Sc-mimo系統中一流三天線或三流四天線空間分集收發方法及裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種sc-MHTO系統中一流三天線或三流四天線空間分集收發方法及 裝置，屬于無線通信技術領域。
【背景技術】
[0002] 多輸入多輸出（Multiple Input Multiple Output，MIM0)技術可以突破單天線 系統香農信道容量的限制，從而顯著提高信道容量，而且將MM0與一些可以提升通信可 靠性和強健性的技術相結合，還可實現更高吞吐量更高質量的數據傳輸，如正交頻分復用 (Orthogonal Frequency Division Multiplexing，0FDM)，預編碼（Precoding)等技術。將 MIM0與OFDM相結合，可以在利用OFDM技術天然的對抗多徑時延衰落特性的同時最大程度 提系統的吞吐量，滿足用戶對高速數據速率的需求。在無線局域網協議IEEE 802. lln、IEEE 802. 1 lac中，將MM0與OFDM技術相結合使無線傳輸質量和傳輸速率都得到了極大地提高。 但是在實際的應用中，由于0FDM存在峰均比（Peak and Average Ratio，PAPR)較高的缺點， 這使得系統實現對功率放大器線性放大區和功率回退的限制還是棘手的問題，從而在一定 程度上增加了系統實現的成本和復雜度。因此，無線局域網協議IEEE 802. llad中采用單 載波（Single Carrier，SC)傳輸技術，從而克服0FDM高PAPR的缺點，同時通過在接收端使 用頻域均衡（Frequency Domain Equalization，FDE)技術，進一步增強了 SC相對于0FDM 系統的優勢。
[0003] 在現有的SC-MIM0系統的發射端，多數系統采用的是在每一個單載波符號塊中， 利用每一個數據塊的循環前綴（Cyclic Prefix，CP)來作為保護間隔對抗時延擴展，但這 種形式的CP成為除作為保護間隔外無法被再利用的額外開銷，為彌補這一不足，可插入固 定已知的訓練序列代替CP，即插入獨特字（Unique Word，UW)的方法對抗多徑時延，在不增 加開銷和系統復雜度的情況下提供額外的已知序列信息。而這種已知的序列信息可以用 來實現信道估計、相位跟蹤、頻偏糾正等功能，因此，在每個單載波符號塊插入已知的UW被 SC-FDE系統廣泛采用。
[0004] 對于MM0系統，傳統的空間分集方法通過將較少的空間流數在較多的天線上發 送，可以獲得發射分集增益。但受到系統其它模塊設計實現的影響，傳統的空間分集方法并 不能直接與UW結合。
[0005] 本發明提出一種sc-Mnro系統中一流三天線或三流四天線空間分集收發方法及 裝置，在不提高系統復雜度的情況下充分利用MM0系統多天線傳輸優勢和空時分集增益。
【發明內容】
[0006] 發明目的：為了充分利用SC-M頂0系統的多天線分集增益和UW可同時作為CP和 訓練序列的優勢，本發明提供了一種sc-Mnro系統中一個空間流三根發射天線或三個空間 流四根發射天線配置下的收發方法和接收裝置。
[0007] 技術方案：為實現上述目的，本發明提出一種sc-Mnro系統中一流三天線或三流 四天線的空間分集發送方法，包括如下步驟：
[0008] 1)對信道編碼后的數據比特進行補零操作，數據比特補零的個數為：
[0009]Npad - N DSPBXNdbpsXNbl_Nb (公式1)
[0010] 其中，NPAD表示補零的個數，NB表示信道編碼后的數據比特數，N DSPB為每個 單載波符號塊包含的數據星座符號數，NDBPS表示每個星座符號包含的數據比特數，
表示編碼后的數據比特被分成的基本數據單元塊數，j表示 空間流的個數，「?]表示向上取整。
[0011] 2)判斷配置環境是否為多個空間流，若是，則對補零后的數據比特進行流解析操 作；否則，轉入步驟3 ;在三個空間流四個發射天線配置下，將補零后數據比特串的每S個連 續比特以輪流的方式分配給三個不同的空間流，s的計算公式為：
[0012]
(公式 6)
[0013] 其中，NDBPS表示每個星座符號包含的數據比特數。
[0014] 3)根據采用的調制方式將數據比特流映射為相應的數據符號，將每個流上的數據 符號分成2的整數倍個基本數據單元塊。
[0015] 4)配置各個天線上各個時隙發送的數據單載波塊，在一個空間流三個發射天 線配置下，各個天線各個時隙上發送的數據單載波塊具體為：在第i個時隙，天線1發送 數據單載波塊I，天線2發送數據單載波塊§ i+1;在第i+1時隙，天線1發送數據單載波 塊-QCi，天線2發送數據單載波塊QK，天線3在各個時隙發送與天線1相同的數據 單載波塊，i = 〇, 2, 4,...，PV-2 ;其中，§i:二匕0lxAW ^，&表示長為N DSPB的基本數 據單元塊，PV表示編碼后的數據比特被分成的基本數據單元塊數，nuwpb表示UW序列的 長度，（? r表示共輒，（?）T表示矩陣轉置，
是一個rvsxrvs維的置換矩 陣，用于實現逆序循環移位操作，
Qr，Q4 ，rvs=ndspb+n_表示一個單載波符號塊包含的星座符號 數；
[0016] 在三個空間流四個發射天線配置下，各個天線各個時隙上發送的數據單載波塊具 體為：在第i個時隙，天線1發送數據單載波塊:I，天線2發送數據單載波塊§ u+1，天線 3發送數據單載波塊，天線4發送數據單載波塊;在第i+1時隙，天線1發送數據單 載波塊:-QSLm，天線2發送數據單載波塊QW，天線3發送數據單載波塊QG,，天線4發 送數據單載波塊 f i = 0, 2, 4,. . .，PV/3-2 ;其中，k fS"u. 0I>dW；J，Sni, i表示第 m 個空間流上的第i個基本數據單元塊，rv表示編碼后的數據比特被分成的基本數據單元 塊數，NUWPB表不插入UW序列的長度，（?）1表不矩陣轉置
是一個NBli；XNBli； 維的置換矩陣，用于實現逆序循環移位操作，
， =〇AWSXiV關，：Qs=0A剛X/V綱，:，. NBLS= NDSpB+NUWPB表示一個單載波符 號塊包含的星座符號數。
[0017] 5)對每根發射天線上的數據，以單載波符號塊為單位插入具有CP結構的UW序列， 具體方法為：
[0018] 5. 1)對不同的發送天線生成不同的UW序列；
[0019] 5. 2)將每個數據單載波塊疊加一個UW單載波塊以構成一個完整的單載波符號 塊，并在各個天線發送的第一個單載波符號塊前面添加一個與本天線對應的UW序列。
[0020] 本發明還提出一種sc-MHTO系統中一流三天線或三流四天線的空間分集接收方 法，包括如下步驟：
[0021] 1)去掉各個天線上接收信號的第一個UW序列，并取出各個單載波符號塊。
[0022] 2)對i+1 (i = 0, 2, 4...)時隙的接收符號塊作循環移位操作，具體為： 對各接收符號塊分別左乘循環移位矩陣P進行循環移位操作，其中
是 NBLSXNBLS維的置換矩陣，A-1)卩2:'=1(\_"卜 P4 = 1表示一個單載波符號塊包含的星座符號數， %_表示插入UW序列的長度，N DSPB為每個單載波符號塊包含的數據星座符號數。
[0023] 3)將i時隙的接收符號塊和i+1時隙經過循環移位后的符號塊轉換到頻域，具體 為：對各符號塊分別左乘DFT矩陣W進行時域到頻域的轉換，其中W的第（n，k)個元素為
[0024] 4)在頻域進行正交化處理，以恢復接收數據的正交性，在一個空間流三個發射天 線一個接收天線配置下，通過將i+1時隙經過循環移位后的頻域符號塊V減去或加上特 定項來恢復接收數據的正交性，具體方法為：
[0025]
[0026] 其中，A"= WH JH，W為DFT矩陣，H"表示第m根發射和該接收天線之間的NmXNBu 維的循環信道矩陣。
[0027] 在三個空間流四個發射天線三個接收天線配置下，通過將各i + 1時隙經過循環移 位后的頻域符號塊V，Y4'，V減去或加上特定項來恢復接收數據的正交性，具體方法 為
[0031] 其中，八""= WHJ^，W為DFT矩陣，Hm表示第n根發射天線和第m根接收天線之 間的NBtsXNBt^的循環信道矩陣。
[0032] 5)對正交化處理后的頻域信號進行均衡處理，獲得原始發送信號的頻域估計；
[0033] 6)將頻域估計信號轉換為時域信號，從而估計出原始的發送信號。
[0034] 本發明還提出一種sc-mhto系統中一流三天線或三流四天線的空間分集收發裝 置，包括發送機和接收機，所述發送機包括補零模塊、流解析模塊、星座映射模塊、數據單載 波塊發送配置模塊、UW序列插入模塊；所述接收機包括單載波符號塊提取模塊、循環移位 模塊、時頻轉換模塊、正交化處理模塊、均衡處理模塊、頻時轉換模塊；其中，補零模塊，用于 對信道編碼后的數據比特進行補零操作；流解析模塊，用于多流時對補零后的數據比特進 行流解析操作；星座映射模塊，用于根據采用的調制方式將數據比特流映射為相應的數據 符號，并對每個流上的數據符號進行分塊；數據單載波塊發送配置模塊，用于配置各個天線 上各個時隙發送的數據單載波塊；UW序列插入模塊，用于將每個數據單載波塊疊加一個 UW單載波塊以構成完整的單載波符號塊，并在各個天線發送的第一個單載波符號塊前面添 加一個UW序列；單載波符號塊提取模塊，用于去掉各天線上接收信號的第一個UW序列，并 取出各個單載波符號塊；循環移位模塊，用于對i+1 (i = 0, 2, 4.