[发明专利]空时编码方法、无线信号的发送、接收和解码方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及无线多天线通信技术领域，尤其涉及一种空时编码方法、无线信号的发送、接收和解码方法及装置。

背景技术

随着以太网(Internet)和多媒体业务的普及，越来越多的应用需要高速无线接入。由于无线传输受到信号衰落和干扰的影响，为了实现高数据速率和高业务质量，要求采用新技术来提高频谱效率和改善链路可靠性。在发射机和接收机使用多个天线进行数据传输的多输入多输出(MIMO，Multiple InputMultiple Output)技术，可以在不增加带宽和天线发送功率的情况下，成倍地提高频谱利用率，进而成倍地提高无线信道容量。

空时编码(STC，Space-Time Coding)是在空间域和时间域两维方向上对信号进行编码，现有的空时编码主要包括空时格码(STTC，Space Time TrellisCoding)、空时分组码(STBC，Space Time Block Coding)和贝尔实验室分层空时(BLAST，Bell Labs Layered Space-Time)码等。BLAST码主要包括对角分层空时(D-BLAST)码和垂直分层空时(V-BLAST)码。其中，V-BLAST系统实现相对于D-BLAST系统要简单。

V-BLAST通过空间复用(SDM，Spatial Dimension Multiplexing)的方式，可以提高无线通信系统的容量，能够提供复用增益但不能提供分集增益。而STBC和STTC主要针对分集增益，可以获得分集增益和编码增益。STBC编码在高编码增益(全分集)的情况下其码率一般小于1。

理论上已经证明，采用多个发射天线能把无线信道分割成多个并行的窄带信道，具有提高信道比特传输率的潜能，且研究结果显示，信道容量随天线数量增加而线性增大。但由于无论发射机还是接收机的天线数都是有限的，因此增加分集增益和提高复用增益总是一对矛盾。到目前为止，无论是STBC还STTC，大数量发射天线的编码设计问题还是一个难点。因此，如何寻找到一种空时编码，能够取得分集增益和复用增益的平衡，从而达到较高的频谱效率和获得较好的传输可靠性，是目前STC研究领域的重要课题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种空时编码方法、无线信号的发送、接收和解码方法及装置，通过在空时编码过程中折衷考虑分集增益和复用增益，使得MIMO通信系统达到了较高的频谱效率，并能够获得较好的传输可靠性。

为解决上述技术问题，本发明提供方案如下：

一种空时编码方法，包括以下步骤：

步骤A：在发射端，将串行码流中的符号以m个符号为一组进行串并转换，得到m个并行码流，所述m＝(2×Nt-1)，Nt≥2，Nt为发送天线的数目；

步骤B，根据所述m个符号，组成一个Nt×Nt的编码矩阵，所述编码矩阵中各行的Nt个符号，分别对应于各个发送天线在Nt个符号周期内发送的符号，其中，所述m个符号中属于第1个并行码流中的符号在该编码矩阵的不同行和不同列的位置上重复Nt次，所述m个符号中属于第2a和(2a+1)个并行码流中的符号分别在该编码矩阵的不同行和不同列的位置上重复(Nt-a)次，其中，1≤a≤Nt-1。

优选地，上述方法中，所述步骤A中，第i个并行码流中的第n个符号是所述串行码流中的第(m×(n-1)+i)个符号。

优选地，上述方法中，当Nt＝2，所述m个符号分别为第1个并行码流的符号S₁、第2个并行码流的符号S₂和第3个并行码流的符号S₃时，所述编码矩阵为：