用于通信系统的空时编码技术方案

提供了一种用于生成用于对在通信系统中将要通过传输信道传输的包含独立符号的集合的数字数据序列进行编码的空时块码(STBC)的方法，所述空时块码由线性色散表示中的线性色散矩阵的集合来表示，每个线性色散矩阵包括具有复值的分量，所述方法包括：取决于与所述线性色散矩阵的选定对的集合相关的逐分量条件，生成所述线性色散矩阵中的至少一些，每一对包括第一线性色散矩阵和第二线性色散矩阵，所述逐分量条件包括所述第一线性色散矩阵的分量与所述第二线性色散矩阵的分量之间的逐分量条件。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于通信系统的空时编码
技术介绍
本专利技术总体上涉及数字通信，并且特别涉及用于生成线性空时块码(STBC)的方法、系统和计算机程序产品。在数字技术的发展和新的多媒体应用的出现的推动下，已经开发了不同的无线通信系统，例如使用单个或多个天线容纳单个或多个发射机/接收机的蜂窝网络和无线自组网。在无线通信系统中，通过物理信道的数字流的传输可能受到不期望的信道效应(例如，多径反射和传播衰减)的干扰而导致信号失真。通常使用分集方案来解决这种衰减效应，同时改善系统性能。特别地，发射分集增加了接收站可以接收由发射站传输的数据的可能性。无线通信系统可以通过使用各种方案(例如，空时编码(STC)方案)来实现分集，以使分集增益最大化，并因此增加传输可靠性。与仅提供接收分集的未编码方案(即，不使用STC)不同，针对使用STC的编码方案，额外提供由时间维度带来的发射分集。在空时编码方案中，可以通过在衰减信道环境中使用多个发射天线来获得空间分集增益。已知的空时编码方案包括空时块码(STBC)方案。空时块编码主要在于通过多个天线传输相同数据的多个副本，以便提高通过噪声信道的数据传输的可靠性。使用空时块码(STBC)的常规发射机包括串行到并行转换器，以创建符号块并将所创建的符号块提供到编码器。编码器创建与符号的多个组合，并将该组合经由nt个发射天线进行传送。从编码器输出的符号可以由nt＊T编码矩阵表示，T表示时间码长度。针对相应的时间段来传输编码矩阵的每一行中的符号，并且经由相应的天线来传输每一列中的符号。期望编码矩阵的列彼此正交以促进解码并提供最大的分集增益。解码器的选择影响解码后获得的分集阶数。此外，在实际的多输入多输出(MIMO)系统中，接收机处的最大似然(ML)解码的复杂度是主要的考虑。实际上，由于空时码由矩阵表示，所以码本的大小可能相当大，并且最大似然(ML)解码可能具有显著的复杂度。近年来，已经对使用公知的球解码器(SD)提供低复杂度ML解码的线性STBC的构造进行了广泛研究。首先考虑的方法是基于用于定义线性代码的加权矩阵之间的相互正交性的Hurwitz-Radon(HR)理论。使用这种正交设计的STBC码的示例包括AlamoutiSTBC码(Alamouti，“ASimpleTransmitDiversityTechniqueforWirelessCommunications”，IEEEJournalonSelectedAreasinCommunications，第16卷，第1451-1458页(1998年10月))。这种正交码实现完全分集，并且具有在接收机处的快速ML解码。然而，针对四个以上的发射天线，难以构建速率高于一的正交设计。为了克服这个问题，已经提出了根据准正交设计的STBC，其正交性被放宽松以改善符号速率。因此，解码复杂度被增加以改善符号速率。然而，这些代码不能实现完全分集，并且在高SNR下遭受不良的性能。因此，需要生成满足期望的分集阶数和/或期望的编码速率同时提供降低的复杂度的STBC的方法和系统。
技术实现思路
为了解决这些问题和其他问题，提供了一种用于生成用于对在通信系统中将要通过传输信道传输的包含独立符号的集合的数字数据序列进行编码的空时块码(STBC)的方法，所述空时块码由线性色散表示中的线性色散矩阵的集合来表示，每个线性色散矩阵包括具有复值的分量，所述方法包括：取决于与所述线性色散矩阵的选定对的集合相关的逐分量条件，生成所述线性色散矩阵中的至少一些，每一对包括第一线性色散矩阵和第二线性色散矩阵，所述逐分量条件包括所述第一线性色散矩阵的分量与所述第二线性色散矩阵的分量之间的逐分量条件。在一个实施例中，针对所述线性色散矩阵的每列，所述逐分量条件可以取决于所述第一线性色散矩阵的分量与所述第二线性色散矩阵的分量的复共轭的乘积的实维度中的至少一个实维度，针对所述线性色散矩阵的每列，如果所述乘积的所述至少一个实维度是空的，则满足所述逐分量条件。每个线性色散矩阵可以由矩阵元素来表示，针对所述线性色散矩阵的每列，所述逐分量条件取决于表示所述第一线性色散矩阵的矩阵元素的分量与表示所述第二线性色散矩阵的矩阵元素的分量的复共轭之间的乘积的实维度中的至少一个实维度，针对所述线性色散矩阵的每列，如果所述乘积的所述至少一个实维度是空的，则满足所述逐分量条件。所述线性色散矩阵可以由矩阵表示来表示，在给定的代数的基础上，所述矩阵元素与用于构建代码的数域的整基的元素相对应。所述传输信道由等效信道矩阵表示，所述方法可以包括，对识别与所述等效信道矩阵相关的位置索引对的集合的至少一个约束做出响应，生成空时块码，针对每个位置索引对，生成所述空时块码的步骤包括：a.选择线性色散矩阵对，使得每一对的两个线性色散矩阵的索引与位置索引对的位置索引相对应，b.确定选定的线性色散矩阵对的线性色散矩阵的分量，使得所述选定的线性色散矩阵对满足所述逐分量条件。所述约束可以包括与所述等效信道矩阵的正交的列向量对的集合相关的正交性约束，并且每个位置索引对与所述等效信道矩阵中所述列向量对中的一个列向量对的列向量的两个列索引相对应。所述约束可以包括与所述等效信道的正交的列向量对的最小数量相关的正交性约束，所述方法包括选择所述等效信道矩阵的多个列向量对，并且其中，每个位置索引对与所述等效信道矩阵中选定的列向量对中的一个列向量对的列向量的两个列索引相对应。可替代地，所述约束可以包括与从所述等效信道矩阵的QR分解获得的上三角矩阵R的至少一个目标零值位置相关的正交性约束，每个目标零值位置由包括行索引和列索引的索引对来定义，每个位置索引对与目标零值位置中的一个目标零值位置的索引对相对应。所述约束可以包括与从所述等效信道矩阵的QR分解获得的上三角矩阵R的目标零值位置的最小数量相关的正交性约束，所述方法包括选择至少等于所述最小数量的多个目标零值位置，每个目标零值位置由包括行索引和列索引的索引对来定义，并且其中，每个位置索引对与所述目标零值位置中的一个目标零值位置的索引对相对应。根据另一实施例，所述方法先前包括对所述线性色散矩阵的集合到至少两个不相交的分组的分区进行初始化，生成所述线性色散矩阵中的至少一些的步骤包括基于先前生成的分区迭代地生成给定分区的所述线性色散矩阵。所述分区可以取决于预定义的代码类别。所述代码类别可以是以下代码类别中的一个：多分组可解码的代码类别、快速可解码的代码类别、快速分组可解码的代码类别、块正交代码类别。所述方法可以包括先前接收包括由分区进行分组的所述线性色散矩阵的集合的初始空时块码，初始化所述分区的步骤包括从所述初始空时块码的所述分区来定义所述分区。还提供了一种用于对在通信系统中将要通过传输信道传输的包括独立符号的集合的数字数据序列进行编码的空时块码(STBC)，所述空时块码由在线性色散表示中的线性色散矩阵的集合表示，每个线性色散矩阵包括具有复值的分量，所述线性色散矩阵包括满足逐分量条件的至少一个线性色散矩阵对，每一对包括第一线性色散矩阵和第二线性色散矩阵，所述逐分量条件包括所述第一线性色散矩阵的分量与所述第二线性色散矩阵的分量之间的逐分量条件。针对所述线性色散矩阵的每列，所述逐分量条件可以取决于所述第一线性色散矩阵的分量与所述第二线性色散矩阵的分本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于生成用于对在通信系统中将要通过传输信道传输的包含独立符号的集合的数字数据序列进行编码的空时块码(STBC)的方法，所述空时块码由线性色散表示中的线性色散矩阵的集合来表示，每个线性色散矩阵包括具有复值的分量，所述方法包括：取决于与所述线性色散矩阵的选定对的集合相关的逐分量条件，生成所述线性色散矩阵中的至少一些，每一对包括第一线性色散矩阵和第二线性色散矩阵，所述逐分量条件包括所述第一线性色散矩阵的分量与所述第二线性色散矩阵的分量之间的逐分量条件。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.04.30 EP 15305677.51.一种用于生成用于对在通信系统中将要通过传输信道传输的包含独立符号的集合的数字数据序列进行编码的空时块码(STBC)的方法，所述空时块码由线性色散表示中的线性色散矩阵的集合来表示，每个线性色散矩阵包括具有复值的分量，所述方法包括：取决于与所述线性色散矩阵的选定对的集合相关的逐分量条件，生成所述线性色散矩阵中的至少一些，每一对包括第一线性色散矩阵和第二线性色散矩阵，所述逐分量条件包括所述第一线性色散矩阵的分量与所述第二线性色散矩阵的分量之间的逐分量条件。2.根据权利要求1所述的方法，其中，针对所述线性色散矩阵的每列，所述逐分量条件取决于所述第一线性色散矩阵的分量与所述第二线性色散矩阵的分量的复共轭的乘积的实维度中的至少一个实维度，并且其中，针对所述线性色散矩阵的每列，如果所述乘积的所述至少一个实维度是空的，则满足所述逐分量条件。3.根据权利要求1所述的方法，其中，每个线性色散矩阵由矩阵元素来表示，并且其中，针对所述线性色散矩阵的每列，所述逐分量条件取决于表示所述第一线性色散矩阵的矩阵元素的分量与表示所述第二线性色散矩阵的矩阵元素的分量的复共轭之间的乘积的实维度中的至少一个实维度，并且其中，针对所述线性色散矩阵的每列，如果所述乘积的所述至少一个实维度是空的，则满足所述逐分量条件。4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述线性色散矩阵由矩阵表示来表示，在给定的代数的基础上，所述矩阵元素与用于构建代码的数域的整基的元素相对应。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述传输信道由等效信道矩阵表示，所述方法包括：对识别与所述等效信道矩阵相关的位置索引对的集合的至少一个约束做出响应，来生成空时块码，针对每个位置索引对，生成所述空时块码的步骤包括：a.选择线性色散矩阵对，使得每一对的两个线性色散矩阵的索引与该位置索引对的位置索引相对应，b.确定选定的线性色散矩阵对的线性色散矩阵的分量，使得所述选定的线性色散矩阵对满足所述逐分量条件。6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述约束包括与所述等效信道矩阵的正交的列向量对的集合相关的正交性约束，并且其中，每个位置索引对与所述等效信道矩阵中所述列向量对中的一个列向量对的列向量的两个列索引相对应。7.根据权利要求5所述的方法，其中，所述约束包括与所述等效信道的正交的列向量对的最小数量相关的正交性约束，所述方法包括选择所述等效信道矩阵的多个列向量对，并且其中，每个位置索引对与所述等效信道矩阵中选定的列向量对中的一个列向量对的列向量的两个列索引相对应。8.根据权利要求5所述的方法，其中，所述等效信道矩阵与从所述等效信道矩阵的QR分解获得的上三角矩阵R相关联，并且所述约束包括与所述上三角矩阵R的至少一个目标零值位置相关的正交性约束，每个目标零值位置由包括行索引和列索引的索引对来定义，并且其中，每个位置索引对与所述目标零值位置中的一个目标零值位置的索引对相对应。9.根据权利要求5所述的方法，其中，所述等效信道矩阵与从所述等效信道矩阵的QR分解获得的上三角矩阵R相关联，并且所述约束包括与所述上三角矩阵R的目标零值位置的最小数量相关的正交性约束，所述方法包括选择至少等于所述最小数量的多个目标零值位置，每个目标零值位置由包括行索引和列索引的索引对来定义，并且其中，每个位置索引对与所述目标零值位置中的一个目标零值位置的索引对相对应。10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述方法先前包括对所述线性色散矩阵的集合到至...

【专利技术属性】
技术研发人员：G·雷卡亚本奥斯曼，A·梅伊里，MA·柯斯巴，
申请(专利权)人：法国矿业电信学校联盟，
类型：发明
国别省市：法国,FR