專利名稱：：空時分組碼編解碼的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及無線通信中的多發(fā)送天線系統(tǒng)，尤其涉及無線通信多發(fā)送天線系統(tǒng)中的空時分組碼的編解碼方法及裝置。
背景技術(shù)：
：由Alamouti(參考文獻1:S.Alamouti,"Asimpletransmitdiversitytechniqueforwirelesscommunicationsystems,"J.Se/ec/JreasCowmw".，1998，16(8):1451-1458)和Tarokh等人(參考文獻2:V.Tarokh,H.Jafarkhani，etal,，"Space-timeblockcodesfromorthogonaldesigns,"rra肌/"/wm77^or_y,1999,45(7):1456-1467)所提出的正交設(shè)計的空時分組碼(O-STBC)方案，由于具有快速最大似然(ML)解碼和全分集的特點，而受到極大的關(guān)注。但是對于三發(fā)送天線和四發(fā)送天線復(fù)正交分組碼，最大的符號傳輸速率只有3/4，而且很難去構(gòu)造一個符號速率高于1/2的發(fā)送天線多于四天線的復(fù)正交空時分組碼(O-STBC)(參考文獻3:X.Liang,"Ahigh-rateorthogonalspace-timeblockcode,"Cowww".2003，7(5):222-224)。最近Jafarkhani(參考文獻4:H.Jafarkhani,"Aquasi-orthogonalspace-timeblockcode,"rrara.Cowmw"2001，49(1):l畫4)提出了準(zhǔn)正交空時分組碼(QO-STBC)，其較寬松的準(zhǔn)正交約束可以提供更快的符號傳輸速率。QO-STBC可以采用一個簡化的最大似然解碼(只需要成對地搜索發(fā)送符號)，但是沒有獲得全分集增益。為了提高QO-STBC的性能，Sharma等人(參考文獻5:N.Sharma，C.Papadias,"Improvedquasi-orthogonalcodesthroughconstellationrotation,"IEEETrans.Commun.,2003，51(3):332-335)4是出了采用星座旋轉(zhuǎn)的QO-STBC(CR-QO-STBC)，Su等人(參考文獻6:W.Su,X.Xia，"Signalconstellationsforquasi-orthogonalspace-timeblockcodeswithfulldiversity,"7>a"&"/or附.r/zew7,2004,50(10):2331-2347)給出了一些常用的星座圖的最佳旋轉(zhuǎn)角。盡管CR-QO-STBC無論在高信噪比還是低信噪比的情況下，性能都優(yōu)于O-STBC，但是它們的最大似然解碼復(fù)雜度卻要比O-STBC高很多，特別是對于高階調(diào)制(如16QAM),這是因為CR-QO-STBC發(fā)送的符號必須一皮成對地#r觀'J。
發(fā)明內(nèi)容現(xiàn)有技術(shù)中的STBC通常是開環(huán)設(shè)計，開環(huán)的意思就是說發(fā)射機并不知道或者不利用信道的信息。如果發(fā)射機預(yù)先獲知信道信息(比如時分雙工(TDD)系統(tǒng))或者通過接收來自接收機的反饋信息以獲取全部/部分的信道信息(比如在頻分雙工(FDD)系統(tǒng))，從而能夠?qū)崿F(xiàn)一個全符號發(fā)送速率(或稱作全符號速率)的閉環(huán)空時分組碼傳輸方案。這里全符號發(fā)送速率的意思是對于多天線發(fā)送系統(tǒng)，平均每個時刻發(fā)送1個符號。本發(fā)明的目的正是通過讓發(fā)射機獲取全部或部分信道信息以實現(xiàn)一個全符號發(fā)送速率的閉環(huán)空時分組碼傳輸?shù)募夹g(shù)方案。根據(jù)本發(fā)明的第一個方面，提供一種在多發(fā)送天線系統(tǒng)的發(fā)射機中用于對待編碼符號進行編碼的方法，首先獲取該多發(fā)送天線系統(tǒng)的信道補償相關(guān)信息；然后根據(jù)所述信道補償相關(guān)信息對多個待編碼的符號進行加權(quán)的空時編碼處理，以獲得相應(yīng)的多個空時分組碼。根據(jù)本發(fā)明的第二個方面，提供一種在多發(fā)送天線系統(tǒng)的發(fā)射機中用于對待編碼符號進行空時編碼的裝置，該裝置包括獲取裝置，用于獲取該多發(fā)送天線系統(tǒng)的信道補償相關(guān)信息；以及相關(guān)編碼裝置，用于根據(jù)所述信道補償相關(guān)信息對多個待編碼的符號進行加權(quán)的空時編碼處理，以獲得相應(yīng)的多個空時分組碼。根據(jù)本發(fā)明的第三個方面，還提供了一種在多發(fā)送天線系統(tǒng)的接收機中用于空時分組碼解碼的方法，其特征在于，利用與發(fā)射端相同的信道補償相關(guān)信息對所接收到的空時分組碼進行解碼。根據(jù)本發(fā)明的第四個方面，還提供了一種在多發(fā)送天線系統(tǒng)的接收機中用于空時分組碼解碼的解碼裝置，其特征在于，利用與發(fā)射端相同的信道補償相關(guān)信息對所接收到的空時分組碼進行解碼?，F(xiàn)有的復(fù)O-STBC方案具有低復(fù)雜度的最大似然解碼和全分集，但是對于四發(fā)送天線而言，符號發(fā)送速率只有3/4.現(xiàn)有的CR-QO-STBC方案雖然可以做到全符號速率和全分集，但是發(fā)送符號必須被成對地檢測，因而最大似然解碼相當(dāng)復(fù)雜，特別是對高階調(diào)制而言，如16QAM。本發(fā)明提供的編解碼方案具有全符號速率和全分集增益，并且具有簡單的最大似然解碼。圖1為根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施方式在多發(fā)送天線系統(tǒng)的發(fā)射機中的空時分組碼的加權(quán)編碼方法流程圖；圖2為根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施方式在多發(fā)送天線系統(tǒng)的發(fā)射機中的空時分組碼的加權(quán)編碼裝置的結(jié)構(gòu)框圖；圖3為根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施方式在多發(fā)送天線系統(tǒng)的接收機中的空時分組碼的解碼方法流程圖；圖4為根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施方式在多發(fā)送天線系統(tǒng)的接收機中的空時分組碼的解碼裝置的結(jié)構(gòu)框圖；圖5為多發(fā)送天線系統(tǒng)包括四個發(fā)送天線和一個接收天線，每次信道使用發(fā)送2比特的情況下，三種空時分組碼方案的性能比較示意圖；圖6為多發(fā)送天線系統(tǒng)包括四個發(fā)送天線和一個接收天線，每次信道使用發(fā)送3比特的情況下，四種空時分組碼方案的性能比較示意圖。具體實施方式現(xiàn)有的STBC通常工作在開環(huán)的模式下，除兩發(fā)送天線的情況外，都只有部分符號發(fā)送速率。而在本發(fā)明中，我們采用了閉環(huán)的STBC編碼方案，在此，閉環(huán)的意思是使得發(fā)射機知曉并利用全部或部分信道的信息。換言之，本發(fā)明的原理在于在多發(fā)送天線系統(tǒng)的發(fā)射機中，通過獲知該系統(tǒng)的信道信息，并結(jié)合該信道信息對待編碼符號進行編碼處理，從而實現(xiàn)該閉環(huán)的STBC方案。本發(fā)明提供的編碼方案具有全符號速率和全分集增益，并且具有簡單的最大似然解碼?？紤]一個具有Nt個發(fā)送天線和Nr個接收天線的無線鏈路，STBC編碼器將長度為L的輸入符號矢量編碼成一個TxNt的矩陣S,其中T是空時分組碼使用信道的次數(shù)，所以，符號發(fā)送速率是L/T。接收的信號模型由尺=5^+/給出，其中/\是一個NtxNr的復(fù)信道矩陣，V是一個TxNr復(fù)噪聲矩陣。這里我們以每個分組中待編碼的符號個數(shù)1^=4的情形，來對本發(fā)明的一種編碼方式的推導(dǎo)過程進行說明。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，對于分組中待編碼的符號個數(shù)L為6、8、10、12等情況可以參照L=4的情形進行類似的推導(dǎo)。參考文獻2中給出了符號速率為3/4的O-STBC編碼矩陣，如以下公式(1)所示<formula>formulaseeoriginaldocumentpage10</formula>其他的編碼矩陣也可以得到3/4的符號速率，如以下公式(2)所示<formula>formulaseeoriginaldocumentpage10</formula>公式(l)所示矩陣Si和公式(2)所示矩陣S2有一個共同的特性，就是shs=(w2+|&|2+n2).i,其中i是4x4的單位矩陣，上標(biāo)h表示共10軛轉(zhuǎn)置運算符。相應(yīng)地，可以對上述O-STBC編碼矩陣中的符號Sl，s2和s3進行單獨的最大似然解碼。QO-STBC和CR-QO-STBC使用了相同的編碼矩陣(見參考文獻3-6),如公式(3)所示<formula>formulaseeoriginaldocumentpage11</formula>(3)很明顯，公式(3)所示矩陣S3的符號發(fā)送速率是1,該矩陣包含了兩組Alamouti方案。QO-STBC和CR-QO-STBC的區(qū)別是，前者方案中Sj，S2，S3和S4取自單個的星座圖集合沢，但在后者方案里，Sl和S2是來自單個的星座圖集合沢，但S3和S4是來自旋轉(zhuǎn)星座圖集合e191這個最佳旋轉(zhuǎn)角度e根據(jù)具體的星座圖確定(參考文獻6)。通過公式(3)所示的矩陣簡單運算得到<formula>formulaseeoriginaldocumentpage11</formula>(4)其中a=Is712+Is212+Is312+Is4|2，b=s^;上標(biāo)*是復(fù)共軛運算符，由于參數(shù)b通常不為0，所以QO-STBC和CR-QO-STBC方案的最大似然解碼必須以符號對方式處理，即(shs3)和(S2,S4)—起處理。由于是窮舉搜索所有可能的符號對，最大似然解碼相當(dāng)復(fù)雜，特別是對高階調(diào)制。另外，如果a=b，則編碼矩陣S的秩是2,這樣QO-STBC只取得了分集階數(shù)2Nr。通過星座旋轉(zhuǎn)，CR-QO-STBC使得a^b,這樣可獲得全分集階數(shù)4Nr。除了公式(3)以外，QO-STBC和CR-QO-STBC方案也可有其它的編碼矩陣，如以下公式(5):<formula>formulaseeoriginaldocumentpage11</formula>(5)盡管公式(5)和公式(3)形式上不同，但是公式(5)中的編碼矩陣S4與公式(3)中的編碼矩陣S3具有如上文描述的類似于公式(4)的相同屬性。對于低復(fù)雜度最大似然解碼來說，主要考慮的是如何分別檢測4個發(fā)送的符號。為此，可以設(shè)計編碼矩陣S,S滿足S"S二al。也可設(shè)計等效信道矩陣H(根據(jù)信道估計得到信道矩陣)，滿足〃H〃=p|,其中a和^可以是任意的正實數(shù)。由于不可能去改變傳輸信道，我們設(shè)計了如下公式(6)所示的編碼矩陣<formula>formulaseeoriginaldocumentpage12</formula>典型地，我們可以取-1=()和^=0,相對旋轉(zhuǎn)角^是由信道信息所決定的。公式(6)所示的編碼矩陣源于公式(3)所示的編碼矩陣，但可以直接推廣到其它的編碼矩陣，如公式(5)所示的編碼矩陣。假設(shè)信道是準(zhǔn)靜態(tài)的，并且滿足信道矩陣^在每一個大小為T=4的塊中保持不變(注意，這是現(xiàn)有的O-STBC,QO-STBC和CR-QO-STBC方案都共有的一個要求)。分別用列向量"m，L和、表示/\,R和V的第m行的轉(zhuǎn)置，這樣每個接收天線接收到的信號可以被重寫成如下7>式(7)所示的形式y(tǒng)<formula>formulaseeoriginaldocumentpage12</formula>(8)其中，hph2、113和h4分別為四個發(fā)送天線到--個接收天線之間的信道估計值。在公式(7)的兩邊分別左乘以〃H，得到z=〃Hy=〃h〃s+〃Ha7,其中/"/h/"V具有和公式(4)的右邊相同的形式，同時a=hI2+|/7212+|/7312+|h4II2,b=+/7力>-"+/7+h2V"。在本發(fā)明中，l勿,ll2=/7,H"，表示歐幾里得范數(shù)的平方值。顯然，如果我們選擇^=0.5;rsign(ang/e("V73+/72*/74))—aAgf/e(/7，73+/72*/74)(9)其中sign(.)是正負(fù)運算符，angle(.)是角度運算符，angle(e")=e,則參數(shù)6=0，最佳旋轉(zhuǎn)角度(9)和編碼矩陣(6)給出了一個閉環(huán)STBC方本發(fā)明的STBC方案有全符號傳輸速率1和全分集4Nr。根據(jù)公式(7),最大似然解碼最小化下面的代價函數(shù)minJ=Iy—〃s||2(10、ss9III、/由于〃的正交性，以上的最大似然解碼等效于求解下列公式(11)-(14)所示的4個子方程min乂=(a-1)|s」2+(《3^+y2*/72+e—"/3*y3+e;:/4)—《2(11)，J2=(a-1)|s2|2+|(-y;/71+/72*y1-e，>3+e-,4V3)-s2『(12)mi"J3=(a-1)|s|2+(/;y3+y:/2+6-"/^+e;/74)-s2(13)minJ4=(a-1)|s4|2++/2*y3-e，》3+e-,:y》-s42(14)s4e9i■■、'其中3=|/7」|2+|/2|2+||2+||14||2。從公式(11)-(14)可以看出，在新的閉環(huán)方案里，最大似然解碼獨立地分別檢測四個發(fā)送的符號。因此，即使是高階調(diào)制，復(fù)雜度也很低。以上推導(dǎo)了空時分組碼分組大小L=4時的編碼情形。由于本發(fā)明主要討論具有全符號發(fā)送速率編碼的情況，所以當(dāng)分組中符號個數(shù)L=4時，生成的編碼矩陣為4x4的矩陣。對于分組大小L為6、8、10、12等其他情形，可以根據(jù)上述推導(dǎo)過程進行類似的推導(dǎo)。下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式進行詳細(xì)的說明。圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施方式在多發(fā)送天線系統(tǒng)的發(fā)射機中的編碼方法的流程圖。首先，在步驟S101中，獲取該多發(fā)送天線系統(tǒng)的信道補償相關(guān)信息。在上下行信道對稱(又稱對等或互惠)的情況下，如時分雙工系統(tǒng)，可以由發(fā)射機進行信道估計并計算信道估計的相關(guān)信息，在信道不對稱的情況下，如頻分雙工系統(tǒng)，由接收機反饋信道補償相關(guān)信息給發(fā)射機，作為空時分組碼編碼的基礎(chǔ)。所述信道補償相關(guān)信息用于對多發(fā)送天線系統(tǒng)的信道傳輸特性進行補償，以使得代表經(jīng)補償后的信道傳輸特性的等效信道矩陣為正交矩陣。然后根據(jù)所述信道補償相關(guān)信息對多個待編碼的符號進行空時編碼處理，以獲得相應(yīng)的多個空時分組碼。該過程具體包括步驟S102、S103和S104。首先，在步驟S102中將所述多個待編碼符號分為多組待編碼符號，其中，每組待編碼符號包括L個待編碼符號，這里待編碼的符號一般為經(jīng)過如QAM或QPSK調(diào)制后的符號，優(yōu)選地，L為4,但不限于此。然后，根據(jù)所述信道補償相關(guān)信息分別對所述每組待編碼符號進行加權(quán)的空時編碼處理，以獲得同所述多組待編碼符號相對應(yīng)的多組加斗又的空時分組碼。進行空時分組碼編碼處理，以獲得同該組符號相對應(yīng)的一組空時分組碼。然后，在步驟S104中，利用所述的信道補償相關(guān)信息所確定的一組加—又因子來對所述一組空時分組碼的相應(yīng)碼元進行加4又處理，以獲得同該組空時分組碼相對應(yīng)的一組加權(quán)空時分組碼。步驟S103與S104所完成的加權(quán)的空時分組碼編碼處理過程也可以另外一種替換方式來實現(xiàn)具體地，在步驟S103，中，先利用所述信道補償相關(guān)信息所確定的一組加權(quán)因子對每組待編碼符號及其共輒形式進行加權(quán)處理，以獲得一組加權(quán)后的待編碼符號；然后，在步驟S104，中，對所述一組加權(quán)后的待編碼符號進行空時分組編碼，以獲得同該組待編碼符號相對應(yīng)的一組加權(quán)空時分組碼。為簡明起見，在圖中未示出步驟S103，與S104'。上述兩種實現(xiàn)方式實質(zhì)上是一樣的，不過是具體實現(xiàn)時編碼和加權(quán)的先后次序不同而已。針對步驟S102至S104,簡單起見，我們以發(fā)射天線個數(shù)為4、接收天線個數(shù)為1的多天線系統(tǒng)為例，采用前述的閉環(huán)STBC方案，給出本發(fā)明的編碼方法的一個典型實施例。首先，獲取信道估計值hph2,h3,h4，然后根據(jù)公式(9)計算出信道補償相關(guān)信息，即角度值^。其次，將待編碼符號分為若干組，每個分組中有4符號。然后，對每個分組中的4符號進行空時編碼，獲得如前述公式(3)所示的編碼矩陣。當(dāng)然也可以選#^如前述7>式(5)所示的編碼矩陣。最后，將前面根據(jù)公式(9)獲得的信道補償相關(guān)信息，即角度值-的e^分別去乘以前述公式(3)中的矩陣的第3、4列，獲得如前述公式(6)所示的矩陣形式，從而完成本發(fā)明的編碼過程。當(dāng)然，也可先用e"去乘以每個分組中的各個符號及其共軛，然后按前述公式(3)中的矩陣形式進行空時編碼，得到如前述公式(6)所示的矩陣，同樣完成本發(fā)明的編碼過程。需要說明的是，上述典型實施例中獲取信道補償相關(guān)信息的步驟和對符號進行分組的步驟在實際操作中并無必然的先后關(guān)系，兩個步驟可以同時進行，也可以對符號先進行分組，然后再去獲取所述信道補償相關(guān)信息。另外需要說明的是，本發(fā)明的編碼方法不限于上述典型實施例中所述的發(fā)送天線個數(shù)為4,接收天線個數(shù)為1的多發(fā)送天線系統(tǒng)，本發(fā)明中的編碼方法可應(yīng)用至一般的多發(fā)送天線系統(tǒng)。如果采耳又MxM的空時編碼矩陣，如當(dāng)^1=4時，典型地，發(fā)送天線為4個，這樣可獲得全符號發(fā)送速率1和全分集，但是實際應(yīng)用時，當(dāng)發(fā)送天線的個數(shù)多于四時，可采取天線選擇和循環(huán)延時分集等技術(shù)以擴展使用本發(fā)明的方案。以發(fā)送天線選擇技術(shù)為例，它根據(jù)最大化分集增益或最大化容量等準(zhǔn)則從所有的發(fā)送天線中選擇四個天線來發(fā)送信號。以循環(huán)延時分集技術(shù)為例，它在四個發(fā)送天線發(fā)送信號的同時，其他的發(fā)送天線用于發(fā)送上述四個天線中的某一路或者某幾路發(fā)送信號的經(jīng)過一定時間延遲或在頻域經(jīng)過一定的相位旋轉(zhuǎn)的徑信號來處理。由于接收機對每個接收天線分別做解碼處理，因此本發(fā)明的編碼方法可應(yīng)用至任意個數(shù)的接收天線。圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施方式在多發(fā)送天線系統(tǒng)的發(fā)射機中空時編碼裝置框圖。該空時編碼裝置1包括獲取裝置101和相關(guān)編碼裝置102，該相關(guān)編碼裝置102包括分組裝置1021和加權(quán)編碼裝置1022,該加權(quán)編碼裝置1022包括加權(quán)裝置10221和編碼裝置10222。首先獲取裝置101獲取信道補償相關(guān)信息。在上下行信道對稱的情況下，如時分雙工系統(tǒng)，獲取裝置101可以根據(jù)發(fā)射機進行的信道估計計算出信道估計的相關(guān)信息，在信道不對稱的情況下，如頻分雙工系統(tǒng)，獲取裝置101直接接收來自接收機反饋信道補償相關(guān)信息，作為空時分組碼編碼的基礎(chǔ)。所述信道補償相關(guān)信息用于對多發(fā)送天線系統(tǒng)的信道傳輸特性進行補償，以使得代表經(jīng)補償后的信道傳輸特性的等效信道矩陣為正交矩陣相關(guān)編碼裝置102根據(jù)由獲取裝置101所獲得的信道補償相關(guān)信息對多個待編碼的符號進行空時編碼處理，以獲得相應(yīng)的多個空時分組碼。其中，首先由分組裝置1021將所述多個待編碼符號分為多組待編碼符號，其中，每組待編碼符號包括L個待編碼符號，這里待編碼的符號一般為經(jīng)過如QAM或QPSK調(diào)制后的符號，優(yōu)選地，L為4,但不限于此。然后，加權(quán)編碼裝置1022根據(jù)由獲取裝置101所獲得的信道補償相關(guān)信息分別對所述每組待編碼符號進行加權(quán)的空時編碼處理，以獲得同所述多組待編碼符號相對應(yīng)的多組加權(quán)的空時分組碼。其中，可以先由編碼裝置10221對所述多個待編碼符號中的各組待編碼符號進行空時編碼處理，以獲得同該組符號相對應(yīng)的一組空時分組碼，然后由加權(quán)裝置10222根據(jù)由獲取裝置101所獲得的信道補償相關(guān)信息所確定的一組加斥又因子來對所述一組空時分組碼的相應(yīng)碼元進4亍加權(quán)處理，以獲得同該組空時分組碼相對應(yīng)的一組加權(quán)空時分組碼。也可先由加權(quán)裝置10222根據(jù)所述信道補償相關(guān)信息所確定的一組加權(quán)因子對每組待編碼符號進行加權(quán)處理，以獲得一組加權(quán)后的待編碼符號，然后由編碼裝置10221對所述一組加權(quán)后的待編碼符號進行空時分組編碼，以獲得同該組待編碼符號相對應(yīng)的一組加權(quán)空時分組碼。上述兩種實現(xiàn)方式實質(zhì)上是一樣的，不過是具體實現(xiàn)時編碼和加權(quán)的先后次序不同而已。為了簡單起見，我們以發(fā)射天線個數(shù)為4、接收天線個數(shù)為1的多天線系統(tǒng)為例，采用前述的STBC方案，給出本發(fā)明的編碼裝置l的一個典型實施例。首先，獲取裝置101獲取信道估計值hl5h2,h3,h4,然后根據(jù)公式(9)計算出信道補償相關(guān)信息，即角度值"其次，分組裝置1021將待編碼符號分為若干組，每組中有4符—，然后，編碼裝置10221對每個分組中的4符號進行空時編碼，獲得如前述公式(3)所示的編碼矩陣。當(dāng)然也可以選擇如前述公式(5)所示的編碼矩陣。最后，加權(quán)裝置10222將獲取裝置101獲得的角度值^的一*分別去乘以前述公式(3)中的矩陣的第3、4歹'J,獲得如前述公式(6)所示的矩陣形式，從而完成本發(fā)明的編碼過程。當(dāng)然，也可先由加權(quán)裝置10222用^*去乘以每個分組中的各個符號及其共軛，然后編碼裝置10221按前述公式(3)中的矩陣形式進行空時編碼，得到如前述公式(6)所示的矩陣，同樣完成本發(fā)明的編碼過程。需要說明的是，上述典型實施例中獲取裝置101獲取信道補償相關(guān)信息的過程和分組裝置1021對符號進行分組的過程在實際操作中并無必然的先后關(guān)系，兩個過程可以同時進行，也可以由分組裝置1021對符號先進行分組，然后再由獲取裝置101獲取所述信道補償相關(guān)信息。另外需要說明的是，本發(fā)明的空時編碼裝置1不限于上述典型實施例中所述的發(fā)送天線個數(shù)為4,接收天線個數(shù)為1的多發(fā)送系統(tǒng)，本發(fā)明中的空時編碼裝置1可應(yīng)用至一般的多發(fā)送天線系統(tǒng)如果采取MxM的空時編碼矩陣，如當(dāng)！/[=4時，優(yōu)選地，發(fā)送天線為4個，這樣可獲得全符號發(fā)送速率1和全分集，但是實際應(yīng)用時，當(dāng)發(fā)送天線的個數(shù)多于四時，可采取天線選擇和循環(huán)延時分集等技術(shù)擴展使用本發(fā)明的方案。以發(fā)送天線選擇技術(shù)為例，它根據(jù)最大化分集增益或最大化容量等準(zhǔn)則從所有的發(fā)送天線中選擇四個天線來發(fā)送信號。以循環(huán)延時分集技術(shù)為例，它在四個發(fā)送天線發(fā)送信號路發(fā)送信號的經(jīng)過一定時間延遲或在頻域經(jīng)過一定的相位旋轉(zhuǎn)的信號，接收機將某路信號及其時間延遲或相位旋轉(zhuǎn)的信號當(dāng)作多徑信號來處理。由于接收機對每個接收天線分別做解碼處理，因此本發(fā)明的編碼裝置1可應(yīng)用至任意個數(shù)的接收天線。對于多發(fā)送天線系統(tǒng)，當(dāng)發(fā)射機采取本發(fā)明中所述的編碼方案時，相應(yīng)地接收機中要采取與編碼相應(yīng)的解碼方法對接收到的空時分組碼進行解碼。下面將結(jié)合圖3對多天線系統(tǒng)的發(fā)射機中運用本發(fā)明的編碼方式時，接收機中采取的相應(yīng)的解碼的一個具體實施方式進行說明。首先，在步驟S201中，基于信道估計確定信道補償相關(guān)信息，并且當(dāng)上下行信道不對稱時，如頻分雙工系統(tǒng)中，還需要將所述信道補償相關(guān)信息反饋給發(fā)射機。所述信道補償相關(guān)信息用于對多發(fā)送天線系統(tǒng)的信道傳輸特性進行補償，以使得代表經(jīng)補償后的信道傳輸特性的等效信道矩陣為正交矩陣。然后，在步驟S202中，根據(jù)所述信道補償相關(guān)信息對多發(fā)送天線系統(tǒng)的信道傳輸特性進行補償，以獲得代表經(jīng)補償后的信道傳輸特性的等效信道矩陣。最后，在步驟S203中，根據(jù)該等效的信道矩陣對接收到的空時分組碼進行解碼。我們?nèi)砸园l(fā)射天線個數(shù)為4、接收天線個數(shù)為1的多天線系統(tǒng)為例，并且發(fā)射機釆用前述編碼方法中的典型實施例的編碼方法，即待編碼符號分成若干個組，每個分組中符號個數(shù)為4,編碼采取如公式(6)所示的編碼矩陣，下面給出接收機中相應(yīng)的解碼方法的一個典型實施例。首先，接收機根據(jù)信道估計值hPh2,h3,h4和公式(9)確定所述角度值-，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以知曉如何獲得信道估計hph2，h3,h4,本發(fā)明這里不再贅述。然后，根據(jù)所述角度值^以及信道估計值h2,h3,h4,可以確定如公式(8)所示的等效的信道傳輸矩陣。最后，采取最大似然解碼，根據(jù)公式(IO)得到公式(11)至(14),再根據(jù)公式(11)至(14)對分組中的每個符號單獨進行解碼，因此，解碼復(fù)雜度很低。圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施方式在多發(fā)送天線系統(tǒng)的接收機中的空時解碼裝置框圖。該空時解碼裝置2包括第一確定裝置201,第二確定裝置202,等效解碼裝置203和發(fā)送裝置204。首先，第一確定裝置201根據(jù)接收機的信道估計確定信道補償相關(guān)信息，并且當(dāng)上下行信道不對稱時，如頻分雙工系統(tǒng)中，還需要將所述信道補償相關(guān)信息由接收裝置204反饋給發(fā)射機。所述信道補償相關(guān)信息用于對多發(fā)送天線系統(tǒng)的信道傳輸特性進行補償，以使得代表經(jīng)補償后的信道傳輸特性的等效信道矩陣為正交矩陣。然后，第二確定裝置202根據(jù)第一確定裝置201確定的信道補償相關(guān)信息，對多發(fā)送天線系統(tǒng)的信道傳輸特性進行補償，以獲得代表經(jīng)補償后的信道傳輸特性的等效信道矩陣。最后，等效解碼裝置203根據(jù)由第二確定裝置202確定的等效信道矩陣對接收到的空時碼進行解碼。一種優(yōu)選的解碼方案是采取最大似然解碼方案。我們?nèi)砸园l(fā)射天線個數(shù)為4、接收天線個數(shù)為1的多天線系統(tǒng)為例，發(fā)射機采用前述編碼裝置1的典型實施例的編碼方式，即待編碼符號分成若干個組，每個分組中符號個數(shù)為4，編碼釆取如公式(6)所示的編碼矩陣，下面給出接收機中相應(yīng)的解碼裝置2的一個典型實施例。首先，第一確定裝置201根據(jù)信道估計值h!,h2,h3,h4和公式(9)確定所述角度值^，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以知曉如何獲得信道估計值hph2,h3,h4,本發(fā)明這里不再贅述。然后，第二確定裝置202根據(jù)所述角度值^以及信道估計hph2,h3,h4,可以確定如公式(8)所示的等效信道矩陣。最后，等效解碼裝置203采取最大似然解碼，根據(jù)公式(10)得到公式(11)至(14),再根據(jù)公式(11)至(14)對分組中的每個符號單獨進行解碼，因此，解碼復(fù)雜度很低。以上對本發(fā)明的具體實施方式進行了詳細(xì)的描述，下面將結(jié)合O-STBC、QO-STBC和CR-QO-STBC最大似然解碼過程，對本發(fā)明的優(yōu)點進行進一步說明。O-STBC最大似然解碼為了便于比較，我們以編碼矩陣(l)為例，得出如下相應(yīng)的最大似然解碼算法<formula>formulaseeoriginaldocumentpage20</formula>為了便于比較，我們以編碼矩陣(3)為例，得出如下相應(yīng)的最大似然解碼算法:<formula>formulaseeoriginaldocumentpage21</formula>6是CR-QO-STBC的旋轉(zhuǎn)角(對于QO-STBC來說^=0),根據(jù)公式(18)和(19)，兩組符號對(sl,s3)和(s2,s4)可以#皮分別片企測出來。然而，由于要窮舉搜索符號對的所有可能性，所以最大似然解碼仍然非常復(fù)雜，尤其對于高階調(diào)制來說，更加復(fù)雜。四種STBC方案的解碼復(fù)雜度比較對一個普通的星座集合中的符號，上述四種STBC方案的最大似然解碼的復(fù)雜度如表1所列，為了更好地了解本發(fā)明的高效性，表2分別給出了一個接收天線情況下的四種STBC方案4QAM，8QAM，16QAM和64QAM的解碼運算量。對于4QAM而言，可以利用它的恒模屬性來簡化最大似然解碼。表14種STBC方案每個符號的解碼復(fù)雜度<table>tableseeoriginaldocumentpage21</column></row><table>運算次數(shù)，+代表實數(shù)加的運算次數(shù)。表2Nr-l的情況下，四種STBC方案每個符號的解碼運算量<table>tableseeoriginaldocumentpage22</column></row><table>圖5示出了每次信道使用發(fā)送2比特時，QO-STBC、CR-QO-STBC和本發(fā)明的STBC的BER(誤比特率)性能，星座集合是4QAM,CR-QO-STBC的旋轉(zhuǎn)角度取丌/4(參考文獻6)。圖6示出了每次信道使用發(fā)送3比特時，O-STBC,QO-STBC,CR-QO-STBC和本發(fā)明的STBC方案BER性能。其中，現(xiàn)有的O-STBC采用16QAM星座集合，而其它三種方案采用8QAM星座集合。CR-QO-STBC的旋轉(zhuǎn)角是兀/4。對于這4種STBC方案，我們可以得出以下結(jié)論就最大似然解碼來說，本發(fā)明的STBC相對于現(xiàn)有的O-STBC,有相似的復(fù)雜度；QO-STBC和CR-QO-STBC方案比以上兩種STBC方案更復(fù)雜，尤其對于高階調(diào)制。另夕卜QO-STBC和CR-QO-STBC需要更多的存儲空間。在發(fā)送速率相同的情況下，本發(fā)明的STBC方案性能最好，其次是CR-QO-STBC方案，QO-STBC在低SNR(信噪比)的情況下比QO-STBC的性能要好一些，但是在高SNR的情況下，由于QO-STBC的部分分集的原因，QO-STBC要比現(xiàn)有的O-STB性能差?，F(xiàn)有的O-STBC,QO-STBC,和CR-QO-STBC方案都是開環(huán)設(shè)計，而本發(fā)明的STBC方案是閉環(huán)設(shè)計，同時旋轉(zhuǎn)角依賴于傳輸信道。對于時分雙工系統(tǒng)，這個旋轉(zhuǎn)角可以根據(jù)信道估計直接計算出來。對于頻分雙工系統(tǒng)，接收機首先計算信道補償相關(guān)信息，然后反饋給發(fā)射機。因此，如何在頻分雙工系統(tǒng)里及時和精確地反饋信道補償相關(guān)信息，是本發(fā)明的一個關(guān)鍵點，特別在高移動性的情況下。以上對本發(fā)明的具體實施例進行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改。權(quán)利要求1.一種在多發(fā)送天線系統(tǒng)的發(fā)射機中用于對待編碼符號進行編碼的方法，該方法包括以下步驟i.獲取該多發(fā)送天線系統(tǒng)的信道補償相關(guān)信息；ii.根據(jù)所述信道補償相關(guān)信息對多個待編碼的符號進行加權(quán)的空時編碼處理，以獲得相應(yīng)的多個空時分組碼。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述步驟ii包括以下步驟a.將所述多個待編碼符號分為多組待編碼符號，其中，每組待編碼符號包括L個待編碼符號；b.根據(jù)所述信道補償相關(guān)信息分別對所述每組待編碼符號進行加權(quán)的空時編碼處理，以獲得同所述多組待編碼符號相對應(yīng)的多組加權(quán)的空時分組碼。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述的每組待編碼符號中符號的個數(shù)L優(yōu)選為4。4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的方法，其中，所述步驟b包括以下步驟-對所述多個待編碼符號中的各組待編碼符號進行空時編碼處理，以獲得同該組符號相對應(yīng)的一組空時分組碼；-利用根據(jù)所述信道補償相關(guān)信息所確定的一組加權(quán)因子來對所述一組空時分組碼的相應(yīng)碼元進4于加4又處理，以獲得同該組空時分組碼相對應(yīng)的一組加纟又空時分組碼。5.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的方法，其中，所述步驟b包括以下步驟-利用根據(jù)所述信道補償相關(guān)信息所確定的一組加權(quán)因子對每組待編碼符號進行加權(quán)處理，以獲得一組加權(quán)后的待編碼符號；-對所述一組加權(quán)后的待編碼符號進行空時分組編碼，以獲得同該組4寺編碼符號相對應(yīng)的一組加權(quán)空時分組碼。6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的方法，其中，所述步驟i還包括-接收來自接收機反饋的信道補償相關(guān)信息。7.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的方法，其中，所述步驟i還包括-根據(jù)發(fā)射機所作的信道估計來獲取信道補償相關(guān)信息。8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項所述的方法，其中，所述信道補償相關(guān)信息用于對多發(fā)送天線系統(tǒng)的信道傳輸特性進行補償，以使得代表經(jīng)補償后的信道傳輸特性的等效信道矩陣為正交矩陣。9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項所述的方法，其中，所述加權(quán)的空時編碼處理采取的編碼矩陣包括以下矩陣e^s2e^s3e^s/S一一浐s;一、-e^s:一s;_e7、一se^2s2<formula>formulaseeoriginaldocumentpage3</formula>其中，Sl、S2、S3和S4為待編碼的符號，^為所述信道補償相關(guān)信息，上標(biāo)*是復(fù)共軛運算符，^=0，02=0.5;r,'g"(""g/e(/^//3+/^4))—""映(/^/73+/72//4)，Sign(-)是正負(fù)運算符，angle(-)是角度運算符，angle(e,=e,^、h2、1:3和114為信道估計值。10.—種在多發(fā)送天線系統(tǒng)的發(fā)射機中用于對待編碼符號進行空時編碼的空時編碼裝置，該裝置包括獲取裝置，用于獲取該多發(fā)送天線系統(tǒng)的信道補償相關(guān)信息；相關(guān)編碼裝置，用于根據(jù)所述信道補償相關(guān)信息對多個待編碼的符號進行加權(quán)的空時編碼處理，以獲得相應(yīng)的多個空時分組碼。11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的空時編碼裝置，其中，所述相關(guān)編碼裝置包括分組裝置，用于將所述多個待編碼符號分為多組待編碼符號，其中，每組待編碼符號包括L個待編碼符號；加權(quán)編碼裝置，用于根據(jù)所述信道補償相關(guān)信息分別對所述每組待編碼符號進行加權(quán)的空時編碼處理，以獲得同所述多組待編碼符號相對應(yīng)的多組加片又的空時分組碼。12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的空時編碼裝置，其中，所述的每組待編碼符號中符號的個數(shù)L優(yōu)選為4。13.根據(jù)權(quán)利要求10至12中任一項所述的空時編碼裝置，其中，所述加權(quán)編碼裝置包括編碼裝置，用于對所述多個待編碼符號中的各組待編碼符號進行空時編碼處理，以獲得同該組符號相對應(yīng)的一組空時分組碼；加權(quán)裝置，用于利用根據(jù)所述信道補償相關(guān)信息所確定的一組加權(quán)因子來對所述一組空時分組碼的相應(yīng)碼元進行加權(quán)處理，以獲得同該組空時分組碼相對應(yīng)的一組加斥又空時分組石馬。14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的空時編碼裝置，其中，所述加權(quán)裝置還用于利用根據(jù)所述信道補償相關(guān)信息所確定的一組加權(quán)因子對每組待編碼符號進行加權(quán)處理，以獲得一組加權(quán)后的待編碼符號；所述編碼裝置還用于對所述一組加權(quán)后的待編碼符號進行空時分組編碼，以獲得同該組待編碼符號相對應(yīng)的一組加4又空時分組碼。15.根據(jù)權(quán)利要求10至14中任一項所述的空時編碼裝置，其中，所述獲取裝置還用于接收來自接收機反饋的信道補償相關(guān)信息。16.根據(jù)權(quán)利要求10至14中任一項所述的空時編碼裝置，其中，所述獲取裝置還用于根據(jù)發(fā)射機所作的信道估計來獲取信道補償相關(guān)信息。17.根據(jù)權(quán)利要求10至16中任一項所述的空時編碼裝置，其中，所述信道補償相關(guān)信息用于對多發(fā)送天線系統(tǒng)的信道傳輸特性進行補償，以使得代表經(jīng)補償后的信道傳輸特性的等效信道矩陣為正交矩陣。18.根據(jù)權(quán)利要求10至17中任一項所述的空時編碼裝置，其中，所述加權(quán)的空時編碼處理的編碼矩陣包括以下矩陣<formula>formulaseeoriginaldocumentpage4</formula>其中，Sl、S2、S3和S4為待編碼的符號，^為所述信道補償相關(guān)信息，上標(biāo)*是復(fù)共軛運算符，^=0,02=0.5;r.^7'g7(a;7g7e(/^/3+/72/74))—A3+/z2/z4),Sign(-)是正負(fù)運算符，angle(-)是角度運算符，angle(e,=e，hph2、113和114為信道估計值。19.一種在多發(fā)送天線系統(tǒng)的接收機中用于空時分組碼解碼的方法，其特征在于，利用與發(fā)射端相同的信道補償相關(guān)信息對所接收到的空時分組碼進行解碼。20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中，所述利用與發(fā)射端相同的信道補償相關(guān)信息對所接收到的空時分組碼進行解碼的步驟包括以下步驟s.根據(jù)所述信道補償相關(guān)信息對多發(fā)送天線系統(tǒng)的信道傳輸特性進行補償，以獲得代表經(jīng)補償后的信道傳輸特性的等效信道矩陣；t.利用該等效信道矩陣對所接收到的空時分組碼進行解碼。21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中，還包括以下步驟-基于信道估計來確定所述信道補償相關(guān)信息；-將所述信道補償相關(guān)信息發(fā)送給所述發(fā)射機。22.根據(jù)權(quán)利要求20或21所述的方法，其中，所述步驟t包括-利用該等效信道矩陣，并采用最大似然解碼方案來對所接收到的空時分組碼進行解碼。23.根據(jù)權(quán)利要求19至22中任一項所述的方法，其中，所述信道補償相關(guān)信息用于對多發(fā)送天線系統(tǒng)的信道傳輸特性進行補償，以使得代表經(jīng)補償后的信道傳輸特性的等效信道矩陣為正交矩陣。24.—種在多發(fā)送天線系統(tǒng)的接收機中用于空時分組碼解碼的空時解碼裝置，其特征在于，利用與發(fā)射端相同的信道補償相關(guān)信息對所接收到的空時分組碼進行解碼。25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的空時解碼裝置，其中，包括第二確定裝置，用于信道補償相關(guān)信息對多發(fā)送天線系統(tǒng)的信道傳輸特性進行補償，以獲得代表經(jīng)補償后的信道傳輸特性的等效信道矩陣；等效解碼裝置，用于根據(jù)所述等效信道矩陣用于對所接收到的空時分組碼進行解碼。26.根據(jù)權(quán)利要求24或25所述的空時解碼裝置，其中，還包括第一確定裝置，用于基于信道估計來確定所述信道補償相關(guān)信息；發(fā)送裝置，用于將所述信道補償相關(guān)信息發(fā)送給所述發(fā)射機。27.根據(jù)權(quán)利要求25或26所述的空時解碼裝置，其中，所述等效解碼裝置還用于利用該等效信道矩陣，并采用最大似然解碼方案來對所接收到的空時分組碼進行解碼。28.根據(jù)權(quán)利要求24至27中任一項所述的空時解碼裝置，其中，所述信道補償相關(guān)信息用于對多發(fā)送天線系統(tǒng)的信道傳輸特性進行補償，以使得代表經(jīng)補償后的信道傳輸特性的等效信道矩陣為正交矩陣。29.—種多發(fā)送天線系統(tǒng)中的發(fā)射機，包括如權(quán)利要求10至18中任一項所述的空時編碼裝置。30.—種多發(fā)送天線系統(tǒng)中的接收機，包括如權(quán)利要求24至28中任一項所述的空時解碼裝置。全文摘要本發(fā)明提供一種在多發(fā)送天線系統(tǒng)的發(fā)射機中用于對待編碼符號進行編碼的方案，首先獲取該多發(fā)送天線系統(tǒng)的信道補償相關(guān)信息；然后根據(jù)所述信道補償相關(guān)信息對多個待編碼的符號進行空時編碼處理，以獲得相應(yīng)的多個空時分組碼；以及在接收機中相應(yīng)的解碼方法和裝置，根據(jù)信道估計得到一個等效的信道響應(yīng)，根據(jù)該等效的信道響應(yīng)對所接收到的空時分組碼進行解碼。通過使用本發(fā)明的方法和裝置，可得到全分集和全符號發(fā)送速率，并且最大似然解碼簡單。文檔編號H04B7/04GK101267234SQ20071003803公開日2008年9月17日申請日期2007年3月13日優(yōu)先權(quán)日2007年3月13日發(fā)明者朱孝龍,棟李,李國松,楊紅衛(wèi)申請人:上海貝爾阿爾卡特股份有限公司