一种MIMO接收机及其接收信号的方法技术

本申请适用于通信领域，提供了一种MIMO接收机及其接收信号的方法。所述方法包括以下步骤：S101、在初始零时刻基于长训练域LTF估计初始的MIMO信道系数；S102、基于前一时刻的长训练域获得的MIMO信道系数进行最大比合并的均衡获得当前分组码块内所有调制符号的估计值；S103、基于获得的当前分组码块内所有调制符号的估计值通过硬判决或软判决译码获得判决输出，并根据判决输出构造当前时刻所有数据符号的正交数据导频；S104、基于构造的当前时刻所有数据符号的正交数据导频进行当前时刻的MIMO信道估计，得到当前时刻的MIMO信道系数，然后返回S102，进行下一个时刻进行处理，直至处理完最后一个分组码块内所有调制符号。本申请能有效解决无线自组网高移速动场景下导频不足的问题，能应用于在高速移动环境下的无线自组网。自组网。自组网。

【技术实现步骤摘要】
一种MIMO接收机及其接收信号的方法


[0001]本申请属于通信领域，尤其涉及一种MIMO接收机及其接收信号的方法。

技术介绍

[0002]在高速移动无线通信中，比较有竞争力的标准是车联网无线自组网802.11p标准。由于采用改变帧结构插入Midamble的方法需要改变帧结构，因此兼容性不足，且帧结构利用率低。车联网无线自组网802.11p标准为了兼容已有的Wifi自组网物理帧结构，并未在数据域插入额外的Midamble码。802.11p是一个典型的针对室外移动场景设计的无线自组网标准。其物理层帧结构继承于802.11a，具有高效灵活、分辨率高、适合异步突发的特点。该标准主要采用单天线SISO通信的物理层帧结构，不支持MIMO(Multiple
‑
Input Multiple
‑
Output，多输入多输出)。
[0003]MIMO技术是能成倍提升无线链路传输性能的核心技术。MIMO传输下导频序列设计，通常是构造成正交的数据导频序列，消除多天线间干扰。但对于数据符号，信源发生的是天然随机生成数，这使得正交的数据导频并非易于构造。
[0004]由于802.11p没有采用MIMO技术，使得其无线链路传输性能受到制约。802.11n和802.11ac是在802.11a基础上演进的支持MIMO的标准。但802.11n和802.11ac的应用场景主要是针对室内信道环境，无法应用于高速移动环境。

技术实现思路

[0005]本申请的目的在于提供一种能应用于在高速移动环境下的无线自组网的MIMO接收机及其接收信号的方法。
[0006]第一方面，本申请提供了一种MIMO接收机接收信号的方法，包括以下步骤：
[0007]S101、在初始零时刻基于长训练域LTF估计初始的MIMO信道系数；
[0008]S102、基于前一时刻的长训练域获得的MIMO信道系数进行最大比合并的均衡获得当前分组码块内所有调制符号的估计值；
[0009]S103、基于获得的当前分组码块内所有调制符号的估计值通过硬判决或软判决译码获得判决输出，并根据判决输出构造当前时刻所有数据符号的正交数据导频；
[0010]S104、基于构造的当前时刻所有数据符号的正交数据导频进行当前时刻的MIMO信道估计，得到当前时刻的MIMO信道系数，然后返回S102，对下一个时刻进行处理，直至处理完最后一个分组码块内所有调制符号。
[0011]第二方面，本申请提供了一种MIMO接收机，包括：
[0012]一个或多个处理器；
[0013]存储器；以及
[0014]一个或多个计算机程序，所述处理器和所述存储器通过总线连接，其中所述一个或多个计算机程序被存储在所述存储器中，并且被配置成由所述一个或多个处理器执行，所述处理器执行所述计算机程序时实现如所述的MIMO接收机接收信号的方法的步骤。
[0015]在本申请中，由于MIMO接收机接收信号时，使用前一时刻的MIMO信道系数对当前分组码块内所有调制符号进行均衡和通过硬判决或软判决译码获得对应的判决输出，并根据判决输出构造当前时刻所有数据符号的正交数据导频；使用构造的当前时刻所有数据符号的正交数据导频进行MIMO信道估计得到当前时刻的MIMO信道系数。因此能有效解决无线自组网高移速动场景下导频不足的问题，能应用于在高速移动环境下的无线自组网。且不需要改变帧结构，有效兼容原无线自组网物理帧格式，帧利用率和原来一样，可以在不增加空口开销情况下，提高原有系统在时变信道中的传输能力。填补了目前数据导频构造和MIMO发射分集处理结合的空白。又由于对分组码块进行译码来构造当前时刻所有数据符号的正交数据导频，因此能有效抑制误差传播。
附图说明
[0016]图1是本申请一实施例提供的MIMO接收机接收信号的方法的流程图。
[0017]图2是本申请一实施例中，包括2根发射天线的发射信号的物理层帧结构的示意图。
[0018]图3是本申请一实施例中，包括Nt根发射天线的发射信号的物理层帧结构的示意图。
[0019]图4是本申请的MIMO接收机基于分组码块进行处理的具体过程。
[0020]图5是无线自组网中高速移动通信的四种方法的效果对比图。
[0021]图6是本申请一实施例提供的MIMO接收机的具体结构框图。
具体实施方式
[0022]为了使本申请的目的、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
[0023]为了说明本申请所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
[0024]请参阅图1和图4，是本申请一实施例提供的MIMO接收机接收信号的方法的流程图，本申请一实施例提供的MIMO接收机接收信号的方法包括以下步骤：
[0025]S101、在初始零时刻基于LTF(LongTrainingField,长训练域)估计初始的MIMO信道系数。
[0026]物理层帧结构与WiFi标准保持一致帧结构，发射端采用多天线发射分集编码方式中的空时块编码(Space Time Block Code,STBC)。2根发射天线(分别是第一发射天线和第二发射天线)的发射信号的物理层帧结构如图2所示。在图2中，DATA1和DATA2是基于STBC生成的两个OFDM(正交频分复用)调制符号。发射端STBC为：在第一时刻的第一数据符号DATA1时，第一发射天线发射调制符号x1且第二发射天线发射调制符号在第一时刻的第二数据符号DATA2时，第一发射天线发射调制符号x2且第二发射天线发射调制符号常用的还有4根发射天线(分别是第一发射天线至第四发射天线)，发射信号的物理层帧结构如图3所示。
[0027]在本申请一实施例中，采用两根发射天线进行发射，帧结构如图2所示。S101具体
可以为：在初始零时刻Slot0基于正交的第一LTF(LTF1)和第二LTF(LTF2)通过导频正交性获得初始的MIMO信道系数其中，h
1r,0
和h
2r,0
分别表示第一发射天线和第二发射天线到第r接收天线在初始零时刻Slot0的信道响应，r是接收天线的序号。
[0028]在本申请一实施例中，发射天线扩展至Nt>2天线，此时帧结构扩展为如图3所示。采用一般化的天线发射分集技术。这种一般化发射分集技术可达到速率为R<＝Nt/Nt，分集增益>2。以四天线，分集增益2，R＝4/4为例，发射端STBC为，
[0029]在第一时刻的第一数据符号DATA1时，第一发射天线发射调制符号x1，第三发射天线发射调制符号在第一时刻的第二数据符号DATA2时，第一发射天线发射调制符号x2，第三发射天线发射调制符号在第一时刻的第三数据符号DATA3时，第二发射天线发射调制符号x3，第四发射天线发射调制符号在第一时刻的第本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种MIMO接收机接收信号的方法，其特征在于，包括以下步骤：S101、在初始零时刻基于长训练域LTF估计初始的MIMO信道系数；S102、基于前一时刻的长训练域获得的MIMO信道系数进行最大比合并的均衡获得当前分组码块内所有调制符号的估计值；S103、基于获得的当前分组码块内所有调制符号的估计值通过硬判决或软判决译码获得判决输出，并根据判决输出构造当前时刻所有数据符号的正交数据导频；S104、基于构造的当前时刻所有数据符号的正交数据导频进行当前时刻的MIMO信道估计，得到当前时刻的MIMO信道系数，然后返回S102，对下一个时刻进行处理，直至处理完最后一个分组码块内所有调制符号。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，S104之后，所述方法还包括：S105、对当前时刻的MIMO信道系数进行可靠性验证。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，每个分组码块包含一个或多个OFDM调制符号，每个分组码块包含的OFDM调制符号的数量由移动速度，即信道相干时间决定，根据信道相干时间选择整数倍OFDM调制符号。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，当采用两根发射天线进行发射时，S101具体为：在初始零时刻基于正交的第一LTF和第二LTF通过导频正交性获得初始的MIMO信道系数其中，h
1r,0
和h
2r,0
分别表示第一发射天线和第二发射天线到第r接收天线在初始零时刻的信道响应，r是接收天线的序号；当采用4根发射天线进行发射时，S101具体为：在初始零时刻基于正交的第一LTF、第二LTF、第三LTF和第四LTF通过导频正交性获得初始的MIMO信道系数其中，h
3r,0
和h
4r,0
分别表示第三发射天线和第四发射天线到第r接收天线在初始零时刻的信道响应。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，当采用两根发射天线进行发射时，S102具体为：采用标准的Alamouti发射分集技术，在第一时刻的第一数据符号DATA1时，第一发射天线发射调制符号x1且第二发射天线发射调制符号在第一时刻的第二数据符号DATA2时，第一发射天线发射调制符号x2且第二发射天线发射调制符号那么第r接收天线在第一数据符号DATA1和第二数据符号DATA2时分别接收到：那么第r接收天线在第一数据符号DATA1和第二数据符号DATA2时分别接收到：
其中，y
1r,1
和y
2r,1
分别表示在第一时刻第r接收天线接收到的第一数据符号DATA1和第二数据符号DATA2经过信道后的信号，ρ为平均信噪比，h
1r,1
和h
2r,1
分别表示第一发射天线和第二发射天线到第r接收天线的第一时刻信道响应，z1和z2分别是第一接收天线和第二接收天线接收到的服从高斯分布的加性白噪声，*运算符表示对复数进行共轭；基于初始零时刻的长训练域获得的MIMO信道系数对当前分组码块内所有调制符号进行最大比合并均衡处理；其中，r
1,1
和r
2,1
分别是经过均衡处理后的调制符号，如下式表示：下式表示：利用相邻符号间强相关性，有h
1r,0
≈h
1r,1
,h
2r,0
≈h
2r,1
，此时带入上式可得，，此时带入上式可得，使用上述公式里的r
1,1
和r
2,1
除以实数值|h
1r,1
|2+|h
2r,1
|2后，接收端就完成最大比合并，分别获得第一发射天线发射的调制符号x1和第二发射天线发射的调制符号x2的估计值。6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，基于获得的当前分组码块内所有调制符号的估计值通过硬判决获得判决输出，并根据判决输出构造当前时刻所有数据符号的正交数据导频具体为：根据以下公式构造第一数据符号DATA1的正交数据导频和第二数据符号DATA2的正交数据导频数据导频数据导频其中，Q(
·
)函数含义是计算norm
‑
2的欧式距离的计算，是遍历星座集合中每单个星座图坐标基于获得的当前分组码块内所有调制符号的估计值通过软判决译码获得判决输出，并根据判决输出构造当前时...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲁立，刘海溶，常伟，曾昭强，
申请(专利权)人：深圳鹏龙通科技有限公司，
类型：发明
国别省市：