專利名稱：利用信道分解的自動重傳請求方法、及發(fā)送/接收處理單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種多天線無線通信系統(tǒng)，具體地講，涉及利用信道分解特征的混合自動重傳請求方法及發(fā)送/接收處理單元。
背景技術(shù)：
隨著無線網(wǎng)絡(luò)、多媒體技術(shù)和因特網(wǎng)的逐漸融合，人們對無線通信業(yè)務(wù)的類型和質(zhì)量的要求越來越高。為滿足無線多媒體和高速率數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊螅枰_發(fā)新一代無線通信系統(tǒng)。新一代無線系統(tǒng)中，從物理層、媒體接入控制層到網(wǎng)絡(luò)層，將廣泛采用一些新技術(shù)，其中多天線輸入和輸出(MIMO)、混合自動重傳請求(HARQ)等受到廣泛關(guān)注。
MIMO系統(tǒng)是指在發(fā)送和接收端使用多元天線陣列，在無需耗費(fèi)額外功率和帶寬的條件下，能顯著提高系統(tǒng)容量和無線傳輸鏈路質(zhì)量(誤比特率BER)，適用于傳輸高速率的音、視頻等多媒體業(yè)務(wù)。利用MIMO技術(shù)提高系統(tǒng)容量和傳輸質(zhì)量的方式包括兩類空分復(fù)用和空間分集。空分復(fù)用的典型應(yīng)用實例是貝爾實驗室分層空時結(jié)構(gòu)(BLAST)，它把整個數(shù)據(jù)流分解成若干個單獨的子數(shù)據(jù)流從多副天線并行發(fā)送；在接收天線大于或等于發(fā)送天線數(shù)時，BLAST的信道容量與發(fā)送天線數(shù)成線性關(guān)系，這推廣了香農(nóng)定理。
另一方面，為提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?，可通過重傳來實現(xiàn)的，即當(dāng)前一次嘗試傳輸失敗時，就要求重傳數(shù)據(jù)分組，這種傳輸機(jī)制稱為自動請求重傳(ARQ)。在無線環(huán)境下，由于噪聲和信道衰落及干擾等使得信道傳輸質(zhì)量很差，對數(shù)據(jù)分組加入前向糾錯編碼(FEC)來抑制各種干擾，過多的FEC會使傳輸效率變低。因此，提出了ARQ和FEC相結(jié)合的混合ARQ(HARQ)方案?；谛诺罈l件，HARQ可提供精確的編碼速率調(diào)節(jié)，可自動適應(yīng)瞬時信道條件，且對延遲和誤差不敏感。目前，MIMO、HARQ技術(shù)已應(yīng)用于第三代移動通信WCDMA的增強(qiáng)型技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)高速下行分組接入(HSDPA)中。
HARQ應(yīng)用于MIMO系統(tǒng)有兩種實現(xiàn)方案，一種方法是在數(shù)據(jù)分組復(fù)用到所有天線支路之后，對每天線支路進(jìn)行前向糾錯編碼(FEC)并加入循環(huán)冗余校驗(CRC)，該方法的性能較優(yōu)，但需要對每個支路進(jìn)行插入、控制等操作，故復(fù)雜度高。另一種方法是在數(shù)據(jù)分組復(fù)用到天線之前進(jìn)行FEC并加入CRC，該方法實現(xiàn)復(fù)雜度低，但性能低于前者。因為該方法對每個天線支路應(yīng)用相同的CRC，由于每個支路信道的增益不同，某一信道增益較差的子信道的CRC出錯，將導(dǎo)致所有天線支路比特流的重傳，降低了整個系統(tǒng)的性能。為此，本發(fā)明提出一種方法，它對信道矩陣分解后，利用獲得的預(yù)編碼陣對發(fā)射信號作預(yù)處理實現(xiàn)信道補(bǔ)償，使各子信道的增益相同，進(jìn)而提高系統(tǒng)性能。
參考文獻(xiàn)列表[1]A.J.Paularj等人發(fā)表在Proceedings of IEEE、2004年2月、第92卷、第2號、第198～218頁上的題為“An Overview of MIMOCommunications-A Key to Gigabit Wireless”的文章。
Y.Jiang、W.W.Hager和J.Li于2003年12月公開發(fā)表的題為“The Geometric Mean Decomposition，Linear Algebra and ItsApplications”的文章。
B.Hassibi于2000年11月發(fā)表在第34屆Asilomar Conf.第1255～1259頁上的題為“A Fast Square-Root Implementation forBLAST”的文章。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種用于多天線系統(tǒng)的方法和裝置，使用該方法及其裝置具有較優(yōu)性能，且易于實現(xiàn)的優(yōu)點。
本發(fā)明的思想是通過對信道矩陣進(jìn)行幾何平均分解和預(yù)編碼，使得天線各個子信道的增益相同。這樣，當(dāng)每個天線支路采用相同調(diào)制星座時，降低了系統(tǒng)發(fā)送的FEC編碼數(shù)據(jù)、CRC序列的錯誤率；且系統(tǒng)采用閉環(huán)的發(fā)射、接收聯(lián)合處理，降低了系統(tǒng)容量損失。
為了實現(xiàn)上述目的和思想，根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提出了一種基于多天線輸入和輸出信道分解的混合自動重傳請求方法，包括步驟在接收端，對信道矩陣進(jìn)行幾何平均分解，得到預(yù)編碼矩陣和置零權(quán)向量生成矩陣，將預(yù)編碼矩陣反饋到發(fā)送端，并利用置零權(quán)向量生成矩陣生成最小均方誤差置零權(quán)向量；在發(fā)送端，對發(fā)射數(shù)據(jù)包進(jìn)行前向糾錯編碼，加入循環(huán)冗余校驗，并利用預(yù)編碼矩陣對發(fā)射數(shù)據(jù)包進(jìn)行預(yù)編碼；以及在接收端，利用各個子信道接收信號及與之對應(yīng)的置零權(quán)向量和子信道增益，得到各個子信道接收信號，然后，進(jìn)行前向糾錯譯碼，并利用循環(huán)冗余校驗檢測分組質(zhì)量；若數(shù)據(jù)分組有錯誤，則進(jìn)行重傳，且將出錯分組存儲在接收端，把出錯重傳數(shù)據(jù)分組與已有緩存的分組合并后進(jìn)行譯碼。
優(yōu)選地，在發(fā)送端，發(fā)射導(dǎo)頻信號到信道；以及在接收端對信道矩陣的增益系數(shù)進(jìn)行估計。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提出了一種基于多天線輸入的輸出信道分解的混合自動重傳請求方法，包括步驟發(fā)射導(dǎo)頻信號到信道，接收端估計信道矩陣的增益系數(shù)；對秩K的信道矩陣進(jìn)行幾何平均分解以得到置零權(quán)向量生成矩陣Q、R和預(yù)編碼矩陣P；把預(yù)編碼矩陣P反饋到發(fā)送端；對發(fā)射數(shù)據(jù)包進(jìn)行前向糾錯編碼并加入循環(huán)冗余校驗；利用預(yù)編碼矩陣P對發(fā)射數(shù)據(jù)包進(jìn)行線性預(yù)編碼；利用置零權(quán)向量生成矩陣Q和R的元素生成最小均方誤差置零權(quán)向量；從第K個子信道開始，用該子信道接收信號乘以對應(yīng)的置零權(quán)向量，得到從第K幅天線發(fā)射的數(shù)據(jù)，把該幅天線發(fā)射的數(shù)據(jù)乘以對應(yīng)子信道增益，得到第K個子信道的接收信號，并從所有接收信號中減去該信號，得到更新后的所有接收信號；更新K＝K-1，并判斷K是否小于1，如果K＜1，則結(jié)束；若K≥1，則針對更新后的K，繼續(xù)進(jìn)行計算第K個子信道的接收信號的處理；進(jìn)行前向糾錯譯碼并利用循環(huán)冗余校驗檢測分組質(zhì)量；以及若數(shù)據(jù)分組有錯誤，則進(jìn)行重傳，且將出錯分組存儲在接收端，在接收端把出錯重傳數(shù)據(jù)分組與已有緩存的分組合并后，進(jìn)行譯碼。
根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提出了一種在多天線輸入和輸出系統(tǒng)中使用的發(fā)送處理單元，包括發(fā)射自動重傳請求模塊，對發(fā)射數(shù)據(jù)包進(jìn)行前向糾錯編碼，并加入循環(huán)冗余校驗；以及預(yù)編碼模塊，利用從接收端發(fā)送過來的預(yù)編碼矩陣對發(fā)射數(shù)據(jù)包進(jìn)行線性預(yù)編碼。
根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提出了一種在多天線輸入和輸出系統(tǒng)中使用的接收處理單元，包括信道分解模塊，對信道矩陣進(jìn)行幾何平均分解，得到預(yù)編碼矩陣和置零權(quán)向量生成矩陣；置零權(quán)向量生成模塊，利用置零權(quán)向量生成矩陣生成最小均方誤差置零權(quán)向量；迭代處理模塊，利用各個子信道接收信號及與之對應(yīng)的置零權(quán)向量和子信道增益，得到各個子信道接收信號；以及接收自動重傳請求模塊，進(jìn)行前向糾錯譯碼，并利用循環(huán)冗余校驗檢測分組質(zhì)量，若數(shù)據(jù)分組有錯誤，則請求進(jìn)行重傳，且將出錯分組存儲在接收端，把出錯重傳數(shù)據(jù)分組與已有緩存的分組合并后進(jìn)行譯碼。
優(yōu)選地，迭代處理模塊從第K個子信道開始，用該子信道接收信號乘以對應(yīng)的置零權(quán)向量，得到從第K幅天線發(fā)射的數(shù)據(jù)，把該幅天線發(fā)射的數(shù)據(jù)乘以對應(yīng)子信道增益，得到第K個子信道的接收信號，并從所有接收信號中減去該信號，得到更新后的所有接收信號，更新K＝K-1，并判斷K是否小于1，如果K＜1，則結(jié)束，若K≥1，則針對更新后的K，繼續(xù)進(jìn)行計算第K個子信道的接收信號的處理。
根據(jù)本發(fā)明的第五方面，提出了一種多天線輸入和輸出系統(tǒng)及其操作方法，其特征在于包括根據(jù)本發(fā)明的發(fā)送處理單元和接收處理單元。
同時，本發(fā)明所提出的自動重傳請求方法可用于所有的多天線通信系統(tǒng)，如單載波的MIMO CDMA和多載波的MIMO OFDM等。


下面，將參照附圖，對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進(jìn)行詳細(xì)的描述，其中圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的MIMO系統(tǒng)發(fā)送端的示意圖；圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的MIMO系統(tǒng)接收端的示意圖；圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的基于MIMO信道分解的混合自動重傳請求方法的流程圖；以及圖4示出了本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)的比較結(jié)果的示意圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作具體說明。應(yīng)該指出，所描述的實施例僅是為了說明的目的，而不是對本發(fā)明范圍的限制。
考慮一個單用戶MIMO通信系統(tǒng)，其發(fā)送和接收端分別如圖1和2所示，發(fā)送端和接收端分別安裝NT幅天線103～103’和NR幅天線105～105’。在發(fā)送端，數(shù)據(jù)分組輸入到發(fā)射HARQ模塊101，該模塊101利用前向糾錯碼對數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼，并附上差錯檢測序列CRC。然后，數(shù)據(jù)流輸入到復(fù)用器102，復(fù)用器102以空分復(fù)用方式把符號流送入每個發(fā)送天線支路端103～103’，經(jīng)天線103～103’發(fā)送到信道。
在接收端，每幅天線端105～105’接收到的信號送入信道估計模塊106，該模塊利用每幅天線接收到的導(dǎo)頻序列估計信道增益。解復(fù)用器107把信號并串變換后輸出到接收HARQ模塊108。接收HARQ模塊108中，利用前向糾錯解碼對數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼，并使用CRC檢查錯誤，接收HARQ模塊108控制要么確認(rèn)(ACK)收到誤比特率(或誤幀率)可以接受的數(shù)據(jù)包，要么優(yōu)選地通過不發(fā)出確認(rèn)信號或發(fā)出一個否定的確認(rèn)(NACK)來請求重傳。在發(fā)送、接收端聯(lián)合處理裝置104、109～111，利用信道估計值，進(jìn)行一系列發(fā)射、接收處理，其中在發(fā)送端完成預(yù)處理操作，在接收端完成后處理操作。
下面分析信道分解實現(xiàn)信道補(bǔ)償?shù)脑?。對于一般的MIMO系統(tǒng)，接收信號為y＝Hx+n(1)式中，y為NR×1維接收信號向量，發(fā)射信號向量x∈CNT×1]]>的方差為σx2I，白高斯噪聲向量n的方差為σn2I，故信噪比SNR=σx2/σn2=1/α.]]>信道矩陣H∈CNR×NT(NT≤NR)]]>的秩為K＝NT，H中的元素hji為發(fā)射天線i到接收天線j的信道衰落系數(shù)。
對于空分復(fù)用MIMO系統(tǒng)，當(dāng)發(fā)送端未知信道狀態(tài)信息(CSI)時，一般的接收信號檢測方法是串行置零、刪除算法。例如，從第NT幅天線開始，利用線性均衡(如匹配濾波、迫零(ZF)均衡、最小均方誤差(MMSE)均衡)等方法恢復(fù)該幅天線的發(fā)射信號；從接收信號中減去從第NT幅天線發(fā)射的信號后，繼續(xù)從第NT-1幅天線開始，恢復(fù)該幅天線信號；依次進(jìn)行處理，直到恢復(fù)出最后一幅天線的接收信號。該處理方法是一種開環(huán)工作模式，存在一定的系統(tǒng)容量損失。當(dāng)接收端獲得信道增益信息并反饋到發(fā)送端后，即收、發(fā)信端均獲得信道狀態(tài)信息，則系統(tǒng)工作在閉環(huán)模式下。這時，可采用如下等效處理方法。
對信道矩陣H進(jìn)行QR分解得到H=QNT×KRK×K---(2)]]>式中，QNT×K為列正交陣，RK×K為上三角陣。故式(1)重寫為，y＝QRx+n(3)式(3)兩邊同乘以QH，(·)H表示Hermitian轉(zhuǎn)置(復(fù)共軛)，得到y(tǒng)＝Rx+n (4)展開即為 根據(jù)式(5)進(jìn)行串行信號檢測，即對所有的K個子信道開始，計算x‾i←(y‾i-Σj=i+1Krijx‾j)/rii,]]>并把它映射為解調(diào)符號。
可以看到，通過對信道矩陣H的QR分解，MIMO信道被分解為K個并行子信道，即yi＝riixi+ni，i＝1，2，…，K。
(6)最后，利用一般的迫零(ZF)均衡方法恢復(fù)信號。雖然對信道QR分解是一種閉環(huán)處理，但用以恢復(fù)信號的ZF法存在系統(tǒng)容量損失的缺點。而參考文獻(xiàn)[3]的研究表明，采用MMSE均衡恢復(fù)信號不會帶來系統(tǒng)容量損失，這時，對第i個發(fā)射天線的置零權(quán)向量為
wi=rHa,ii-1qHa,i---(7)]]>這里，先對增廣矩陣Ha=HαINT]]>進(jìn)行QR分解得Ha=QHaRHa,]]>{rHa，ii}為RHa陣的對角元，{qHa，i}為QHa陣的列向量。
雖然采用MMSE均衡可避免容量損失，但與矩陣的SVD分解相同，對信道矩陣進(jìn)行QR分解后，各子信道呈隨機(jī)衰落特征，當(dāng)發(fā)送ARQ模塊的輸出數(shù)據(jù)流送入各天線支路端后，深衰落子信道將降低系統(tǒng)整體性能。為此，在本發(fā)明中，采用參考文獻(xiàn)[2]所提出的幾何平均分解(GMD)方法，對信道矩陣進(jìn)行分解。因為MMSE的置零權(quán)向量涉及H的增廣矩陣，故首先構(gòu)造增廣矩陣Ha=HαINT---(8)]]>對信道矩陣Ha進(jìn)行幾何平均分解Ha=QHaRHaPHaH---(9)]]>這里，QHa、PHa分別是在發(fā)射、接收端進(jìn)行預(yù)濾波和后濾波處理的半酉矩陣；上三角陣RHa有相等的對角元rii＝λ，λ定義為λ‾=(Πk=1Kλk)1/K---(10)]]>其中，λk為對信道矩陣H進(jìn)行特征值分解(SVD)得到的對角陣diag[γ1…γK]的非零對角元，即H的非零特征值?？梢?，通過GMD分解，得到的矩陣R的對角元為H的特征值的幾何平均值，使各子信道增益相同，故可降低由于各子信道衰落不同對系統(tǒng)整體性能的影響。GMD的實現(xiàn)可通過對稱置換和一對Givens旋轉(zhuǎn)操作來完成。
利用獲得的QH、RH陣的元素代入式(7)求得MMSE的置零權(quán)向量w，再根據(jù)一般的串行置零、刪除算法恢復(fù)發(fā)射信號。
根據(jù)以上分析，參考圖3，對根據(jù)本發(fā)明的基于MIMO信道分解的混合自動重傳請求方法進(jìn)行詳細(xì)的描述。
在步驟S001，發(fā)射導(dǎo)頻信號到信道，接收端估計信道矩陣的增益系數(shù)；
在步驟S002，對秩K的信道矩陣進(jìn)行幾何平均分解得到矩陣Q、R和P；在步驟S003，把預(yù)編碼陣P反饋到發(fā)送端；在步驟S004，對發(fā)射數(shù)據(jù)包進(jìn)行前向糾錯編碼并加入CRC；在步驟S005，利用矩陣P對發(fā)射數(shù)據(jù)包進(jìn)行線性預(yù)編碼；在步驟S006，利用矩陣Q、R的元素生成MMSE置零權(quán)向量；在步驟S007，從第K個子信道開始，用該子信道接收信號乘以對應(yīng)的置零權(quán)向量得到從第K幅天線發(fā)射的數(shù)據(jù)。把該幅天線發(fā)射的數(shù)據(jù)乘以對應(yīng)子信道增益得到第K個子信道接收信號，并從所有接收信號中減去該信號得到下一次迭代時的所有接收信號；在步驟S008，更新K＝K-1，并判斷K是否小于1，如果K＜1，則結(jié)束；若K≥1，則轉(zhuǎn)到步驟S007進(jìn)行迭代處理。
在步驟S009，接收ARQ對FEC譯碼并利用CRC檢測分組質(zhì)量。若數(shù)據(jù)分組有錯誤，則進(jìn)行重傳；且將出錯分組存儲在接收端，在接收端把出錯重傳數(shù)據(jù)分組與已有緩存的分組合并后，進(jìn)行譯碼。
具體地講，MIMO系統(tǒng)中的發(fā)射聯(lián)合處理、發(fā)射HARQ、接收聯(lián)合處理、接收HARQ裝置用以實現(xiàn)上述方法，其中發(fā)射、接收HARQ裝置與一般通信系統(tǒng)中的HARQ裝置相同，不再贅述。發(fā)射、接收端聯(lián)合處理裝置如圖1、2中虛線框內(nèi)各個模塊所示，包括以下模塊信道分解模塊109，對信道矩陣進(jìn)行幾何平均分解；預(yù)編碼模塊104，利用矩陣分解得到的預(yù)編碼器P對發(fā)射信號進(jìn)行線性預(yù)編碼；置零權(quán)向量生成模塊110，用于產(chǎn)生MMSE置零權(quán)向量；迭代處理模塊111，執(zhí)行信號處理恢復(fù)信號的迭代處理算法，并判斷是否已經(jīng)完成對所有天線端發(fā)射的信號恢復(fù)。
結(jié)合圖1、圖2和圖3，對本發(fā)明所提出的MIMO系統(tǒng)的操作描述如下。
發(fā)送端發(fā)射導(dǎo)頻信號到信道，接收端估計信道矩陣的增益系數(shù)。信道分解模塊109對秩K的信道矩陣進(jìn)行幾何平均分解，得到矩陣Q、R和P。接收端把預(yù)編碼陣P反饋到發(fā)送端。發(fā)射ARQ模塊101對發(fā)射數(shù)據(jù)包進(jìn)行前向糾錯編碼并加入CRC。由復(fù)用器模塊102完成對各個信號的復(fù)用。然后，預(yù)編碼模塊104利用矩陣P對發(fā)射數(shù)據(jù)包進(jìn)行線性預(yù)編碼。在接收端，置零權(quán)向量生成模塊110，利用矩陣Q、R的元素生成MMSE置零權(quán)向量。迭代處理模塊111從第K個子信道開始，用該子信道接收信號乘以對應(yīng)的由置零權(quán)向量生成模塊110提供的置零權(quán)向量，得到從第K幅天線發(fā)射的數(shù)據(jù)，然后，把該幅天線發(fā)射的數(shù)據(jù)乘以對應(yīng)子信道增益，得到第K個子信道接收信號，并從所有接收信號中減去該信號，得到下一次迭代時的所有接收信號，然后，更新K＝K-1，并判斷K是否小于1，如果K＜1，則結(jié)束處理，若K≥1，針對更新后的K繼續(xù)進(jìn)行處理。解復(fù)用模塊106對接收到的各個信號進(jìn)行解復(fù)用。接收ARQ模塊108對FEC譯碼并利用CRC檢測分組質(zhì)量。若數(shù)據(jù)分組有錯誤，就進(jìn)行重傳；且將出錯分組存儲在接收端，在接收端把出錯重傳數(shù)據(jù)分組與已有緩存的分組合并后進(jìn)行譯碼。
圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的操作性能的仿真結(jié)果。仿真參數(shù)為發(fā)送、接收天線數(shù)均為4；BPSK調(diào)制；1/2編碼速率卷積編碼；最大重傳次數(shù)為2；平坦瑞利衰落信道。誤比特率性能如圖4所示?？梢钥吹剑c未采用ARQ的MIMO信道分解的系統(tǒng)相比，ARQ與MIMO信道分解相結(jié)合的系統(tǒng)BER性能較優(yōu)。
在本發(fā)明中，對MIMO系統(tǒng)的每天線支路采用相同調(diào)制方式，且每天線支路分配相同功率。通過對MIMO信道矩陣進(jìn)行幾何平均分解及預(yù)編碼，使天線各個子信道增益相同。因此，降低了存在深度衰落的子信道對其上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流(包括FEC編碼數(shù)據(jù)、CRC等)的影響。而且，根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)采用MMSE置零權(quán)向量均衡處理，降低了系統(tǒng)容量損失。因此，本發(fā)明所提出的基于MIMO信道分解的混合自動重傳請求方法、MIMO系統(tǒng)、發(fā)送端和接收端，能同時獲得系統(tǒng)容量和誤比特率性能的增益，且具有易于實現(xiàn)的優(yōu)點。
盡管已經(jīng)針對典型實施例示出和描述了本發(fā)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)該理解，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以進(jìn)行各種其他的改變、替換和添加。因此，本發(fā)明不應(yīng)該被理解為被局限于上述特定實例，而應(yīng)當(dāng)由所附權(quán)利要求所限定。
權(quán)利要求
1.一種基于多天線輸入和輸出信道分解的混合自動重傳請求方法，包括步驟在接收端，對信道矩陣進(jìn)行幾何平均分解，得到預(yù)編碼矩陣和置零權(quán)向量生成矩陣，將預(yù)編碼矩陣反饋到發(fā)送端，并利用置零權(quán)向量生成矩陣生成最小均方誤差置零權(quán)向量；在發(fā)送端，對發(fā)射數(shù)據(jù)包進(jìn)行前向糾錯編碼，加入循環(huán)冗余校驗，并利用預(yù)編碼矩陣對發(fā)射數(shù)據(jù)包進(jìn)行預(yù)編碼；以及在接收端，利用各個子信道接收信號及與之對應(yīng)的置零權(quán)向量和子信道增益，得到各個子信道接收信號，然后，進(jìn)行前向糾錯譯碼，并利用循環(huán)冗余校驗檢測分組質(zhì)量；若數(shù)據(jù)分組有錯誤，則進(jìn)行重傳，且將出錯分組存儲在接收端，把出錯重傳數(shù)據(jù)分組與已有緩存的分組合并后進(jìn)行譯碼。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多天線輸入和輸出信道分解的混合自動重傳請求方法，其特征在于還包括在發(fā)送端，發(fā)射導(dǎo)頻信號到信道；以及在接收端對信道矩陣的增益系數(shù)進(jìn)行估計。
3.一種基于多天線輸入和輸出信道分解的混合自動重傳請求方法，包括發(fā)射導(dǎo)頻信號到信道，接收端估計信道矩陣的增益系數(shù)；對秩K的信道矩陣進(jìn)行幾何平均分解得到置零權(quán)向量生成矩陣Q、R和預(yù)編碼矩陣P；把預(yù)編碼矩陣P反饋到發(fā)送端；對發(fā)射數(shù)據(jù)包進(jìn)行前向糾錯編碼并加入循環(huán)冗余校驗；利用預(yù)編碼矩陣P對發(fā)射數(shù)據(jù)包進(jìn)行線性預(yù)編碼；利用置零權(quán)向量生成矩陣Q和R的元素生成最小均方誤差置零權(quán)向量；從第K個子信道開始，用該子信道接收信號乘以對應(yīng)的置零權(quán)向量，得到從第K幅天線發(fā)射的數(shù)據(jù)，把該幅天線發(fā)射的數(shù)據(jù)乘以對應(yīng)子信道增益，得到第K個子信道的接收信號，并從所有接收信號中減去該信號，得到更新后的所有接收信號；更新K＝K-1，并判斷K是否小于1，如果K＜1，則結(jié)束；若K≥1，則針對更新后的K，繼續(xù)進(jìn)行計算第K個子信道的接收信號的處理；進(jìn)行前向糾錯譯碼并利用循環(huán)冗余校驗檢測分組質(zhì)量；以及若數(shù)據(jù)分組有錯誤，則進(jìn)行重傳，且將出錯分組存儲在接收端，在接收端把出錯重傳數(shù)據(jù)分組與已有緩存的分組合并后，進(jìn)行譯碼。
4.一種在多天線輸入和輸出系統(tǒng)中使用的發(fā)送處理單元，包括發(fā)射自動重傳請求模塊(101)，對發(fā)射數(shù)據(jù)包進(jìn)行前向糾錯編碼，并加入循環(huán)冗余校驗；以及預(yù)編碼模塊(104)，利用從接收端發(fā)送過來的預(yù)編碼矩陣對發(fā)射數(shù)據(jù)包進(jìn)行線性預(yù)編碼。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的發(fā)送處理單元，其特征在于所述發(fā)送處理單元應(yīng)用于多天線輸入和輸出碼分多址系統(tǒng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的發(fā)送處理單元，其特征在于所述發(fā)送處理單元應(yīng)用于多天線輸入輸出正交頻分復(fù)用系統(tǒng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求4到6之一所述的發(fā)送處理單元，其特征在于所述發(fā)送處理單元位于基站或移動終端中。
8.一種在多天線輸入和輸出系統(tǒng)中使用的接收處理單元，包括信道分解模塊(109)，對信道矩陣進(jìn)行幾何平均分解，得到預(yù)編碼矩陣和置零權(quán)向量生成矩陣；置零權(quán)向量生成模塊(110)，利用置零權(quán)向量生成矩陣生成最小均方誤差置零權(quán)向量；迭代處理模塊(111)，利用各個子信道接收信號及與之對應(yīng)的置零權(quán)向量和子信道增益，得到各個子信道接收信號；以及接收自動重傳請求模塊(108)，進(jìn)行前向糾錯譯碼，并利用循環(huán)冗余校驗檢測分組質(zhì)量，若數(shù)據(jù)分組有錯誤，則請求進(jìn)行重傳，且將出錯分組存儲在接收端，把出錯重傳數(shù)據(jù)分組與已有緩存的分組合并后進(jìn)行譯碼。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的接收處理單元，其特征在于所述迭代處理模塊(111)從第K個子信道開始，用該子信道接收信號乘以對應(yīng)的置零權(quán)向量，得到從第K幅天線發(fā)射的數(shù)據(jù)，把該幅天線發(fā)射的數(shù)據(jù)乘以對應(yīng)子信道增益，得到第K個子信道的接收信號，并從所有接收信號中減去該信號，得到更新后的所有接收信號，更新K＝K-1，并判斷K是否小于1，如果K＜1，則結(jié)束，若K≥1，則針對更新后的K，繼續(xù)進(jìn)行計算第K個子信道的接收信號的處理。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的接收處理單元，其特征在于所述接收處理單元應(yīng)用于多天線輸入和輸出碼分多址系統(tǒng)。
11.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的接收處理單元，其特征在于所述接收處理單元應(yīng)用于多天線輸入和輸出正交頻分復(fù)用系統(tǒng)。
12.根據(jù)權(quán)利要求8到11之一所述的接收處理單元，其特征在于所述接收處理單元位于移動終端或基站中。
13.一種多天線輸入和輸出系統(tǒng)，其特征在于包括根據(jù)權(quán)利要求4所述的發(fā)送處理單元和根據(jù)權(quán)利要求8所述的接收處理單元。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的多天線輸入和輸出系統(tǒng)的操作方法，其特征在于包括信道分解模塊(109)對信道矩陣進(jìn)行幾何平均分解，得到預(yù)編碼矩陣和置零權(quán)向量生成矩陣；發(fā)射自動重傳請求模塊(101)對發(fā)射數(shù)據(jù)包進(jìn)行前向糾錯編碼，并加入循環(huán)冗余校驗；預(yù)編碼模塊(104)利用從接收端發(fā)送過來的預(yù)編碼矩陣對發(fā)射數(shù)據(jù)包進(jìn)行線性預(yù)編碼；置零權(quán)向量生成模塊(110)利用置零權(quán)向量生成矩陣生成最小均方誤差置零權(quán)向量；迭代處理模塊(111)利用各個子信道接收信號及與之對應(yīng)的置零權(quán)向量和子信道增益，得到各個子信道接收信號；以及接收自動重傳請求模塊(108)進(jìn)行前向糾錯譯碼，并利用循環(huán)冗余校驗檢測分組質(zhì)量，若數(shù)據(jù)分組有錯誤，則請求進(jìn)行重傳，且將出錯分組存儲在接收端，把出錯重傳數(shù)據(jù)分組與已有緩存的分組合并后進(jìn)行譯碼。
15.一種多天線輸入和輸出系統(tǒng)，其特征在于包括根據(jù)權(quán)利要求4所述的發(fā)送處理單元和根據(jù)權(quán)利要求9所述的接收處理單元。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的多天線輸入和輸出系統(tǒng)的操作方法，其特征在于包括信道分解模塊(109)對信道矩陣進(jìn)行幾何平均分解，得到預(yù)編碼矩陣和置零權(quán)向量生成矩陣；發(fā)射自動重傳請求模塊(101)對發(fā)射數(shù)據(jù)包進(jìn)行前向糾錯編碼，并加入循環(huán)冗余校驗；預(yù)編碼模塊(104)利用從接收端發(fā)送過來的預(yù)編碼矩陣對發(fā)射數(shù)據(jù)包進(jìn)行線性預(yù)編碼；置零權(quán)向量生成模塊(110)利用置零權(quán)向量生成矩陣生成最小均方誤差置零權(quán)向量；所述迭代處理模塊(111)從第K個子信道開始，用該子信道接收信號乘以對應(yīng)的置零權(quán)向量，得到從第K幅天線發(fā)射的數(shù)據(jù)，把該幅天線發(fā)射的數(shù)據(jù)乘以對應(yīng)子信道增益，得到第K個子信道的接收信號，并從所有接收信號中減去該信號，得到更新后的所有接收信號，更新K＝K-1，并判斷K是否小于1，如果K＜1，則結(jié)束，若K≥1，則針對更新后的K，繼續(xù)進(jìn)行計算第K個子信道的接收信號的處理；以及接收自動重傳請求模塊(108)進(jìn)行前向糾錯譯碼，并利用循環(huán)冗余校驗檢測分組質(zhì)量，若數(shù)據(jù)分組有錯誤，則請求進(jìn)行重傳，且將出錯分組存儲在接收端，把出錯重傳數(shù)據(jù)分組與已有緩存的分組合并后進(jìn)行譯碼。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種基于多天線輸入和輸出信道分解的混合自動重傳請求方法，包括在接收端，對信道矩陣進(jìn)行幾何平均分解，得到預(yù)編碼矩陣和置零權(quán)向量生成矩陣，將預(yù)編碼矩陣反饋到發(fā)送端，并利用置零權(quán)向量生成矩陣生成最小均方誤差置零權(quán)向量；在發(fā)送端，對發(fā)射數(shù)據(jù)包進(jìn)行前向糾錯編碼，加入循環(huán)冗余校驗，并利用預(yù)編碼矩陣對發(fā)射數(shù)據(jù)包進(jìn)行預(yù)編碼；以及在接收端，利用各個子信道接收信號及與之對應(yīng)的置零權(quán)向量和子信道增益，得到各個子信道接收信號，然后，進(jìn)行前向糾錯譯碼，并利用循環(huán)冗余校驗檢測分組質(zhì)量；若數(shù)據(jù)分組有錯誤，則進(jìn)行重傳，且將出錯分組存儲在接收端，把出錯重傳數(shù)據(jù)分組與已有緩存的分組合并后進(jìn)行譯碼。
文檔編號H04L1/00GK1838582SQ200510055978
公開日2006年9月27日 申請日期2005年3月24日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月24日
發(fā)明者黎海濤, 李繼峰 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社