权值1和权值2为由基站预先设定或自适应产生的权值；根据编码矩阵进行编码，获得分集处理后的符号为Y(见上式)，其中，Y＝W*S，W为波束形成权值矩阵(见上式)，W₁为第一个波束的权值向量，维数为1×8，W₂为第二个波束的权值向量，维数为8×1。本发明在不增加额外的导频开销的同时，能够获得较好的分集增益。
文档编号H04L1/02GK101686072SQ20081021143
公开日2010年3月31日 申请日期2008年9月22日 优先权日2008年9月22日
发明者辉 于, 静 姜, 王衍文 申请人:中兴通讯股份有限公司