一種MIMO系統中發送數據流的方法及裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術公開了一種MIMO系統中發送數據流的方法及裝置；在現有的MIMO系統中發送數據流方法的調制映射步驟之后，發射前處理步驟之前，添加緩存、綁定可逆變換和交織步驟，包括如下步驟：緩存步驟，對調制映射后的各路數據流進行緩存，得到各路數據塊，數據塊是指包含N個元素的向量；綁定可逆變換步驟：對緩存得到的各路數據塊分別進行綁定可逆變換，使每一個調制符號的能量都被擴散到了整個時域的兩個到N個點上，提高時域維數的利用率；交織處理步驟，保證同一時隙，每根天線發送不同路的數據流的分量，提高空域維數的利用率。通過增加時域維數和空域維數的方式，解決現有技術中對MIMO通信信號的維數利用不充分的問題，從而獲得大維數效應。

【技術實現步驟摘要】
一種MIMO系統中發送數據流的方法及裝置
本專利技術涉及無線通信，尤其涉及一種MIMO系統中發送數據流的方法及裝置。
技術介紹
MIMO(Multiple-InputMultiple-Output，多輸入多輸出)系統，在發送端和接收端均配置多根天線，通過將多根天線的數據流進行并行的發送和接收，利用豐富多徑的無線傳播環境中不同天線之間信道的不相關特性，獲得較高的信道容量，從而提高MIMO系統的頻譜利用率。目前，MIMO技術已經成為無線通信領域的關鍵技術之一，通過近幾年的快速發展，其越來越多地應用于各種無線通信系統。在MIMO通信系統中，習慣上稱一根發射天線發射的信號為一路數據流，文獻中通常稱為一層；不同發射天線的發射信號對應不同路數據流，第i根發射天線發送的信號稱為第i路數據流。在信道矩陣滿秩且NT≤NR的情況下，MIMO系統可以傳輸NT路數據流(DS,DataStream)，而本專利技術的發送方法是對數據塊(DB,DataBlock)進行處理。其中，NT和NR分別為發射天線數和接收天線數，數據塊是通過每路數據流緩存分塊所得；本專利技術中，數據塊是指包含N個分量或調制符號的向量，可以用一個N×1維向量表示，其中，N≥2。MIMO系統進行數據傳送時，數據發送端所生成的MIMO通信信號的維數對數據接收端進行MIMO信號檢測時的檢測性能有著一定的影響。具體的，當采用某些檢測方法進行信號檢測時，數據發送端所生成的MIMO通信信號的維數越大，數據接收端在進行MIMO信號檢測時的檢測性能就越好，這種現象在文獻中稱為大維數現象或大維數效應(LargeDimensionalEffect,LargeSystemBehavior)。MIMO通信信號的維數是指在MIMO系統發射端的一個經調制映射后的完整的調制符號在接收端所影響到的時域、頻域或空域信號的點數；例如，發射端經過一根發射天線所發送的一個調制符號，接收端的NR根接收天線都可以收到該調制符號，那么該調制符號所影響到的空域的點數是NR，即，此時，該調制符號的空域維數為NR。窄帶MIMO系統中，MIMO通信信號的維數為NR，其中，空域維數為NR，時域維數為1。采用上述技術進行數據傳輸時，窄帶MIMO系統對MIMO通信信號的維數利用不充分。由此可見，現有技術中存在改進窄帶MIMO系統發送數據流方法的需要。本專利技術中，所述MIMO系統在不加特殊說明的情況下，均指的是窄帶MIMO系統。
技術實現思路
本專利技術的目的就是解決上述問題，提供一種MIMO系統中發送數據流的方法及裝置，用以解決現有技術中對MIMO通信信號的維數利用不充分的技術問題。為了實現上述目的，本專利技術采用如下技術方案：一種MIMO系統中發送數據流的方法，在現有的MIMO系統中發送數據流的方法的調制映射步驟之后，發射前處理步驟之前，添加緩存、綁定可逆變換和交織處理步驟，包括如下步驟：緩存步驟：對調制映射前處理及調制映射后的各路數據流分別進行緩存，得到各路數據塊，其中，每個數據塊包含N個調制符號；綁定可逆變換步驟：對緩存得到的各路數據塊分別進行綁定可逆變換，使每一個調制符號的能量都被擴散到了整個時域的兩個到N個點上，提高時域維數的利用率；其中，綁定可逆變換后的每個數據塊包含N個分量；交織處理步驟：對綁定可逆變換處理得到的數據塊進行交織處理；通過使任何一個數據塊通過兩根及兩根以上的天線發射，從而實現綁定可逆變換前的每一個完整的調制符號能夠通過兩根及兩根以上的天線發射，進而使得空域維數大于等于接收天線數NR，提高空域維數的利用率；通過增加時域維數和空域維數的方式來使MIMO通信信號的維數增加，從而獲得大維數效應。所述綁定可逆變換包括但不限于離散傅里葉變換、離散余弦轉換或Walsh變換中的一種或任意種組合，所述綁定可逆變換是具有綁定作用的可逆變換，所述綁定作用，是指綁定前的向量中的任何一個分量都會影響變換后得到的向量的兩個到N個分量，綁定前的向量的任何一個分量的能量通過變換擴散到了綁定后的向量的兩個到N個分量上。所述綁定可逆變換，使綁定可逆變換處理前數據塊中的每一個調制符號的能量都被擴散到了整個時域的兩個以上的點上，使得綁定可逆變換后的數據塊中的每個分量與變換前數據塊中的兩個到N個調制符號具有相關性，實現數據塊的綁定，提高時域維數的利用率。需要說明的是，凡是具有所述綁定作用的可逆變換都可以用作本專利技術的綁定可逆變換。所述交織處理的目的是保證同一時隙，每根天線發送不同路的數據流的分量，所述交織處理步驟包括分塊交織。所述交織處理可以通過但不限于使綁定可逆變換后的數據塊內的N個分量通過兩根及兩根以上的天線發射，使得數據發送端調制映射后的每一個完整的調制符號通過兩根及兩根以上的天線發射，實現交織。需要說明的是，凡是保證同一時隙，每根天線發送不同路的數據流的分量的交織方式都可以用作本專利技術的交織。所述發送步驟采用窄帶MIMO系統，且發送的通信數據為多路數據，即，NT≥2，其中，NT為發射天線數。一種MIMO系統中發送數據流的裝置，在現有的MIMO系統中發送數據流的方法的調制映射模塊之后，發射前處理模塊之前，添加緩存模塊、綁定可逆變換模塊和交織處理模塊，包括如下模塊：緩存模塊：對調制映射前處理及調制映射后的各路數據流進行緩存，得到各路數據塊，其中，每個數據塊包含N個調制符號；綁定可逆變換模塊：對緩存得到的各路數據塊分別進行綁定可逆變換，使每一個調制符號的能量都被擴散到了整個時域的兩個到N個的點上，提高時域維數的利用率，實現數據塊的綁定；其中，綁定可逆變換后的每個數據塊包含N個分量；交織處理模塊：對綁定可逆變換處理得到的數據塊進行交織處理；通過使任何一個數據塊通過兩根及兩根以上的天線發射，從而實現綁定可逆變換前的每一個完整的調制符號能夠通過兩根及兩根以上的天線發射，進而使得空域維數大于等于接收天線數NR，提高空域維數的利用率；通過增加時域維數和空域維數的方式來使MIMO通信信號的維數增加，從而獲得大維數效應。所述綁定可逆變換模塊包括但不限于離散傅里葉變換模塊、離散余弦轉換模塊或Walsh變換模塊中的一種或任意種組合，所述綁定可逆變換模塊是具有綁定作用的可逆變換模塊，所述綁定作用，是指綁定前的向量的任何一個分量都會影響變換后得到的向量的兩個到N個分量，綁定前的向量的任何一個分量的能量通過變換擴散到了綁定后的向量的兩個到N個分量上。所述綁定可逆變換模塊，使綁定可逆變換前的每一個調制符號的能量都被擴散到了整個時域的兩個及兩個以上的點上，使得綁定可逆變換后的數據塊中的每個分量與變換前數據塊中的兩個到N個調制符號具有相關性，實現數據塊的綁定，提高時域維數的利用率。所述交織處理模塊是保證同一時隙，每根天線發送不同路的數據流的分量，所述交織處理模塊包括分塊交織模塊。所述交織處理模塊可以通過但不限于使綁定可逆變換后的數據塊內的N個分量通過兩根及兩根以上的天線發射，使得數據發送端調制映射后的每一個完整的調制符號通過兩根及兩根以上的天線發射。所述交織處理模塊需要保證同一時隙，每根天線發送不同路的數據流的分量。所述發送模塊采用窄帶MIMO系統，且發送的通信數據為多路數據，即，NT≥2，其中，NT為發射天線數。本專利技術的主要思想是：通過采用綁定可逆變換和交織處理技術，提高M本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種MIMO系統中發送數據流的方法，其特征是，在現有的MIMO系統中發送數據流的方法的調制映射步驟之后，發射前處理步驟之前，添加緩存、綁定可逆變換和交織處理步驟，包括如下步驟：緩存步驟：對調制映射前處理及調制映射后的各路數據流分別進行緩存，得到各路數據塊，其中，每個數據塊包含N個調制符號；綁定可逆變換步驟：對緩存得到的各路數據塊分別進行綁定可逆變換，使每一個調制符號的能量都被擴散到了整個時域的兩個到N個點上，提高時域維數的利用率；其中，綁定可逆變換后的每個數據塊包含N個分量；交織處理步驟：對綁定可逆變換處理得到的數據塊進行交織處理；通過使任何一個數據塊通過兩根及兩根以上的天線發射，從而實現綁定可逆變換前的每一個完整的調制符號能夠通過兩根及兩根以上的天線發射，進而使得空域維數大于等于接收天線數NR，提高空域維數的利用率；通過增加時域維數和空域維數的方式來使MIMO通信信號的維數增加，從而獲得大維數效應。

【技術特征摘要】
1.一種MIMO系統中發送數據流的方法，其特征是，在現有的MIMO系統中發送數據流的方法的調制映射步驟之后，發射前處理步驟之前，添加緩存、綁定可逆變換和交織處理步驟，包括如下步驟：緩存步驟：對調制映射前處理及調制映射后的各路數據流分別進行緩存，得到各路數據塊，其中，每個數據塊包含N個調制符號；綁定可逆變換步驟：對緩存得到的各路數據塊分別進行綁定可逆變換，使每一個調制符號的能量都被擴散到了整個時域的兩個到N個點上，提高時域維數的利用率；其中，綁定可逆變換后的每個數據塊包含N個分量；交織處理步驟：對綁定可逆變換處理得到的數據塊進行交織處理；通過使任何一個數據塊通過兩根及兩根以上的天線發射，從而實現綁定可逆變換前的每一個完整的調制符號能夠通過兩根及兩根以上的天線發射，進而使得空域維數大于等于接收天線數NR，提高空域維數的利用率；通過增加時域維數和空域維數的方式來使MIMO通信信號的維數增加，從而獲得大維數效應；所述交織處理是保證同一時隙，每根天線發送不同路的數據流的分量，所述交織處理步驟包括分塊交織；所述交織處理通過但不限于使綁定可逆變換后的數據塊內的N個分量通過兩根及兩根以上的天線發射，使得數據發送端調制映射后的每一個完整的調制符號通過兩根及兩根以上的天線發射；綁定可逆變換采用離散傅里葉變換，通過對緩存所得的各路數據塊分別進行離散傅里葉變換，將綁定可逆變換前數據塊內的任何一個調制符號的能量擴散到時域的N個點上，時域維數為N；交織方式采用分塊交織方式，將綁定可逆變換綁定后的數據塊通過NT根天線傳輸，即將綁定后的數據塊的能量均勻分配到NT根天線上，實現綁定可逆變換前的每一個完整的調制符號通過NT根天線發射，空域維數為NTNR；MIMO通信信號的維數為NNTNR，其中，NT和NR分別表示發射天線數和接收天線數，數據塊包含的元素個數N＝c×NT，c≥1，c表示數據塊分塊交織時，每個子數據塊所包含的元素的個數。2.如權利要求1所述的一種MIMO系統中發送數據流的方法，其特征是，所述綁定可逆變換包括但不限于離散傅里葉變換、離散余弦轉換或Walsh變換中的一種或任意種組合，所述綁定可逆變換是具有綁定作用的可逆變換，所述綁定作用，是指綁定前的向量中的任何一個分量都會影響變換后得到的向量的兩個到N個分量，綁定前的向量的任何一個分量的能量通過變換擴散到了綁定后的向量的兩個到N個分量上。3.如權利要求1所述的一種MIMO系統中發送數據流的方法，其特征是，所述綁定可逆變換，使綁定可逆變換處理前數據塊中的每一個調制符號的能量都被擴散到了整個時域的兩個以上的點上，使得綁定可逆變換后的數據塊中的每個分量與變換前數據塊中的兩個到N個調制符號具有相關性，實現數據塊的綁定，提高時域維數的利用率。4.一種MIMO系統中發送數...

【專利技術屬性】
技術研發人員：杜巖，劉煥煥，何波，張煥井，
申請(專利權)人：山東大學，
類型：發明
國別省市：山東;37