一种信号发射/接收方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种信号发射／接收方法和装置，采用空时复用技术和空时分集技术相结合的，又具有迭代机制的，迭代Ｔｕｒｂｏ多输入／多输出ＭＩＭＯ正交频分复用ＯＦＤＭ信号发射／接收方法和装置，进一步改善多输入／多输出正交频分复用ＭＩＭＯ　　ＯＦＤＭ通信系统抗干扰性能力，增加分集增益，有效地对抗移动信道中突发错误影响，增强通信系统可靠性，传输数据速率和误码率性能也比较理想。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及信号发射/接收方法和装置，属于信息

技术介绍
多输入多输出MIMO(Multiple Input Multiple Output)技术是未来移动通信系统实现高数据速率，提高传输可靠性的重要途径，提供了解决未来Internet无线网络中的业务容量需求瓶颈问题的方法。多输入多输出MIMO技术已经出现在宽带无线接入系统、无线局域网WLAN和第三代通信3G及后三代通信B3G等商用无线通信产品和网络中。多输入多输出MIMO通信系统定义为在发射端和接收端分别采用多个天线，从而改善每个用户得到的服务质量(误比特率或数据速率)。利用多输入多输出MIMO技术可以提高网络服务性能并给网络运营商带来巨大收益。正交频分复用OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)技术应用始于20世纪60年代，主要应用在军事通信中。随着数字信号处理技术和高速器件的发展，正交频分复用OFDM在非对称数字用户线路ADSL、高速数字用户线路VDSL、数字视频广播DVB、数字音频广播DAB和高清晰度电视HDTV等系统中得到成功应用。进入20世纪90年代正交频分复用OFDM技术开始深入到无线宽带传输领域。在正交频分复用OFDM技术中，把频域信道分成许多正交子信道，各子信道的载波相互正交，频谱相互重叠。由于正交频分复用OFDM技术具有抗多径能力强、频谱利用率高等优点，正交频分复用OFDM技术不但是宽带无线接入领域的发展趋势，业已成为未来移动通信系统研究的关键技术。Turbo是一种迭代的思想，在通信领域，最早出现在编码中，迭代Turbo码又叫并行级联卷积码，由Berrou，Glavieux和Thtimajshima 1993年首次提出。迭代Turbo码编码器通过交织器把两个递归系统卷积码并行级联，译码器在两个分量码译码器之间进行迭代译码，外信息在译码之间传递，整个译码过程类似涡轮(迭代Turbo)工作，所以又形象地被称为迭代Turbo码。之后，Turbo迭代原理又广泛用于信道估计、迭代均衡、信号同步以及多用户检测等诸多方面，为众多通信系统提供了解决方案，亦是未来移动通信系统的关键技术之一。解决多输入多输出MIMO系统中频率选择性衰落，通常利用均衡技术，或利用正交频分复用OFDM技术。另外，正交频分复用OFDM技术是4G的核心技术，但4G需要极高频谱利用率，而正交频分复用OFDM对提高频谱利用率的作用有限。因此，在正交频分复用OFDM的基础上合理开发空间资源，将多输入/多输出MIMO技术和正交频分复用OFDM技术结合构成MIMO OFDM系统，可以提供更高数据传输速率。同时，由于正交频分复用OFDM技术每个子载波上的码率低以及加入了时间保护间隔，具有极强的抗多径干扰能力。当多径时延小于其保护间隔，可使系统不受符号间干扰的困扰，这就允许单频网络可以用于宽带正交频分复用OFDM系统，依靠多天线实现，即采用大量低功率发射天线组成的发射阵列消除阴影效应，实现完全覆盖。原则上，空时格码STTC、空时分组码STBC以及空时结构(Bell Labs Layered Space TimeArchitecture)BLAST等技术都可以作为空时编码模块出现在多输入/多输出MIMO和正交频分复用OFDM系统中。其中，空时结构BLAST技术采用复用思想，而空时格码STTC和空时分组码STBC技术则走分集路线。前者是利用空时结构BLAST使传输数据速率最大，后者则利用空时编码思想实现发射分集，降低传输数据的误码率。不管采用复用思想，还是走分集路线，都分别从不同方面提高了发送频谱利用率。
技术实现思路
本专利技术的目的是在数字信号处理技术和高速器件发展的基础上，将空时复用技术和空时分集技术结合在一起，提供一种迭代的，进一步改善多输入/多输出正交频分复用MIMOOFDM通信系统抗干扰性能力，增加分集增益，有效地对抗移动信道中突发错误影响，增强通信系统可靠性的信号发射/接收方法和装置。一种信号发射/接收方法，采用多输入多输出MIMO技术结合正交频分复用OFDM技术进行信号发射/接收。进一步，采用空时复用技术和空时分集技术相结合的技术；还采用迭代方法；该迭代方法是Turbo迭代方法；该发送方法包括首先对用户输入数据比特流进行具有软输入软输出译码的信道编码然后进行映射成为符号流；其次将符号序列转换为若干路并行输出；再次对这些并行符号序列进行空时编码；然后将得到的符号矩阵插入导频；最后进行正交频分复用OFDM调制后发送；接收方法包括首先接收到信号后，进行正交频分复用OFDM解调；其次将解调后得到的符号序列分离为接收端得到的导频符号序列块和信息符号序列块；再次对导频符号序列块进行信道估计得到信道参数；然后利用信道参数对信号序列块进行空时MIMO解码，得到发送端第二步结果中并行符号序列的软输出的估计值；最后对得到的O=(O1,O2...,ON,/2),]]>进行译码解调，得到每个符号被解调后比特数据的概率，该概率作为软维特比Viterbi译码器的初始值，进行对应于发射端的信道译码，得到估计的信息比特数据概率和编码比特概率。该发送方法的第二步包括将每组符号序列转换为(s1，s2，...，sK)，(sK+1，sK+2，...，s2K)，…，(s(Nt-2)K/2+1，s(Nt-2)K/2+2，...，sKNt/2)等Nt/2路并行输出；第三步包括对该Nt/2路并行符号序列进行空时编码，对符号序列(s1，s2，...，sK)，(sK+1，sK+2，...，s2K)，…，(s(Nt-2)K/2+1，s(Nt-2)K/2+2，...，sKNt/2)进行无环交织。在接收方法的第四步骤中，所述的利用信道参数对信号序列块进行空时MIMO解码，得到发送端第二步结果中并行符号序列的软输出的估计值，包括以下步骤A.利用最小均方误差MMSE准则，把每个接收到的信号分解成Nt/2个信号的和，这Nt/2个信号分别表示在发送端空时编码同一输入的两个输出的和；得到的信号矩阵Y分流成Y1，Y2，...，YNt/2；B.将信号矩阵Y1，Y2，...，YNt/2以及对应的信道矩阵分别按照各自的无环交织进行列方向的重排；C.对经过序列重排后的Y1，Y2，...，YNt/2，分别进行软输出的空时解码；D.对Nt/2个估计值软输出矩阵 分别进行列方向的解交织，得到Nt/2个估计值软输出矩阵Oi；E.将Nt/2个估计值软输出矩阵Oi转换成一个软输出矩阵O=(O1,O2,...,ONt/2).]]>一种信号发射/接收装置，其具有能实现上述方法的结构。进一步，其发送端包括按照为实现所述方法而连接起来的数据流单元、编码映射模块、串并转换模块、空时编码模块、插导频模块、正交频分复用OFDM调制模块以及Nt个射频发射单元；其接收端包括按照为实现所述方法而连接起来的Nr个射频接收单元、正交频分复用OFDM解调模块、导频分离模块、信道估计模块、空时解码模块、译码解调模块和恢复的数据流单元。该空时编码模块包括Nt/2个无环随机交织模块；该正交频分复用OFDM调制/解调模块包括按照为实现所述方法而连接起来的快速傅立叶变换IFFT模块、插入循环前缀CP模块、调制模块、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种信号发射／接收方法，其特征在于：采用多输入多输出ＭＩＭＯ技术结合正交频分复用ＯＦＤＭ技术进行信号发射／接收。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：熊勇，林文峰，张小东，卜智勇，
申请(专利权)人：中国科学院上海微系统与信息技术研究所，上海无线通信研究中心，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]