专利名称：一种信号传输方法、系统及发射机和接收机的制作方法
技术领域：
本发明涉及无线通信技术，尤其涉及一种信号传输方法、系统及发射机和接收机。
背景技术：
随着无线通信技术的发展，人们对无线传输的有效性和可靠性提出了更高的要求。多天线技术由于可以充分利用无线传播中的多径传输，使频谱利用率和链路可靠性得到极大的提高，因此得到了广泛应用。考虑到信号在无线信道中传输时，会受到无线信道衰落效应的影响，因此，在多天线技术应用中，多采用相干传输检测技术进行信号的编码发射与接收解析。相干传输检测技术结合了多天线的分集增益和信道编码的编码增益，可以在不降低数据传输率的前提下，有效的对抗无线信道的衰落效应，实现数据的可靠传输。但相干检测需要获得精确的信道估计，当发射端和接收端存在较大的相对速度时，如高速移动环境下，由于相干时间较小，当用于信道估计的导频序列密度不够时，信道估计精度会大大降低，进而导致系统性能损失较大。然而若使用大量导频序列，则又会降低系统频谱效率，并且在低速移动环境下， 使用大量的导频序列也是一种浪费，使得信道估计的代价变得很大。所以，高速移动环境下对采用相干传输检测的系统是一种挑战。为此，在多天线技术应用中，还存在一种非相干传输检测技术。非相干检测不需要信道估计，因此不受高速移动环境的影响，并且由于不需要信道信息，使得非相干传输检测不需要额外的导频开销。但非相干传输检测与相干传输检测相比存在着性能损失，并且非相干检测的解码复杂度很高，通常随发射天线及星座图大小指数增长，这又限制了非相干传输检测的应用。为此，如何使得在不同移动环境下都具有较好的系统性能是目前无线传输需要解决的一个问题。
发明内容
有鉴于此，本发明中一方面提供一种信号传输方法，另一方面提供一种信号传输系统及发射机和机收机，以便无线传输在不同移动环境下都具有较好的系统性能。本发明所提供的信号传输方法，包括发射机确定接收机当前的移动速度模式；在所述移动速度模式为低速移动模式时，采用相干发射模式的编码方式对待发送信号进行编码，在所述移动速度模式为高速移动模式时，采用非相干发射模式的编码方式对待发送信号进行编码；将编码后的信号发送给接收机。本发明所提供的信号传输系统，包括发射机和接收机；所述发射机用于确定接收机当前的移动速度模式，在所述移动速度模式为低速移动模式时，采用相干发射模式的编码方式对待发送信号进行编码，在所述移动速度模式为高速移动模式时，采用非相干发射模式的编码方式对待发送信号进行编码，将编码后的信号发送给所述接收机；所述接收机用于接收来自所述发射机的信号，对所接收的信号利用与编码方式相对应的解码方式进行解码。本发明所提供的发射机，包括速度模式确定模块，用于确定接收机当前的移动速度模式是低速移动模式还是高速移动模式；第一编码模块，用于在所述速度模式确定模块确定的移动速度模式为低速移动模式时，采用相干发射模式的编码方式对待发送信号进行编码；第二编码模块，用于在所述速度模式确定模块确定的移动速度模式为高速移动模式时，采用非相干发射模式的编码方式对待发送信号进行编码；信号发送模块，用于将所述第一编码模块或第二编码模块编码后的信号发送给接收机。本发明所提供的接收机，包括信号接收模块，用于接收来自发射机的信号，在确定所述信号的编码方式为相干发射模式的编码方式时，将所述信号传输给第一解码模块，在确定所述信号的编码方式为非相干发射模式的编码方式时，将所述信号传输给第二解码模块；第一解码模块，用于对所述信号接收模块传输的信号，采用相干检测模式的解码方式进行解码；第二解码模块，用于对所述信号接收模块传输的信号，采用非相干检测模式的解码方式进行解码。从上述方案可以看出，本发明实施例中可根据接收机不同的移动速度，采用不同的编码方式对待发送数据进行编码，从而实现了自适应的信号传输。并且该自适应信号传输方案中，通过在低速移动环境下，采用具有较好性能的相干传输检测技术，而在高速移动环境下，采用无需信道估计的非相干传输检测技术，使得本发明实施例中的技术方案在不同的移动环境下都能取得较好的性能。此外，本发明实施例中通过提供两种简化后的差分空时码，使得在高速移动环境下采用非相干传输检测技术时，能降低解码的复杂度。
图1为本发明实施例中信号传输方法的示例性流程图；图2为本发明实施例中第一种差分空时码方法的示意图；图3为本发明实施例中举例说明第一种差分空时码方法的示意图；图4为本发明实施例中第二种差分空时码方法的示意图；图5为本发明实施例中举例说明第二种差分空时码方法的示意图；图6为本发明实施例中信号传输系统的示例性结构图。
具体实施例方式为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明进一步详细说明。图1为本发明实施例中信号传输方法的示例性流程图。如图1所示，该流程包括如下步骤步骤101，发射机确定接收机当前的移动速度模式，在所述移动速度模式为低速移动模式时，执行步骤102 ；在所述移动模式为高速移动模式时，执行步骤103。本步骤中，可将接收机的移动速度模式划分为低速移动模式和高速移动模式。具体确定接收机的移动速度模式时，可由接收机和发射机进行交互确定，此时发射机可根据接收机的反馈信息确定接收机当前的移动速度模式。或者也可由第三方模块协助发射机确定。其中，由接收机和发射机进行交互确定时，可至少有如下两种确定方式。方式一接收机检测自身的当前移动速度，将检测的当前移动速度与预设的速度阈值进行比较，若所述当前移动速度高于所述速度阈值，则确定自身当前的移动速度模式为高速移动模式，否则确定自身当前的移动速度模式为低速移动模式，将所确定的当前移动速度模式指示给发射机；发射机根据所述接收机的指示，确定接收机当前的移动速度模式。其中，接收机将所确定的当前移动速度模式指示给发射机时，为了节约系统资源， 可采用1比特的信息将所确定的当前移动速度模式指示给发射机。如，利用1表示低速移动模式，0表示高速移动模式。方式二接收机检测自身的当前移动速度，将所检测的当前移动速度指示给发射机；发射机将接收机检测的当前移动速度与预设的速度阈值进行比较，若所述当前移动速度高于所述速度阈值，则确定接收机当前的移动速度模式为高速移动模式，否则确定接收机当前的移动速度模式为低速移动模式。上述两种方式中，接收机可按照预定周期周期性的检测自身的当前移动速度，或者也可在满足设定的触发条件时检测自身的当前移动速度。步骤102，采用相干发射模式的编码方式对待发送信号进行编码。本步骤中，相干发射模式的编码方式可以为现有技术中的任何相干发射模式的编码方式，如空时编码，即对输入的信息比特进行调制后根据空时码编码方法进行放置，完成空时编码。此外，相干发射模式的编码方式也可以为新增的各种相干发射模式的编码方式。步骤103，采用非相干发射模式的编码方式对待发送信号进行编码。本步骤中，非相干发射模式的编码方式可以为现有技术中的任何非相干发送模式的编码方式，如现有技术中的各种差分空时码等。此外，非相干发射模式的编码方式也可以为新增的各种非相干发射模式的编码方式。步骤104，将编码后的信号发送给接收机。接收机在接收到来自发射机编码后的信号后，对所述编码后的信号利用与编码方式相对应的解码方式进行解码。具体实现时，如果相干发射模式的编码方式和非相干发射模式的编码方式均分别只有一种编码方式供选择，则接收机可根据自身所确定的当前移动速度模式确定所接收信号对应的编码方式。或者，发射机也可将信号编码对应的移动速度模式或编码方式指示给接收机，接收机根据发射机的所述指示确定所接收信号对应的编码方式。例如，发射机可在下行信号中给出一个指示信息，以说明当前编码采用的编码方式。如果相干发射模式的编码方式有不止一种编码方式供选择和/或非相干发射模式的编码方式有不止一种编码方式供选择，则可由发射机将信号编码对应的编码方式指示给接收机，接收机根据发射机的所述指示确定所接收信号对应的编码方式。例如，发射机可在下行信号中给出一个指示信息，以说明当前编码采用的编码方式。本发明实施例中，为了降低非相干检测的解码复杂度，考虑到Alamouti空时码码率比较高，同时又有较大的分集增益和较低的解码复杂度，上述步骤103中又基于 Alamouti空时码提供了两种简化的差分空时码方法。图2为本发明实施例中第一种差分空时码方法的示意图。如图2所示，第一种差分空时码的编码过程包括输入两路信息比特，对所述两路信息比特进行调制，即对所述两路信息比特进行 Alamouti差分空时编码，得到编码信号S1和s2。对所述编码信号S1和、进行包括空频块码(SFBC)和矩阵映射的预编码处理，即
对所述编码信号S1和&进行Alamouti空时编码，得到空时码矩阵
权利要求
1.一种信号传输方法，其特征在于，该方法包括发射机确定接收机当前的移动速度模式；在所述移动速度模式为低速移动模式时，采用相干发射模式的编码方式对待发送信号进行编码，在所述移动速度模式为高速移动模式时，采用非相干发射模式的编码方式对待发送信号进行编码；将编码后的信号发送给接收机。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括接收机检测自身的当前移动速度，将检测的当前移动速度与预设的速度阈值进行比较，若所述当前移动速度高于所述速度阈值，则确定自身当前的移动速度模式为高速移动模式，否则确定自身当前的移动速度模式为低速移动模式，将所确定的当前移动速度模式指示给发射机；所述发射机确定接收机当前的移动速度模式为发射机根据所述接收机的指示，确定接收机当前的移动速度模式。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述将所确定的当前移动速度模式指示给发射机为利用1比特的信息将所确定的当前移动速度模式指示给发射机。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括接收机检测自身的当前移动速度，将所检测的当前移动速度指示给发射机；所述发射机确定接收机当前的移动速度模式为发射机将所接收的接收机的当前移动速度与预设的速度阈值进行比较，若所述当前移动速度高于所述速度阈值，则确定接收机当前的移动速度模式为高速移动模式，否则确定接收机当前的移动速度模式为低速移动模式。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括接收机接收来自发射机的所述信号，根据自身所确定的当前移动速度模式，或根据发射机指示的编码对应的移动速度模式或编码方式，确定接收信号对应的编码方式，对所述接收信号利用与编码方式相对应的解码方式进行解码。
6.如权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述采用非相干发射模式的编码方式对待发送信号进行编码包括采用差分空时编码方式对待发送信号进行编码。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述采用差分空时编码方式对待发送信号进行编码包括输入两路信息比特，对所述两路信息比特进行Alamouti差分空时编码，得到编码信号S1 和 S2 ；对所述编码信号S1和&进行Alamouti空时编码，得到空时码矩阵
8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述采用差分空时编码方式对待发送信号进行编码包括对应N根发射天线预先设置N/2个Alamouti差分空时编码单元，N为大于或等于2的偶数；对应每个Alamouti差分空时编码单元分别输入两路信息比特，各个Alamouti差分空时编码单元分别对输入自身的两路信息比特进行Alamouti差分空时编码，得到编码信号S” S29 ......9 Sn-” Sn ；对所述编码信号S1, s2，时编码，得到发射信号矩阵’，S^1, Sn进行空频块码SFBC+频率切换发送分集FSTD空 ，
9.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述采用差分空时编码方式对待发送信号进行编码包括确定信道频率选择性，在所述信道频率选择性强时，采用第一种差分空时码方式对待发送信号进行编码；在所述信道频率选择性弱时，采用第一种差分空时码方式或第二种差分空时码方式对待发送信号进行编码；所述采用第一种差分空时码方式对待发送信号进行编码包括输入两路信息比特，对所述两路信息比特进行Alamouti差分空时编码，得到编码信号S1 禾口 S2 ；对所述编码信号S1和&进行Alamouti空时编码，得到空时码矩阵 *表示复共轭；
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括发射机将所述编码后的信号对应的编码方式指示给接收机；接收机接收来自发射机的所述信号，根据发射机指示的编码方式确定所述信号对应的编码方式，对所述信号利用与编码方式相对应的解码方式进行解码。
11.一种信号传输系统，其特征在于，该系统包括发射机和接收机；所述发射机用于确定接收机当前的移动速度模式，在所述移动速度模式为低速移动模式时，采用相干发射模式的编码方式对待发送信号进行编码，在所述移动速度模式为高速移动模式时，采用非相干发射模式的编码方式对待发送信号进行编码，将编码后的信号发送给所述接收机；所述接收机用于接收来自所述发射机的信号，对所接收的信号利用与编码方式相对应的解码方式进行解码。
12.如权利要求11所述的系统，其特征在于，所述接收机进一步用于检测自身的当前移动速度，将检测的当前移动速度与预设的速度阈值进行比较，若所述当前移动速度高于所述速度阈值，则确定自身当前的移动速度模式为高速移动模式，否则确定自身当前的移动速度模式为低速移动模式，将所确定的当前移动速度模式指示给所述发射机；所述发射机根据所述接收机的指示，确定所述接收机当前的移动速度模式。
13.—种发射机，其特征在于，该发射机包括速度模式确定模块，用于确定接收机当前的移动速度模式是低速移动模式还是高速移动模式；第一编码模块，用于在所述速度模式确定模块确定的移动速度模式为低速移动模式时，采用相干发射模式的编码方式对待发送信号进行编码；第二编码模块，用于在所述速度模式确定模块确定的移动速度模式为高速移动模式时，采用非相干发射模式的编码方式对待发送信号进行编码；信号发送模块，用于将所述第一编码模块或第二编码模块编码后的信号发送给接收机。
14.如权利要求13所述的发射机，其特征在于，所述信号发送模块进一步将所述编码后的信号对应的编码方式或移动速度模式指示给接收机。
15.如权利要求13或14所述的发射机，其特征在于，所述第二编码模块包括第一调制模块，用于对当前输入的两路信息比特进行Alamouti差分空时编码，得到编码信号S1和& ；第一预编码模块，用于对所述第一调制模块得到的编码信号S1和&进行Alamouti空时编码，得到空时码矩阵
16.如权利要求13或14所述的发射机，其特征在于，所述第二编码模块包括第二调制模块，包括对应N根发射天线预先设置的N/2个Alamouti差分空时编码单 元，各个Alamouti差分空时编码单元分别对输入自身的两路信息比特进行Alamouti差分 空时编码，得到编码信号si，……，s,_i，S,；其中，N为大于或等于2的偶数；第二预编码模块，用于对所述编码信号
17.如权利要求13或14所述的发射机，其特征在于，所述第二编码模块包括信道频 率选择性确定模块，第一调制模块、第一预编码模块、第二调制模块和第二预编码模块；所述信道频率选择性确定模块用于确定信道频率选择性，在信道频率选择性强时，通 知第一调制模块和第一预编码模块对待编码信号进行编码；在信道频率选择性弱时，通知 第一调制模块和第一预编码模块或者第二调制模块和第二预编码模块对待编码信号进行 编码；第一调制模块，用于对当前输入的两路信息比特进行Alamouti差分空时编码，得到编 码信号和S2 ；第一预编码模块，用于对所述第一调制模块得到的编码信号Si和、进行Alamouti空 时编码，得到空时码矩阵利用编码矩阵
18.一种接收机，其特征在于，该接收机包括信号接收模块，用于接收来自发射机的信号，在确定所述信号的编码方式为相干发射模式的编码方式时，将所述信号传输给第一解码模块，在确定所述信号的编码方式为非相干发射模式的编码方式时，将所述信号传输给第二解码模块；第一解码模块，用于对所述信号接收模块传输的信号，采用相干检测模式的解码方式进行解码；第二解码模块，用于对所述信号接收模块传输的信号，采用非相干检测模式的解码方式进行解码。
19.如权利要求18所述的接收机，其特征在于，该接收机进一步包括速度检测模块，用于检测所述接收机的当前移动速度；模式确定模块，用于将所述速度检测模块检测的当前移动速度与预设的速度阈值进行比较，若所述当前移动速度高于所述速度阈值，则确定自身当前的移动速度模式为高速移动模式，否则确定自身当前的移动速度模式为低速移动模式；信息指示模块，用于将所述模式确定模块确定的当前移动速度模式指示给发射机。
20.如权利要求18或19所述的接收机，其特征在于，所述第二解码模块包括差分空时码解码模块，用于在连续两帧的接收信号间进行频率域差分解码。
全文摘要
本发明公开了一种信号传输方法，包括发射机根据接收机反馈信息确定接收机当前的移动速度模式；在所述移动速度模式为低速移动模式时，采用相干发射模式的编码方式对待发送信号进行编码，在所述移动模式为高速移动模式时，采用非相干发射模式的编码方式对待发送信号进行编码；将编码后的信号发送给接收机。此外，本发明还公开了一种信号传输系统及发射机和接收机。本发明所公开的技术方案，能够使无线传输在不同移动环境下都具有较好的系统性能。
文档编号H04L1/00GK102281127SQ20101020491
公开日2011年12月14日 申请日期2010年6月13日 优先权日2010年6月13日
发明者严春林, 加山英俊, 张战 申请人:株式会社Ntt都科摩