一种空间-时间-频率编码/解码的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种用于无线通信系统中的一种空间－时间－频率编码和解码方法及装置。本发明专利技术所提供的编码方法通过对传输码字及其冗余元素在空间－时间－频率上的合理分配，在不同天线上传输多个码字及其部分冗余，使得接收端可通过对冗余元素及其相应的码字元素的合并，提高码字中部分元素的信噪比和分集增益，进而提高整个数据流的接收质量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及无线通信系统，尤其涉及一种用于多载波无线通信系统的空间-时间-频率分集编码的方法和装置。
技术介绍
在无线通信系统中，克服无线信道衰落和信道干扰而为用户提供高质量的数据服务是非常重要的。近年来，能够产生空时发射分集增益的空时编码(STBC：Space-Time Block Coding)由于其简单的编码和解码特点，得到了产业界的广泛认可，并被入选为3GPP UMTS的传输分集方案之一。空时编码方案还可以用于正交频分多址系统(OFDM：Orthogonal Frequency Division Multiplexing)，即形成空时块编码的OFDM系统。当块编码在空间-频率域而不是空间-时间域形成时，即形成空频块编码(SFBC：Space-Frequency Block Coding)的OFDM系统。题为“Space-Time-Frequency Diversity for Multi-carrier Systems”，公布于2004年8月26日、公布号为WO2004/073275A1的专利申请，披露了一种在多载波通信系统中利用多根天线实现传输分集的方法。根据该专利申请提供的方法，首先根据预定的规则将一个序列的传输符号进行转换，以产生多个传输流，然后将各传输流中的传输元素分配给与多个天线关联的与多个载波和符号间隔相对应的时间-频率单元并分别由相应的天线发送。该方法采用正交设计以实现空间-时间-频率域正交。由于该方案中的空间-时间编码和空间-频率编码是相互独立的，因而，编码处理后获得的传输分集增益是一维的空时分集增益或空频分集增益。因此，需要提供一种更有效的编码方法，以进一步提高数据的传输质量。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种有效的编码方法，以提高数据传输的质量。-->为实现该目的，本专利技术提供了一种空间-时间-频率编码方法。按照本专利技术提供的方法，包括步骤：根据预定的正交空时块编码规则，对一组传输符号序列进行编码，以获得相应的多个码字；和将所述各码字中的多个元素及其至少部分元素的冗余作为信道元素分别映射到与所述码字相对应的一个二维时间-频率矩阵中多个预定的时间-频率单元，以使所述各矩阵中的信道元素可经由对应于该矩阵的天线发送。在一个实施例中，上述预定的正交空时块编码规则为与两根发射天线配合的Alamouti空时块编码。在另一个实施例中，上述预定的正交空时块编码规则为与三根或四根发射天线配合的扩展的Alamouti空时块编码。为实现上述目的，本专利技术还提供了一种与上述编码方法相应的解码方法。按照本专利技术提供的方法，包括步骤：从接收到的、来自不同发射天线的多个信号流中提取与一组传输符号相对应的多组经衰落的信道元素，所述各组信道元素分别包括相应的码字元素及其至少部分冗余元素；对所述各组信道元素中的冗余信道元素及其相应的码字元素分别进行合并处理，使合并处理所获得的信道元素与该组信道元素中的其余码字元素构成一个传输码字；和根据预定的正交空时块解码规则对所述多个传输码字进行线性组合，以恢复相应的一组传输符号。在一个实施例中，上述预定的正交空时块解码规则为与两根发射天线配合的Alamouti空时块解码规则。在另一个实施例中，上述预定的正交空时块解码规则为与三根发射天线或四根发射天线配合的扩展的Alamouti空时块解码规则之一。本专利技术的另一个目的是提供一种有效的编码装置，以提高数据发射分集增益。为实现该目的，本专利技术提供了一种空间-时间-频率编码装置，按照本专利技术提供的编码装置，包括：一个编码单元，用于根据预定的正交空时块编码规则，对一组传输符号序列进行编码，以获得相应的多个码字；和一个映射单元，用于将所述各码字中的多个元素及其至少部分元素的冗余作为信道元素分别映射到与所述码字相对应的一个二维时间-频率矩阵中多个预定的时间-频率单元，以使所述各矩阵中的信道元素可经由对应于该矩阵的天线发送；其中，所述预定的正交空时块编码规则为与两根发射天线配合的Alamouti空时块编码、与三根或四根发射天线配合-->的扩展的Alamouti空时块编码之一。为实现上述目的，本专利技术还提供了一种与上述解码装置相应的解码装置。按照本专利技术所提供的解码装置，包括：一个提取单元，用于从接收到的、来自不同发射天线的多个信号流中提取与一组传输符号相对应的多组经衰落的信道元素，所述各组信道元素分别包括相应的码字元素及其至少部分冗余元素；一个合并单元，用于对所述各组信道元素中的冗余冗余元素及其相应的码字元素进行合并处理，使合并处理所获得的信道元素与该组信道元素中的其余码字元素构成一个传输码字；和一个解码单元，用于根据预定的正交空时块解码规则对所述多个传输码字进行线性组合，以恢复相应的一组传输符号；其中，所述预定的正交空时块解码规则为与两根发射天线配合的Alamouti空时块解码、与三根发射天线或四根发射天线配合的扩展的Alamouti空时块解码规则之一。本专利技术所提供的编码方法通过对传输码字及其冗余元素在空间-时间-频率上的合理分配，在不同天线上传输多个码字及其部分冗余，使得接收端可通过对冗余元素及其相应的码字元素的合并，提高码字中部分元素的信噪比和分集增益，进而提高整个数据流的接收质量。与此同时，本专利技术所提供的空间-时间正交编码设计和空间-频率正交编码与常规的空时块编码具有相同的正交结构，接收端在冗余元素合并后仍可利用常规的信道元素的线性组合恢复相应的发送符号或符号块，因而解码处理十分简单。通过参考以下结合附图的说明以及权利要求书中的内容，并且随着对本专利技术的更全面的理解，本专利技术的其他目的及效果将变得更加清晰和易于理解。附图简述图1是根据本专利技术的编码方法的流程示意图；图2(a)，(b)和(c)分别是与两根发射天线配合的Alamouti空时块编码模式、与三根发射天线或四根发射天线配合的扩展的Alamouti空时块编码模式的示意图；图3(a)，(b)和(c)分别是根据本专利技术的、将编码所获得的码字的各元素及其部分冗余作为信道元素映射到时间-频率矩阵中的第一类实施例的示意图；-->图4是根据本专利技术的、将编码所获得的码字的各元素及其部分冗余作为信道元素映射到时间-频率矩阵中的第二类实施例的示意图；图5是根据本专利技术的、将编码所获得的码字的各元素及其部分冗余作为信道元素映射到时间-频率矩阵中的第三类实施例的示意图；...

【技术保护点】
一种空间－时间－频率编码方法，包括步骤：　（ａ）根据预定的正交空时块编码规则，对一组传输符号序列进行编码，以获得相应的多个码字；和　（ｂ）将所述各码字中的多个元素及其至少部分元素的冗余作为信道元素分别映射到与所述码字相对应的一个 二维时间－频率矩阵中多个预定的时间－频率单元，以使所述各矩阵中的信道元素可经由对应于该矩阵的天线发送。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】CN 2006-7-21 200610105987.91.一种空间-时间-频率编码方法，包括步骤：
(a)根据预定的正交空时块编码规则，对一组传输符号序列进行
编码，以获得相应的多个码字；和
(b)将所述各码字中的多个元素及其至少部分元素的冗余作为信
道元素分别映射到与所述码字相对应的一个二维时间-频率矩阵中多个
预定的时间-频率单元，以使所述各矩阵中的信道元素可经由对应于该矩
阵的天线发送。
2.如权利要求1所述的方法，其中，步骤(a)中所述预定的正交
空时块编码规则为与两根发射天线配合的Alamouti空时块编码。
3.如权利要求2所述的方法，其中，所述信道元素占用所述矩阵中
两个预定的时间单元和两个预定的频率单元所确定的四个时间-频率单
元中的三个时间-频率单元，该三个时间-频率单元所对应的无线信道所
经历的信道响应相同。
4.如权利要求2所述的方法，其中，所述信道元素占用所述矩阵中
三个预定的时间单元与一个频率单元或一个时间单元与三个预定的频
率单元所确定的三个时间-频率单元。
5.如权利要求1所述的方法，其中，步骤(a)中所述预定的正交
空时块编码规则为与三根或四根发射天线配合的扩展的Alamouti空时
块编码。
6.如权利5所述的方法，其中，所述信道元素占用所述矩阵中两个
预定的时间单元和四个预定的频率单元或四个预定的时间单元和两个
预定的频率单元之一所构成的八个时间-频率单元中的至少五个时间-频
率单元。
7.如权利要求1至6之一所述的方法，当所述的输入符号为符号块
时，所述时间-频率单元由多个子载波和符号间隔构成，并且，所述符号
块所包含的符号数目与一个时间-频率单元所包含的子载波数和符号间
隔数的乘积相同。
8.一种解码方法，包括步骤：
(a)从接收到的、来自不同发射天线的多个信号流中提取与一组
传输符号相对应的多组经衰落的信道元素，所述各组信道元素分别包括
相应的码字元素及其至少部分冗余元素；
(b)对所述各组信道元素中的冗余信道元素及其相应的码字元素
分别进...

【专利技术属性】
技术研发人员：邬刚，TJ莫尔斯利，X范，N马，Q周，X张，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]