专利名称：一种发射分集方法
技术领域：
本发明涉及通信领域，尤其涉及一种发射分集方法。
背景技术：
在无线通信的过程中，接收端接收到的信号是一种带有噪声的衰变信号，其信噪比(Signal To Noise Ratio)影响着传输性能。当信噪比较低时，传输性能就差，信道链路就变得不可靠。在采用多天线分集发射的情况下，信道变得复杂，接收端可以接收到经过多路传输的相同信号(或含有相同信息的信号)，信号到达接收端后信噪比变低的可能性比单天线发射的单路信号要小，从而提高了链路的可靠性，也就是获得了分集增益。
由于多天线无线通信系统的复杂性，分集增益往往以各种不同的形式体现，不同的传输分集方案可以取得不同类型的分集增益。在发射端，目前已经出现多种基本的分集编码方案，例如TSTD(Time Switch TransmissionDiversity，时间切换发射分集)，FSTD(Frequency Switch TransmissionDiversity，频率切换发射分集)，STBC(Spatial Time Block Code，空时分组码)，SFBC(Spatial Frequency Block Code，空频分组码)，CDD(CyclicDelay Diversity，循环延迟分集)，以及上述分集编码方案的各种组合方式。在3GPP(3rd Generation Partnership Project，第三代合作伙伴计划)制定的相关标准中有关于上述分集编码方案的明确解释。其中，SFBC，STBC都特指2天线的Alamouti编码。
现有技术中，多天线分集发射的过程如图1所示，包括如下步骤 101待传输的初始二进制数据经过编码生成含有冗余信息的二进制数据，将编码后的数据经过调制生成符号序列Y； 102对符号序列Y进行分集编码，获得分集编码块； 103将分集编码块的各符号分配到对应的空间、时间、频率资源单元上发射。
图2是现有技术中的一种8天线的SFBC+FSTD分集编码方案示意图，该方案的发射过程与图1所示流程相同，分集编码方式采用8天线的SFBC+FSTD。该方案存在如下不足传输的每个符号仅能获得2根天线上发射和4组天线之间切换的分集增益，而不能获得8根天线上发射和4组天线间切换的分集增益，更不能获得超过8天线发射、历经更多信道的分集增益。在使用更多天线的情况下，由于有更多的可利用分集效果没有被充分利用，现有技术中的发射分集方案的缺点会更加明显。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的不足，提供多种可提高分集增益的发射分集方法。
为了解决上述问题，本发明提供一种发射分集方法，该方法包括 将待传输的调制符号序列Y以N个符号为一组进行变换，生成以N个符号为一组的变换序列X，所述变换使得调制符号序列Y中的任一符号信息被变换序列X中的多个符号包含，且变换序列X中的一个符号中包含调制符号序列Y中的多个符号信息； 将变换序列X中由同一次变换所生成的符号映射到分集编码矩阵中不同的空频分组码SFBC块，采用基于SFBC的分集编码方式对映射后的符号进行分集编码并发送；或将变换序列X中由同一次变换所生成的符号映射到不同的空时分组码STBC块，采用基于STBC的分集编码方式对映射后的符号进行分集编码并发送。
此外，采用如下方式将变换序列X中由同一次变换所生成的符号映射到不同SFBC块或STBC块中 将经过M1次所述变换生成的M1个旧组的符号重组为M2个新组，使得M2个所述新组的每一组中，相邻的两个符号来自不同的所述旧组； 将M2个所述新组中的各符号依序逐一映射到分集编码块的示意符号中； 其中，M1>1，M2>＝1，所述新组中的符号个数与分集编码块的示意符号个数相同或者是分集编码块的示意符号个数的整数倍。
此外，采用如下方式将变换序列X中由同一次变换所生成的符号映射到不同SFBC块或STBC块中 将经过M1次变换生成的M1个旧组中每一组包含的N个符号分别映射到M2个分集编码块中的不同SFBC块或STBC块中，每一分集编码块中包含N/M2个SFBC块或STBC块； 其中，M1>1，M2>＝1。
此外，所述基于SFBC的分集编码方式为SFBC、频率切换发射分集FSTD和相位旋转相结合的分集编码方式； 所述基于STBC的分集编码方式为STBC、FSTD和相位旋转相结合的分集编码方式。
此外，在采用SFBC、FSTD和相位旋转相结合、或STBC、FSTD和相位旋转相结合的分集编码方式进行分集编码时，对分集编码块中同一根天线的各时频资源块采用以下相位旋转值进行相位旋转θ×k(i)+φ(i)； 其中，k(i)为i的线性函数；i为时频资源块的时频资源编号、或时频资源编号除以一个整数后取整得到的值；θ和φ(i)为常数值。
此外，在采用基于SFBC或STBC的分集编码方式进行分集编码时，对分集编码块中不同的SFBC块或STBC块进行不同的相位旋转。
此外，采用如下分集编码矩阵进行分集编码 或 其中，上述矩阵的第一行和第二行的第一列和第二列构成一个SFBC块或STBC块；第三行和第四行的第三列和第四列构成一个SFBC块或STBC块；k为i的线性函数；i为对应时频资源块的时频资源编号、或时频资源编号除以一个整数后取整得到的值；θ1、θ2、θ7、θ8、φ1、φ2、φ7、φ8为常数值。
此外，采用如下分集编码矩阵进行分集编码 ；或 其中，上述矩阵的第一行和第二行的第一列和第五列构成一个SFBC块或STBC块；第三行和第四行的第二列和第六列构成一个SFBC块或STBC块；第一行和第二行的第三列和第七列构成一个SFBC块或STBC块；第三行和第四行的第四列和第八列构成一个SFBC块或STBC块，k为i的线性函数；i为对应时频资源块的时频资源编号、或时频资源编号除以一个整数后取整得到的值；θ1～θ8、φ1～φ8为常数值。
此外，所述分集编码方式的分集编码示意符号的个数为m×N，m为大于1的整数。
此外，采用二进制相移键控、或四相相移键控方式调制生成所述调制符号序列Y。
本发明还提供一种发射分集方法，该方法包括 将待传输的调制符号序列Y以N个符号为一组进行变换，生成以N个符号为一组的变换序列X，所述变换使得调制符号序列Y中的任一符号信息被变换序列X中的多个符号包含，且变换序列X中的一个符号中包含调制符号序列Y中的多个符号信息； 将变换序列X中的各符号逐一映射到分集编码块的示意符号，并采用SFBC、FSTD和相位旋转相结合、或STBC、FSTD和相位旋转相结合的分集编码方式进行分集编码并发送。
此外，在采用SFBC、FSTD和相位旋转相结合、或STBC、FSTD和相位旋转相结合的分集编码方式进行分集编码时，对分集编码块中同一根天线的各时频资源块采用以下相位旋转值进行相位旋转θ×k(i)+φ(i)； 其中，k(i)为i的线性函数；i为时频资源块的时频资源编号、或时频资源编号除以一个整数后取整得到的值；θ和φ(i)为常数值。
此外，在采用SFBC、FSTD和相位旋转相结合、或STBC、FSTD和相位旋转相结合的分集编码方式进行分集编码时，对分集编码块中不同的SFBC块或STBC块进行不同的相位旋转。
此外，采用如下分集编码矩阵进行分集编码 或 其中，上述矩阵的第一行和第二行的第一列和第二列构成一个SFBC块或STBC块；第三行和第四行的第三列和第四列构成一个SFBC块或STBC块；k为i的线性函数；i为对应时频资源块的时频资源编号，或时频资源编号除以一个整数后取整得到的值；θ1、θ2、θ7、θ8、φ1、φ2、φ7、φ8为常数值。
此外，采用如下分集编码矩阵进行分集编码 ；或 其中，上述矩阵的第一行和第二行的第一列和第五列构成一个SFBC块或STBC块；第三行和第四行的第二列和第六列构成一个SFBC块或STBC块；第一行和第二行的第三列和第七列构成一个SFBC块或STBC块；第三行和第四行的第四列和第八列构成一个SFBC块或STBC块，k为i的线性函数；i为对应时频资源块的时频资源编号，或时频资源编号除以一个整数后取整得到的值；θ1～θ8、φ1～φ8为常数值。
此外，采用二进制相移键控、或四相相移键控方式调制生成所述调制符号序列Y。
本发明还提供一种发射分集方法，该方法包括 将待传输的调制符号序列Y以N个符号为一组进行变换生成变换序列X，所述变换使得调制符号序列Y中的任一符号信息被变换序列X中的多个符号包含，且变换序列X中的一个符号中包含调制符号序列Y中的多个符号信息； 将变换序列X中的各符号逐一映射到分集编码块的示意符号进行分集编码并发送； 其中，N为所述分集编码方式的分集编码示意符号个数的m倍，m为大于1的整数。
此外，所述分集编码采用SFBC、FSTD和相位旋转相结合、或STBC、FSTD和相位旋转相结合的分集编码方式。
此外，在采用SFBC、FSTD和相位旋转相结合、或STBC、FSTD和相位旋转相结合的分集编码方式进行分集编码时，对分集编码块中同一根天线的各时频资源块采用以下相位旋转值进行相位旋转θ×k(i)+φ(i)； 其中，k(i)为i的线性函数；i为时频资源块的时频资源编号、或时频资源编号除以一个整数后取整得到的值；θ和φ(i)为常数值。
此外，在采用SFBC、FSTD和相位旋转相结合、或STBC、FSTD和相位旋转相结合的分集编码方式进行分集编码时，对分集编码块中不同的SFBC块或STBC块进行不同的相位旋转。
此外，采用如下分集编码矩阵进行分集编码 或 其中，上述矩阵的第一行和第二行的第一列和第二列构成一个SFBC块或STBC块；第三行和第四行的第三列和第四列构成一个SFBC块或STBC块；k为i的线性函数；i为对应时频资源块的时频资源编号，或时频资源编号除以一个整数后取整得到的值；θ1、θ2、θ7、θ8、φ1、φ2、φ7、φ8为常数值。
此外，采用如下分集编码矩阵进行分集编码 ；或 其中，上述矩阵的第一行和第二行的第一列和第五列构成一个SFBC块或STBC块；第三行和第四行的第二列和第六列构成一个SFBC块或STBC块；第一行和第二行的第三列和第七列构成一个SFBC块或STBC块；第三行和第四行的第四列和第八列构成一个SFBC块或STBC块，k为i的线性函数；i为对应时频资源块的时频资源编号，或时频资源编号除以一个整数后取整得到的值；θ1～θ8、φ1～φ8为常数值。
此外，采用二进制相移键控、或四相相移键控方式调制生成所述调制符号序列Y。
综上所述，本发明的上述发射分集方法通过对分集编码示意符号个数的整数倍的待传输符号同时进行变换、或者在对待传输符号序列变换后，通过将变换后的符号映射到不同的SF(T)BC块、或在对待传输符号序列变换后，通过对不同的SF(T)BC块或SF(T)BC+FSTD块进行不同的相位旋转，有效地提高了分集增益。
图1是现有技术中的多天线发射分集方法流程图； 图2是现有技术中的一种8天线的SFBC+FSTD分集编码方案示意图； 图3为本发明实施例无线通信系统的发射分集方法流程图； 图4是本发明的一种8天线发射时的应用实例示意图； 图5是本发明的一种多天线发射时的应用实例示意图； 图6是本发明的一种8天线发射时的应用实例示意图； 图7是本发明的一种多天线发射时的应用实例示意图； 图8是本发明的一种4天线发射时的应用实例示意图。
具体实施例方式 下面将结合附图和实施例对本发明进行详细描述。
图3为本发明实施例无线通信系统的发射分集方法流程图，如图3所示，该方法包含如下步骤 301将待传输的比特数据进行编码和调制生成符号序列Y(可以称为待传输的调制符号序列)； 在本步骤中可以采用任一种编码方式，然后对编码后的比特采用任一种调制方式进行调制。
在接收端解调时，噪声也必须要经过与步骤303的变换相应的反变换进行处理，通过这种反变换，白噪声变为有色噪声；而不利用幅度携带信息的调制方式在有色噪声的条件下会相对于含有幅度信息的调制符号所对应的调制方式有性能优势，因此在本发明中使用BPSK(Binary Phase ShiftKeying，二进制相移键控)、QPSK(Quaternary Phase Shift Keying，四相相移键控)等不利用幅度携带信息的调制方式，能够获得更好的性能。
302对符号序列Y进行分组； 分组可以是把符号等分，也可以是非等分。
采用等分方法时可以将N个符号分为一组，将符号序列Y分成M组。例如，以N个符号为一组，将待传输的符号序列Y分成M组Group1～GroupM。
每组中包含的符号数N可以是分集编码示意符号个数的整数倍(分集编码示意符号个数即进行分集编码的最少符号个数，也就是分集编码的粒度)，各组在经过后续步骤(步骤303)的变换，再经过多个分集编码块传输，可以使得每个符号历经多个分集编码块的信道进行传输，能够获取更多的分集增益。例如分集编码示意符号的个数为K，每组包含的符号数N＝2K，那么经过步骤303的变换，再映射到2个分集编码块上进行传输；根据步骤303的变换的特点，步骤302中的每个符号都历经了2个分集编码块的所有信道，这样可以比原来历经1个分集编码块的所有信道获得更多的分集增益。
每组中包含的符号数N还可以小于分集编码示意符号个数，特别地，每组中包含的符号数N可以是分集编码示意符号个数的1/n，N和n都为整数。在一个分集编码块中信道足够多时，分集增益趋于饱和，增加或减少一些信道历经都不会影响分集增益效果，这样可以使得步骤303中的变换处理的复杂度降低，并且这样处理使得在接收端噪声的有色化程度减弱，可以提高系统的容量(即减少步骤303中进行一次变换所包含的符号数量)。
303对符号序列Y进行变换处理，生成变换序列X。
本步骤中可以对步骤302中产生的M组符号序列分别进行变换处理，得到变换序列X，X也为M组。
本步骤中的变换处理可以采用线性变换或非线性变换。线性变换又可以采用正交变换或其它变换，正交变换的具体形式可以是DFT(Discrete FourierTransform，离散傅立叶变换)，也可以是Givens旋转变换等。
本步骤中进行变换处理的目的是使得符号序列Y中的一个符号信息被变换序列X中的多个符号包含，并且使变换序列X中的一个符号信息中包含符号序列Y中多个符号信息。
本步骤中可以用一个矩阵乘以原来的序列实现变换处理。具体可以是采用DFT矩阵与待变换序列相乘，也可以是基于Givens旋转构造的矩阵与待变换序列相乘。
假设要传输的每组符号有N个，对每组符号进行变换处理；以Group1为例说明，Group1记为矢量Ygroup1＝[S1，S2…SN]T；先将要传输的符号矢量Ygroup1进行一次变换，得到矢量Xgroup1＝[X1，X2…XN]T。这一过程我们可以记为Xgroup＝F(Ygroup)；F表示对Y的一种运算或变换，可以是线性的，也可以是非线性的。
例如，变换矩阵A可以是 304将变换序列X中的符号映射到分集编码块上。
本步骤中可以使用任一种映射方法。一般来说现有技术都是默认采用逐一映射的方式，本发明中的映射可以使用非简单逐一映射的任一种映射方法，使得符号经历的信道可以灵活配置，以便获得更多的分集增益。其中一种通过映射获取更多分集增益的手段是使得来自同一变换的符号在映射后历经相关性更小的一组信道。
由于在分集编码块中，有一些信道是具有明显相关性的，比如SFBC编码要求的2个频率资源在同一根天线上发射所历经的信道都是强相关的。又如相邻的2个频率之间、相邻的2根天线之间的相关性也是很强的。因此我们改变原有的逐一映射关系，根据步骤303的变换的特性，就能使步骤302中的每个符号在经过步骤303的变换后历经的多个信道的相关性更小。
这种映射可以通过多种方式实现，只要对符号进行某种处理达到符号与分集编码块之间采用非简单逐一映射，都应属于本发明包含的范畴。包括但不限于以下有较好效果的具体方式 映射方式1通过对符号重新分组，然后进行新组与分集编码块示意符号的逐一映射来实现。
重新分组可以间接地改变符号与分集编码块之间的映射关系。通用的重新分组方法是将M组符号序列进行重新分组，生成M’组符号序列，M和M’为正整数，M’可与M相等。重新分组的方式有多种，可以是交叉方式，单组拆分方式和直接分割或直接合并等方式。可以通过线性变换实现重新分组。
映射方式2直接定义待传输符号到分集编码块示意符号的映射关系，这种方式具有非常直观的特点，映射方式可以是交叉映射。
下面将对映射方式1和映射方式2的具体实现方法进行介绍 4.1.1、映射方式1中的重新分组子方法1以交叉方式重新分组 将待传输的符号组以2个组或者多个组为单位，对其符号进行交叉合并或重新组合成1个或多个新组，然后将新组中的符号与1个或多个分集编码块所需要编码的符号(即示意符号)进行逐一映射。上述新组有如下特点 1、新组的符号数与一个分集编码块所需要的符号数量相等或者是一个分集编码块所需要的符号数量的整数倍； 2、新组是由原来的组中的全部或部分元素交叉组合生成。
这种方法可以有较好的分集效果，例如当分集编码方式是SF(T)BC在多天线上的一种扩展编码方式时，因为SF(T)BC编码块所占用信道的信道衰落特性几乎相同，原有的逐一映射方式使得步骤302中符号历经的信道中有很多信道特性是相同的，分集追求的是传输差异化，因此不能达到很好的分集增益。而经过交叉方式重新分组后，可以使得步骤302中符号历经的信道属于更多的SF(T)BC编码块所占用的信道，因此使得每个符号历经的各个信道之间的相关性更小。
重新分组子方法1包括如下实现方式 4.1.1.1、多组交叉合并成一组 经过步骤302的分组后，在组内元素个数小于分集编码示意符号数的情况下，需要多组合并为一组后再映射到1个分集编码块示意符号上进行传输，在合并时可以进行交叉合并，以增强分集效果。
该方法特点在于，要进行组合的单位为多组，组合后生成的新组为一组，且组间元素交叉(即各旧组元素交替排列在新组中)。
例1一个分集编码块需要4个传输符号，新组中的符号数需要与分集编码块所需符号数对应，因此新组中包含4个符号；可以由变换后的2个组交叉生成，如[X1，X2]T与[X3，X4]T组成新组[X1，X3，X2，X4]T或[X3，X2，X1，X4]T、[X2，X3，X1，X4]T等。
例2一个分集编码块需要8个传输符号，可以由[X1，X2，X3，X4]T和[X5，X6，X7，X8]T组成一个新组[X1，X6，X3，X8，X5，X2，X7，X4]T，或[X5，X2，X7，X4，X1，X6，X3，X8]T等； 也可以由4个组，[X1，X2]T，[X3，X4]T，[X5，X6]T，[X7，X8]T交叉组合生成新的组。
4.1.1.2、多组交叉互换或交叉重组成多组 经过步骤302的分组后，多组重新组合为多组后再映射到多个分集编码块示意符号上进行传输，在合并时可以进行交叉合并，以增强分集效果。
例3每个分集编码块需要4个符号，可以由原来的2组 [X1，X2，X3，X4]T，[X5，X6，X7，X8]T交叉互换组成新的2组 [X1，X6，X3，X8]T和[X5，X2，X7，X4]T，或 [X1，X5，X3，X7]T和[X2，X6，X4，X8]T，或其它类似组合。
例43个组内符号数为4的组[X1，X2，X3，X4]T，[X5，X6，X7，X8]T，[X9，X10，X11，X12]T，可以交叉重组产生2个组内符号数为6的新组 [X1，X8，X3，X10，X5，X12]T，[X7，X2，X9，X4，X11，X6]T。
例52个组内符号数为6的组也可以交叉重组产生3个组内符号数为4的新组。
下面将对映射方式1中重新分组后的逐一映射方法进行介绍 逐一映射的特点在于其没有打乱映射的顺序。
例6采用的是一种4天线的SFBC+FSTD分集编码方法，其示意符号是[s1，s2，s3，s4]T，分集编码矩阵如下所示 逐一的映射过程为每组传输符号按照顺序与[s1，s2，s3，s4]T分别对应。经过映射后 [X1，X2，X3，X4]T依次与[s1，s2，s3，s4]T对应， [X1，X2，X3，X4]T经过编码后为 [X5，X6，X7，X8]T依次与[s1，s2，s3，s4]T对应， [X5，X6，X7，X8]T经过编码后为 其它组以此类推。
此外，逐一映射也包括下面的例子 例7每组符号为1个分集编码块所需符号数的倍数时，例如，经过变换后的一组符号为[X1，X2，X3，X4，X5，X6，X7，X8]T，该组符号需要与2个分集编码块的示意符号进行映射，其映射方法为[X1，X2，X3，X4]T与第一个分集编码块的[s1，s2，s3，s4]T按顺序逐一映射，[X5，X6，X7，X8]T与第二个分集编码块的[s1，s2，s3，s4]T按顺序逐一映射。
4.2.2映射方式2中的映射子方法1交叉映射 交叉映射应该包含1组或多组符号到1个或多个分集编码块的示意符号的整体交叉映射。其映射关系的一边是1组或多组待传输符号，另一边是1个或多个分集编码块的示意符号。交叉映射的思想与映射方式1中重新分组的思想和有益效果完全相同，只是在实现方式上有所区别。重新分组可以间接实现将同一次变换生成的符号映射到不同的SF(T)BC块，交叉映射可以直接实现上述目的。
交叉映射的特点在于映射的一边到另一边的映射关系不是顺序映射，而是产生了交叉，交叉的目的是使每个符号所历经的信道相关程度更小。
一种比较有效的交叉方式是使得同一组的传输符号不被包含在同一个SF(T)BC块中，如例8所示。例8所示的交叉映射方法还可应用于其他分集编码方式中。
例8一种2组符号到2个分集编码块的交叉映射方法如下 符号组[X1，X2，X3，X4]T和[X5，X6，X7，X8]T到2个分集编码块的示意符号[s1，s2，s3，s4]T交叉映射为 X1与分集编码块1的s1对应，X2与分集编码块2的s2对应，X3与分集编码块1的s3对应，X4与分集编码块2的s4对应；X5与分集编码块2的s1对应，X6与分集编码块1的s2对应，X7与分集编码块2的s3对应，X8与分集编码块1的s4对应；则经过与例6中相同的分集编码方式进行分集编码后应为以下2个分集编码块 或 X1与分集编码块1的s1对应，X2与分集编码块2的s4对应，X3与分集编码块1的s3对应，X4与分集编码块2的s2对应，X5与分集编码块2的s1对应，X6与分集编码块1的s4对应，X7与分集编码块2的s3对应，X8与分集编码块1的s2对应；则经过与例6中相同的分集编码方式进行分集编码后应为以下2个分集编码块 例9一种2组符号到1个分集编码块的交叉映射方法如下 符号组[X1，X2，X3，X4]T和[X5，X6，X7，X8]T到2个分集编码块的示意符号[s1，s2，s3，s4，s5，s6，s7，s8]T交叉映射为 X1与分集编码块的s1对应，X2与分集编码块的s3对应，X3与分集编码块的s5对应，X4与分集编码块2的s7对应，X5与分集编码块的s2对应，X6与分集编码块的s4对应，X7与分集编码块2的s6对应，X8与分集编码块的s8对应； 如采用以下编码方式(8天线的SFBC+FSTD编码方法) 编码后应为 305对符号进行分集编码。
本步骤中可以采取任一种分集编码方式对符号进行分集编码。分集编码以多个符号和多个空时频资源为编码单元，用分集编码矩阵表示在多个空时频资源位置上如何发送多个符号。
在下文中，分集编码矩阵的列表示天线维度，行表示频域或时域维度。
具体的，由于SF(T)BC的编码方式能够达到全速率，满分集，且正交，是2天线发射情况下最好的分集编码方式，在多天线传输的应用中，也有针对多天线的Alamouti编码，但针对多天线的Alamouti编码在同一个时频资源上会收到多个不同的信号，需要多个时频资源和多个天线上联合接收译码，接收端处理比较复杂；而基于SF(T)BC(两天线的Alamouti编码)扩展的多天线分集方法中，其接收端处理简单。SF(T)BC块获取的分集增益特性是利用接收端对多路径传输信号处理后能达到同向特性，幅度叠加后，获取增大接收端功率的有益效果(分集增益的一种)，且如果存在步骤304，SF(T)BC块的信道相关特性都可以与步骤304中的映射方案结合使用，获取符号历经更充分衰落的增益(分集编码的一种)，两种分集增益类型可以非常充分的获取，使得SF(T)BC块能最大程度的发挥分集增益效果，因此可以采用基于2天线的SF(T)BC与其它一种或多种分集编码方式的结合作为本步骤的分集编码方法，进行2天线的SF(T)BC到多天线上的扩展，以便取得更好的分集效果。
2天线的SF(T)BC编码矩阵可以形如也可以是其对角线上元素互换的等效变换；该编码矩阵占用2根天线和2个频(时)域资源，和1个时(频)域资源，该编码块占用的天线维度在形式上可以是分散的，如占用天线1和天线5；占用的频域或时间维度在形式上也可以是分散的。基于SF(T)BC在多天线上扩展的分集方案中，SF(T)BC以更大的分集编码矩阵中的分集编码块形式出现。
如在以下的方式中，第1、2行第1、2列构成一个多天线分集编码矩阵中的SFBC块；第3、4行第3、4列构成一个多天线分集编码矩阵中的SFBC块 在下文中的实施例中，通过对本发明描述的多天线分集编码矩阵的对角线元素的互换，行之间的互换，列之间的互换等方法进行等效变换的，都应被本发明所包含。
SF(T)BC与其它分集方式的结合方式包括但不限于分集编码中采用SF(T)BC与FSTD和相位旋转结合，这种方式即使不经过步骤304的映射处理也能有很好的性能。
包含了SF(T)BC、相位旋转和FSTD三种类型的分集编码方法具有较好的性能，但并不限于只包含这三种类型的分集编码方法，在这三种类型的分集编码方法相结合的基础上，再结合其它任意的分集编码方法，也被本发明所包括。这三种方法能在本发明中完美结合，充分发挥其各自的分集增益效果，在后续的结合方式中会详细说明。
1)SF(T)BC与FSTD的结合方式 SF(T)BC和FSTD的结合可以有多种方式，任一种SF(T)BC和FSTD的结合方式均可。
下面将列出几种SF(T)BC与FSTD的结合方式。
结合方式14天线下4符号全速率传输的SFBC+FSTD，分集编码矩阵为 其中，第一列和第二列两根天线与第一行和第二行两个频率资源构成一个SFBC块；第三列和第四列两根天线与第三行和第四行两个频率资源构成一个SFBC块；属于不同频率资源的2个SFBC块在不同的天线上发射，构成FSTD。
结合方式28天线下4符号全速率传输的SFBC+FSTD 其中，第一列和第五列两根天线与第一行和第二行两个频率资源构成一个SFBC块；第二列和第六列两根天线与第三行和第四行两个频率资源构成一个SFBC块；这2个SFBC块在不同的频域资源上使用不同的天线发射，构成了FSTD。由于一个编码块内有8根天线而只有4个频域资源，因此在剩下的4根天线(第三、四、七、八根天线)，相同的频率位置上进行SFBC块的拷贝。
结合方式38天线下8符号全速率传输的SFBC+FSTD 2)与相位旋转的结合 相位旋转可以是对空时频维度上的各符号进行相位旋转，实际也是对逻辑信道的一种人为改善，在接收端经过合并后可以产生很好的信道差异化效果，从而带来很好的分集增益。
相位旋转可以通过在分集编码矩阵的相应空/时频资源位置上乘以
来实现，也可以直接在分集编码矩阵中体现；其中，
为相位旋转值。相位旋转可以是零旋转，即相位旋转值
为0。
在现有技术的分集发射方法中，在分集编码步骤中加入相位旋转要取得分集效果必须要有2份同样的信号经过不同程度的相位旋转，经过信道后由接收端进行接收合并，其目的是在接收端将这两份信号合并后能够产生不相关的衰落。该方法由于需要拷贝信号，因此在编码方式上很不灵活，因为其获得分集增益的同时，影响了发送速率，导致相位旋转带来的分集增益不能明显的体现。
在本发明的发送分集方案中，由于步骤303中的变换特性，使得1个符号的信息被多个分集编码的示意符号所包含，这些符号虽然实际的表现形式不一样(不是显式的信号拷贝)，但都包含了相同的信息，也就是说原来的每个符号都经过多个信道的衰落，对这些信道进行相位旋转，经过合并后达到了增强分集增益的效果。由于相对于原有分集方案中需要显式的信道拷贝的特性，而本发明的变换特性使得进行相位旋转时无需显式拷贝信号就能达到相位旋转带来的分集效果，因此，在本发明的分集方案中，对相位旋转分集方法的应用可以突破原有的认识，非常灵活地与各种分集方式结合。
下面将本发明所采用的相位旋转方法进行详细描述。
本发明中，对分集编码矩阵中不同的空时频资源位置进行不同的相位旋转。进行相位旋转时可以对空时频资源位置进行逻辑上的分组，不同的组之间进行不同的相位旋转，同一组内的不同空时频资源位置可以做相同或不同的相位旋转。
原有的相位旋转方法都是在待传信息及其信息拷贝上加相位旋转，造成相位差，因此该方法一定要有拷贝信号才能产生有益效果，而本发明中只需要对不同的组之间加上不同的相位旋转造成组间的相位差，不同的组间发射的可以不是完全相同的数据。
本发明中可以通过设置不同的
的值使不同组之间的相位旋转值不同。由于步骤302中的每个符号信息在经过步骤303的变换后，同一个符号的信息被放到多个空时频资源位置发送，到达接收端都要历经多个空时频资源位置对应的信道，进行相位旋转后可以增大接收合并以后信道的差异性，因此提高了分集增益。
如果在同一组内的不同空时频资源位置引入不同的相位旋转，可以进一步增加分集增益效果。但在分集传输路径很多的情况下，因为其对SF(T)BC的正交性有一些小影响，为了避免该影响并减小接收端的实现复杂度，也可以对同一组内的不同空时频资源位置进行相同或部分相同的相位旋转。
需要注意的是，由于对组间资源块进行相位旋转所要达到的目的是使不同组之间、相同的时频资源位置上存在相位旋转差，因此可以在某1个组上的1个或多个时频资源上不进行相位旋转处理(即进行零旋转)，零旋转可以通过将相位旋转值
设置为0来实现。
空时频资源分组及处理方法将一个SF(T)BC块所占用的4个空时频资源分为一个组，对组内资源块进行相同或不同的相位旋转处理，对不同组的空时频资源块进行不同的相位旋转处理(即对不同的SF(T)BC块进行不同的相位旋转)。
因为分集编码是基于2天线的SF(T)BC编码方式，可以将每个SF(T)BC块占用的4个空时频资源分为一组，在组间进行不同的相位旋转。
例10 设分集编码矩阵为 其中，为一个SF(T)BC块，将其占用的4个空时频资源分为1组；为另一SF(T)BC块，将其占用的4个资源可分为1组； 引入相位旋转后，原分集编码矩阵变为
其中，在组内，
可以相等或不等，
可以相等或不等。但是相位旋转值
中任一个都不等于
中的任一个。
可以更进一步结合同一根天线上整个频域维度上的相位旋转，即对同一根天线上不同的频域或时域位置做不同的相位旋转，可以使得各频(时)域位置的信道条件具有更大的差异性，能够增强频域选择性衰落的效果，也就意味着在接收合并以后由于信道差异性被增大了，分集增益的效果更明显。
同一根天线上整个频域维度上的相位旋转可以采用以下的方法在同1天线上，进行旋转值为θ×k(i)+φ(i)的相位旋转，其中i可以是频域位置编号，或频域位置编号除以常数N后取整后的值(也就是说k(i)可以在某些频域位置相同，比如同一个SFBC块所属的2个频域位置。这样可以保证SF(T)BC块的分集性能)。φ(i)可以为0或不为0，可以将所有的i值对应的φ(i)设置为0，即分集编码矩阵为 或限定同1个SFBC块上的2个频域位置总有1个位置上φ(i)取值不为0，如下面的分集编码矩阵中，φ(i)被表示成φ1，φ2，φ7，φ8，，为常数旋转值。这些值可以为0或不为0，不为0时可以取π/2的整数倍，即分集编码矩阵为 或 其中，k(i)表示i的函数，例如，k(i)可以是i的线性函数，i可以是频域位置编号，或频域位置编号除以常数N后取整后的值。在上述分集编码矩阵中，组内空时频资源位置的相位旋转值部分相同；但组之间的相位旋转值一定是不同的。
也可以使组内的相位旋转值不同，那么分集编码矩阵中各个空时频资源位置上的相位旋转值都不同。
也可以对某个组上的1个或多个天线维度上不进行相位旋转处理，例如，天线Tx1和Tx2上不进行相位旋转，分集编码矩阵为 或1根天线不进行相位旋转，分集编码矩阵为 需要注意的是，同一根天线上的相位旋转方法可以作为独立的相位旋转方法使用。
例11设分集编码矩阵为 其中形如为一个SF(T)BC块，可分为1组；因此定义Tx1和Tx5的第1，2行为一组，Tx2和Tx6的第3，4行为一组，Tx3和Tx7第1，2行为一组，Tx4和Tx8的第3，4行为一组。
对所有组均经过相位旋转处理，进行组内不同，组间不同相位旋转处理，处理后分集编码矩阵为
进行组内部分相同，组间不同相位旋转处理，处理后分集编码矩阵为
如果结合同1根天线上的相位旋转方法，更具体的分集编码矩阵可表示为 或 在上述分集编码矩阵中，用k表示k(i)，即k为i的线性函数；i与频域位置有关，i可以是频域位置编号，或频域位置编号除以常数N(例如，N＝2)后取整。φ1～φ6为常数旋转值，φ1～φ6可以为0或不为0。φ1～φ6不为0时可以取π/2的整数倍。此外，属于同一组的1根或多根天线上的所有相位旋转值可以为0。
在上述描述的SF(T)BC、FSTD、相位旋转的结合中，并没有要描述时序关系，可以是SF(T)BC先进行相位旋转再与FSTD结合。最后分集编码矩阵可以是以多个矩阵相乘来实现，也可以是采用上述的方法得到的一个分集编码矩阵。
SF(T)BC与FSTD及相位旋转的结合，在本发明中有以下优点 1、在超过两天线的多天线发射分集方法中，为了避免单种类型的分集增益达到饱和，应该力求获取更全面的分集增益类型，而这3种方法的结合就能够达到该目的。
2、SF(T)BC本身是一种性能很优的2天线分集编码，基于2天线SF(T)BC编码的多天线分集方式有接收简单的特点，而SF(T)BC的占有的2个频域(时域)资源所历经的信道特性需要十分相近的特点也可以与步骤304非常好的结合，与其余的分集方式也容易结合，获取更全面的、充分的分集增益。
3、相位旋转在本发明的方案中性能会更好，由于相位旋转分集技术存在可能有某些频域位置一直受到深衰的潜在缺陷，在本发明中应用，接收时步骤303中的变换在接收端对应的反变换可以使得深衰落的影响被打散到各个符号中去，消除了该影响。
4、相位旋转在本发明中的不需要显式拷贝的特性可以使得SF(T)BC、FSTD、相位旋转结合的形式不再拘束，3种类型的分集都能非常充分的发挥。例如在4天线的基于SF(T)BC的方案中，原有方案受限于分集编码矩阵中需要显式拷贝，只可以获取SF(T)BC+FSTD或者SF(T)BC+相位旋转的分集增益，在本发明中可以应用新的分集编码方式获取三者的分集增益。在8天线的基于SF(T)BC的方案中，原有方案只能获取SF(T)BC+相位旋转及两阶的FSTD分集增益，而在本发明中可以应用新的分集编码方案获取SF(T)BC+相位旋转及四阶的FSTD分集增益。这是分集编码形式不受限后带来的优点。
306将分集编码块中的各符号分配到对应的资源上发送。
下面将结合附图对本发明的几个应用实例进行描述。
图4是本发明的一种8天线发射时的应用实例示意图。其中，步骤404采用交叉合并重组方法，步骤406采用SFBC+FSTD+相位旋转的分集编码方法，分集编码矩阵为 图5是本发明的一种多天线发射时的应用实例示意图。其中，步骤504采用交叉互换重组方法，步骤506采用SFBC，分集编码矩阵为 图6是本发明的一种8天线发射时的应用实例示意图。其中，步骤604采用交叉互换重组方法，步骤606采用SFBC+FSTD+相位旋转的分集编码方法，分集编码矩阵为
图7是本发明的一种多天线发射时的应用实例示意图。其中，步骤704采用交叉互换重组方法，步骤706使用SFBC+FSTD线性变换分集方法，分集编码矩阵为 图8是本发明的一种4天线发射时的应用实例示意图。其中，步骤804采用拆分重组，步骤806采用SFBC+FSTD分集方法，分集编码矩阵为
权利要求
1、一种发射分集方法，其特征在于，该方法包括
将待传输的调制符号序列Y以N个符号为一组进行变换，生成以N个符号为一组的变换序列X，所述变换使得调制符号序列Y中的任一符号信息被变换序列X中的多个符号包含，且变换序列X中的一个符号中包含调制符号序列Y中的多个符号信息；
将变换序列X中由同一次变换所生成的符号映射到分集编码矩阵中不同的空频分组码SFBC块，采用基于SFBC的分集编码方式对映射后的符号进行分集编码并发送；或将变换序列X中由同一次变换所生成的符号映射到不同的空时分组码STBC块，采用基于STBC的分集编码方式对映射后的符号进行分集编码并发送。
2、如权利要求1所述的方法，其特征在于，
采用如下方式将变换序列X中由同一次变换所生成的符号映射到不同SFBC块或STBC块中
将经过M1次所述变换生成的M1个旧组的符号重组为M2个新组，使得M2个所述新组的每一组中，相邻的两个符号来自不同的所述旧组；
将M2个所述新组中的各符号依序逐一映射到分集编码块的示意符号中；
其中，M1>1，M2>＝1，所述新组中的符号个数与分集编码块的示意符号个数相同或者是分集编码块的示意符号个数的整数倍。
3、如权利要求1所述的方法，其特征在于，
采用如下方式将变换序列X中由同一次变换所生成的符号映射到不同SFBC块或STBC块中
将经过M1次变换生成的M1个旧组中每一组包含的N个符号分别映射到M2个分集编码块中的不同SFBC块或STBC块中，每一分集编码块中包含N/M2个SFBC块或STBC块；
其中，M1>1，M2>＝1。
4、如权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述基于SFBC的分集编码方式为SFBC、频率切换发射分集FSTD和相位旋转相结合的分集编码方式；
所述基于STBC的分集编码方式为STBC、FSTD和相位旋转相结合的分集编码方式。
5、如权利要求4所述的方法，其特征在于，
在采用SFBC、FSTD和相位旋转相结合、或STBC、FSTD和相位旋转相结合的分集编码方式进行分集编码时，对分集编码块中同一根天线的各时频资源块采用以下相位旋转值进行相位旋转θ×k(i)+φ(i)；
其中，k(i)为i的线性函数；i为时频资源块的时频资源编号、或时频资源编号除以一个整数后取整得到的值；θ和φ(i)为常数值。
6、如权利要求4所述的方法，其特征在于，
在采用基于SFBC或STBC的分集编码方式进行分集编码时，对分集编码块中不同的SFBC块或STBC块进行不同的相位旋转。
7、如权利要求6所述的方法，其特征在于，
采用如下分集编码矩阵进行分集编码
或
其中，上述矩阵的第一行和第二行的第一列和第二列构成一个SFBC块或STBC块；第三行和第四行的第三列和第四列构成一个SFBC块或STBC块；k为i的线性函数；i为对应时频资源块的时频资源编号、或时频资源编号除以一个整数后取整得到的值；θ1、θ2、θ7、θ8、φ1、φ2、φ7、φ8为常数值。
8、如权利要求6所述的方法，其特征在于，
采用如下分集编码矩阵进行分集编码
；或
；
其中，上述矩阵的第一行和第二行的第一列和第五列构成一个SFBC块或STBC块；第三行和第四行的第二列和第六列构成一个SFBC块或STBC块；第一行和第二行的第三列和第七列构成一个SFBC块或STBC块；第三行和第四行的第四列和第八列构成一个SFBC块或STBC块，k为i的线性函数；i为对应时频资源块的时频资源编号、或时频资源编号除以一个整数后取整得到的值；θ1～θ8、φ1～φ8为常数值。
9、如权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述分集编码方式的分集编码示意符号的个数为m×N，m为大于1的整数。
10、如权利要求1所述的方法，其特征在于，
采用二进制相移键控、或四相相移键控方式调制生成所述调制符号序列Y。
11、一种发射分集方法，其特征在于，该方法包括
将待传输的调制符号序列Y以N个符号为一组进行变换，生成以N个符号为一组的变换序列X，所述变换使得调制符号序列Y中的任一符号信息被变换序列X中的多个符号包含，且变换序列X中的一个符号中包含调制符号序列Y中的多个符号信息；
将变换序列X中的各符号逐一映射到分集编码块的示意符号，并采用SFBC、FSTD和相位旋转相结合、或STBC、FSTD和相位旋转相结合的分集编码方式进行分集编码并发送。
12、如权利要求11所述的方法，其特征在于，
在采用SFBC、FSTD和相位旋转相结合、或STBC、FSTD和相位旋转相结合的分集编码方式进行分集编码时，对分集编码块中同一根天线的各时频资源块采用以下相位旋转值进行相位旋转θ×k(i)+φ(i)；
其中，k(i)为i的线性函数；i为时频资源块的时频资源编号、或时频资源编号除以一个整数后取整得到的值；θ和φ(i)为常数值。
13、如权利要求11所述的方法，其特征在于，
在采用SFBC、FSTD和相位旋转相结合、或STBC、FSTD和相位旋转相结合的分集编码方式进行分集编码时，对分集编码块中不同的SFBC块或STBC块进行不同的相位旋转。
14、如权利要求13所述的方法，其特征在于，
采用如下分集编码矩阵进行分集编码
或
其中，上述矩阵的第一行和第二行的第一列和第二列构成一个SFBC块或STBC块；第三行和第四行的第三列和第四列构成一个SFBC块或STBC块；k为i的线性函数；i为对应时频资源块的时频资源编号，或时频资源编号除以一个整数后取整得到的值；θ1、θ2、θ7、θ8、φ1、φ2、φ7、φ8为常数值。
15、如权利要求13所述的方法，其特征在于，
采用如下分集编码矩阵进行分集编码
；或
；
其中，上述矩阵的第一行和第二行的第一列和第五列构成一个SFBC块或STBC块；第三行和第四行的第二列和第六列构成一个SFBC块或STBC块；第一行和第二行的第三列和第七列构成一个SFBC块或STBC块；第三行和第四行的第四列和第八列构成一个SFBC块或STBC块，k为i的线性函数；i为对应时频资源块的时频资源编号，或时频资源编号除以一个整数后取整得到的值；θ1～θ8、φ1～φ8为常数值。
16、如权利要求11所述的方法，其特征在于，
采用二进制相移键控、或四相相移键控方式调制生成所述调制符号序列Y。
17、一种发射分集方法，其特征在于，该方法包括
将待传输的调制符号序列Y以N个符号为一组进行变换生成变换序列X，所述变换使得调制符号序列Y中的任一符号信息被变换序列X中的多个符号包含，且变换序列X中的一个符号中包含调制符号序列Y中的多个符号信息；
将变换序列X中的各符号逐一映射到分集编码块的示意符号进行分集编码并发送；
其中，N为所述分集编码方式的分集编码示意符号个数的m倍，m为大于1的整数。
18、如权利要求17所述的方法，其特征在于，
所述分集编码采用SFBC、FSTD和相位旋转相结合、或STBC、FSTD和相位旋转相结合的分集编码方式。
19、如权利要求18所述的方法，其特征在于，
在采用SFBC、FSTD和相位旋转相结合、或STBC、FSTD和相位旋转相结合的分集编码方式进行分集编码时，对分集编码块中同一根天线的各时频资源块采用以下相位旋转值进行相位旋转θ×k(i)+φ(i)；
其中，k(i)为i的线性函数；i为时频资源块的时频资源编号、或时频资源编号除以一个整数后取整得到的值；θ和φ(i)为常数值。
20、如权利要求18所述的方法，其特征在于，
在采用SFBC、FSTD和相位旋转相结合、或STBC、FSTD和相位旋转相结合的分集编码方式进行分集编码时，对分集编码块中不同的SFBC块或STBC块进行不同的相位旋转。
21、如权利要求20所述的方法，其特征在于，
采用如下分集编码矩阵进行分集编码
或
其中，上述矩阵的第一行和第二行的第一列和第二列构成一个SFBC块或STBC块；第三行和第四行的第三列和第四列构成一个SFBC块或STBC块；k为i的线性函数；i为对应时频资源块的时频资源编号，或时频资源编号除以一个整数后取整得到的值；θ1、θ2、θ7、θ8、φ1、φ2、φ7、φ8为常数值。
22、如权利要求20所述的方法，其特征在于，
采用如下分集编码矩阵进行分集编码
；或
；
其中，上述矩阵的第一行和第二行的第一列和第五列构成一个SFBC块或STBC块；第三行和第四行的第二列和第六列构成一个SFBC块或STBC块；第一行和第二行的第三列和第七列构成一个SFBC块或STBC块；第三行和第四行的第四列和第八列构成一个SFBC块或STBC块，k为i的线性函数；i为对应时频资源块的时频资源编号，或时频资源编号除以一个整数后取整得到的值；θ1～θ8、φ1～φ8为常数值。
23、如权利要求17所述的方法，其特征在于，
采用二进制相移键控、或四相相移键控方式调制生成所述调制符号序列Y。
全文摘要
一种发射分集方法，包括将待传输的调制符号序列Y以N个符号为一组进行变换，生成以N个符号为一组的变换序列X，所述变换使得调制符号序列Y中的任一符号信息被变换序列X中的多个符号包含，且变换序列X中的一个符号中包含调制符号序列Y中的多个符号信息；将变换序列X中由同一次变换所生成的符号映射到分集编码矩阵中不同的空频分组码SFBC块，采用基于SFBC的分集编码方式对映射后的符号进行分集编码并发送；或将变换序列X中由同一次变换所生成的符号映射到不同的空时分组码STBC块，采用基于STBC的分集编码方式对映射后的符号进行分集编码并发送。
文档编号H04B7/06GK101488793SQ200910126328
公开日2009年7月22日 申请日期2009年3月3日 优先权日2009年3月3日
发明者陈艺戬, 郁光辉, 博 戴, 李卫军 申请人:中兴通讯股份有限公司