兼容mimo与miso传输的发射装置、发射方法、接收装置及接收方法

兼容mimo与miso传输的发射装置、发射方法、接收装置及接收方法
【专利摘要】一种兼容MIMO及MISO传输的发射装置，包括：编码器用于对比特信息进行编码，得到编码比特；交织器用于对编码后的编码比特进行交织，得到交织比特；调制器用于对交织后的交织比特进行调制，得到星座符号；及发送天线用于将所述调制后的星座符号发送，所述发送天线的数量为两个；其中所述编码器用于：确定校验矩阵H1；将所述校验矩阵H1分为若干大小相同的子矩阵，即将码分为若干子码，这些子矩阵设置在矩阵的对角线上，每个子矩阵具有与其他子矩阵相同的行数和列数；对校验矩阵H1进行截断处理，得到新的校验矩阵H2。本发明还提供一种兼容MIMO及MISO传输的发射方法、接收装置及接收方法，可兼容MIMO与MISO传输。
【专利说明】
兼容MI MO与MI so传输的发射装置、发射方法、接收装置及接收 方法
技术领域
[0001] 本发明设及通信技术领域，尤其设及一种兼容MIMO与MISO传输的发射装置及发射 方法、兼容MIMO与MISO传输的接收装置及接收方法。
【背景技术】
[0002] 目前，传输模式包括MIMCKMultiple I吨Ut Multiple Output,多输入多输出）系 统及MlSCKMultiple I吨Ut Single Output,多输入单输出）系统。MIMO系统是指在发射端 和接收端分别使用多个发射天线和接收天线，使信号通过发射端与接收端的多个天线传送 和接收，MIMO系统可W具有分集增益及复用增益的效果。MISO系统是指在发射端使用多个 发射天线来发送信号，在接收端使用单个接收天线来接收信号，MISO系统具有分集增益的 效果。在数字电视广播系统的传输方案中，欧洲第二代地面数字电视广播标准DVB-T2首次 提出用Alamouti-COde作为双天线发射分集方案实现MISO的传输，之后在DVB-NGH中提出用 增强空间复用(eSM)作为双天线复用方案实现MIMO的传输。在面向MISO系统传输时，如果直 接增加接收端天线数量扩展到MIMO系统，则所述扩展到的MIMO系统只提供分集增益而没有 复用增益，不能提高系统的数据传输率。而面向MIMO的系统也不适用于MISO系统的传输。然 而对于数字电视地面广播，接收端设备种类多样，接收条件多变，MIMO系统与MISO系统的不 兼容，将会对用户带来不便。

【发明内容】

[0003] 本发明提供一种兼容MIMO与MISO传输的发射装置、发射方法、接收装置及接收方 法。
[0004] 本发明的实施例提供一种兼容MIMO及MISO传输的发射装置，包括： 编码器，所述编码器用于对信源产生的比特信息进行编码，得到编码比特； 交织器，所述交织器用于对编码后的编码比特进行交织，得到交织比特； 调制器，所述调制器用于对交织后的交织比特进行调制，得到星座符号;及 发送天线，所述发送天线用于将所述调制后的星座符号发送，所述发送天线的数量为 两个； 其中，所述编码器编码采用LDP邱马，所述编码器用于： 确定校验矩阵出； 将所述校验矩阵出分为若干大小相同的子矩阵，即将码分为若干子码，运些子矩阵设 置在矩阵的对角线上，每个子矩阵具有与其他子矩阵相同的行数和列数； 对校验矩阵出进行截断处理，得到新的校验矩阵也。
[0005] 较佳的，所述编码器还用于对校验矩阵也进行列交换，使得矩阵可逆，并形成新的 校验矩阵也。
[0006] 较佳的，所述交织器对编码比特交织时，满足公式： i-j| 兰k*b; 其中，i为编码比特交织前的位置，j为编码比特交织后的位置，k为一预先设置的值，b 为子码长度。
[0007]较佳的，所述比特信息为单路比特信息或双路比特信息。
[000引本发明的实施例提供一种兼容MIMO及MISO传输的发射方法，包括： 对信源产生的比特信息进行编码，得到编码比特； 对编码后的编码比特进行交织，得到交织比特； 对交织后的交织比特进行调制，得到星座符号;及 通过两个发射天线将所述调制后的星座符号发送； 其中，所述编码采用LDP邱马，所述编码步骤包括： 确定校验矩阵化； 将所述校验矩阵出分为若干大小相同的子矩阵，即将码分为若干子码，运些子矩阵设 置在矩阵的对角线上，每个子矩阵具有与其他子矩阵相同的行数和列数； 对校验矩阵化进行截断处理，得到新的校验矩阵出。
[0009] 较佳的，对校验矩阵出进行列交换，使得矩阵可逆，并形成新的校验矩阵出。
[0010] 较佳的，对编码比特交织时，满足公式：|i-j|兰k*b;其中，i为编码比特交织前的 位置，j为编码比特交织后的位置，k为一预先设置的值，b为子码长度。
[001U 较佳的，所述比特信息为单路比特信息或双路比特信息。
[0012] 本发明的实施例提供一种兼容MIMO及MISO传输的接收装置，包括： 一个或两个接收天线，所述接收天线用于接收星座符号； 解调器，所述解调器用于对接收天线接收到的星座符号进行解调，得到比特软信息； 解交织器，所述解交织器用于对解调后的比特软信息进行解交织，得到解交织比特软 f目息； 解码器，所述解码器用于对解交织后的解交织比特软信息进行解码，得到解码结果;及 交织器，所述交织器用于对解码结果进行交织； 其中，所述解码结果交织后传送至所述解调器来进行迭代解映射和解码，直至进行迭 代次数到达一预定次数或解码的失败率小于一预定值时，通过所述解码器输出解码结果； 其中，所述解码器用于： 对校验矩阵根据行重进行行分组，使得行重相同或相似的为一组； 根据每组的行重确定对应的自适应映射表，其中，自适应映射表为校验失败个数或校 验失败比例与归一化系统之间的对应关系，不同的行重对应不同的自适应映射表;及 迭代时，确定每行校验失败个数或校验失败比例，并根据自适应映射表确定对应行的 归一化系数，并根据归一化系数进行解码。
[0013] 本发明的实施例提供一种兼容MIMO及MISO传输的接收方法，包括： 通过一个或两个接收天线接收星座符号； 对接收天线接收到的星座符号进行解调，得到比特软信息； 对解调后的比特软信息进行解交织，得到解交织比特软信息； 对解交织后的解交织比特软信息进行解码，得到解码结果;及 对解码结果进行交织； 其中，所述解码结果交织后进行迭代解映射和解码，直至进行迭代次数到达一预定次 数或解码的失败率小于一预定值时，输出解码结果； 其中，所述解码步骤包括： 对校验矩阵根据行重进行行分组，使得行重相同或相似的为一组； 根据每组的行重确定对应的自适应映射表，其中，自适应映射表为校验失败个数或校 验失败比例与归一化系统之间的对应关系，不同的行重对应不同的自适应映射表;及 迭代时，确定每行校验失败个数或校验失败比例，并根据自适应映射表确定对应行的 归一化系数，并根据归一化系数进行解码。
[0014]上述发明的编码器通过LDPC码对信息比特进行编码，来使得信息比特可W通过两 个天线发射，通过一个或两个天线接收，从而兼容MIMO及MISO传输。
【附图说明】 [001引附图中； 图1是本发明一实施例的传输系统的方框示意图。
[0016] 图2是本发明一实施例的单路比特信息经两个发送天线发送、一个接收天线接收 的工作原理示意图。
[0017] 图3是本发明一实施例的单路比特信息经两个发送天线发送、两个接收天线接收 的工作原理示意图。
[0018] 图4是本发明一实施例的双路比特信息经两个发送天线发送、一个接收天线接收 的工作原理示意图。
[0019] 图5是本发明一实施例的双路比特信息经两个发送天线发送、两个接收天线接收 的工作原理示意图。
[0020] 图6是本发明一实施例的LDCP码的二分图的示意图。
[0021] 丰雷元件絲耳说巧
如下【具体实施方式】将结合上述附图进一步说明本发明。
【具体实施方式】
[0022] 下面结合附图，通过对本发明的【具体实施方式】详细描述，将使本发明的技术方案 及其他有益效果显而易见。可W理解，附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加W限 审IJ。附图中显示的尺寸仅仅是为便于清晰描述，而并不限定比例关系。
[0023] 请参考图1，为本发明实施例的传输系统的方框示意图。所述传输系统能兼容MIMO 系统及MISO系统。所述传输系统包括发射装置10及接收装置20。所述发射装置10所发射的 信号经信道30发送到接收装置20。所述发射装置10包括编码器11、交织器12、调制器13及发 送天线14。所述编码器11用于对信源产生的比特信息进行编码，得到编码比特。所述交织器 12用于对编码后的编码比特进行交织，得到交织比特。所述调制器13用于对交织后的交织 比特进行调制，得到星座符号。所述发送天线14用于将所述调制后的星座符号发送。所述接 收装置20包括接收天线21、解调器22、解交织器23、解码器24及交织器25。所述接收天线21 用于接收星座符号。所述解调器22用于对接收天线21接收到的星座符号进行解调，得到比 特软信息。所述解交织器23用于对解调后的比特软信息进行解交织，得到解交织比特软信 息。所述解码器24用于对解交织后的解交织比特软信息进行解码，得到解码结果。
[0024] 其中，所述传输系统的具体工作原理如下所述： 请参考图2,为本发明实施例的单路比特信息经两个发送天线14发送、一个接收天线21 接收的工作原理示意图。所述单路比特信息经两个发送天线14发送、一个接收天线21接收 的步骤如下： 步骤S11、信源所产生的单路比特信息经过编码器11进行编码后得到单路编码比特。
[0025] 步骤S12、单路编码比特经交织器12进行比特交织后得到单路交织比特。
[0026] 步骤S13、单路交织比特经调制器13进行高阶星座映射后得到单路星座符号，将单 路星座符号分成两部分，分别经两个发送天线14发送。
[0027] 步骤S14、一个接收天线21接收两个发送天线14携带的星座符号，所述星座符号经 过解调器22进行解映射后得到单路比特软信息。
[00%]步骤S15、单路比特软信息经过解交织器23进行解交织后得到单路解交织比特。
[0029] 步骤S16、单路解交织比特经解码器24进行解码后得到单路解码结果。
[0030] 步骤S17、单路解码结果经过交织器25进行交织后传送至所述解调器22来进行迭 代解映射和解码，直至进行迭代次数到达一预定次数或解码的失败率小于一预定值时，通 过所述解码器24输出解码结果。
[0031] 请参考图3,为本发明实施例的单路比特信息经两个发送天线14发送、两个接收天 线21接收的工作原理示意图。所述单路比特信息经两个发送天线14发送、两个接收天线21 接收的步骤如下： 步骤S21、信源所产生的单路比特信息经过编码器11进行编码后得到单路编码比特。
[0032] 步骤S22、单路编码比特经交织器12进行比特交织后得到单路交织比特。
[0033] 步骤S23、单路交织比特经调制器13进行高阶星座映射后得到单路星座符号，将单 路星座符号分成两部分，分别经两个发送天线14发送。
[0034] 步骤S24、两个接收天线21接收两个发送天线携带的星座符号，所述星座符号经过 解调器22进行联合解映射后得到单路比特软信息。
[0035] 步骤S25、单路比特软信息经过解交织器23进行解交织后得到单路解交织比特。
[0036] 步骤S26、单路解交织比特经解码器24进行解码后得到单路解码结果。
[0037]步骤S27、单路解码结果经过交织器25进行交织后传送至所述解调器22来进行迭 代解映射和解码，直至进行迭代次数到达一预定次数或解码的失败率小于一预定值时，通 过所述解码器24输出解码结果。
[003引例如，在传输系统中，假设某时刻，在发送天线#1和发送天线#2欲发射信息比特为 单路比特信号b0blb2b3,其中，b化成b2b3分别映射成星座符号Xl和星座符号X2。在本实施例 中，星座符号Xi通过发送天线#1发送，星座符号拉通过发送天线#2发送。在其他实施例中，星 座符号Xi还可通过发送天线#2发送，星座符号X2还可通过发送天线#1发送。此时，如果接收 天线为接收天线#1时，则接收天线#1接收的信号为Yl=hll巧i+h21巧2,其中，hll为从发送天 线#1传输星座符号Xi到接收天线#1的信道的信道增益，h21为从发送天线#2传输星座符号拉 到接收天线#1的信道的信道增益。如果接收天线为接收天线#1和接收天线#2,则接收天线# 1接收的信号为Yl=hll巧i+h21巧2,其中，hll为从发送天线#1传输星座符号Xi到接收天线#1 的信道的信道增益，h21为从发送天线#1传输星座符号X2到接收天线#1的信道的信道增益； 接收天线#2接收的信号为Y2=hl2巧i+h22*X2,其中，hl2为从发送天线#1传输星座符号Xi到 接收天线#2的信道的信道增益，h22为从发送天线#2传输星座符号X2到接收天线#2的信道 的信道增益。
[0039] 请参考图4,为本发明实施例的双路比特信息经两个发送天线14发送、一个接收天 线21接收的工作原理示意图。所述双路比特信息经两个发送天线14发送、一个接收天线21 接收的步骤如下： S31、信源所产生的双路比特信息经过编码器11进行编码后得到双路编码比特。
[0040] S32、双路编码比特经交织器12进行比特交织后得到双路交织比特。
[0041] S33、双路交织比特经调制器13进行高阶星座映射后得到双路星座符号，并经两个 发送天线14分别发送。
[0042] S34、一个接收天线21接收两个发送天线14分别携带的星座符号，所述接收的星座 符号经过解调器22进行解映射后得到双路比特软信息。
[0043] S35、双路比特软信息经过解交织器23进行解交织后得到双路解交织比特。
[0044] S36、双路解交织比特经解码器24进行解码后得到双路解码结果。
[0045] S37、双路解码结果经过交织器25进行交织后传送至所述解调器22来进行迭代解 映射和解码，直至进行迭代次数到达一预定次数或解码的失败率小于一预定值时，通过所 述解码器24输出解码结果。
[0046] 其中，在步骤S33中，所述两个发送天线14分别发送一路单路星座符号，所述两个 发送天线14所发送的星座符号共同形成双路星座符号。
[0047] 请参考图5,为本发明实施例的双路比特信息经两个发送天线14发送、两个接收天 线21接收的工作原理示意图。所述双路比特信息经两个发送天线14发送、两个接收天线21 接收的步骤如下： S41、信源所产生的双路比特信息经过编码器11进行编码后得到双路编码比特。
[004引S42、双路编码比特经交织器12进行比特交织后得到双路交织比特。
[0049] S43、双路交织比特经调制器13进行高阶星座映射后得到双路星座符号，并分别经 两个发送天线14发送。
[0050] S44、两个接收天线21接收两个发送天线14分别携带的星座符号，所述接收的星座 符号经过解调器22进行联合解映射后得到双路比特软信息。
[0051] S45、双路比特软信息经过解交织器23进行解交织后得到双路解交织比特。
[0052] S46、双路解交织比特经解码器24进行解码后得到双路解码结果。
[0053] S47、双路解码结果经过交织器25进行交织后传送至所述解调器22来进行迭代解 映射和解码，直至进行迭代次数到达一预定次数或解码的失败率小于一预定值时，通过所 述解码器24输出解码结果。
[0054] 其中，在步骤S43中，所述两个发送天线14分别发送一路单路星座符号，所述两个 发送天线14所发送的星座符号共同形成双路星座符号。
[0055] 例如，在传输系统中，假设某时刻，在发送天线#1和发送天线#2欲发射信息比特为 双路比特信号，且双路比特信号分别为bob成b2b3,其中，b化成b2b3分别映射成星座符号Xl 和星座符号拉。在本实施例中，星座符号Xl通过发送天线#1发送，星座符号拉通过发送天线# 2发送。在其他实施例中，星座符号Xi还可通过发送天线#2发送，星座符号X2还可通过发送天 线#1发送。此时，如果接收天线21为接收天线#1时，则接收天线#1接收的信号为Yl=hll巧1+ h21巧2,其中，hll为从发送天线#1传输星座符号Xi到接收天线#1的信道的信道增益，h21为 从发送天线#2传输星座符号X2到接收天线#1的信道的信道增益。如果接收天线21为接收天 线#1和接收天线#2,则接收天线#1接收的信号为Yl=hll巧i+h21*X2,其中，hll为从发送天 线#1传输星座符号Xi到接收天线#1的信道的信道增益，h21为从发送天线#1传输星座符号拉 到接收天线#1的信道的信道增益;接收天线#2接收的信号为Y2=hl2巧i+h22巧2,其中，hl2为 从发送天线#1传输星座符号Xi到接收天线#2的信道的信道增益，h22为从发送天线#2传输 星座符号拉到接收天线#2的信道的信道增益。
[0056] 在本实施例中，所述编码器11为LDPCXLow Density化rity Check Code,低密度 奇偶校验）编码器。具体的，所述编码器11采用SC-LDPC(Spatially Coupled Low Density 化rity化eck Code,空间禪合低密度奇偶校验）码或Raptor-like LDPC码。所述编码器11 生成LDP邱马的方法包括： 步骤S51，确定校验矩阵化。
[0057]步骤S52,将所述校验矩阵化分为若干大小相同的子矩阵，运些子矩阵设置在矩阵 的对角线上，每个子矩阵具有与其他子矩阵相同的行数和列数。从而，所述LDPC码包括若干 子码，每个子码的码长相同，仅每个子码内及相邻子码之间存在校验关系。在本实施例中， 每个子码为非规则码。
[005引步骤S53,对校验矩阵出进行截断处理，得到新的校验矩阵出。
[0059] 步骤S54,对校验矩阵出进行列交换，使得矩阵可逆，并形成新的校验矩阵出。
[0060] 所述校验矩阵出对应的二分图如图6所示。其中，子码的每行对应一个校验节点， 子码的每列对应一个变量节点。如果子码的第i行第j列的元素非零，则变量节点Vj与校验 节点Ci之间存在一条边(Vj，Ci)。
[0061] 在本实施例中，所述交织器12对编码比特进行比特交织时，满足公式： i-j| 兰k*b 其中，i为编码比特交织前的位置，j为编码比特交织后的位置，k为一预先设置的值，b 为子码长度。
[0062] 在本实施例中，有限个子码内的编码比特，交织前的位置i和交织后的位置j位于 相同的有限个子码内。从而，在解码时，可防止时延较大。
[0063] 在本实施例中，所述解码器24采用自适应归一化最小和算法解码。所述解码步骤 包括： S61、对校验矩阵进行行分组，其中，行重相同或相似的分为一组。
[0064] S62、根据每组的行重确定对应的自适应映射表，其中，自适应映射表为校验失败 个数或校验失败比例与归一化系统之间的对应关系，不同的行重对应不同的自适应映射 表。
[0065] S63、迭代时，确定每行校验失败个数或校验失败比例，并根据自适应映射表确定 对应行的归一化系数，并根据归一化系统进行解码。
[0066] 从而，所述解码器24通过自适应映射表可对归一化最小和算法中的归一化系统进 行修正，减少迭代过程中的计算量，并且提高了解码的效率。
[0067] W上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用W限制本发明，凡在本发明的精 神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种兼容Μπω及MISO传输的发射装置，包括： 编码器，所述编码器用于对信源产生的比特信息进行编码，得到编码比特； 交织器，所述交织器用于对编码后的编码比特进行交织，得到交织比特； 调制器，所述调制器用于对交织后的交织比特进行调制，得到星座符号;及 发送天线，所述发送天线用于将所述调制后的星座符号发送，所述发送天线的数量为 两个； 其中，所述编码器编码采用LDPC码，所述编码器用于： 确定校验矩阵Hi; 将所述校验矩阵出分为若干大小相同的子矩阵，即将码分为若干子码，这些子矩阵设置 在矩阵的对角线上，每个子矩阵具有与其他子矩阵相同的行数和列数； 对校验矩阵Hi进行截断处理，得到新的校验矩阵H2。2. 如权利要求1所述的兼容ΜΙΜΟ及MI SO传输的发射装置，其特征在于： 所述编码器还用于对校验矩阵出进行列交换，使得矩阵可逆，并形成新的校验矩阵H3。3. 如权利要求1所述的兼容ΜΙΜΟ及MI SO传输的发射装置，其特征在于： 所述交织器对编码比特交织时，满足公式： i-j| 兰k*b; 其中，i为编码比特交织前的位置，j为编码比特交织后的位置，k为一预先设置的值，b 为子码长度。4. 如权利要求1所述的兼容ΜΙΜΟ及MI SO传输的发射装置，其特征在于： 所述比特信息为单路比特信息或双路比特信息。5. -种兼容MM0及MIS0传输的发射方法，包括： 对信源产生的比特信息进行编码，得到编码比特； 对编码后的编码比特进行交织，得到交织比特； 对交织后的交织比特进行调制，得到星座符号;及 通过两个发射天线将所述调制后的星座符号发送； 其中，所述编码采用LDPC码，所述编码步骤包括： 确定校验矩阵Hi; 将所述校验矩阵出分为若干大小相同的子矩阵，即将码分为若干子码，这些子矩阵设置 在矩阵的对角线上，每个子矩阵具有与其他子矩阵相同的行数和列数； 对校验矩阵Hi进行截断处理，得到新的校验矩阵H2。6. 如权利要求5所述的兼容MM0及MI SO传输的发射方法，其特征在于，所述发射方法还 包括： 对校验矩阵H2进行列交换，使得矩阵可逆，并形成新的校验矩阵h3。7. 如权利要求5所述的兼容MM0及MIS0传输的发射方法，其特征在于： 对编码比特交织时，满足公式： i-j| 兰k*b; 其中，i为编码比特交织前的位置，j为编码比特交织后的位置，k为一预先设置的值，b 为子码长度。8. 如权利要求7所述的兼容MM0及MIS0传输的发射方法，其特征在于： 所述比特信息为单路比特信息或双路比特信息。9. 一种兼容MMO及MISO传输的接收装置，包括： 一个或两个接收天线，所述接收天线用于接收星座符号； 解调器，所述解调器用于对接收天线接收到的星座符号进行解调，得到比特软信息； 解交织器，所述解交织器用于对解调后的比特软信息进行解交织，得到解交织比特软 信息； 解码器，所述解码器用于对解交织后的解交织比特软信息进行解码，得到解码结果;及 交织器，所述交织器用于对解码结果进行交织； 其中，所述解码结果交织后传送至所述解调器来进行迭代解映射和解码，直至进行迭 代次数到达一预定次数或解码的失败率小于一预定值时，通过所述解码器输出解码结果； 其中，所述解码器用于： 对校验矩阵根据行重进行行分组，使得行重相同或相似的为一组； 根据每组的行重确定对应的自适应映射表，其中，自适应映射表为校验失败个数或校 验失败比例与归一化系统之间的对应关系，不同的行重对应不同的自适应映射表;及 迭代时，确定每行校验失败个数或校验失败比例，并根据自适应映射表确定对应行的 归一化系数，并根据归一化系数进行解码。10. -种兼容Μ頂0及MI SO传输的接收方法，包括： 通过一个或两个接收天线接收星座符号； 对接收天线接收到的星座符号进行解调，得到比特软信息； 对解调后的比特软信息进行解交织，得到解交织比特软信息； 对解交织后的解交织比特软信息进行解码，得到解码结果;及 对解码结果进行交织； 其中，所述解码结果交织后进行迭代解映射和解码，直至进行迭代次数到达一预定次 数或解码的失败率小于一预定值时，输出解码结果； 其中，所述解码步骤包括： 对校验矩阵根据行重进行行分组，使得行重相同或相似的为一组； 根据每组的行重确定对应的自适应映射表，其中，自适应映射表为校验失败个数或校 验失败比例与归一化系统之间的对应关系，不同的行重对应不同的自适应映射表;及 迭代时，确定每行校验失败个数或校验失败比例，并根据自适应映射表确定对应行的 归一化系数，并根据归一化系数进行解码。
【文档编号】H04B7/04GK105978613SQ201610419809
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年6月14日
【发明人】彭克武, 刘玥, 陈霜
【申请人】深圳清华大学研究院, 清华大学