一种使用单天线解双天线空分复用的硬判决方法技术

本发明专利技术公开了一种使用单天线解双天线空分复用的硬判决方法，该方法具体如下：通过对空口数据进行采样滤波，得到待处理的单天线接收的LTE下行数据；使用单天线接收数据根据两个发射端口的CRS对两个发射天线Tx0和Tx1进行信道估计,信道估计值分别是hTx0和hTx1；根据单天线接收数据和两个发射端口的信道估计生成用于单天线解双天线空分复用数据的参考星座图；将LTE下行数据根据小区配置和资源分配情况，分离出待解调的LTE数据；将分离出待解调的LTE数据输入生成的参考星座图，通过判定参考星座图中参考星座点距离待解调数据的最近距离，得到待解码的硬比特数据；将生成的硬比特译码送入Turbo译码器进行译码，最后得到所需的编码比特。

【技术实现步骤摘要】
一种使用单天线解双天线空分复用的硬判决方法
本专利技术涉及无线通信
，具体涉及一种使用单天线解双天线空分复用的硬判决方法。
技术介绍
LTE(LongTermEvolution)作为第四代移动通信技术，其商业应用已经非常成熟和广泛。LTE的关键技术之一就是多输入多输出(MultiInputMultiOutput,MIMO)天线技术。在LTE协议R10版本中，其MIMO的传输模式(TransmissionMode,TM)一共有9种，其中TM3为双天线空分复用模式，即提供较大吞吐量的MIMO链接，并同时兼顾了稳定性。对于TM3模式下LTE双天线空分复用的编码流程如图1所示。首先将两个编码后的码字数据，通过加扰模块各自进行加扰，然后根据需要调制的阶数，主要是QPSK(QuadraturePhaseShiftKeying)、16QAM(QuadratureAmplitudeModulation)或64QAM调制，各自进行星座图的调制和映射，形成各自的调制的符号，然后将调制好的符号进行层映射、预编码、RE映射之后，进行逆傅里叶变换(IFFT)运算将频域信号转换到时域，并分别在两个天线端口上进行发射。从上述的发送端流程可以看出TM3模式下的双天线数据，每根天线负责一路码字数据的发射，两根天线发射的数据是完全不同的，正常情况下，需要根据协议规定的发送流程，相应的设计具有两个接收链路的接收机用于TM3空分复用的解码。根据发送端数据编码的流程，接收端接收到的信号可以写成如下式：Y＝H*W*D*U*X(1)其中W为预编码矩阵，D(i)和U用于对不同天线端口的数据加入循环延迟，其各值如下式：式(1)中H为信道估计矩阵，该矩阵包含了4个信道估计值，分别是hRx0,Tx0、hRx0,Tx1、hRx1,Tx0和hRx1,Tx1，这四个值分别代表了接收天线Rx0对发送天线Tx0的信道估计、接收天线Rx0对发送天线Tx1的信道估计、接收天线Rx1对发送天线Tx0的信道估计，以及接收天线Rx1对发送天线Tx1的信道估计。最后将H、W、D(i)、U、Y带入式(1)，并进行整理得：根据该公式就可以求解得到经过双天线发射的空分复用的两个天线各自发射的符号序列xTx0(i)和xTx1(i)，此时得到的符号数据是发射端经过调制映射产生的星座数据，对该数据进行解调后即可进行Turbo译码。根据公式(3)可以看出，采用传统的办法对传输模式3的双天线空分复用数据进行解码，需要2根接收天线的接收数据yRx0(i)和yRx1(i)，和各接收数据对各发射天线的信道估计hRx0,Tx0、hRx0,Tx1、hRx1,Tx0和hRx1,Tx1值，由此可知如果采用单天线或单接收链路的软件无线电接收机系统，则无法采用传统的方法对LTE双天线空分复用数据进行解码。目前，很多已有的软件无线电设备采用了单接收链路设计，如果使用上述双天线接收解码LTE空分复用的原理，对于单接收链路的接收机是无法实现的，且如果设计和制造用于解码双天线空分复用系统的时候，就必须设计成双接收链路，这样增加了设计难度和设计成本。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决现有技术中的上述缺陷，提供一种使用单天线解双天线空分复用的硬判决方法，以解决单接收链路无法解码双天线空分复用的问题，且单接收链路可以有效降低设计复杂度，降低设备成本。本专利技术的目的可以通过采取如下技术方案达到：一种使用单天线解双天线空分复用的硬判决方法，所述的硬判决方法包括：LTE下行数据获取步骤，获取空口数据，通过前端接收机在信号所在频率对数据进行采样滤波，得到待处理的单天线接收的LTE下行数据；信道估计步骤，使用单天线接收数据根据两个发射端口的CRS对两个发射天线Tx0和Tx1进行信道估计,信道估计值分别是hTx0和hTx1，分别代表接收天线Rx对发送天线Tx0的信道估计、接收天线Rx对发送天线Tx1的信道估计；参考星座图生成步骤，根据单天线接收数据和两个发射端口的信道估计生成用于单天线解双天线空分复用数据的参考星座图；待解调LTE数据分离步骤，将LTE下行数据根据小区配置和资源分配情况，分离出待解调的LTE数据；硬比特生成步骤，将所述的分离出待解调的LTE数据输入所述的参考星座图生成步骤生成的参考星座图，判定参考星座图中参考星座点距离待解调数据的最近距离，从而得到待解码的硬比特数据；Turbo译码步骤，将生成的硬比特数据送入Turbo译码器进行译码，最后得到所需的编码比特。进一步地，所述的信道估计步骤中信道估计值hTx0和hTx1的计算，依据CRS为LTE协议中发送端和接收端彼此约定好的已知信号序列，根据信道传输模型可以推出H为：H＝(Y-n)*X-1由于X已知，即CRS信号序列已知，Y为接收端数据已知，n为噪声，通过噪声估计消除或者近似忽略，根据上式求解各个接收天线相对各个发射天线的信道估计。进一步地，按照事先约定的CRS资源映射的方式，从天线的接收端提取两根发射天线的CRS信号序列，发射天线Tx0和发射天线Tx1的CRS信号是交叉分布在LTE的时频资源上互不影响，在各接收天线进行信道估计的时候分别按照抽取到的相应的CRS数据进行信道估计，即用接收天线Rx的数据对Tx0的CRS信号序列进行信道估计，即计算得到hTx0，用接收天线Rx的数据对Tx1的CRS信号序列进行信道估计，即计算得到hTx1。进一步地，所述的参考星座图生成步骤中，由于只有一根接收天线，接收信号的公式写成：上式中hTx0和hTx1分别为接收数据y(i)对发射天线Tx0和发射天线Tx1根据各自的CRS信号序列进行的信道估计值，而xTx0(i)和xTx1(i)未知，将xTx0(i)和xTx1(i)看成一个未知数，xTx0(i)和xTx1(i)在进行发射的时候是将两个发射天线的各自的比特信息按照编码规则映射到调制星座图上。进一步地，当调制采用QPSK时，待求解的未知数无论是xTx0(i)还是xTx1(i)在进行星座调制的时候各自都要按照各自的比特流分别映射到QPSK调制星座图的4个星座点上，每个点都被一个复数am，m＝0,1,2,3表示，将这些复数带入公式：得到16个点的组合，参考星座点分别为A0-A150，(xxT(i)，xTx1(i))的取值分别为(00,00)，(00,01)、(00,10)、(00,11)、(01,00)、(01,01)、(01,10)、(01,11)、(10,00)、(10,01)、(10,10)、(10,11)、(11,00)、(11,01)、(11,10)、(11,11)，计算表达式分别为a0*hTx0+a0*hTx1、a0*hTx0+a1*hTx1、a0*hTx0+a2*hTx1、a0*hTx0+a3*hTx1、a1*hTx0+a0*hTx1、a1*hTx0+a1*hTx1、a1*hTx0+a2*hTx1、a1*hTx0+a3*hTx1、a2*hTx0+a0*hTx1、a2*hTx0+a1*hTx1、a2*hTx0+a2*hTx1、a2*hTx0+a3*hTx1、a3*hTx0+a0*hTx1、a3*hTx0+a1*hTx1、a3*hTx0+a2*hTx1、a3*hTx0+a3*hTx1；用QPSK标准星座点a0～a3的复数值本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种使用单天线解双天线空分复用的硬判决方法，其特征在于，所述的硬判决方法包括：LTE下行数据获取步骤，获取空口数据，通过前端接收机在信号所在频率对数据进行采样滤波，得到待处理的单天线接收的LTE下行数据；信道估计步骤，使用单天线接收数据根据两个发射端口的CRS对两个发射天线Tx0和Tx1进行信道估计,信道估计值分别是hTx0和hTx1，分别代表接收天线Rx对发送天线Tx0的信道估计、接收天线Rx对发送天线Tx1的信道估计；参考星座图生成步骤，根据单天线接收数据和两个发射端口的信道估计生成用于单天线解双天线空分复用数据的参考星座图；待解调LTE数据分离步骤，将LTE下行数据根据小区配置和资源分配情况，分离出待解调的LTE数据；硬比特生成步骤，将所述的分离出待解调的LTE数据输入所述的参考星座图生成步骤生成的参考星座图，判定参考星座图中参考星座点距离待解调数据的最近距离，从而得到待解码的硬比特数据；Turbo译码步骤，将生成的硬比特数据送入Turbo译码器进行译码，最后得到所需的编码比特。

【技术特征摘要】
1.一种使用单天线解双天线空分复用的硬判决方法，其特征在于，所述的硬判决方法包括：LTE下行数据获取步骤，获取空口数据，通过前端接收机在信号所在频率对数据进行采样滤波，得到待处理的单天线接收的LTE下行数据；信道估计步骤，使用单天线接收数据根据两个发射端口的CRS对两个发射天线Tx0和Tx1进行信道估计,信道估计值分别是hTx0和hTx1，分别代表接收天线Rx对发送天线Tx0的信道估计、接收天线Rx对发送天线Tx1的信道估计；参考星座图生成步骤，根据单天线接收数据和两个发射端口的信道估计生成用于单天线解双天线空分复用数据的参考星座图；待解调LTE数据分离步骤，将LTE下行数据根据小区配置和资源分配情况，分离出待解调的LTE数据；硬比特生成步骤，将所述的分离出待解调的LTE数据输入所述的参考星座图生成步骤生成的参考星座图，判定参考星座图中参考星座点距离待解调数据的最近距离，从而得到待解码的硬比特数据；Turbo译码步骤，将生成的硬比特数据送入Turbo译码器进行译码，最后得到所需的编码比特。2.根据权利要求1所述的一种使用单天线解双天线空分复用的硬判决方法，其特征在于，所述的信道估计步骤中信道估计值hTx0和hTx1的计算，依据CRS为LTE协议中发送端和接收端彼此约定好的已知信号序列，根据信道传输模型可以推出H为：H＝(Y-n)*X-1由于X已知，即CRS信号序列已知，Y为接收端数据已知，n为噪声，通过噪声估计消除或者近似忽略，根据上式求解各个接收天线相对各个发射天线的信道估计。3.根据权利要求2所述的一种使用单天线解双天线空分复用的硬判决方法，其特征在于，按照事先约定的CRS资源映射的方式，从天线的接收端提取两根发射天线的CRS信号序列，发射天线Tx0和发射天线Tx1的CRS信号是交叉分布在LTE的时频资源上互不影响，在各接收天线进行信道估计的时候分别按照抽取到的相应的CRS数据进行信道估计，即用接收天线Rx的数据对Tx0的CRS信号序列进行信道估计，即计算得到hTx0，用接收天线Rx的数据对Tx1的CRS信号序列进行信道估计，即计算得到hTx1。4.根据权利要求1所述的一种使用单天线解双天线空分复用的硬判决方法，其特征在于，所述的参考星座图生成步骤中，由于只有一根接收天线，接收信号的公式写成：上式中hTx0和hTx1分别为接收数据y(i)对发射天线Tx0和发射天线Tx1根据各...

【专利技术属性】
技术研发人员：回海生，付磊，
申请(专利权)人：广州慧睿思通信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44