[发明专利]MIMO多码字通信方法、装置及系统

说明书

技术领域

本发明涉及通信领域，更具体而言，涉及应用干扰分集改进MIMO(Multiple-InputMultiple-Output，多输入多输出)通信技术多码字(Multiple Code Word，缩写为MCW)方案。

背景技术

根据信息论，在通信系统的发射端和接收端或者这两端同时使用多天线阵列，可以显著地提高传输比特率。

图1示出了在发射端和接收端同时使用多天线阵列的具有空-时架构的无线通信系统的示意图。该系统工作在瑞利散射环境，信道矩阵的各个元素可以近似看作是统计独立的。

在图1所示的系统中，一个数据序列分成M个不相关的码元子序列，每个子序列由M个发射天线中的一个发射。M个子序列在经过一个信道矩阵为H的信道的影响后，在接收端由N个接收天线接收。发射信号s₁，…，s_M分别通过M个不同的天线单元a-1，…，a-M发射，相应的接收信号x₁，…，x_M分别从N个不同的天线单元b-1，…，b-N接收。

该系统中，发射天线单元数M最少是2，而接收天线单元数N最少是M。信道矩阵H是一个N×M的矩阵，矩阵中第i行j列的元素表示第i个接收天线和第j个发射天线通过传输信道的耦合。接收信号x₁，…，x_M在数字信号处理器中被处理以产生恢复的发射信号此图中也显示了求和成分c-1，c-2，…，c-N，它们代表无法避免必然包含的噪声信号w₁，w₂，…，w_N，这些噪声信号分别加入到接收天线单元b-1，b-2，…，b-N接收到的信号中。

一般的，信号发射和接收的数学表达式如下：

2006年7月31日的3GPP2AIE标准化组织的白皮书C30-20060731-040_HKLLMNQRSUZ_PP2Phase2_FDD_Proposal_v1.9(Joint Proposal for 3GPP2 PhysicalLayer for FDD Spectra)介绍了一种MIMO的多码字(MCW)通信方案。在MIMO的MCW通信方案中，有多路发射信号，各路都采用各自独立的Turbo编码方案。对于多码字模式，接收端使用干扰消除技术可以获得很大的增益，所以多码字模式通常使用干扰消除的非线性接收机。接收端根据接收信号，先Turbo解码一路发射信号，解码后，根据校验位判断这一路信号的解码是否正确，如果正确，则用解码的结果，从接收信号中消除这一路已经被正确解码的发射信号的影响，再根据所述消除了影响后的接收信号，Turbo解码另一路发射信号；就这样迭代地进行上述的步骤，直到解码所有的多路发射信号。

AIE标准化组织的白皮书所述多码字模式通信方案中，发射端使用多个虚拟天线端口向接收端发射信号。上述的虚拟天线，是指发射信号组成的列向量的左边乘一个矩阵后，再送到各个物理天线上发射。相应的，每个发射信号，都与矩阵中的一列相乘，得到的各个结果分别送到各个物理天线，将这称为该发射信号通过一个虚拟天线进行发射，所述的一个虚拟天线，相当于一个空间的波束。

多码字模式通信方案还可以与MIMO预编码技术同时使用。现有的一种MIMO预编码技术方案和预编码矩阵的设计方案中定义了多个预编码矩阵，接收端反馈其中最优的一个预编码矩阵的序号，发射端使用该预编码矩阵，对发射信号进行预编码之后再送到各个虚拟天线或者物理天线发射。假设对发射信号进行预编码之后再送到各个物理天线发射，则表达式(1)所表示的信号发射和接收的数学表达式变为：

上面的表达式中，t₁，t₂，…，t_M是送到物理天线发射的信号，实际的发射信号s₁，s₂，…，s_M组成的向量与预编码矩阵相乘，得到t₁，t₂，…，t_M送到物理天线发射，相应数学表达式如下：

这里，是预编码矩阵。

在上述的MIMO预编码技术中，发射信号组成的列向量的左边乘一个矩阵后，再送到各个物理天线或者虚拟天线上发射。相应的，每个发射信号，都与矩阵中的一列相乘，得到的各个结果分别送到各个物理天线或者虚拟天线，将这称为该发射信号通过一层进行发射，所述的一层，相当于一个空间的波束。