CN101043241A - 多天线通信方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了多天线通信中发射信号的方法及系统。该方法包括：A.MIMO系统发射端有M个发射天线，发射K路发射信号；B.发射端在的TTI的各个符号周期采用K个发射天线发射通过空间复用同时并行发射K路发射信号，并同时使用剩余M－K个发射天线中的一个或者多个发射天线发射信号。本发明方案当单码字模式下根据反馈所用的发射天线数目小于最大的可用发射天线数目时，把剩余的发射天线用来做空时分组码以取得分集增益。本发明还提供了一种用于MIMO系统的多码字通信方案中的HARQ过程的方法。

Description

多天线通信方法和系统

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及多天线通信方法和系统。

背景技术

多输入多输出(MIMO，Muliti-Input Multi-Output)技术是指在发射端和接收端分别使用多个发射天线和接收天线，信号通过发射端和接收端的多个天线传送和接收，从而改善每个用户的服务质量(误比特率或数据速率)。而传统的通信系统是单进单出(Single-InputSingle-Output，SISO)系统。基于发射分集和接收分集的多进单出(Multiple-Input Single-Output，MISO)方式和单进多出(Single-InputMultiple-Output，SIMO)方式也是MIMO的一部分。

目前在MIMO技术中，使用Alamouti空时分组码传输信号，以获得分集增益。在Alamouti空时分组码技术中，同时使用两个发射天线，用图1所示的方式发射信号。在接收端可以使用一个或者多个接收天线。在发射端同时使用两个发射天线，对于接收端而言可以获得这两个发射天线的分集(diversity)增益。

空时编码(Space-Time Coding，STC)利用了MIMO信道提供的空间分集(Diversity)增益，在常用的BER-SNR曲线中，表现为能得到较陡的斜率。STC中根据编码方式的不同，又可以分为STTC(Space TimeTrellisCoding)，ST Turbo Code(Space Time Turbo Code)，STBC(Space Time Block Coding)，差分STBC(DSTBC)等等，Alamouti方案是STBC的一个简单而经典的例子。

在IEEE 802.20标准和某公司提交给LTE的提案中，都采用了SCW(SingleCode Word)模式，即单码字模式。单码字模式下，在多个虚拟发射天线上，每一个时刻只传输一路编码后的数据流，该数据流内的多个符号串并转换后，再分到各个虚拟发射天线上发射。在每一个TTI(transmit time Interval)，接收端只反馈一个CQI信息和一个ACK/NACK(ACK即Acknowledge，表示接收端承认已经收到并正确解码这一路数据，而NACK即Not Acknowledge，表示接收端不承认已经收到并正确解码这一路数据，)信息，其中CQI信息告诉发射端在相应的一个TTI传输一路编码后的数据采用什么样的MCS(The modulationand channel coding scheme：调制与信道编码方案)，而ACK/NACK信息告诉发射端在相应的一个TTI传输一路编码后的数据是否已经被接收端正确解码。

针对上述发送方式，接收机可以是简单的线性接收机，比如公知的MMSE(最小均方误差)equalizer(均衡器)的空时或者空频实现，也可以是复杂的对空间多路传输的数据进行非线性联合解调的接收机，比如采用干扰消除技术的非线性接收机。

IEEE 802.20标准中所规定的SCW模式中，接收端反馈空间复用的维数(Rank)K，发射端根据这个维数K，在一个TTI内的每个时刻，必定使用所有可用的M个发射天线中的K个进行空间多路传输；发射端在一个TTI内的各个时刻，交替使用所有的M个发射天线，即轮流使用各个发射天线，而不是只使用M个中固定的K个。比如发射端有4个发射天线1、2、3、4，如果在信号发射时确定用其中2个发射天线，则每一个时刻都使用2个发射天线，但是使用哪2个发射天线，是随时间变化的，几个时刻用发射天线1、2，几个时刻用发射天线3、4，几个时刻用发射天线2、3...，这样依次交替变化所使用的发射天线。

在现有的发射方案中，还包括接收端不但反馈告诉发射端使用所有可用的M个发射天线的K个，还反馈告诉发射端使用M个发射天线中固定的哪K个发射天线。

在上述现有技术方案中，如果接收端反馈的空间复用的维数K＜M，则每一个时刻只使用M个发射天线中的K个进行传输，这样就不能充分利用剩余的M-K个发射天线提高信号传输的性能。

这里介绍上述的TTI和符号周期的概念。为了对抗信道衰落，以及信道的干扰和噪声带来的传输错误，发射端把需要传输的数据分成多个数据包(Block)，对同一个数据包中的信息比特进行信道编码和交织，再调制成多个符号通过信道传输，而传输这样一个数据包所需要的时间的长度决定了一个TTI的长度。接收端先接收同一个数据包内包含的所有符号，再进行解交织和解码。在本发明中，一个TTI就是指传输这样一个数据包的时间间隔。

而一个TTI内所传输的一个数据包内的各个符号，可以分布在时域上的不同区间，或者分布在频域上的不同区间，或者分布在时域和频域的二维平面上的不同区间。本文所述的一个符号周期，就是指通过信道传输的一个符号在时域上占用的区间，或者在频域上占用的区间，或者在时域和频域的二维平面上占用的区间。例如，IEEE 802.20标准2006-01-06的文献“MBFDD and MBTDD：Proposed Draft Air Interface Specification”所描述的MIMO OFDM通信方案中，一个数据包使用时域上的8个OFDM符号，每个OFDM符号占用频域上的16个子载波，那么一个符号周期，就是指时域和频域的二维平面上的一个区间，也就是时域上1个OFDM符号上的1个子载波，而这个数据包共有8×16＝128个符号周期。

对于单码字(SCW)模式，可以采用Turbo编码的信道编码方案。待发送的数据流首先经过信道编码、信道交织、速率匹配及星座图映射等操作，然后分路为K路相同速率的数据流分别经不同的天线发射出去(K小于等于M，而M为发射天线的数目)。在发射端，如图4所示，待发射数据流采用统一的信道编码器、RM(Rate Matching，速率匹配)方式和调制方式，然后把所有数据等分成K路相同速率的数据流，再分别经不同的天线发射出去。

如图4所示，信道编码模块202为1/5码率的Turbo码。信道交织模块204包括两个子模块，分别为比特分离和比特置换。速率匹配模块206将送过来的序列根据需要的长度进行打孔或重复。分路器208是将经过速率匹配之后的序列按照一定规则分到各个天线上传输。在现有的SCW中，序列中的信息比特平均分配到各个天线上。调制模块210包括两个子模块，分别为星座图映射模块210a和信道化处理模块210b，其中，星座图映射包括BPSK、QPSK、8PSK、16QAM、64QAM等调制方式，信道化处理包括OFDM或扩频等，以及多个发射模块，可以为天线。

SCW这种方式的反馈量较少，而且由于采用的信道编码器只有一个，因此CRC校验是针对所有发射天线上的数据，所以H-ARQ机制较为简单，一旦CRC校验显示出错，那么当前处理的所有数据进行重传，只需要一个ACK/NACK信号即可。

在当前技术中，SCW系统中的信息序列(即待发送数据流)经过编码、交织和速率匹配后进行分路，在分路时每个天线上传相等长度的信息比特，即将信息序列平分到每个天线上，加上校验序列后进入信道化处理模块后发送出去，如图3？所示。在图3中，用斜线格表示的比特为信息比特，用网格表示的比特为校验比特。

由于在反馈的时候用的是所有发射天线的平均接收SINR(Signal-to-Interference-and-Noise-Ratio，信号与干扰噪声比)，如果M个发射天线上SINR不等甚至相差很大，则SINR较小的天线上会有较多的误码，特别是SINR较小的天线上的信息比特误码会影响整个系统的性能，系统的吞吐量也必然会有损失。

存在一种方法，接收端反馈通知发射端，以让发射端知道其发射天线中的哪一个或者哪一些接收信噪比较好。然后发射端把尽可能多的信息比特分配到这一个或者一些接收信噪比较好的发射天线，以提高接收的性能。这种方法的缺点是需要反馈，使用的代价较高。

发射天线可以是物理天线或者虚拟天线。

在IEEE标准草案“IEEE P802.11n^TM/D1.03”中，对于空间复用的维数(Rank)K＝3，发射天线数目M＝4的情况给出了方案，如下表所示。

Table n81-Constellation mapper output to spatial mapper input for STBC

从上表的最后一个表格可以看出，在空间复用的维数(Rank)K＝3，发射天线数目M＝4的情况下，使用天线1和天线2发射一组Alamouti空时分组码，而使用天线3和天线4各自发射一组空间复用的信号。

在上述的过程中，如果使用Turbo编码的信道编码方案，信息比特随机使用各个天线发射，有的使用Alamnouti空时分组码发射，有的不使用Alamouti空时分组码发射。接收SINR较的小信息比特误码会严重影响整个系统的性能，系统的吞吐量也必然会有损失。

发明内容

本发明提供多天线通信中发射信号的方法及系统，用以解决现有技术中存在的不能充分利用剩余的M-K个发射天线，造成资源浪费等问题。

本发明的实施例中提供一种多天线通信中发射信号的方法，包括：

A、MIMO系统发射端有M个发射天线，发射K路发射信号；

B、发射端在的TTI的各个符号周期采用K个发射天线发射通过空间复用同时并行发射K路发射信号，并同时使用剩余M-K个发射天线中的一个或者多个发射天线发射信号。

本发明的实施例中还提供了一种多天线通信中单码字模式发射信号的系统，包括M个发射天线的发射端，采用其中K个发射天线发射信号，所述K＜M，还包括：

反馈信息接收单元，用于获取接收端向发射端反馈发射天线使用信息，根据所述反馈信息，确认发射信号使用发射天线数量K；

发射信号设置单元，用于根据所述的K，设置剩余M-K个发射天线中的一个或者多个做空时码发射信号，获取分集增益。

本发明的实施例中还提供了一种用于MIMO系统的多码字通信方案中的混合自动重发请求过程的方法，包括以下步骤：

A.MIMO系统发射端有M个发射天线，由其中的K个发射天线发射K路数据流；K路数据流的各路分别独立进行信道编码；在HARQ(混合自动重发请求)的第q次重传时，如果K路信号中的N_dec路信号已经被正确解码，那么在HARQ的第q+1次重传时，发射端只发送还没有被正确解码的K-N_dec路信号的冗余信息；

B.如果N_dec大于等于1，那么先前发射N_dec路信号所用的N_dec个发射天线中的一个或者多个发射天线也用来发射信号。

本发明的实施例中另提供了一种多天线通信中发射信号的方法，包括：

A、MIMO系统发射端有M个发射天线，发射K路发射信号；

B、K小于M，K路发射信号中的至少一路，编码后采用至少两个发射天线发射，以获取空间分集增益。在一个TTI内，编码后采用至少两个发射天线发射的至少一路信号，所使用的至少两个发射天线的组合变化至少一次。

本发明的实施例中还提供了一种多天线通信中发射信号的方法，在发射端有M个发射天线，包括：

A、需要传输的信息经过一个Turbo编码器编码后，得到包括信息比特和校验比特的编码结果，编码结果分成K路发射，其中K小于M；

B、K路发射信号中的至少一路，编码后采用至少两个发射天线发射，以获取空间分集增益；

C、在编码后采用至少两个发射天线发射的至少一路信号上，分配较多的信息比特。

本发明有益效果如下：

本发明方案的实施例中，当单码字模式下根据反馈所用的发射天线数目小于最大的可用发射天线数目时，把剩余的发射天线用来做空时分组码(Spacetime Block coding)以取得分集增益。

附图说明

图1为现有技术中使用两个发射天线发射Alamouti空时分组码的示意图；

图2为本发明的主流程图；

图3为本发明的系统结构示意图；以及

图4示出了根据现有技术的发射调制装置的方框图。

具体实施方式

下面结合说明书附图来说明本发明的具体实施方式。

如图2所示，是本发明的主流程示意图，该方案在发射端有M个发射天线，从图2中可见，主要包括以下步骤：

S100、MIMO系统发射端有M个发射天线，选择其中的K个发射天线发射K路发射信号。

可选地，假定该MIMO系统为闭环系统(但本发明并不限定与此)，则接收端向发射端反馈发射天线使用信息，指示下一个TTI可通过空间复用同时并行发射的不同各路发射信号的数目K，所述K＜M；在本发明中，实际上K是下一个TTI可通过空间复用同时并行发射的不同的各路发射信号的数目，所述K＜M；如果为K＝M，那么就采用现有技术。

接收端根据接收信息，反馈空间复用的维数(Rank)K，指示发射端根据这个维数K，在下一个TTI内，使用所有可用的M个虚拟发射天线中的K个进行空间多路传输。

S200、发射端在所述TTI采用所述K个发射天线发射信号，并同时使用剩余M-K个发射天线中的一个或者多个发射天线做空时分组码发射信号，获取分集增益。

发射端在接收步骤S100中接收端反馈的天线使用信息后，根据该指示确认下一个TTI内必须使用的发射天线个数K，并在所述TTI采用所述K个发射天线发射信号，本发明方案的实施例中，同时使用剩余M-K个发射天线中的一个或者多个做空时分组码发射信号，获取分集增益。

现有技术中一般只考虑发射端有2个发射天线或者4个发射天线的情况，本发明以这两种情况为例，说明本发明获取分集增益的信号发射方法。

本发明方案的实施例的SCW模式所使用的发射天线，可以是虚拟发射天线，也可以是物理发射天线，在讨论信号传输性能的时候，两者可以等价处理。如果是虚拟发射天线，可以将发射信号组成的向量与一个或一个以上矩阵相乘得到结果向量，然后将所述结果向量的各项由发射端各个不同的发射天线分别发射并经过一个信道到达接收端即可。

下面讨论的过程中，使用物理发射天线的概念，其结论很自然可以推广到使用虚拟发射天线的情况。

方案一：发射端有M＝2个发射天线的情况。

在发射端设置2个发射天线，如果接收端反馈的空间复用的维数K＝1，现有技术中每个TTI只使用一个发射天线，信号发射的形式如图1所示。发射信号在一个TTI中连续的若干个符号内使用发射天线1发射，在接下来的连续的若干个符号内使用发射天线2发射。

在本发明的方法中，如果接收端反馈的空间复用的维数K＝1，本发明方法每个时刻或者子载波都使用所有的2个发射天线，可以采用Alamouti空时分编码方案，信号发射的形式为：

$A_1^{\′}=\left[\begin{array}{cc}{s}_i& s_{i+1}\\ -s_{i+1}^{*}& s_i^{*}\end{array}\right],$

该发射矩阵的1、2列与发射天线1和发射天线2对应，发射矩阵的2行对应于在时间域上，或者在频率域上，或者在时间和频率域上的2个连续的点。从方案一的发射方案容易看到，在接收端可以获得空间分集增益。

上述发射矩阵每行之间表示的距离不一定是1个符号，而可能是多个符号，频域上可以指多个子载波间隔。

方案二：发射端有M＝4个发射天线的情况。

方案二会有多种情况，取决于接收端反馈的空间复用的维数K，下面分别进行说明。

1、如果接收端反馈的空间复用的维数K＝1，现有技术中每个时刻或者子载波只使用一个发射天线，信号发射的形式为：

$\left[\begin{array}{cccc}{s}_i& 0& 0& 0\\ 0& s_{i+1}& 0& 0\\ 0& 0& s_{i+2}& 0\\ 0& 0& 0& s_{i+3}\end{array}\right]$

即通常发射信号在该TTI中连续的若干个符号内使用发射天线1发射，在接下来的连续若干个符号内使用发射天线2发射，后续依次是用发射天线3和发射天线4进行发射，如此发射天线1，2，3，4交替循环。

本发明信号发射的形式为：

$\left[\begin{array}{cccc}{s}_i& s_{i+1}& 0& 0\\ -s_{i+1}^{*}& s_i^{*}& 0& 0\\ 0& 0& s_{i+2}& s_{i+3}\\ 0& 0& -s_{i+3}^{*}& s_{i+2}^{*}\\ s_{i+4}& 0& 0& s_{i+5}\\ -s_{i+5}^{*}& 0& 0& s_{i+4}^{*}\\ 0& s_{i+6}& s_{i+7}& 0\\ 0& -s_{i+7}^{*}& s_{i+6}^{*}& 0\\ 0& s_{i+8}& 0& s_{i+9}\\ 0& -s_{i+9}^{*}& 0& s_{i+8}^{*}\\ s_{i+10}& 0& s_{i+11}& 0\\ -s_{i+11}^{*}& 0& s_{i+10}^{*}& 0\end{array}\right]$

上述矩阵的两行为一组Alamouti空时分组码周期，共6个Alamouti空时分组码周期，可以任意调换各个Alamouti空时分组码周期的顺序，在慢变信道中还可以任意调换矩阵的各行。即在不同的连续若干个符号内，分别使用4个发射天线中的两个进行组合，发送一组Alamouti空时分组码。通过该发射方式，利用了反馈信号中指定1个发射天线，剩余的3个发射天线中的一个与指定的发射天线一起发送空时分组码，显然可以获得分集增益。

2、如果接收端反馈的空间复用的维数K＝2，现有技术每个时刻或者子载波只使用2个发射天线进行信号发射，信号发射的形式为：

$\left[\begin{array}{cccc}{s}_i& s_{i+1}& 0& 0\\ 0& s_{i+2}& s_{i+3}& 0\\ 0& 0& s_{i+3}& s_{i+4}\\ s_{i+5}& 0& 0& s_{i+6}\\ 0& s_{i+7}& 0& s_{i+8}\\ s_{i+9}& 0& s_{i+10}& 0\end{array}\right]$

即通常发射信号在连续的若干个符号内使用发射天线1和发射天线2发射，在接下来的连续若干个符号内使用发射天线2和发射天线3发射，后续依次使用发射天线3和发射天线4的组合以及发射天线1和发射天线3的组合进行信号发射，如此发射天线1，2，3，4的两两组合交替循环。

本发明信号发射的形式为：

$\left[\begin{array}{cccc}{s}_i& s_{i+1}& s_{i+2}& s_{i+3}\\ -s_{i+1}^{*}& s_i^{*}& -s_{i+3}^{*}& s_{i+2}^{*}\\ s_{i+4}& s_{i+5}& s_{i+6}& s_{i+7}\\ -s_{i+6}^{*}& -s_{i+7}^{*}& s_{i+4}^{*}& s_{i+5}^{*}\\ s_{i+8}& s_{i+9}& s_{i+10}& s_{i+11}\\ -s_{i+11}^{*}& -s_{i+10}^{*}& s_{i+9}^{*}& s_{i+8}^{*}\end{array}\right]$

从上述发射矩阵可以看出，第1，2行是天线1，2组成一组，天线3，4组成一组，组内Alamouti空时分组码，而组间空间复用；第3，4行是天线1，3组成一组，天线2，4组成一组，组内Alamouti空时分组码，组间空间复用；第5，6行是天线1，4组成一组，天线2，3组成一组，组内Alamouti空时分组码，组间空间复用。通过该发射方式，利用了指定发射天线后的所有剩余天线与指定天线一起发送空时分组码，显然可以获得分集增益。

3、如果接收端反馈的空间复用的维数K＝3，现有技术每个时刻或者子载波只使用3个发射天线，信号发射的形式为：

$\left[\begin{array}{cccc}{s}_i& s_{i+1}& s_{i+2}& 0\\ 0& s_{i+3}& s_{i+4}& s_{i+5}\\ s_{i+6}& 0& s_{i+7}& s_{i+8}\\ s_{i+9}& s_{i+10}& 0& s_{i+11}\end{array}\right]$

即通常发射信号在连续的若干个符号内使用发射天线1、发射天线2和发射天线3发射，在接下来的连续若干个符号内使用发射天线2、发射天线3和发射天线4发射，后续依次是用发射天线1、发射天线3和发射天线4的组合以及发射天线1、发射天线2和发射天线4的组合进行发射，如此发射天线1，2，3，4的三三组合交替循环。

本发明信号发射的形式为：

$\left[\begin{array}{cccc}{s}_i& s_{i+1}& t_i& t_{i+1}\\ -s_{i+1}^{*}& s_i^{*}& t_{i+2}& t_{i+3}\\ s_{i+2}& t_{i+4}& s_{i+3}& t_{i+5}\\ -s_{i+3}^{*}& t_{i+6}& s_{i+2}^{*}& t_{i+7}\\ s_{i+4}& t_{i+8}& t_{i+9}& s_{i+5}\\ -s_{i+5}^{*}& t_{i+10}& t_{i+11}& s_{i+4}^{*}\\ t_{i+12}& s_{i+7}& s_{i+6}& t_{i+13}\\ t_{i+14}& s_{i+6}^{*}& -s_{i+7}^{*}& t_{i+15}\\ t_{i+16}& t_{i+17}& s_{i+8}& s_{i+9}\\ t_{i+18}& t_{i+19}& -s_{i+9}^{*}& s_{i+8}^{*}\\ t_{i+20}& s_{i+10}& t_{i+21}& s_{i+11}\\ t_{i+22}& -s_{i+11}^{*}& t_{i+23}& s_{i+10}^{*}\end{array}\right]$

这里s_i是采用Alamouti空时分组码用2个发射天线传输的信号，而t_i是使用1个发射天线用空间复用的方式传输的信号。

从上述发射矩阵可以看出，第1，2行是发射天线1和发射天线2组成一组，组内Alamouti空时分组码，而组间空间复用，而发射天线3和发射天线4分别发送信号。第3，4行是发射天线1和发射天线3组成一组，组内Alamouti空时分组码，而组间空间复用，而发射天线2和发射天线4分别发送信号；第5，6行是发射天线1和发射天线4组成一组，组内Alamouti空时分组码，组间空间复用，而发射天线2和发射天线3分别发送信号，依此类推。通过该发射方式，显然可以获得分集增益。

上述所举方案可以做其他变形处理，产生新的方案，比如可以不使用Alamouti空时分组码，而是使用其它可以达到分集增益的传输方案，特别是其它的空时分组码，下面举例说明。

如果发射端有M＝4个发射天线的情况，如果接收端反馈的空间复用的维数K＝1，本发明的技术还可以采用下面的两种发射形式中的任意一种：

$X_4^{R=1}=\left[\begin{array}{cccc}{x}_1& x_2& x_3& x_4\\ -x_2^{*}& x_1^{*}& -x_4^{*}& x_3^{*}\\ -x_3^{*}& -x_4^{*}& x_1^{*}& x_2^{*}\\ x_4& -x_3& -x_2& x_1\end{array}\right]$

上述矩阵的4列，分别对应4个发射天线；上述矩阵的4行，分别对应相邻的4个符号周期，所谓相邻，可以是时间域相邻，也可以是频率域相邻。x_i，i＝1，2，3，4表示不同的符号，x^*表示复数x的共轭。

或者，

$X_4^{R=3/4}=\left[\begin{array}{cccc}{x}_1& -x_2^{*}& \frac{x_3^{*}}{\sqrt{2}}& \frac{x_3^{*}}{\sqrt{2}}\\ x_2& x_1^{*}& \frac{x_3^{*}}{\sqrt{2}}& -\frac{x_3^{*}}{\sqrt{2}}\\ \frac{x_3}{\sqrt{2}}& \frac{x_3}{\sqrt{2}}& \frac{-x_1-x_1^{*}+x_2-x_2^{*}}{2}& \frac{x_2+x_2^{*}+x_1-x_1^{*}}{2}\\ \frac{x_3}{\sqrt{2}}& -\frac{x_3}{\sqrt{2}}& \frac{-x_2-x_2^{*}+x_1-x_1^{*}}{2}& -\frac{x_1+x_1^{*}+x_2-x_2^{*}}{2}\end{array}\right].$

上述矩阵的4列，分别对应4个发射天线；上述矩阵的4行，分别对应相邻的4个符号周期，所谓相邻，可以是时间域相邻，也可以是频率域相邻。x_i，i＝1，2，3表示不同的符号，x^*表示复数x的共轭。

本发明给出的实施例是把剩余的天线用来做空时分集增益，比如做Alamouti空时分组码以获取空间分集增益，利用剩余的天线也发射信号以取得分集增益，可以采用任意的有空间分集增益的编码方式。

本发明方案的实施例中，根据反馈所用的虚拟天线数目小于最大的可用虚拟天线数目时，把剩余的天线用来做空时分组码以取得分集增益。充分利用了发射天线资源，并由所取得的分集增益而大大增强了系统性能。

如图3所示，是本发明多天线通信中单码字模式发射信号的系统的结构示意图，从图中可见，该系统包括M个发射天线的发射端100和接收端200，发射端100采用其中K个发射天线发射信号，所述K＜M，该系统还包括：

反馈信息接收单元101，用于获取接收端200向发射端反馈发射天线使用信息，根据所述反馈信息，确认确认某一个TTI可通过空间复用同时并行发射的不同各路发射信号的数目K；

发射信号设置单元102，用于根据所述的K，设置剩余M-K个发射天线中的一个或者多个做空时分组码发射信号，获取分集增益。

上述的发射天线为物理发射天线或者虚拟发射天线。

在本申请要求优先权的专利申请(华为案号06WB3067，申请号200610071303.8，名称为“一种多天线通信中单码字模式发射信号的方法及系统”)给出的实施例中，都是使用空时分组码编码方式发射信号以获取空间分集增益。现有技术中还有其它的编码方式可以获取空间分集增益，比如对于有信道编码的OFDM通信系统，存在一种时延分集方法CSD(Cyclic ShiftDiversity)，其详细介绍可以参考文献2005年8月29日到9月2日伦敦会议上摩托罗拉公司的名为“EUTRA Downlink MIMO Requirements and Design”的3GPP提案TSG RAN WG1 #42 R1-050715。还有同时使用时延分集方法CSD和空时分组码的编码方法，可以达到更好的空间分集效果，其详细介绍可以参考文献2006年2月13日到2月17日美国丹佛会议上的名为“CombinedSTBC/CDD transmission scheme for multiple antennas”的3GPP提案3GPP TSGRAN WG1 Meeting #44 R1-060438。

上述的时延分集方法CSD，以及把时延分集方法CSD和空时分组码编码方式结合的方法，都可以应用于本发明的方案中。

本发明的方案应用于有信道编码的OFDM通信系统时，接收端向发射端反馈发射天线使用信息，指示某一个TTI可通过空间复用同时并行发射的不同各路发射信号的数目K，所述K＜M的情况下，发射端在所述的TTI采用K个发射天线发射通过空间复用同时并行发射所述K路发射信号，并同时使用剩余M-K个发射天线中的一个或者多个发射天线，用空时分组码编码方式，或者时延分集方法CSD的编码方式，或者同时使用时延分集方法CSD和空时分组码的编码方式，发射信号以获取空间分集增益。具体的实施例如下：

在发射端有M＝4个发射天线的情况下，如果接收端反馈的空间复用的维数K＝3，本发明的技术还可以采用下面的发射形式发射K＝3路信号，即由发射天线1和发射天线2发射对其中一路信号使用时延分集方法CSD编码后的结果，而发射天线3和发射天线4分别发送空间复用的一路信号。

在发射端有M＝4个发射天线的情况下，如果接收端反馈的空间复用的维数K＝3，本发明的技术还可以采用下面的发射形式发射K＝1路信号，即先把该路信号使用Alamouti空时分组码的方法编码，得到2路Alamouti空时分组码编码后的信号，再把其中的第1路Alamouti空时分组码编码后的信号使用时延分集方法CSD编码后送到发射天线1和发射天线2发射，而把其中的第2路Alamouti空时分组码编码后的信号使用时延分集方法CSD编码后送到发射天线3和发射天线4发射。

本发明把闲置天线也用来发射信号以获取空间分集增益的方法，不但可用于接收端反馈的空间复用的维数K小于发射天线数目M的场景，还可用于其它的场景。

在3GPP2标准化组织的各个大公司联合提交的名为“Joint Proposal for3GPP2 Physical Layer for FDD Spectra”的AIE标准文件C30-20060731-040_HKLLMNQRSUZ_P2Phase2_FDD_Proposal_v1.9中，给出了MIMO多码字(MCW)模式下HARQ(混合自动重发请求)技术的实现方法。

在MIMO的MCW通信方案中，有多路发射信号，各路都采用各自独立的Turbo编码方案。对于多码字模式，接收端使用干扰消除技术可以获得很大的增益，所以多码字模式通常使用干扰消除的非线性接收机。接收端根据接收信号，先Turbo解码一路发射信号，解码后，根据CRC(循环冗余码)校验位判断这一路信号的解码是否正确，如果正确，则用解码的结果，从接收信号中消除这一路已经被正确解码的发射信号的影响，再根据所述消除了影响后的接收信号，Turbo解码另一路发射信号；就这样迭代地进行上述的步骤，直到解码所有的多路发射信号。

对于多码字模式，如果Turbo解码某一路发射信号后，根据CRC校验位判断出这一路信号的解码不正确，那么接收端会停止解码并向发射端发射对应于这一路信号的NACK信息。发射端重发该路信号Turbo编码得到的冗余数据包，一般情况下重发的冗余数据包主要包括Turbo编码所得到的校验比特的信息。然后接收端把重发的对应于该路信号的冗余数据包，与先前接收到的对应于该路信号的数据包，联合起来进行Turbo解码，如果Turbo解码该路发射信号后，根据校验位判断出该路信号的解码正确，就用解码的结果，从接收信号中消除这一路已经被正确解码的发射信号的影响，再根据所述消除了影响后的接收信号，Turbo解码另一路发射信号。

MIMO的MCW通信方案中，设有4路发射信号a、b、c、d，接收端依照a、b、c、d的先后顺序检测各路信号，即：首先检测数据流a，此时存在数据流b、c、d的干扰，并根据校验位判断出这一路信号的解码正确，然后用数据流a的解码结果从接收信号中消除数据流a的发射信号对检测后续数据流的影响；第二个检测数据流b，此时只存在数据流c、d的干扰，并根据校验位判断出这一路信号的解码正确，然后用数据流b的解码结果从接收信号中消除数据流b的发射信号对检测后续数据流的影响；第三个检测数据流c，此时只存在数据流d的干扰，根据校验位判断出这一路信号的解码正确，然后用数据流c的解码结果从接收信号中消除数据流c的发射信号对检测后续数据流的影响；最后检测数据流d，此时不存在其它数据流的干扰，并根据校验位判断出这一路信号的解码正确。

一种情况是，数据流a被正确的解码并消除其干扰；而检测数据流b后，根据校验位判断出数据流b的解码不正确。那么，因为无法利用数据流b的解码结果从接收信号中消除数据流b的发射信号对检测后续数据流的影响，数据流c、d受到的干扰较大，很难被正确解码，所以接收端会停止解码并向发射端发射对应于这一路信号b的NACK信息。发射端重发b路信号Turbo编码得到的冗余数据包。然后接收端把重发的对应于该路信号b的冗余数据包，与先前接收到的对应于该路信号b的数据包，联合起来进行Turbo解码，如果Turbo解码该路发射信号后，根据校验位判断出该路信号b的解码正确，就用解码的结果，从接收信号中消除这一路已经被正确解码的发射信号b的影响，再根据所述消除了影响后的接收信号，Turbo解码另一路发射信号c。

在该AIE标准文件给出的方案中，当在HARQ的第q次重传时，N_dec路信号已经被正确解码，那么在HARQ的第q+1次重传时，发射端不发送已经被正确解码的各路信号的数据包，只发送还没有被正确解码的M-N_dec路信号的冗余信息，发送这些冗余信息时，发射端把可用的总功率平均分配给这M-N_dec路信号，而不给其它的N_dec路信号分配功率，这相当于先前发射N_dec路信号所使用的发射天线此时不再发射信号而闲置。本发明的方案中，把闲置的发射天线也用来发射信号，以达到空间分集的效果。

一个实施例如下：

MIMO的MCW通信方案中，设有4路发射信号a、b、c、d分别由4个发射天线1、2、3、4发射，接收端依照a、b、c、d的先后顺序检测各路信号。当在HARQ的第q次重传时，数据流a被正确的解码并消除其干扰；而检测数据流b后，根据校验位判断出数据流b的解码不正确。

依照现有技术的方案，在HARQ的第q+1次重传时，发射端只发送还没有被正确解码的b、c、d路信号的冗余信息，不发射a路信号的冗余信息，那么先前发射a路信号所使用的发射天线1闲置。

本发明的方案，使用闲置的先前发射a路信号所使用的发射天线即发射天线1，也发射b路信号的冗余信息，以获取空间分集增益。可以是发射天线1和发射天线2发射对b路信号的冗余信息使用时延分集方法CSD编码后的结果，或者是发射天线1和发射天线2发射对b路信号的冗余信息使用Alamouti空时分组码编码后的结果。之所以用闲置的天线发射b路信号的冗余信息，因为b路信号的正确解码最重要，是解码后续的c、d路信号的前提。

众所周知，不使用分集方法即只由发射天线2发射对b路信号的冗余信息的方案中发射天线2所使用的功率，在使用Alamouti空时分组码编码或者时延分集方法CSD编码时，是平均分配给发射分集编码后的结果所用的发射天线1和发射天线2的，这样不会增加总的发射功率，而能达到更好的效果。

第二种情况下，当在HARQ的第q次重传时，数据流a、b被正确的解码并消除其干扰；而检测数据流c后，根据校验位判断出数据流c的解码不正确。

依照现有技术的方案，在HARQ的第q+1次重传时，发射端只发送还没有被正确解码的c、d路信号的冗余信息，不发射a、b路信号的冗余信息，那么先前发射a、b路信号所使用的发射天线1、2闲置。

本发明的方案，使用闲置的发射天线1、2，也发射c路信号的冗余信息，以获取空间分集增益。可以是发射天线1、2和3发射对c路信号的冗余信息使用时延分集方法CSD编码后的结果，或者是先把c路信号使用Alamouti空时分组码的方法编码，得到2路Alamouti空时分组码编码后的信号，再把其中的第1路Alamouti空时分组码编码后的信号使用时延分集方法CSD编码后送到发射天线1和发射天线2发射，而把其中的第2路Alamouti空时分组码编码后的信号直接送到发射天线3发射。

本发明的方案，还可以是使用闲置的发射天线1、2发射c路和d路信号的冗余信息，以获取空间分集增益。发射天线1、3发射对c路信号的冗余信息使用时延分集方法CSD编码后的结果或者Alamouti空时分组码的方法编码后的结果，发射天线2、4发射对d路信号的冗余信息使用时延分集方法CSD编码后的结果或者Alamouti空时分组码的方法编码后的结果。

第三种情况下，当在HARQ的第q次重传时，数据流a、b、c被正确的解码并消除其干扰；而检测数据流d后，根据校验位判断出数据流d的解码不正确。

依照现有技术的方案，在HARQ的第q+1次重传时，发射端只发送还没有被正确解码的d路信号的冗余信息，不发射a、b、c路信号的冗余信息，那么先前发射a、b、c路信号所使用的发射天线1、2、3闲置。

本发明的方案，使用闲置的发射天线1、2、3，也发射d路信号的冗余信息，以荻取空间分集增益。可以是发射天线1、2、3和4发射对c路信号的冗余信息使用时延分集方法CSD编码后的结果；也可以是或者是先把c路信号使用Alamouti空时分组码的方法编码，得到2路Alamouti空时分组码编码后的信号，再把其中的第1路Alamouti空时分组码编码后的信号使用时延分集方法CSD编码后送到发射天线1和发射天线2发射，而把其中的第2路Alamouti空时分组码编码后的信号使用时延分集方法CSD编码后送到发射天线3和发射天线4发射。

在本申请要求优先权的专利申请(华为案号06WB3067，申请号200610071303.8，名称为“一种多天线通信中单码字模式发射信号的方法及系统“)给出的实施例中，当接收端反馈的空间复用的维数K＝3，而发射端有4个发射天线即发射天线1、发射天线2、发射天线3和发射天线4的情况下，信号发射的形式为：

$\left[\begin{array}{cccc}{s}_i& s_{i+1}& t_i& t_{i+1}\\ -s_{i+1}^{*}& s_i^{*}& t_{i+2}& t_{i+3}\\ s_{i+2}& t_{i+4}& s_{i+3}& t_{i+5}\\ -s_{i+3}^{*}& t_{i+6}& s_{i+2}^{*}& t_{i+7}\\ s_{i+4}& t_{i+8}& t_{i+9}& s_{i+5}\\ -s_{i+5}^{*}& t_{i+10}& t_{i+11}& s_{i+4}^{*}\\ t_{i+12}& s_{i+7}& s_{i+6}& t_{i+13}\\ t_{i+14}& s_{i+6}^{*}& -s_{i+7}^{*}& t_{i+15}\\ t_{i+16}& t_{i+17}& s_{i+8}& s_{i+9}\\ t_{i+18}& t_{i+19}& -s_{i+9}^{*}& s_{i+8}^{*}\\ t_{i+20}& s_{i+10}& t_{i+21}& s_{i+11}\\ t_{i+22}& -s_{i+11}^{*}& t_{i+23}& s_{i+10}^{*}\end{array}\right]$

如前所述，这里s_i是采用Alamouti空时分组码用2个发射天线传输的信号，而t_i是使用1个发射天线用空间复用的方式传输的信号。上述矩阵的每列对应一个发射天线，每行表示一个符号周期，而第1，2行，第3，4行所对应的符号周期都在时间域或者频率域上相邻，或至少相邻两行所对应的两个符号周期的信道情况可近似认为保持不变。上面的方案，表示用于发射Alamouti空时分组码的发射天线组合在不同的Alamouti空时分组码符号周期有变化，直到在一个TTI遍历所有可能的4天线取2天线的组合，且使每个组合被使用的次数尽可能相等。

在本申请要求优先权的专利申请(华为案号06WB3067，申请号200610071303.8，名称为“一种多天线通信中单码字模式发射信号的方法及系统“)给出的实施例中，上述的方案是用于反馈构成闭环的情况，即接收端向发射端反馈信道质量指示的情况。

但对于本领域的技术人员来说，显然，上述的方案既可用于闭环，也可用于开环，因为实施上述方案，并不取决于闭环或者开环的情况，也就是接收端无论是否向发射端反馈信道质量指示，并不是实施上述方案的先决条件。换而言之，本发明上述的方案实施的条件是：所述MIMO系统发射端有M个发射天线发射K路(K小于M)数据流，从而把先前技术中闲置的(M-K)个发射天线也用来发送信号，以获取空间分集增益；实施条件并不限定接收端必须向所述发射端反馈发射天线使用信息，指示某一个TTI可通过空间复用同时并行发射的不同各路发射信号的数目K。

此外，s_i也不限定为采用Alamouti空时分组码用2个发射天线传输的信号，s_i还可以是采用时延分集CSD方法编码后用2个发射天线传输的信号。如果发射端有M＝5个发射天线，而把s_i对应的一路信号编码后使用3个发射天线发射，那么s_i还可以是同时使用时延分集方法和空时分组码编码后用3个发射天线传输的信号，具体编码方法如前所述。

而实施上述方案的有益效果，在开环的情况下，是消除信道矩阵各列的排列改变所造成的有效信噪比的值的波动，从而减小各个数据包的有效信噪比的波动，取得更好的误包率性能。在闭环的情况下，因为接收端向发射端反馈的信道质量指示，存在一定的擦除概率(如某公司的提案所示，这个擦除概率甚至达到了50％)，即接收端认为反馈的信道质量指示不可靠而不使用当前的反馈值，而是根据过去的反馈值推导出当前的信道质量，从而减小各个数据包的有效信噪比的波动，也可以降低误包率。

在上述空间复用的维数K＝3，而发射端有4个发射天线的方案用于多天线通信中的单码字模式，且用于开环或者闭环的实现时，可以采用Turbo码的信道编码方式。上述的方案中，发射Alamouti空时分组码的发射天线组合在一个TTI遍历所有可能的4天线取2天线的组合。

也存在发射Alamouti空时分组码的发射天线组合在一个TTI固定为某一个特定的组合的方案，这个方案用于开环或者闭环的实现时，也可以采用Turbo码的信道编码方式。这个方案的一个例子如背景技术所述，在IEEE标准草案“IEEE P802.11n^TM/D1.03”中，对于空间复用的维数(Rank)K＝3，发射天线数目M＝4的情况给出的方案，即使用天线1和天线2发射一组Alamouti空时分组码，而使用天线3和天线4各自发射一组空间复用的信号。

在上述的两种方案中，都可以通过尽可能使用接收性能较好的Alamouti空时分组码，发送比较重要的Turbo码编码结果中的信息比特，来改善接收端的性能，降低接收端的误包率。下面以上述的两种方案用于AIE标准中的MIMO单码字模式为例，说明具体实施方式。

现有AIE标准中，资源分配的单位是16*8的块，表示频域的16个子载波，和时域的8个OFDM符号。

接收端反馈空间复用的维数(Rank)K＝3，发射天线数目M＝4的情况下。Turbo编码生成信息比特和校验比特以后，信息比特内部交织，校验比特内部交织，交织后的信息比特和校验比特再分别调制得到相应的调制后的符号。其中，只包含信息比特的符号称为信息符号，只包含校验比特的符号称为校验符号，交界地带可能有一个符号既包含信息比特也包含校验比特。

假设Turbo编码的码率是1/3，使用一个16*8的块发射。那么共有128个信息符号S₁，S₂，...，S₁₂₈和256个校验符号T₁，T₂，...，T₂₅₆。128个信息符号的每16个映射到1个OFDM符号的16个子载波上，得到8个OFDM符号OFDM_S₁，OFDM_S₂，...，OFDM_S₈，256个校验符号的每16个映射到1个OFDM符号的16个子载波上，得到16个OFDM符号OFDM_T₁，OFDM_T₂，...，OFDM_T₁₆。8个信息OFDM符号OFDM_S₁，OFDM_S₂，...，OFDM_S₈作为一个流，而16个校验OFDM符号OFDM_T₁，OFDM_T₂，...，OFDM_T₁₆分成两个流，采用IEEE标准草案“IEEEP802.11n^TM/D1.03”中的方案发射时，信息OFDM符号所在的一个流总是使用Alamouti空时分组码发射，而校验OFDM符号分成的两个流各自用空间复用的方式发射。每个流的功率相同，都是总功率P的1/3。使用Alamouti空时分组码发射的一个流分到两个天线上发射，所以每个天线的功率是P/6。即对8个信息OFDM符号组成的一个流进行Alamouti空时分组码编码后得到两个流，分别送到发射天线1和发射天线2发射；而16个校验OFDM符号分成两个流，分别送到发射天线3和发射天线4发射。

上述的一个信息OFDM符号流和2个校验OFDM符号流也可以用上述本发明的方案发射，既发射Alamouti空时分组码的两个天线在不同的Alamouti空时分组码符号周期有变化。本发明的方案需要12个符号周期才能遍历所有可能的组合，现在一个信息OFDM符号流只有8个信息OFDM符号，无法遍历。但是在一个用户使用多个16*8的块的情况下，可以遍历。假设一个用户使用1个16*8的块，那么共有8个OFDM符号，则实现的方法是如下。

在第一个和第二个OFDM符号的时间间隔内，对2个信息OFDM符号进行Alamouti空时分组码编码后得到4个信息OFDM符号，分别送到发射天线1和发射天线2发射；而4个校验OFDM符号分别送到发射天线3和发射天线4发射。在第三个和第四个OFDM符号的时间间隔内，对2个信息OFDM符号进行Alamouti空时分组码编码后得到4个信息OFDM符号，分别送到发射天线2和发射天线4发射；而4个校验OFDM符号分别送到发射天线1和发射天线3发射。在第五个和第六个OFDM符号的时间间隔内，对2个信息OFDM符号进行Alamouti空时分组码编码后得到4个信息OFDM符号，分别送到发射天线1和发射天线4发射；而4个校验OFDM符号分别送到发射天线2和发射天线3发射。在第七个和第八个OFDM符号的时间间隔内，对2个信息OFDM符号进行Alamouti空时分组码编码后得到4个信息OFDM符号，分别送到发射天线2和发射天线3发射；而4个校验OFDM符号分别送到发射天线1和发射天线4发射。

然而上面的方案，会降低Turbo编码系统的交织深度。假设1/3 Turbo码率，而用于K＝3的MIMO传输。那么信息比特内部交织，校验比特内部交织，然后调制得到符号，其中1/3是只包含信息比特的符号，而2/3是只包含校验比特的符号，这样会使得交织的效果比较差。通常在各个符号映射到OFDM的各个子载波的过程中，一个OFDM的各个子载波，既有只包含信息比特的符号，也有只包含校验比特的符号，达到交织的效果。

上面的方案，是把各个符号映射到OFDM的各个子载波，然后得到的OFDM符号，再分成3个流(因为K＝3)送到3个天线上发射，其中一个需要采用Alamouti空时分组码的流的功率是其它的流的一半，然后再根据这个需要采用Alamouti空时分组码的流，生成其Alamouti空时分组码编码的另一个分集流，所述的另一个分集流由第4个天线发射，且其功率也是其它各个发射空间复用的流的发射天线的一半。

上面的方案的缺点是，需要一个OFDM的各个子载波仅仅有包含信息比特的符号，然后把这个OFDM符号用空时分组码传输。下面将描述本发明进一步的优选实施例，实现支持一个OFDM符号的各个子载波，既有只包含信息比特的符号，也有只包含校验比特的符号，从而达到不影响Turbo编码系统的交织深度的效果。

本发明提出的改进方案：把时域上一个OFDM的符号的时间，与频域上一个子载波，称为一个时频块/符号周期。OFDM符号分成3个流，保证这3个流，在同一个时刻的OFDM符号内在相同的每一个子载波，即在每一个相同的时频块，所发射的3个符号，有且只有1个符号是只包含信息比特的符号，然后把这个只包含信息比特的符号用Alamouti空时分组码传输，具体实现的时候，原有的流内，只需要把这个符号的功率变为其它符号的一半。而在STTD编码的另一个分集流，用校验符号功率的一半发射这个符号的重复，进一步地，还包括延时再重复的过程，以达到Alamouti空时分组码的效果。

比如，128个信息符号S₁，S₂，...，S₁₂₈和256个校验符号T₁，T₂，...，T₂₅₆，信息符号总是用P/6功率，而校验符号总是P/3功率，映射到各个流的各个OFDM符号的过程如下：

流一

$\left[\begin{array}{cccccccccccccccc}{S}_1& \·\·\·& & & & & & & & & & & & & & \\ S_2& \·\·\·& & & & & & & & & & & & & & \\ *& \·\·\·& & & & & & & & & & & & & & \\ *& \·\·\·& & & & & & & & & & & & & & \\ *& \·\·\·& & & & & & & & & & & & & & \\ *& \·\·\·& & & & & & & & & & & & & & \\ S_7& \·\·\·& & & & & & & & & & & & & & \\ S_8& \·\·\·& & & & & & & & & & & & & & \\ *& \·\·\·& & & & & & & & & & & & & & \\ *& \·\·\·& & & & & & & & & & & & & & \\ *& \·\·\·& & & & & & & & & & & & & & \\ *& \·\·\·& & & & & & & & & & & & & & \\ S_{13}& \·\·\·& & & & & & & & & & & & & & \\ S_{14}& \·\·\·& & & & & & & & & & & & & & \\ *& \·\·\·& & & & & & & & & & & & & & \\ *& \·\·\·& & & & & & & & & & & & & & \end{array}\right]$

流二

$\left[\begin{array}{cccccccccccccccc}*& \·\·\·& & & & & & & & & & & & & & \\ *& \·\·\·& & & & & & & & & & & & & & \\ S_3& \·\·\·& & & & & & & & & & & & & & \\ S_4& \·\·\·& & & & & & & & & & & & & & \\ *& \·\·\·& & & & & & & & & & & & & & \\ *& \·\·\·& & & & & & & & & & & & & & \\ *& \·\·\·& & & & & & & & & & & & & & \\ *& \·\·\·& & & & & & & & & & & & & & \\ S_9& \·\·\·& & & & & & & & & & & & & & \\ S_{10}& \·\·\·& & & & & & & & & & & & & & \\ *& \·\·\·& & & & & & & & & & & & & & \\ *& \·\·\·& & & & & & & & & & & & & & \\ *& \·\·\·& & & & & & & & & & & & & & \\ *& \·\·\·& & & & & & & & & & & & & & \\ S_{15}& \·\·\·& & & & & & & & & & & & & & \\ S_{16}& \·\·\·& & & & & & & & & & & & & & \end{array}\right]$

流三

$\left[\begin{array}{cccccccccccccccc}*& \·\·\·& & & & & & & & & & & & & & \\ *& \·\·\·& & & & & & & & & & & & & & \\ *& \·\·\·& & & & & & & & & & & & & & \\ *& \·\·\·& & & & & & & & & & & & & & \\ S_5& \·\·\·& & & & & & & & & & & & & & \\ S_6& \·\·\·& & & & & & & & & & & & & & \\ *& \·\·\·& & & & & & & & & & & & & & \\ *& \·\·\·& & & & & & & & & & & & & & \\ *& \·\·\·& & & & & & & & & & & & & & \\ *& \·\·\·& & & & & & & & & & & & & & \\ S_{11}& \·\·\·& & & & & & & & & & & & & & \\ S12& \·\·\·& & & & & & & & & & & & & & \\ *& \·\·\·& & & & & & & & & & & & & & \\ *& \·\·\·& & & & & & & & & & & & & & \\ *& \·\·\·& & & & & & & & & & & & & & \\ *& \·\·\·& & & & & & & & & & & & & & \end{array}\right]$

这里矩阵的16行表示1个OFDM符号的16个子载波，而矩阵的各列表示各个OFDM符号。这里只给出了第一个OFDM符号的构造，其它的OFDM符号构造的方法类似。*表示填入校验符号的时频块。

而流4必然是

$\left[\begin{array}{cccccccccccccccc}{S}_2^{*}& \·\·\·& & & & & & & & & & & & & & \\ {-S}_1^{*}& \·\·\·& & & & & & & & & & & & & & \\ S_4^{*}& \·\·\·& & & & & & & & & & & & & & \\ {-S}_3^{*}& \·\·\·& & & & & & & & & & & & & & \\ S_6^{*}& \·\·\·& & & & & & & & & & & & & & \\ {-S}_5^{*}& \·\·\·& & & & & & & & & & & & & & \\ S_8^{*}& \·\·\·& & & & & & & & & & & & & & \\ {-S}_7^{*}& \·\·\·& & & & & & & & & & & & & & \\ S_{10}^{*}& \·\·\·& & & & & & & & & & & & & & \\ {-S}_9^{*}& \·\·\·& & & & & & & & & & & & & & \\ S_{12}^{*}& \·\·\·& & & & & & & & & & & & & & \\ {-S}_{11}^{*}& \·\·\·& & & & & & & & & & & & & & \\ S_{14}^{*}& \·\·\·& & & & & & & & & & & & & & \\ {-S}_{13}^{*}& \·\·\·& & & & & & & & & & & & & & \\ S_{16}^{*}& \·\·\·& & & & & & & & & & & & & & \\ {-S}_{15}^{*}& \·\·\·& & & & & & & & & & & & & & \end{array}\right]$

如果采用802.11中的现有方案发射，那么把上述的4个流分别送到各个发射天线即可，比如流1、2、3、4分别送到发射天线1、2、3、4。这个方案中，流4总是用半功率发射信息符号，导致流4的功率比其它的流小。

而如果采用本发明的方案，则4个流与4个发射天线的对应关系在不同的Almouti空时分组码周期可以变化。例如，在第一个OFDM符号的时间间隔内，在第1、2个OFDM子载波，流1、2、3、4分别送到发射天线1、2、3、4；在第3、4个OFDM子载波，流1、2、3、4分别送到发射天线1、4、3、2；在第5、6个OFDM子载波，流1、2、3、4分别送到发射天线1、4、2、3；...。通过这样的方式，在一个TTI的各个符号周期，发射Almouti空时分组码的发射天线组合，遍历较多的组合，最好遍历所有可能的组合。采用各个流与各个发射天线的对应关系在不同的Almouti空时分组码周期变化的方案，还可以保证各个发射天线的功率尽可能相等。

上面是用SFBC(Space Frequency Block Coding，空频分组码)。即在相邻的两个子载波发射一组Alamouti空时分组码的方案。也可以用STBC(SpaceTime Block Coding，空时分组码)，即在相邻的两个OFDM符号发射一组Alamouti空时分组码，如下(这里只给出了第一个和第二个OFDM符号的构造，其它的OFDM符号构造的方法类似。)：

流一

$\left[\begin{array}{cccccccccccccccc}{S}_1& S_2& \·\·\·& & & & & & & & & & & & & \\ *& *& & & & & & & & & & & & & & \\ *& *& & & & & & & & & & & & & & \\ S_7& S_8& & & & & & & & & & & & & & \\ *& *& & & & & & & & & & & & & & \\ *& *& & & & & & & & & & & & & & \\ S_{13}& S_{14}& & & & & & & & & & & & & & \\ *& *& & & & & & & & & & & & & & \\ *& *& & & & & & & & & & & & & & \\ S_{19}& S_{20}& & & & & & & & & & & & & & \\ *& *& & & & & & & & & & & & & & \\ *& *& & & & & & & & & & & & & & \\ S_{25}& S_{26}& & & & & & & & & & & & & & \\ *& *& & & & & & & & & & & & & & \\ *& *& & & & & & & & & & & & & & \\ S_{31}& S_{32}& & & & & & & & & & & & & & \end{array}\right]$

流二

$\left[\begin{array}{cccccccccccccccc}*& *& \·\·\·& & & & & & & & & & & & & \\ S_3& S_4& & & & & & & & & & & & & & \\ *& *& & & & & & & & & & & & & & \\ *& *& & & & & & & & & & & & & & \\ S_9& S_{10}& & & & & & & & & & & & & & \\ *& *& & & & & & & & & & & & & & \\ *& *& & & & & & & & & & & & & & \\ S_{15}& S_{16}& & & & & & & & & & & & & & \\ *& *& & & & & & & & & & & & & & \\ *& *& & & & & & & & & & & & & & \\ S_{21}& S_{22}& & & & & & & & & & & & & & \\ *& *& & & & & & & & & & & & & & \\ *& *& & & & & & & & & & & & & & \\ S_{27}& S_{28}& & & & & & & & & & & & & & \\ *& *& & & & & & & & & & & & & & \\ *& *& & & & & & & & & & & & & & \end{array}\right]$

流三

$\left[\begin{array}{cccccccccccccccc}*& *& \·\·\·& & & & & & & & & & & & & \\ *& *& & & & & & & & & & & & & & \\ S_5& S_6& & & & & & & & & & & & & & \\ *& *& & & & & & & & & & & & & & \\ *& *& & & & & & & & & & & & & & \\ S_{11}& S_{12}& & & & & & & & & & & & & & \\ *& *& & & & & & & & & & & & & & \\ *& *& & & & & & & & & & & & & & \\ S_{17}& S_{18}& & & & & & & & & & & & & & \\ *& *& & & & & & & & & & & & & & \\ *& *& & & & & & & & & & & & & & \\ S_{23}& S_{24}& & & & & & & & & & & & & & \\ *& *& & & & & & & & & & & & & & \\ *& *& & & & & & & & & & & & & & \\ S_{29}& S_{30}& & & & & & & & & & & & & & \\ *& *& & & & & & & & & & & & & & \end{array}\right]$

流4(全部是信息符号的Alamouti编码的结果的一半)

$\left[\begin{array}{cccccccccccccccc}{S}_2^{*}& -S_1^{*}& \·\·\·& & & & & & & & & & & & & \\ S_4^{*}& -S_3^{*}& & & & & & & & & & & & & & \\ S_6^{*}& -S_5^{*}& & & & & & & & & & & & & & \\ S_8^{*}& -S_7^{*}& & & & & & & & & & & & & & \\ S_{10}^{*}& -S_9^{*}& & & & & & & & & & & & & & \\ S_{12}^{*}& {-S}_{11}^{*}& & & & & & & & & & & & & & \\ S_{14}^{*}& -S_{13}^{*}& & & & & & & & & & & & & & \\ S_{16}^{*}& -S_{15}^{*}& & & & & & & & & & & & & & \\ S_{18}^{*}& -S_{17}^{*}& & & & & & & & & & & & & & \\ S_{20}^{*}& -S_{19}^{*}& & & & & & & & & & & & & & \\ S_{22}^{*}& -S_{21}^{*}& & & & & & & & & & & & & & \\ S_{24}^{*}& -S_{23}^{*}& & & & & & & & & & & & & & \\ S_{26}^{*}& -S_{25}^{*}& & & & & & & & & & & & & & \\ S_{28}^{*}& -S_{27}^{*}& & & & & & & & & & & & & & \\ S_{30}^{*}& -S_{29}^{*}& & & & & & & & & & & & & & \\ S_{32}^{*}& -S_{31}^{*}& & & & & & & & & & & & & & \end{array}\right]$

上述的4个流可以用802.11中的现有方案或者本发明的方案发射，而使用802.11中的现有方案效果更好，有进一步的Alamouti空时分组码所用发射天线组合的分集所达到的增益。

如果采用802.11中的现有方案发射，那么把上述的4个流分别送到各个发射天线即可，比如流1、2、3、4分别送到发射天线1、2、3、4。这个方案中，流4总是用半功率发射信息符号，导致流4的功率比其它的流小。

而如果采用本发明的方案，则4个流与4个发射天线的对应关系在不同的Almouti空时分组码周期可以变化。例如，在第一个和第二个OFDM符号的时间间隔内，在第一个OFDM子载波，流1、2、3、4分别送到发射天线1、2、3、4；在第二个OFDM子载波，流1、2、3、4分别送到发射天线1、4、3、2；在第三个OFDM子载波，流1、2、3、4分别送到发射天线1、4、2、3；...。通过这样的方式，在一个TTI的各个符号周期，发射Almouti空时分组码的发射天线组合，遍历较多的组合，最好遍历所有可能的组合。采用各个流与各个发射天线的对应关系在不同的Almouti空时分组码周期变化的方案，还可以保证各个发射天线的功率尽可能相等。

此外，上述的实施例中的空间分集编码方式也不限定为采用Alamouti空时分组码，还可以是采用时延分集CSD方法编码。如果发射端有M＝5个发射天线，而把一路信号编码后使用3个发射天线发射，那么还可以同时使用时延分集方法和空时分组码编码，具体编码方法如前所述。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (32)

1、一种多天线通信中发射信号的方法，其特征在于，包括：

A、所述MIMO系统发射端有M个发射天线，发射K路发射信号；

B、发射端在所述的TTI的各个符号周期采用K个发射天线发射通过空间复用同时并行发射所述K路发射信号，并同时使用剩余M-K个发射天线中的一个或者多个发射天线发射信号。

2、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法用于多天线通信中的单码字模式。步骤A中包括以下步骤：

接收端向所述发射端反馈发射天线使用信息，指示某一个TTI可通过空间复用同时并行发射的不同各路发射信号的数目K。

3、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法用于多天线通信中的单码字模式。

4、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤B中，使用剩余M-K个发射天线中的一个或者多个发射天线发射信号，是使用空时码编码方式以获取分集增益。

5、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤B中，使用剩余M-K个发射天线中的一个或者多个发射天线发射信号，使用时延分集方法的编码方式以获取空间分集增益。

6、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤B中，使用剩余M-K个发射天线中的一个或者多个发射天线发射信号，是同时使用时延分集方法和空时分组码的编码方式以获取空间分集增益。

7、如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤B中，使用剩余M-K个发射天线中的一个或者多个发射天线发发射信号，所述使用的空时码，是空时分组码。

8、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述M＝2，K＝1，所述步骤B中，采用如下模式发射信号：

$A_1^{\′}=\left[\begin{array}{cc}{s}_i& s_{i+1}\\ -s_{i+1}^{*}& s_i^{*}\end{array}\right],$

其中S_i是在发射天线发射的符号向量，S_i ^*为符号向量S_i的共轭，i为正整数。

9、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述M＝4，K＝1，所述步骤B中，采用如下模式发射信号：

$\left[\begin{array}{cccc}{s}_i& s_{i+1}& 0& 0\\ -s_{i+1}^{*}& s_i^{*}& 0& 0\\ 0& 0& s_{i+2}& s_{i+3}\\ 0& 0& -s_{i+3}^{*}& s_{i+2}^{*}\\ s_{i+4}& 0& 0& s_{i+5}\\ -s_{i+5}^{*}& 0& 0& s_{i+4}^{*}\\ 0& s_{i+6}& s_{i+7}& 0\\ 0& -s_{i-7}^{*}& s_{i+6}^{*}& 0\\ 0& s_{i+8}& 0& s_{i+9}\\ 0& -s_{i+9}^{*}& 0& s_{i+8}^{*}\\ s_{i+10}& 0& s_{i+11}& 0\\ {-s}_{i+11}^{*}& 0& s_{i+10}^{*}& 0\end{array}\right],$

其中S_i是在发射天线发射的符号向量，S_i ^*为符号向量S_i的共轭，i为正整数。

10、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述M＝4，K＝1，所述步骤B中，采用如下模式发射信号：

$X_4^{R=1}=\left[\begin{array}{cccc}{x}_1& x_2& x_3& x_4\\ -x_2^{*}& x_1^{*}& -x_4^{*}& x_3^{*}\\ -x_3^{*}& -x_4^{*}& x_1^{*}& x_2^{*}\\ x_4& -x_3& -x_2& x_1\end{array}\right]$

其中x_i为发射天线发射的符号向量，x^*表示符号向量x的共轭，i为正整数。

11、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述M＝4，K＝1，所述步骤B中，采用如下模式发射信号：

$X_4^{R=3/4}=\left[\begin{array}{cccc}{x}_1& -x_2^{*}& \frac{x_3^{*}}{\sqrt{2}}& \frac{x_3^{*}}{\sqrt{2}}\\ x_2& x_1^{*}& \frac{x_3^{*}}{\sqrt{2}}& -\frac{x_3^{*}}{\sqrt{2}}\\ \frac{x_3}{\sqrt{2}}& \frac{x_3}{\sqrt{2}}& \frac{-x_1-x_1^{*}+x_2-x_2^{*}}{2}& \frac{x_2+x_2^{*}+x_1-x_1^{*}}{2}\\ \frac{x_3}{\sqrt{2}}& -\frac{x_3}{\sqrt{2}}& \frac{-x_2-x_2^{*}+x_1-x_1^{*}}{2}& -\frac{x_1+x_1^{*}+x_2-x_2^{*}}{2}\end{array}\right]$

其中x_i为发射天线发射的符号向量，x^*表示符号向量x的共轭，i为正整数。

12、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述M＝4，K＝2，所述步骤B中，采用如下模式发射信号：

$\left[\begin{array}{cccc}{s}_i& s_{i+1}& s_{i+2}& s_{i+3}\\ -s_{i+1}^{*}& s_i^{*}& -s_{i+3}^{*}& s_{i+2}^{*}\\ s_{i+4}& s_{i+5}& s_{i+6}& s_{i+7}\\ -s_{i+6}^{*}& -s_{i+7}^{*}& s_{i+4}^{*}& s_{i+5}^{*}\\ s_{i+8}& s_{i+9}& s_{i+10}& s_{i+11}\\ -s_{i+11}^{*}& -s_{i+10}^{*}& s_{i+9}^{*}& s_{i+8}^{*}\end{array}\right],$

其中S_i是在发射天线发射的符号向量，S_i ^*为符号向量S_i的共轭，i为正整数。

13、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述M＝4，K＝3，所述步骤B中，采用如下模式发射信号：

$\left[\begin{array}{cccc}{s}_i& s_{i+1}& t_i& t_{i+1}\\ -s_{i+1}^{*}& s_i^{*}& t_{i+2}& t_{i+3}\\ s_{i+2}& t_{i+4}& s_{i+3}& t_{i+5}\\ -s_{i+3}^{*}& t_{i+6}& s_{i+2}^{*}& t_{i+7}\\ s_{i+4}& t_{i+8}& t_{i+9}& s_{i+5}\\ -s_{i+5}^{*}& t_{i+10}& t_{i+11}& s_{i+4}^{*}\\ t_{i+12}& s_{i+7}& s_{i+6}& t_{i+13}\\ t_{i+14}& s_{i+6}^{*}& -s_{i+7}^{*}& t_{i+15}\\ t_{i+16}& t_{i+17}& s_{i+8}& s_{i+9}\\ t_{i+18}& t_{i+19}& -s_{i+9}^{*}& s_{i+8}^{*}\\ t_{i+20}& s_{i+10}& t_{i+21}& s_{i+11}\\ t_{i+22}& -s_{i+11}^{*}& t_{i+23}& s_{i+10}^{*}\end{array}\right],$

其中S_i是在发射天线发射的符号向量，S_i ^*为符号向量S_i的共轭，t_i是在发射天线发射的符号向量，i为正整数。

14、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的发射天线，可以是物理发射天线，也可以是虚拟发射天线。

15、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述发射信号使用Alamouti空时分组码的编码方式。

16、一种多天线通信中单码字模式发射信号的系统，包括M个发射天线的发射端，采用其中K个发射天线发射信号，所述K＜M，其特征在于，包括：

反馈信息接收单元，用于获取接收端向发射端反馈发射天线使用信息，根据所述反馈信息，确认某一个TTI可通过空间复用同时并行发射的不同各路发射信号的数目K；

发射信号设置单元，用于根据所述的K，设置剩余M-K个发射天线中的一个或者多个做空时码发射信号，获取分集增益。

17、如权利要求16所述的系统，其特征在于，所述的发射天线为物理发射天线或者虚拟发射天线。

18、一种用于MIMO系统的多码字通信方案中的混合自动重发请求过程的方法，其特征在于，包括以下步骤：

A.所述MIMO系统发射端有M个发射天线，由其中的K个发射天线发射K路数据流；

所述K路数据流的各路分别独立进行信道编码；在HARQ的第q次重传时，如果K路信号中的N_dec路信号已经被正确解码，那么在HARQ的第q+1次重传时，发射端只发送还没有被正确解码的K-N_dec路信号的冗余信息；

B.如果N_dec大于等于1，那么先前发射N_dec路信号所用的N_dec个发射天线中的一个或者多个发射天线也用来发射信号。

19、如权利要求18所述的方法，其特征在于，所述步骤B中，使用剩余N_dec个发射天线中的一个或者多个发射天线发射信号，是使用空时码编码方式以获取空间分集增益。

20、如权利要求18所述的方法，其特征在于，所述步骤B中，使用剩余N_dec个发射天线中的一个或者多个发射天线发射信号，是使用时延分集方法CSD的编码方式以获取空间分集增益。

21、如权利要求18所述的方法，其特征在于，所述步骤B中，使用剩余N_dec个发射天线中的一个或者多个发射天线发射信号，是同时使用时延分集方法CSD和空时分组码的编码方式以获取空间分集增益。

22、如权利要求19所述的方法，其特征在于，所述步骤B中，使用剩余M-K个发射天线中的一个或者多个发射天线发发射信号，所述使用的空时码，是空时分组码。

23、一种多天线通信中发射信号的方法，其特征在于，包括：

A、所述MIMO系统发射端有M个发射天线，发射K路发射信号；

B、K小于M，K路发射信号中的至少一路，编码后采用至少两个发射天线发射，以获取空间分集增益。在一个TTI内，所述编码后采用至少两个发射天线发射的至少一路信号，所使用的至少两个发射天线的组合变化至少一次。

24、如权利要求23所述的方法，其特征在于，所述步骤B中，编码后采用至少两个发射天线发射的至少一路信号，是使用空时码编码方式以获取分集增益；或使用时延分集方法的编码方式以获取空间分集增益；或是同时使用时延分集方法和空时分组码的编码方式以获取空间分集增益。

25、如权利要求23所述的方法，其特征在于，所述M＝4，所述K＝3，所述步骤B中，一路信号编码后采用两个发射天线发射，以获取空间分集增益。在一个TTI内，该路信号所使用的两个发射天线的组合变化至少一次。

26、如权利要求25所述的方法，其特征在于，所述编码后采用两个发射天线发射的一路信号，所使用的两个发射天线的组合，在一个TTI内遍历所有可能的组合，且使每个组合被使用的次数尽可能相等。

27、如权利要求23所述的方法，其特征在于，所述步骤B中，编码后采用至少两个发射天线发射的至少一路信号，所使用的至少两个发射天线的组合，在一个TTI内遍历所有可能的组合，且使每个组合被使用的次数尽可能相等。

28、一种多天线通信中发射信号的方法，在发射端有M个发射天线，其特征在于，包括：

A、需要传输的信息经过一个Turbo编码器编码后，得到包括信息比特和校验比特的编码结果，所述编码结果分成K路发射，其中K小于M；

B、K路发射信号中的至少一路，编码后采用至少两个发射天线发射，以获取空间分集增益；

C、在所述编码后采用至少两个发射天线发射的至少一路信号上，分配较多的信息比特。

29、如权利要求28所述的方法，其特征在于，所述步骤B中，编码后采用至少两个发射天线发射的至少一路信号，是使用空时码编码方式以获取分集增益；或使用时延分集方法的编码方式以获取空间分集增益；或同时使用时延分集方法和空时分组码的编码方式以获取空间分集增益。

30、如权利要求28所述的方法，其特征在于，M＝4，K＝3，所述步骤B中，一路信号编码后采用两个发射天线发射，以获取空间分集增益。

31、如权利要求30所述的方法，其特征在于，所述步骤C中，在所述编码后采用两个发射天线发射的一路信号上，分配尽可能多的信息比特。

32、如权利要求28所述的方法，其特征在于，所述步骤C中，在所述编码后采用至少两个发射天线发射的至少一路信号上，分配尽可能多的信息比特。

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