CN101388754B

CN101388754B - 结合高阶调制的空时编码方法

Info

Publication number: CN101388754B
Application number: CN2007101541033A
Authority: CN
Inventors: 张峻峰
Original assignee: ZTE Corp
Current assignee: ZTE Corp
Priority date: 2007-09-12
Filing date: 2007-09-12
Publication date: 2012-04-18
Anticipated expiration: 2027-09-12
Also published as: CN101388754A

Abstract

本发明公开了一种结合高阶调制的空时编码方法，步骤包括：将从信源得到的符号进行分组；第一天线按组对所述符号进行发射；对所述第一天线发送的组中的部分符号进行反操作，对反操作后所述组中的符号顺序进行调整，第二天线将调整顺序的组发射。本发明通过将高阶调制与空时分组码结合，构造了一种发射容易、译码简单的发射分集方法，通过结合高阶调制的编码正交设计使系统在全分集时提供了最大的发送速率，因而没有损失传送带宽；应用编码矩阵列之间的正交性，接收端获得最佳信噪比，可以用最简单的最大似然解码算法进行解码；通过高阶调制，提高了发射分集的吞吐量。

Description

结合高阶调制的空时编码方法

技术领域

本发明涉及一种移动通信技术，具体说，涉及一种结合高阶调制的空时编码方法。

背景技术

发射分集的概念由接收分集技术引伸而来。它是为减弱信号衰落的效果，使用多个独立的天线或相关天线阵列，把发射信号的复本以空间冗余的形式提供给接收端。分集发射利用不同基站或同一基站中不同位置的天线发射信号到达移动台的不相关性，借助移动台的Rake分集接收功能，分别接收由不同天线或不同基站发出的信号再分集合并，从而提高系统性能。

空时编码(STC)是近年来移动通信领域出现的一种新的编码和信号处理技术，在发射端和接收端同时使用多个天线进行信息的发射和接收，在不同天线发射信号之间引入时域和空域相关，综合利用时域和空域二维信息，在接收端进行分集接收。空时编码将空间分集、频率分集及时间分集结合在一起，从通信系统的整体出发，提高多径衰落信道的通信质量和数量。

从降低译码复杂度出发，Alamouti提出一种利用两根发射天线的传输方法。在此基础上，Tarokh利用广义正交设计原理将其推广，提出了空时分组码(STBC)的概念。输入信息首先分成两个符号一组[C1，C2]。经过空时分组编码后，在两个符号周期内，两天线同时发射两个符号。第1周期，天线1发cl，天线2发c2；在第2周期，天线1发-c2^*，天线2发c1^*(上标^* 表示取复共轭)。编码矩阵的每一列符号同时在不同天线上发送出去，在一个天线上发送出去的星座点符号与另外任意天线上发送出去的符号是正交的。

但是，现有编码技术在发射设备上的实现较复杂，而且实现困难。

发明内容

本发明所解决的技术问题是提供一种结合高阶调制的空时编码方法，不仅发射容易，而且译码简单。

技术方案如下：

一种结合高阶调制的空时编码方法，步骤包括：

(1)将从信源得到的符号进行分组；

(2)第一天线按组对所述符号进行发射；

(3)对所述第一天线发送的组中的部分符号进行反操作，对反操作后所述组中的符号顺序进行调整，第二天线将经过调整顺序的组发射。

进一步，当调制方式是QPSK调制方式时，步骤包括：

A1、将从信源得到的符号以四个符号为一组进行分组，按照先后顺序定义组中的四个符号；

A2、第一天线按组对所述符号进行发射；

A3、对所述第一天线发送的组中的部分符号进行反操作，对反操作后所述组中的符号顺序进行调整，第二天线对经过调整顺序的组发射。

进一步，当调制方式是16-QAM调制方式时，步骤包括：

B1、将从信源得到的符号以八个符号为一组进行分组，按照先后顺序定义组中的八个符号；

B2、第一天线按组对所述符号进行发射；

B3、对所述第一天线发送的组中的部分符号进行反操作，对反操作后所述组中的符号顺序进行调整，第二天线对经过调整顺序的组发射。

进一步，当调制方式是64-QAM调制方式时，步骤包括：

C1、将从信源得到的符号以十二个符号为一组进行分组，按照先后顺序定义组中的十二个符号；

C2、第一天线按组对所述符号进行发射；

C3、对所述第一天线发送的组中的部分符号进行反操作，对反操作后所述组中的符号顺序进行调整，第二天线对经过调整顺序的组发射。

进一步，所述反操作根据所述符号的类型进行确定，当符号属于实数时，所述反操作定义为对原符号的求负数运算；当符号为0时，反操作后该符号变为1；当符号为1时，反操作后该符号变为0；当符号为不发射时，反操作后该符号为其本身。

本发明通过将高阶调制与空时分组码结合，构造了一种发射容易、译码简单的发射分集方法。通过结合高阶调制的编码正交设计，发射分集获得了三个显著特性：

一、正交设计使系统在全分集时提供了最大的发送速率，因而没有损失传送带宽。

二、应用编码矩阵列之间的正交性，接收端获得最佳信噪比，可以用最简单的最大似然解码算法进行解码。

三、通过高阶调制，提高了发射分集的吞吐量。

附图说明

图1是本发明空时分组编码方法的流程图。

具体实施方式

本发明技术方案结合高阶调制的空时分组编码方法，将正交相移键控调制(QPSK)、16-QAM、64-QAM等调制方式与经典STBC方法进行结合，从而构造出工程上可以被调制的空时编码分集发射方法。正交幅度调制(QAM)发射信号集可以用星座图方便地表示，星座图上每一个星座点对应发射信号集中的一个信号，设正交幅度调制的发射信号集大小为N，称之为N-QAM，常见的QAM形式有16-QAM、64-QAM、256-QAM等。

下面，分别以QPSK、16-QAM、64-QAM三种调制方式，对本发明作进一步描述。

参照图1所示，结合QPSK调制方式，空时分组编码方法的过程如下：

步骤S101，将从信源得到的符号以四个符号为一组进行分组，不失一般性，可以按照先后顺序定义组中的四个符号，其中一个组中的符号顺序为：S1、S2、S3、S4。

步骤S102，天线1上发射的信号是没有经过变换的符号，即S1、S2、S3、S4。

步骤S103，对经过天线1发送的组中的部分符号进行反操作，对反操作后组中的符号顺序进行调整，天线2的发送顺序不是固定的，可以随机变化。

天线2上发射的信号是经过反操作的符号，即S3的反操作、S4、S1、S2的反操作。

反操作需要根据符号的类型进行不同的操作，当符号属于实数时，反操作定义为原符号的求负数运算；当符号属于3值集合时(即符号只能取0、1、DTX)，当符号为0时，反操作后该符号变为1，当符号为1时，反操作后该符号变为0，当符号为DTX(不发射)时，反操作后该符号为其本身。

结合16-QAM调制方式，空时分组编码方法的过程包括如下步骤：

第一步，将从信源得到的符号以八个符号为一组进行分组，不失一般性，可以按照先后顺序定义组中的八个符号，其中一个组中的符号顺序为：S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7、S8。

第二步，天线1上发射的信号是没有经过变换的符号，即S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7、S8。

第三步，对经过天线1发送的组中的部分符号进行反操作，对反操作后组中的符号顺序进行调整，天线2的发送顺序不是固定的，可以随机变化。

天线2上发射的信号是经过变换的符号，即发射S5的反操作、S6、S7、S8、S1、S2的反操作、S3、S4。

结合64-QAM调制方式，空时分组编码方法过程如下：

第一步，将从信源得到的符号以十二个符号为一组进行分组，不失一般性，可以按照先后顺序定义组中十二个符号，其中一个组中的符号顺序为：S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7、S8、S9、S10、S11、S12。

第二步，天线1上发射的信号是没有经过变换的符号，即S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7、S8、S9、S10、S11、S12。

天线2上发射的信号是经过变换的符号，即发射S7的反操作、S8、S9、S10、S11、S12、S1、S2的反操作、S3、S4、S5、S6。

Claims

1.一种结合高阶调制的空时编码方法，步骤包括：

(1)将从信源得到的符号进行分组；

(2)第一天线按组对所述符号进行发射；

(3)对所述第一天线发送的组中的部分符号进行反操作，对反操作后所述组中的符号顺序进行调整，第二天线将经过调整顺序的组发射；

所述反操作根据所述符号的类型进行确定，当符号属于实数时，所述反操作定义为对原符号的求负数运算；当符号属于3值集合，即符号只能取0、1、不发射DTX的情况下，当符号为0时，反操作后该符号变为1；当符号为1时，反操作后该符号变为0；当符号为不发射DTX时，反操作后该符号为其本身。

2.根据权利要求1所述的结合高阶调制的空时编码方法，其特征在于，当调制方式是QPSK调制方式时，步骤包括：

A2、第一天线按组对所述符号进行发射；

3.根据权利要求1所述的结合高阶调制的空时编码方法，其特征在于，当调制方式是16-QAM调制方式时，步骤包括：

B2、第一天线按组对所述符号进行发射；

4.根据权利要求1所述的结合高阶调制的空时编码方法，其特征在于，当调制方式是64-QAM调制方式时，步骤包括：

C2、第一天线按组对所述符号进行发射；