[发明专利]一种无需信道信息的MIMO空时编解码系统与方法

说明书

技术领域

本发明涉及多输入多输出(MIMO)无线通信技术领域，特别涉及MIMO基带 调制与解调技术。

背景技术

现有MIMO无线通信技术中，2发1收和2发2收MIMO空时编解码系统需要 知道确切的信道信息，需要接收机对空间信道进行参数估计，这使得MIMO接收 机的实现复杂，成本高。

MIMO发射分集与空时分组码由于实现相对简单，在基站安置多个天线并采 用空时分组编码，接收机可以在无线衰落信道中获取空间分集增益，空时分组 编码已纳入多个无线通信标准。Alamouti在“Alamouti S M，‘A Simple Transmit Diversity Technique for Wireless Communications”’IEEE J Select Areas Communication，Oct 1998，16，pp1451-1458”中提出了一种采用2个发射天 线的简单发射分集技术，并正式提出了最简单的2天线空时分组码-Alamouti 码的概念。

Tarokh等人在(Tarokh V，Jafarkhani H，and Calderbank A，″Space-time block codes from orthogonal designs″，IEEE Trans.Inf.Theory，vol.45， no.5，pp.1456-1467，Jul.1999；Tarokh V，Jafarkhani H，Calderbank A，″Space-time Block Coding for Wireless Communications：Performance Results″，IEEE Journal on Selected Areas in Communications，Vol.17，No.3， March 1999；Tarokh V，Naguib A，Seshadri N，and Calderbank A，″Space-time codes for high data rate wireless communication：performance criteria in the presence of channel estimation errors，mobility，and multiple paths″，IEEE Trans.Commune.，vol.47，no.2，pp.199-207，Feb.1999；以 及，Tarokh V，Naguib A，Seshadri N，″Combined Array Processing and space time Coding″，IEEE Trans.on Communication info Theory，Vol.45，No4， MAY 1999)等中，将其进一步推广到多于两根天线的情况，并提出空时分组码 (STBC)的概念。空时分组码实质上是一种空域和时域联合的正交分组编码方式， 它利用正交设计的原理来分配多个发射天线的发射信号。由于空时分组码可以 使接收机解码后获得满分集增益，保证解码运算仅仅是简单的线性合并，且其 解码复杂度相对于已有的空时格码来说要低得多，因此，空时分组码已成为实 际应用中非常有吸引力的空时编解码技术。

由于空时编码器需同时利用时间和空间两维进行编码，空时编码器的有效 工作需要在发射端和接收端使用多个天线，以有效抵消衰落，提高功率效率； 进而能够在传输信道中实现并行的多路传送，提高频谱效率。需要说明的是， 由于空时编码技术属于空间分集信号处理范畴，所以要求在多散射体的多信道 衰落情况下应用，发射机的多个天线和接收机天线之间的距离应大于10倍的发 射信号的波长，以保证发射信号、接收信号相互独立性，并充分利用多散射体 所造成的多信道衰落。

空时编码在不同天线所发送的信号中引入时间和空间的相关性，从而不用 牺牲带宽就可为接收端提供未采用空时编码的单天线无线通信系统所没有的分 集增益和编码增益。

空时编码的基本工作原理如下：从信源给出的信息数据流，到达空时编码器 后，形成同时从多个发射天线上发射出去的以矢量输出的调制符号，这些调制 符号称为空时符号(STS)或者空时矢量符(STVS)。空时编码的系统实现框图如图 1所示。