[发明专利]多入多出正交频分复用系统开环空间复用发射方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信系统，更具体涉及一种多入多出(MIMO)、正交 频分复用(OFDM)无线通信系统的开环(Open-loop)空间复用(Spatial Multiplexing)发射方法及系统。

背景技术

随着数字信号处理技术和高速器件的发展，最初实现OFDM技术的障 碍已不复存在，OFDM已经在DAB(数字音频广播)、DVB(数字视频广 播)和WLAN(无线局域网)等系统中取得了成功的应用。OFDM利用各 个子载波之间的正交性，允许子信道的频谱相互重叠，可以很大程度地利用 频谱资源。它把高速数据流通过串并转换，使得每个子载波上的数据符号持 续长度相对增加，从而有效地减少了无线信道的时间弥散所带来的符号间串 扰(ISI)，同时由于各子信道的带宽相对较窄，均衡便可以对每个子载波 分别进行，这样就减少了接收机内均衡的复杂度。由于上述特点，这项技术 在近几年来得到广泛的应用。

MIMO是指在发射端和接收端，分别使用多个发射天线和接收天线。 MIMO的基本思想是在发射、接收或收发双端采用多个天线，通过空时处理 技术，充分利用信道之间的独立衰落特性，提高频谱利用率，通信质量和系 统容量。MIMO系统充分利用了发射端和接收端之间散射丰富的无线信道， 由发射天线阵送出的多个不同数据流在接收端看来都有特有的、可区分的空 间特性，即信道具有多维特性。因此MIMO信道可以看作是由两端中最小 天线数目个并行的子信道组成，则整个MIMO信道的容量就是所有子信道 容量之和。

在未来的通信系统中，高速业务和用户数的激增使得对频谱的需求量急 剧增加，而频谱资源是有限的，所以结合MIMO和OFDM这两项先进的技 术，一方面可以提高频谱利用率，另一方面可以有效抵抗频率选择性衰落。

MIMO技术包括分集和空间复用两种，其中分集技术主要以空时(空频) 码分集为代表，其主要利用空时编码而增加传输的冗余信息，从而提高无线 传输的稳定性，但并未提高系统的频谱利用率；而空间复用技术主要利用由 无线信道的多径传播所带来的MIMO系统的自由度，若各对收发天线路径 的衰落相互独立，则可利用这些并行通道传输独立的信息流，从而提高系统 的数据传输率。例如BLAST方案就是将待发射的信息流分为多路并行子数 据流，并映射到其对应的发射天线上。不同的天线发射相互独立的信号，在 接收端通过发射天线和接收天线间的空间信道特征来区分发射信号，从而提 高频谱利用率。

然而，单纯的空间复用方案并非最优方案。因为在给定的天线配置下 MIMO系统的自由度是有限的，BLAST等方案对于信道的独立性要求较高， 在独立性较低的信道环境中其系统性能较差。尤其在开环模式下应用时，由 于不知道信道信息，就要求在应用空间复用技术时要能够保证系统的稳定 性。在这种情况下既要保证MIMO系统性能的稳定性，又要保证MIMO系 统的复用增益。

综上所述，当前需要一种多入多出正交频分复用无线通信系统的开环空 间复用发射的技术方案，来保证开环模式下MIMO系统性能的稳定性和 MIMO系统的复用增益。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种多入多出正交频分复用系统的 开环空间复用发射方法及系统，从而使得MIMO+OFDM通信系统降低了 对MIMO信道独立性的要求，在保证系统性能稳定性的基础上利用空间复 用技术提高系统的传输速率。

为了解决上述问题，本发明提供了一种多入多出正交频分复用系统的开 环空间复用发射方法，包括以下步骤，

a、将原始信息比特经过串并转换成多路子数据流后，对每路子数据流 进行信道编码和调制，接着进行数据随机化操作，得到随机化后的子数据流；

b、对每路随机化后的子数据流中插入导频信号后，对每路插入导频信 号的随机化后的子数据流进行正交频分复用调制，得到正交频分复用符号数 据流并在对应的发射天线上进行发射。

进一步地，上述方法还可包括，所述步骤a中，将原始信息比特经过串 并转换成M路子数据流，其中M为发射天线数目，M为正整数。

进一步地，上述方法还可包括，所述步骤a中，对每路子数据流分别进 行独立的信道编码和调制，包括以下步骤，

对每路子数据流进行信道编码，得到编码调制后数据流；

对所述编码数据流进行信道交织，获得交织数据流；