專利名稱：一種自適應(yīng)mimo傳輸系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及多入多出(MIMO)無線通信系統(tǒng)中一種數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒ǎ绕渖婕耙环N基于分圓格技術(shù)的準(zhǔn)正交空時分組碼(QO-STBC)的自適應(yīng)編解碼及傳輸方法。
背景技術(shù)：
空時分組碼可以有效地利用MMO傳輸系統(tǒng)的空間復(fù)用和分集特性。1998年，Alamouti提出了一種兩發(fā)一收的發(fā)送方案 ，隨后Tarokh對此加以改進，提出了正交空時分組碼(O-STBC)的概念，但同時也證明當(dāng)發(fā)射天線數(shù)多于2時，傳輸速率就達不到I符號/周期。2001年，Jafarkhani提出了準(zhǔn)正交空時分組碼(QO-STBC)，解決了傳輸速率低的問題，但準(zhǔn)正交空時分組碼只能提供正交空時分組碼一半的分集增益?！秶H電子與電氣工程師協(xié)會信息論匯刊》(IEEETransactions on InformationTheory, Vol. 50, pp. 3348-3350，Dec. 2004)提出了一種所謂最優(yōu)分圓格概念，這種分圓格具有滿分集的特性，若將分圓格技術(shù)應(yīng)用到空時編碼中，可以改善誤符號率，但卻沒能將之與準(zhǔn)正交空時分組碼結(jié)合。隨后《國際電子與電氣工程師協(xié)會信號處理快報》(IEEE Signal ProcessingLetters,Vol. 17，pp. 394-397，Apr. 2010)提出一種8發(fā)I收的MMO系統(tǒng)，應(yīng)用了基于分圓格技術(shù)的準(zhǔn)正交空時分組碼的編解碼方式，這種編碼方式用分圓格映射取代普通的星座映射，利用分圓格滿分集的特性，提高準(zhǔn)正交分組碼的分集增益，有效地提高了數(shù)據(jù)傳輸性能。但該方法僅是分圓格技術(shù)與準(zhǔn)正交空時編碼技術(shù)的簡單結(jié)合以提高接收機誤碼率，并沒有從MIMO系統(tǒng)整體性能自適應(yīng)優(yōu)化層面來思考并解決問題。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題與不足，本發(fā)明提供一種自適應(yīng)MMO傳輸系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸方法。根據(jù)實際傳輸信道的信噪比和多普勒頻移等特征，改變基站和移動終端相應(yīng)的多天線工作機制，以達到自適應(yīng)提高數(shù)據(jù)傳輸性能、信息吞吐量和降低硬件復(fù)雜度的要求。技術(shù)方案一種自適應(yīng)MIMO傳輸系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸方法，(a)下行鏈路中,基站端根據(jù)移動臺反饋的傳輸信道質(zhì)量，即接收信號信噪比和多普勒頻移等，自適應(yīng)選擇準(zhǔn)正交空時分組編碼的編碼方式和發(fā)射天線的維數(shù)，而移動端則相應(yīng)采用合適的接收天線維數(shù)以及解碼方式；(b)上述下行鏈路中，當(dāng)反饋信號顯示信號接收信噪比較低時，基站端將采用基于分圓格技術(shù)的準(zhǔn)正交空時編碼以降低系統(tǒng)解碼錯誤率，并根據(jù)測量的多普勒頻移自動選擇發(fā)射天線或編碼矩陣的維數(shù)移動速度慢時采用多天線發(fā)送信號以獲得較高編碼增益和系統(tǒng)信道容量；而移動速度較快時則采用多天線拆分分組降維的方式以克服多普勒頻移對解碼性能的影響；(C)上述下行鏈路中，當(dāng)反饋信號顯示信號接收信噪比較高時，基站和移動臺將采用傳統(tǒng)準(zhǔn)正交編解碼方式以降低系統(tǒng)、尤其是移動臺端軟硬件實現(xiàn)的復(fù)雜度和功耗；(d)上行鏈路中，鑒于基站端軟硬件資源豐富的特點，系統(tǒng)將統(tǒng)一采用基于分圓格技術(shù)的準(zhǔn)正交空時編解碼方法，以獲得最優(yōu)的解碼性能。所述下行鏈路中，信號接收信噪比高低由系統(tǒng)根據(jù)具體的移動通信多徑衰落及時延確定對于常用的碼片級多徑指數(shù)衰落，高低信噪比的界限可設(shè)定為15dB ;對于山區(qū)大回聲等功率衰落信道，高低信噪比界限可設(shè)為18dB ;對于大回聲深衰落信道，高低信噪比界限可設(shè)定為28dB ；所述下行鏈路中，信號多普勒頻移的高低由系統(tǒng)根據(jù)移動終端的移動速度、系統(tǒng)載頻、和下行傳輸速率綜合確定；一般而言，以現(xiàn)有3G系統(tǒng)為例，可設(shè)定移動速度5至10公里/小時為移動速度快慢的標(biāo)志，其所對應(yīng)的多普勒頻移數(shù)值則為多普勒頻移高低的界限。首先，構(gòu)造一個最優(yōu)的分圓格，設(shè)分圓格維數(shù)為4，定義為
權(quán)利要求
1.一種自適應(yīng)MIMO傳輸系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸方法,其特征在于 (a)下行鏈路中，基站端根據(jù)移動臺反饋的傳輸信道質(zhì)量，即接收信號信噪比和多普勒頻移，自適應(yīng)選擇準(zhǔn)正交空時分組編碼的編碼方式和發(fā)射天線的維數(shù)，而移動端則相應(yīng)采用合適的接收天線維數(shù)以及解碼方式； (b)上述下行鏈路中，當(dāng)反饋信號顯示信號接收信噪比較低時，基站端將采用基于分圓格技術(shù)的準(zhǔn)正交空時編碼以降低系統(tǒng)解碼錯誤率，并根據(jù)測量的多普勒頻移自動選擇發(fā)射天線或編碼矩陣的維數(shù)移動速度慢時采用多天線發(fā)送信號以獲得較高編碼增益和系統(tǒng)信道容量；而移動速度較快時則采用多天線拆分分組降維的方式以克服多普勒頻移對解碼性能的影響； (C)上述下行鏈路中，當(dāng)反饋信號顯示信號接收信噪比較高時，基站和移動臺將采用傳統(tǒng)準(zhǔn)正交編解碼方式； (d)上行鏈路中，鑒于基站端軟硬件資源豐富的特點，系統(tǒng)將統(tǒng)一采用基于分圓格技術(shù)的準(zhǔn)正交空時編解碼方法，以獲得最優(yōu)的解碼性能。
2.如權(quán)利要求1所述的自適應(yīng)MMO傳輸系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸方法，其特征在于，所述下行鏈路中，信號接收信噪比高低由系統(tǒng)根據(jù)具體的移動通信多徑衰落及時延確定對于常用的碼片級多徑指數(shù)衰落，高低信噪比的界限可設(shè)定為15dB ;對于山區(qū)大回聲等功率衰落信道，高低信噪比界限可設(shè)為18dB ;對于大回聲深衰落信道，高低信噪比界限可設(shè)定為28dB ； 所述下行鏈路中，信號多普勒頻移的高低由系統(tǒng)根據(jù)移動終端的移動速度、系統(tǒng)載頻、和下行傳輸速率綜合確定；一般而言，以現(xiàn)有3G系統(tǒng)為例，可設(shè)定移動速度5至10公里/小時為移動速度快慢的標(biāo)志，其所對應(yīng)的多普勒頻移數(shù)值則為多普勒頻移高低的界限。
3.如權(quán)利要求1所述的自適應(yīng)MIMO傳輸系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸方法,其特征在于,包括 構(gòu)造一個最優(yōu)的分圓格，設(shè)分圓格維數(shù)為4，定義為
4.如權(quán)利要求I所述的自適應(yīng)MIMO傳輸系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸方法,其特征在于 所述情形3、當(dāng)下行鏈路信噪比比較高時，發(fā)射端基站采用TBH碼或Jafarkhani碼編碼的準(zhǔn)正交空時分組碼； 發(fā)射模式亦可依信號多普勒頻移大小而采取不同的發(fā)射天線數(shù)；當(dāng)信號多普勒頻移比較低的時候，采用8個時隙的準(zhǔn)正交空時分組碼
5.如權(quán)利要求I所述的自適應(yīng)MMO傳輸系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸方法，其特征在于根據(jù)數(shù)論中對環(huán)的定義以及能量最小準(zhǔn)則，所述整數(shù)環(huán)取值有兩種{-I O 12}和{-2-1 O I}。
全文摘要
本發(fā)明公開一種自適應(yīng)MIMO傳輸系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸方法，將基于分圓格的準(zhǔn)正交空時分組碼應(yīng)用到具體的MIMO多天線傳輸系統(tǒng)中，并根據(jù)無線信道的信噪比、信道多普勒頻移，以及基站與移動終端對復(fù)雜度與接收性能的不同要求，自適應(yīng)地選擇基站與移動終端的編解碼方式，以便最優(yōu)地實現(xiàn)自發(fā)射端到接收端的高速數(shù)據(jù)傳輸。從而達到自適應(yīng)提高數(shù)據(jù)傳輸性能、信息吞吐量和降低硬件復(fù)雜度的要求。
文檔編號H04L1/06GK102882659SQ20121038426
公開日2013年1月16日 申請日期2012年10月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月11日
發(fā)明者李岳衡, 彭文杰, 譚國平, 居美艷 申請人:河海大學(xué)