WO2008014720A1

WO2008014720A1 - Procédé et dispositif de transmission à antennes multiples

Info

Publication number: WO2008014720A1
Application number: PCT/CN2007/070369
Authority: WO
Inventors: Yiqing Cao; Weijun Sun
Original assignee: Huawei Technologies Co., Ltd.
Priority date: 2006-07-28
Filing date: 2007-07-27
Publication date: 2008-02-07
Also published as: CN101115045A; CN101115045B

Description

一种多天线发射方法及装置

本申请要求于 2006 年 7 月 28 日提交中国专利局、申请号为 200610103937.7、发明名称为"一种多天线发射方法及装置 "的中国专利申请的优先权，以及于 2006年 12月 13日提交中国专利局、申请号为 200610162263.8、发明名称为"一种多天线发射方法及装置"的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种多天线发射方法及装置。

背景技术

低密度奇偶校验 ( LDPC, Low Density Parity Check )码是一种性能接近香农限的信道编码。由于釆用并行译码器解码， LDPC码具有低译码复杂度、高吞吐量的特性，成为下一代移动通信的主要备选技术之一。

在下一代移动通信***中，基于 LDPC码的各种通信方案成为热点。 LDPC 码是一种线性分组码，其校验矩阵具有度分布特性。各行（列）中" 1"的个数称为该行（列）的度值，由各行（列）的度值组成的序列称为行（列）的度分布。

LDPC 码的性能主要依赖于列度分布，且列度分布不完全相同的非规则 LDPC码性能优于列度分布完全相同的规则 LDPC码的性能。非规则 LDPC码中不同的度值对应的比特 (即 LDPC编码符号 )重要性不同，度值越高的比特对整个数据块的性能贡献越大，也就越重要。

多输入输出（ MIMO, Multiple Input and Multiple Output )是当前多天线技术中常釆用的一种方式，多天线技术分为分集和复用两种模式。分集模式是同时多个天线传输同一串数据流，起到了空间分集的效果，在接收端合并时可以获得较大的分集增益，是一种可靠度较高的多天线传输模式，但是传信率（一个通道的单位时间内传递的信息量）较低，空间分集典型形式为空时块码 ( STBC, Space Time Block Code ); 复用模式是多个天线并行发送多个不同的符号，各个符号只在某个天线上发送，并且时间上没有重复，这种方式传信率较高，但是可靠度相对较低。这两种多天线技术各有特点，适合应用于不同的条件，如何将两者相结合成为研究的热点，目前主要方案包括根据信道信息在两种模式间硬切换、矩阵调制等技术。

矩阵调制技术是根据信道信息生成对应的多天线调制图案 ,对应于各发射天线各个时刻的发射符号。这种技术可以根据信道信息灵活地调整传输中的分集 /复用比例及对应天线的序号，可以更加灵活地利用信道信息，在保证传输可靠性的前提下尽可能提高传信率，矩阵调制技术是多天线技术的研究热点。

请参阅图 1 , 现有技术中提供的一种多天线发射方法为：

101、获取信道信息（CSI, Channel State Information );

102、根据 CSI确定各天线的传输模式；

其中，确定各天线的传输模式即是确定天线的调制矩阵，包括部分分集、部分复用，或者全部分集 /全部复用。

103、将符号映射到各天线并发射。

上述方案虽然釆用了多种模式共同传输数据的方法，但是由于该方案的自适应方式针对的是天线的状况，例如，若某天线信道状态良好，则天线的传输模式会被设置为复用模式；若有若干天线信道状况不好，则会将这些天线的传输模式设置为分集模式。该方案只考虑了发射设备的固有因素，而没有考虑传输的数据的因素，所以不能保证数据传输的可靠性。

发明内容

本发明提供一种多天线发射方法及装置，用于提高***性能，并对重要信息提供更多的保护，提高数据传输的可靠性。

本发明实施例提供的多天线发射方法，包括：对需要发射的数据进行编码，生成低密度奇偶校验编码符号；对所述编码符号进行分类，形成不同传输模式的数据流；将所述数据流映射到对应的天线发射。

本发明实施例提供的一种多天线发射装置，包括：数据源，数据分配单元，矩阵调制单元以及天线；所述数据源用于产生数据，并将产生的数据发送至数据分配单元；所述数据分配单元利用低密度奇偶校验码的不等保护特性对经过低密度奇偶校验编码的数据进行分类并将分类结果发送至矩阵调制单元；所述矩阵调制单元将分类后的数据映射到天线利用对应的发射方式进行传输。

本发明实施例提供的另一种多天线发射装置，包括：多个釆用不同传输模式进行数据传输的天线，以及编码单元，用于对需要发射的数据进行编码，生成低密度奇偶校验编码符号；

数据分配单元，用于对所述编码符号进行分类，形成不同传输模式的数据流;

矩阵调制单元，用于将所述数据流映射到对应的天线发射。

从以上本发明实施例技术方案可以看出，由于本发明先按照 LDPC码的不等保护特性对数据进行分类，然后再按照数据重要程度的不同选择相应的发射模式，对重要性高的数据釆取分集发射模式保证其可靠传输，对重要性不高的数据釆取复用发射模式以提高***传输性能，提高了数据传输的可靠性。附图说明

图 1为现有技术多天线发射方法流程图；

图 2为本发明多天线发射方法第一实施例流程图；

图 3为本发明多天线发射方法第二实施例流程图；

图 4为本发明多天线发射方法第三实施例流程图；

图 5为本发明多天线发射方法校验矩阵示意图；

图 6为本发明多天线发射方法第四实施例流程图；

图 7为本发明多天线发射装置第一实施例示意图；

图 8为本发明多天线发射装置第二实施例示意图。

具体实施方式

本发明提供的多天线发射方法及装置用于提高***性能，并保证重要数据传输的可靠性。

本发明提出一种多天线发射方法，在釆用非规则 LDPC码时，可以结合 LDPC码的不等保护特性和多天线矩阵调制技术。所谓 LDPC码的不等保护特性是指度值越大的 LDPC编码符号受到的保护越强，正确的可能性也就越大；反之，度值越小的 LDPC编码符号受到的保护越弱，正确的可能性也越小，具体是将经过 LDPC编码的 LDPC编码符号按照度值进行分类。

该方法根据 LDPC编码符号的重要性不同而釆用不同的传输模式，把重要的、对译码过程贡献较大的 LDPC编码符号用更为可靠的分集模式传输，改善整个传输的可靠程度；而把重要性相对较低的 LDPC编码符号映射到传信率更高的复用模式传输,从而有效地提高***性能，并对重要信息提供更多的保护。下面对本发明方法进行详细描述：

在以下各实施例中提到的编码后的数据是指由 LDPC 编码符号形成的数据，该编码符号由多个比特组成。

请参阅图 2, 本发明多天线发射方法第一实施例包括：

201、对需要发送的编码后的数据分类；

对需要发射的数据进行 LDPC编码，可以利用低密度奇偶校验码的不等保护特性对经过编码的数据进行分类。

202、分析编码后的数据的度值，对重要性高的数据执行步骤 203 , 对重要性低的数据执行步骤 204;

203、对数据釆用分集传输；

204、对数据釆用复用传输。

请参阅图 3 , 本发明多天线发射方法第二实施例包括：

301、对需要发送的数据进行编码，生成低密度奇偶校验编码符号； 302、将数据映射到数据流中；

其中，对数据进行分类，并将分类完成的数据映射到各个数据流中，即形成不同传输模式的数据流。

303、分析度值，对重要性高的数据流执行步骤 304, 对重要性低的数据流执行步骤 305;

304、对数据流釆用分集传输；

305、对数据流釆用复用传输。

本实施例在上一实施例的基础上增加了数据映射的过程，本实施例针对的是开环模式，即多天线调制矩阵是预先确定的 ,且在整个传输过程中都不改变。

矩阵调制根据有无信道反馈分为开环和闭环两种模式：开环矩阵调制没有信道反馈，在整个传输过程中，用于调制的矩阵始终不变；而闭环矩阵调制方案则是根据信道反馈的 CSI设计调制矩阵。

所以闭环模式需要通过 CSI来确定调制矩阵，即在本发明方法第二实施例的基础上需要增加一个确定调制矩阵的过程，即可实现在闭环模式下的多天线发射。具体可以在步骤 302之前增加以下步骤：

根据信道信息确定各天线的矩阵调制模式，即各天线 R传输模式。这样，在步骤 302中将编码符号映射到对应不同天线传输模式的数据流时，就可以根据该确定的矩阵调制模式来映射，从而实现在闭环模式下的多天线发射。

请参阅图 4, 本发明多天线发射第三实施例包括：

401、对需要发送的数据进行编码，生成 LDPC编码符号。

402、计算所述编码符号的每个比特的度值。

403、排序选择比特；

其中，将比特按照度值从高到低的顺序排列。

404、将数据映射到数据流中，即形成不同传输模式的数据流；

其中，按照排序的顺序，将度值高的比特映射到第一数据流（分集模式对应的数据流），直至第一数据流承载的数据达到门限，将剩余比特映射到第二数据流（复用模式对应的数据流）。

405、分析度值，对重要性高的数据流执行步骤 406 , 对重要性低的数据流执行步骤 407;

406、对数据流釆用分集模式传输；

407、对数据流釆用复用模式传输。

下面举例进一步详细说明本实施例的发射过程。假设有三个天线以及两组数据流，请参阅图 5 , 本实施例釆用了如图 5所示的 802.16e中编码速率为 1/2 的 LDPC码，其中 -1代表 0元素，其余非 "-1 "元素代表单位矩阵不同的相位。根据统计可以得知：各列中度值为 3的节点有 8个，度值为 6的节点有 5个，度值为 2的节点有 11个。度值高的节点对应的比特具有较高的可靠度，对于译码器贡献较大，相对较为重要。

本实施例中，根据度值的大小（即相对重要程度）将 LDPC编码符号分为两个数据流。根据多天线的结构，将码字符号按照度值映射到两组数据流上。两组数据流分别进入三天线发送，第一组数据流通过天线 1和天线 2釆用分集模式发送，而第二组数据流通过天线 3釆用复用模式串行发出。

根据矩阵调制理论，在天线 1和天线 2发送的数据流釆用分集的 STBC模式发送，传信率较低，但可靠度较高；而天线 3发出的数据流 2传信率较高，但可靠度较低。

本实施例将度值为 6的比特和度值为 3的比特映射到第一组数据流，把度值为 2的比特映射到第二组数据流传输，这样即可针对重要性不同的比特釆用不同的多天线发送方案。

上面提出的是数据映射方式中的一种，同样还可以釆用其他方式进行数据映射，例如：

计算每个比特的度值并统计比特的个数，然后按照度值从高到低的顺序对比特进行排序。

若比特个数为偶数，则将排序中度值高的前一半比特映射到第一数据流，将剩余的后一半比特映射到第二数据流；

若比特个数为奇数，则以正中的比特为基准，将比其度值大的比特映射到第一数据流，将比其度值小的比特映射到第二数据流，所述正中的比特既可映射到第一数据流也可以映射到第二数据流。

当然，也可以按照度值从低到高的顺序对比特进行排序，然后按照与上述类似的方法形成不同的数据流。

用以上步骤替换方法第三实施例中的步骤 404 , 同样可以达到数据映射的效果，这样替换的优点在于可以使两组数据流的负载基本一致，更有利于充分利用资源。

在本发明实施例的多天线发射的过程中，可以根据实际情况选择不同的数据映射方式进行发射。

请参阅图 6, 本发明多天线发射方法第四实施例包括：

601、对数据进行编码；

其中，可以对需要发送的数据进行 LDPC编码，生成 LDPC编码符号。

602、计算所述编码符号的比特的度值。

603、排序选择比特；

其中，将比特按照度值从高到低的顺序排列。当然，也可以按照度值从低到高的顺序排列。

604、将数据（即编码符号）映射到数据流中；

其中，映射的方式可以才艮据实际情况釆取任一种。 605、分析度值，对重要性高的数据流执行步骤 606 , 对重要性低的数据流执行步骤 607;

606、选择进行分集传输；

607、选择进行复用传输；

608、映射到对应天线；

将各个数据流映射到对应的天线，例如在上述实施例中，将第一组数据流映射到天线 1和天线 2上釆用分集的 STBC模式发送；而将第二组数据流映射到天线 3上釆用复用模式发送。

609、发射；

其中，天线将对应的数据流以相应的方式发射。

在本发明实施例的方法中，先按照 LDPC码的不等保护特性对数据进行分类，然后再按照数据重要程度的不同选择相应的发射方式，对重要性高的数据釆取分集发射模式保证其可靠传输，对重要性不高的数据釆取复用发射模式以提高***传输性能，提高了数据传输的可靠性。进一步地，本发明实施例对数据的分类可以釆用多种方式，可以根据实际情况进行选择，因此提高了其应用的灵活性。利用本发明实施例提供的方法，既可针对调制矩阵固定的开环模式，也可以针对调制矩阵不固定、需要通过信道信息来确定的闭环模式，因此有较强的通用性。

下面对本发明多天线发射装置实施例进行描述。

请参阅图 7 , 本发明多天线发射装置第一实施例包括：

数据源 701 , 数据分配单元 703 , 矩阵调制单元 704以及天线 705;

所述数据源 701用于产生数据，并将产生的数据发送至数据分配单元 703; 所述数据分配单元 703 利用低密度奇偶校验码的不等保护特性对经过低密度奇偶校验编码的数据进行分类并将分类结果发送至矩阵调制单元 704; 所述矩阵调制单元 704将分类后的数据映射到天线 705利用对应的发射方式进行传输。

请参阅图 8, 本发明多天线发射装置第二实施例在本发明装置第一实施例的基础上增加了低密度奇偶校验编码单元 702以及调制模式控制单元 706; 低密度奇偶校验编码单元 702接收数据源 701发送的数据并对数据编码，编码完成后将形成的编码符号发送至数据分配单元 703;

调制模式控制单元 706用于获取信道信息，并根据获取的信道信息确定矩阵调制的模式，并将这种调制模式分别通知矩阵调制单元 704以及数据分配单元 703 ,使数据分配单元 703能按照矩阵调制模式将经过 LDPC编码后的码字符号分配到各个数据流，矩阵调制单元 704可以将各个数据流映射到天线 705。

本发明实施例提供的另一种多天线发射装置，包括多个釆用不同传输模式进行数据传输的天线、以及编码单元、数据分配单元和矩阵调制单元。其中，所述编码单元用于对需要发射的数据进行编码，生成低密度奇偶校验编码符号；所述数据分配单元用于对所述编码符号进行分类，形成不同传输模式的数据流；所述矩阵调制单元用于将所述数据流映射到对应的天线发射。

该实施例的多天线发射装置还可以包括：调制模式控制单元，用于接收信道信息，并根据所述信道信息确定各天线的矩阵调制模式，并将所述矩阵调制模式分别通知所述数据分配单元和所述矩阵调制单元。

利用该实施例的装置，可以实现开环模式下的多天线发射，对重要信息提供更多的保护，提高数据传输的可靠性，进而提高***性能。

除此之外，上述实施例的装置还可以包括调制模式控制单元，用于接收信道信息，并根据所述信道信息确定各天线的矩阵调制模式，并将所述矩阵调制模式分别通知所述数据分配单元和所述矩阵调制单元。这样，可以使数据分配单元按照所述矩阵调制模式分配数据，使矩阵调制单元按照所述矩阵调制模式进行信号发射，从而实现当前信道条件下最大化信息的吞吐量。

利用该实施例的装置，可以实现闭环模式下的多天线发射，对重要信息提供更多的保护，提高数据传输的可靠性，进而提高***性能。

以上对本发明所提供的一种多天线发射方法及装置进行了详细介绍，本文只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims

权利要求

1、一种多天线发射方法，其特征在于，包括：

对需要发射的数据进行编码，生成低密度奇偶校验编码符号；

对所述编码符号进行分类，形成不同传输模式的数据流；

将所述数据流映射到对应的天线发射。

2、根据权利要求 1所述的多天线发射方法，其特征在于，所述对所述编码符号进行分类，形成不同传输模式的数据流的步骤包括：

利用低密度奇偶校验码的不等保护特性对所述编码符号进行分类；将分类后的编码符号按照其度值形成不同传输模式的数据流。

3、根据权利要求 2所述的多天线发射方法，其特征在于，所述将分类后的编码符号按照其度值形成不同传输模式的数据流的步骤包括：

将度值高的编码符号形成分集传输模式的数据流，将度值低的编码符号形成复用传输模式的数据流。

4、根据权利要求 3所述的多天线发射方法，其特征在于，所述方法还包括：根据信道信息确定各天线的调制模式。

5、根据权利要求 3或 4所述的多天线发射方法，其特征在于，所述将度值高的编码符号形成分集传输模式的数据流，将度值低的编码符号形成复用传输模式的数据流的过程包括：

计算所述编码符号的度值；

按照度值从高到低的顺序将对应的编码符号映射为分集模式的数据流，直至该数据流承载的数据达到门限；将其余编码符号映射为复用模式的数据流。

6、根据权利要求 3或 4所述的多天线发射方法，其特征在于，所述将度值高的编码符号形成分集传输模式的数据流，将度值低的编码符号形成复用传输模式的数据流的过程包括：

计算所述编码符号的度值；

按照度值从低到高的顺序将对应的编码符号映射为复用模式的数据流，直至该数据流承载的数据达到门限；将其余编码符号映射为分集模式的数据流。

7、根据权利要求 3或 4所述的多天线发射方法，其特征在于，所述将度值高的编码符号形成分集传输模式的数据流，将度值低的编码符号形成复用传输模式的数据流的过程包括：

计算所述编码符号的度值并统计所述编码符号的个数；

按照度值从高到低的顺序对所述编码符号进行排序；

若编码符号个数为偶数，则将排序中度值高的前一半编码符号映射为分集模式的数据流，将剩余的后一半编码符号映射为复用模式的数据流；

若所述编码符号个数为奇数，则以正中的编码符号为基准，将比其度值大的编码符号映射为分集模式的数据流 ,将比其度值 d、的编码符号映射为复用模式的数据流，将所述正中的编码符号映射为分集模式的数据流或者映射为复用模式的数据流。

8、根据权利要求 3或 4所述的多天线发射方法，其特征在于，所述将度值高的编码符号形成分集传输模式的数据流，将度值低的编码符号形成复用传输模式的数据流的过程包括：

计算所述编码符号的度值并统计所述编码符号的个数；

按照度值从低到高的顺序对所述编码符号进行排序；

若编码符号个数为偶数，则将排序中度值低的前一半编码符号映射为复用模式的数据流，将剩余的后一半编码符号映射为分集模式的数据流；

若所述编码符号个数为奇数，则以正中的编码符号为基准，将比其度值小的编码符号映射为复用模式的数据流 ,将比其度值大的编码符号映射为分集模式的数据流，将所述正中的编码符号映射为分集模式的数据流或者映射为复用模式的数据流。

9、一种多天线发射装置，其特征在于，包括：

数据源，数据分配单元，矩阵调制单元以及天线；

所述数据源用于产生数据，并将产生的数据发送至数据分配单元；所述数据分配单元用于根据低密度奇偶校验码的不等保护特性对经过低密度奇偶校验编码的数据进行分类，并将分类结果发送至矩阵调制单元；所述矩阵调制单元用于将所述数据分配单元分类后的数据映射到天线，利用对应的发射方式进行传输。

10、根据权利要求 9所述的多天线发射装置，其特征在于，所述装置还包括：调制模式控制单元以及低密度奇偶校验编码单元；

所述调制模式控制单元用于接收信道信息，根据所述信道信息确定矩阵调制模式，并将确定的矩阵调制模式分配通知矩阵调制单元和数据分配单元；所述低密度奇偶校验编码单元接收数据源的数据，对数据编码完成后将形成的编码符号发送至数据分配单元。

11、一种多天线发射装置，包括多个釆用不同传输模式进行数据传输的天线，其特征在于，还包括：

编码单元，用于对需要发射的数据进行编码，生成低密度奇偶校验编码符号；

矩阵调制单元，用于将所述数据流映射到对应的天线发射。

12、根据权利要求 11所述的多天线发射装置，其特征在于，还包括：调制模式控制单元，用于接收信道信息，并根据所述信道信息确定各天线的矩阵调制模式，并将所述矩阵调制模式分别通知所述数据分配单元和所述矩阵调制单元。