[发明专利]使用空间－时间块编码发射和接收数据的装置和方法

说明书

技术领域

本发明通常涉及在有四个发射(Tx)天线的发射机中的空间-时间-频率块(space-time-frequency block)编码装置，并且具体地，涉及用于为了提高空间-时间-频率块代码(STFBC)的性能而根据预定的使用从接收机接收的反馈信息或使用所选择的具有正则性(regularity)的发射(transmission)矩阵的方法通过四个发射天线发射输入码元序列的装置和方法。

背景技术

在通信(communication)中的基本问题是在信道上发射(transmit)数据的效率和可靠性。由于未来一代的多媒体移动通信要求能够传输除了单独的语音(voice)信息之外的包括视频和无线数据的多种信息的高速通信系统，通过使用合适的信道编码方法来增加系统的效率非常重要。

通常地，在移动通信系统的无线信道环境中，不同于有线信道环境，发射信号由于诸如多径干扰、遮蔽、波衰减、时变噪声和衰落的几个因素而不可避免地经历损失。

信息损失导致发射信号的严重失真，降低(degrading)了整个系统的性能。为了减少信息损失并且提高系统可靠性，经常采用许多错误控制技术。纠错码的使用通常被采用。

在无线通信系统中通过分集技术(diversity technique)减轻多径衰落。分集技术包括时间分集、频率分集和天线分集。

天线分集使用多个天线。这个分集方案进一步被划分为使用多个接收(Rx)天线的接收天线分集、使用多个发射天线的发射天线分集、以及使用多个发射天线和多个接收天线多输入多输出(MIMO)。

MIMO是空间-时间编码(STC)的特殊例子，该空间-时间编码为了达到更低的错误率，通过多个发射天线发射以预定的编码方法编码的信号而将时域的编码扩展到空间域(space domain)。

V.Tarokh等提出了用于有效地应用天线分集的空间-时间块编码(STBC)(参见“Space-Time Block Coding from Orthogonal Designs”，IEEE Trans.OnInfo.，Theory，Vol.45，pp.1456-1467，July 1999)。Tarokh的STBC方案是S.M.Alamouti的发射天线分集方案(参见“A Simple Transmit DiversityTechnique for Wireless Communication”，IEEE Journal on Selected Area inCommunication，Vol.16，pp.1451-1458，October 1988)的用于2个或者更多个发射天线的扩展。

图1是在移动通信系统中的使用传统Tarokh STBC方案的发射机的方框图。该发发射机包括调制器100、串并(S/P)转换器102、STBC编码器104和四个发射天线106、108、110和112。

参考图1，调制器100以预定的调制方案调制输入信息数据(或者编码的数据)，该调制方案可以是二进制相移键控(BPSK)、正交相移键控(QPSK)、正交幅度调制(QAM)、脉冲幅度调制(PAM)或者相移键控(PSK)。

S/P转换器102将从调制器100接收的串行调制码元s₂、s₂、s₃、s₄转换为并行码元。STBC编码器104通过STBC编码(STBC-encoding)这四个调制码元s₁、s₂、s₃、s₄创建8个码元组合，并且顺序地通过四个发射天线106到112将它们发射。用于产生8个码元组合的编码矩阵如等式(1)所示：