專利名稱：一種提高wcdma多入多出終端系統上行系統容量的方法
技術領域：
本發明涉及一種提高多入多出(MIMO)終端系統容量的方法，尤其涉及蜂窩移動通信領域的一種WCDMA多入多出終端系統容量的方法。
背景技術：
不斷提高蜂窩移動通信系統的傳輸效率進而提高系統容量始終是移動通信系統無線傳輸技術(RTT)的中心任務。MIMO技術已經成為3GPP中超3G(B3G)和基于OFDM技術的3G長期演化(LTE)技術的主流技術。同時MIMO技術也是Wimax技術的關鍵技術之一。然而，當采用MIMO技術時，因受限于終端尺寸，MIMO終端天線單元間距往往只有0.1～0.3工作波長。由電磁理論可知，此時MIMO終端天線單元間存在較強的電磁耦合(EM Coupling)，該電磁耦合對MIMO系統性能有不可忽視的影響。因此，本發明提出了一種利用該電磁耦合進一步提高MIMO系統上行容量的方法，從而將EM互耦變成了提高MIMO系統容量的方法。
發明內容
本發明解決現有技術方案中多入多出終端系統天線單元間存在較強的電磁耦合，對多入多出系統性能存在的不利影響的技術問題，提供一種提高WCDMA多入多出終端系統上行系統容量的方法本發明提供一種提高WCDMA多入多出終端系統上行系統容量的方法，包括以下步驟步驟一、在信號發射側1)對信源數據塊Q-block進行STOB編碼，形成STOB矩陣；2)STOB編碼器輸出數據流gmk，(l)(i|Q)進行信道映射，其中gmk，(l)(i|Q)表示在第m個天線上發射第k用戶第Q塊數據矩陣的第i列數據；3)對gmk，(l)(i|Q)進行信道映射的同時，在專用導頻信道并行數據流中插入相應的發射天線編碼數據；步驟二、在信號接收側4)Node B接收機在進行信道估計的同時識別發射天線，得到信道估計值及信道估計值對應的發射天線；5)接收機接收到的經過波束形成后的信號可表示為yCk,(l)=[w‾k,(l)]T·r‾Ck,(l)---(1)]]> r‾C,nk,(l)(ns)=[]ar,nk,(l)(ns){h‾k,(l)(ns)[βcGk(ns)]C~k,(l)+u‾C,nk,(l)(ns)}---(4)]]>h‾k,(l)(ns)=hρ;nk,(l)(ns)ar,nk,(l)(ns)=[ht,1k,(l)(ns)ht,2k,(l)(ns)Λht,Ntk,(l)(ns)]---(5)]]> 其中，rC，nk，(l)(ns)為第n天線接收l徑的原始輸出信號，wnk，(l)(ns)為第n天線接收l徑的接收波束權值，ns＝NcI/4采樣點為波束形成權值更新周期，hk，(l)(ns)為l徑1×nT維信道復增益行向量，ar，nk，(l)為l徑在接收陣列天線n產生的相對復值，即接收響應矢量 的第n個分量，ht，mk，(l)(ns)為在接收陣列l徑波束輸出端口觀測到的發射天線m對第ns觀測數據序列呈現的信道復增益，6)當發射天線EM耦合不可忽視時，發射信號表示為
g1,Mck,i(Q)g2,Mck,i(Q)=1Mc1Mc21g1k,i(Q)g2k,i(Q)---(8)]]>則rC，nk，(l)(i|Q)應表示為rC,nk,(l)(i|Q)=ht,1k,(l)g1,Mck,(l)(i|Q)+ht,2k,(l)g2,Mck,(l)(i|Q)+uC,Mck,(l)(i|Q)]]>=[ht,1k,(l)+Mc2ht,2k,(l)]g1k,(l)(i|Q)+[ht,2k,(l)+Mc1ht,1k,(l)]g2k,(l)(i|Q)+uC,Mck,(l)(i|Q)]]>(9)其中， 表示基于發射天線的復信道向量，因子，Mc1、Mc2表示發射天線單元間的EM耦合因子，步驟三、定義發射電磁耦合信道hMc,1k,(l)=ht,1k,(l)+Mc2ht,2k,(l)]]>hMc,2k,(l)=ht,2k,(l)+Mc1ht,1k,(l)]]>(10)(10)式中，表明發射天線EM耦合因子對信道估計的影響，步驟四、定義系統性能參數SINRSINR=[mean(yCk,(l))σ(yCk,(l))]2---(11)]]>(11)式中，mean(x)、σ(x)分別表示x的均值、方差。
本發明技術方案利用電磁耦合進一步提高MIMO系統上行容量的方法，從而實現EM互耦變成了提高MIMO系統容量的方法。
圖1是本發明方法中STOB數字基帶發射系統示意圖；圖2是本發明方法中MMSE Beam form數字基帶接收系統示意圖；圖3是導頻時段有/無發射天線互耦Tx1信道估計曲線圖4是有/無發射天線互耦SINR增益(dB)曲線具體實施方式
本發明提供一種提高WCDMA多入多出終端系統上行系統容量的方法采用空時正交分組編碼(STOB)EM互耦發射+自適應最小均方誤差波束形成(MMSE Beamforming)接收，該方法包括以下步驟步驟一、在信號發射側7)對信源數據塊Q-block進行STOB編碼，形成STOB矩陣；8)STOB編碼器輸出數據流gmk，(l)(i|Q)進行信道映射，其中gmk，(l)(i|Q)表示在第m個天線上發射第k用戶第Q塊數據矩陣的第i數據；9)對gmk，(l)(i|Q)進行信道映射的同時，在專用導頻信道并行數據流中插入相應的發射天線編碼數據；步驟二、在信號接收側10)Node B接收機在進行信道估計的同時識別發射天線，得到信道估計值及信道估計值對應的發射天線；11)接收機接收到的經過波束形成后的信號可表示為yCk,(l)=[w‾k,(l)]T·r‾Ck,(l)---(1)]]> r‾C,nk,(l)(ns)=[]ar,nk,(l)(ns){h‾k,(l)(ns)[βcGk(ns)]C~k,(l)+u‾C,nk,(l)(ns)}---(4)]]>h‾k,(l)(ns)=hρ;nk,(l)(ns)ar,nk,(l)(ns)=[ht,1k,(l)(ns)ht,2k,(l)(ns)Λht,Ntk,(l)(ns)]---(5)]]> 其中，rC，nk，(l)(ns)為第n天線接收l徑的原始輸出信號，wnk，(l)(ns)為第n天線接收l徑的接收波束權值，ns＝NcI/4采樣點為波束形成權值更新周期，hk，(l)(ns)為l徑1×nT維信道復增益行向量，ar，nk，(l)為l徑在接收陣列天線n產生的相對復值，即接收響應矢量 的第n個分量。ht，mk，(l)(ns)為在接收陣列l徑波束輸出端口觀測到的發射天線m對第ns觀測數據序列呈現的信道復增益。
12)當發射天線EM耦合不可忽視時，發射信號表示為g1,Mck,i(Q)g2,Mck,i(Q)=1Mc1Mc21g1k,i(Q)g2k,i(Q)---(8)]]>則rC，nk，(l)(i|Q)應表示為rC,nk,(l)(i|Q)=ht,1k,(l)g1,Mck,(l)(i|Q)+ht,2k,(l)g2,Mck,(l)(i|Q)+uC,Mck,(l)(i|Q)]]>=[ht,1k,(l)+Mc2ht,2k,(l)]g1k,(l)(i|Q)+[ht,2k,(l)+Mc1ht,1k,(l)]g2k,(l)(i|Q)+uC,Mck,(l)(i|Q)]]>(9)其中， 表示基于發射天線的復信道向量。因子，Mc1、Mc2表示發射天線單元間的EM耦合因子。步驟三、定義發射電磁耦合信道hMc,1k,(l)=ht,1k,(l)+Mc2ht,2k,(l)]]>hMc,2k,(l)=ht,2k,(l)+Mc1ht,1k,(l)]]>(10)(10)式中，表明發射天線EM耦合因子對信道估計的影響。步驟四、定義系統性能參數SINRSINR=[mean(yCk,(l))σ(yCk,(l))]2---(11)]]>(11)式中，mean(x)、σ(x)分別表示x的均值、方差。
下面結合附圖，對本技術方案進一步說明a1)如圖1所示，在UE側，采用STOB發射技術，其中包括13)復數據(x1，x2，...，xN1)序列構成的第Q個待發射復數據塊，經過 空時正交分組編碼器編碼后，形成空時正交STOB并行數據流gmk，(l)(i|Q)，i＝1，2，..，V，其中，復數據xi＝xd，i+jxc，i表示DPDCH的待發數據xd，i、DPCCH信道的待發數據xc，i，gρk,(l)(Q)=[g1k,(l)(i|Q),g2k,(l)(i|Q),··,gnTk,(l)(i|Q)]T,]]> 表示由第Q個復數據塊構成的分組矩陣的第i個列矢量，V為STOB編碼器的長度。
14)STOB編碼器輸出數據流gmk，(l)(i|Q)進行WCDMA信道映射。
15)對gmk，(l)(i|Q)進行WCDMA信道映射的同時，在DPCCH信道并行數據流中插入相應的發射天線編碼數據；b1)如圖2所示，在Node B信號接收側，采用自適應最小均方誤差波束形成(MMSE Beamforming)接收技術，其包括以下步驟1Node B接收機通過DPCCH信道進行信道估計的同時識別發射天線，得到信道估計值及信道估計值對應的發射天線；2接收機按照MMSE準則得到權值；3完成自適應波束形成；c1)進行系統參數SINR評估如圖3所示，發射天線互耦對接收陣列波束合成信道估計影響程度，可以看出，本文采用的終端天線陣列天線單元的互耦增加STOB發射+MMSE Beamforming系統Tx1信道估計的模值，因此，對Tx1信道增益有貢獻。
如圖4所示，發射天線電磁互耦對本收發系統SINR增益的影響，可以看出，發明的收發系統中，發射天線電磁互耦將系統平均SINR增益提高了1.2dB。
以上是對本發明的較佳實施例的描述，并不能理解為對本發明方法的專利保護范圍的限制，請求保護范圍應以所附權利要求為準。
權利要求
1.一種提高WCDMA多入多出終端系統上行系統容量的方法，該方法包括以下步驟步驟一、在信號發射側1)對信源數據塊Q-block進行STOB編碼，形成STOB矩陣；2)STOB編碼器輸出數據流gmk，(l)(i|Q)進行信道映射，其中gmk，(l)(i|Q)表示在第m個天線上發射第k用戶第Q塊數據矩陣的第i列數據；3)對gmk，(l)(i|Q)進行信道映射的同時，在專用導頻信道并行數據流中插入相應的發射天線編碼數據；步驟二、在信號接收側4)Node B接收機在進行信道估計的同時識別發射天線，得到信道估計值及信道估計值對應的發射天線；5)接收機接收到的經過波束形成后的信號可表示為yCk,(l)=[w‾k,(l)]T·r‾Ck,(l)---(1)]]> r‾C,nk,(l)(ns)=[]ar,nk,(l)(ns){h‾k,(l)(ns)[βCGk(ns)]C~k,(l)+u‾C,nk,(l)(ns)}---(4)]]>h‾k,(l)(ns)=hρ;nk,(l)(ns)ar,nk,(l)(ns)=ht,1k,(l)(ns)ht,2k,(l)(ns)Λht,Nlk,(l)(ns)---(5)]]> 其中，rC，nk，(l)(ns)為第n天線接收l徑的原始輸出信號，wnk，(l)(ns)為第n天線接收l徑的接收波束權值，ns＝NcI/4采樣點為波束形成權值更新周期，hk，(l)(ns)為l徑1×nT維信道復增益行向量，ar，nk，(l)為l徑在接收陣列天線n產生的相對復值，即接收響應矢量 的第n個分量，ht，mk，(l)(ns)為在接收陣列l徑波束輸出端口觀測到的發射天線m對第ns觀測數據序列呈現的信道復增益，6)當發射天線EM耦合不可忽視時，發射信號表示為g1,Mck,i(Q)g2,Mck,i(Q)=1Mc1Mc21g1k,i(Q)g2k,i(Q)---(8)]]>則rC，nk，(l)(i|Q)應表示為rC,nk,(l)(i|Q)=ht,1k,(l)g1,Mck,(l)(i|Q)+ht,2k,(l)g2,Mck,(l)(i|Q)+uC,Mck,(l)(i|Q)]]>=[ht,1k,(l)+Mc2ht,2k,(l)]g1k,(l)(i|Q)+[ht,2k,(l)+Mc1ht,1k,(l)]g2k,(l)(i|Q)+uC,Mck,(l)(i|Q)---(9)]]>其中， 表示基于發射天線的復信道向量，因子，Mc1、Mc2表示發射天線單元問的EM耦合因子，步驟三、定義發射電磁耦合信道hMc,1k,(l)=ht,1k,(l)+Mc2ht,2k,(l)]]>hMc,2k,(l)=ht,2k,(l)+Mc1ht,1k,(l)---(10)]]>(10)式中，表明發射天線EM耦合因子對信道估計的影響，步驟四、定義系統性能參數SINRSINR=[mean(yCk,(l))σ(yCk,(l))]2---(11)]]>(11)式中，mean(x)、σ(x)分別表示x的均值、方差。
全文摘要
本發明公開一種提高WCDMA多入多出終端系統上行系統容量的方法，該方法包括以下步驟步驟一、在信號發射側對信源數據塊Q－block進行STOB編碼，形成STOB矩陣；STOB編碼器輸出數據流g
文檔編號H04B1/707GK1855762SQ20051006862
公開日2006年11月1日 申請日期2005年4月25日 優先權日2005年4月25日
發明者彭宏利 申請人:中興通訊股份有限公司