CN101483463A - 一种基于多分集的数据发送方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种基于多分集的数据发送方法，包括：发射机预先设定在一个或多个分集上发送调制模式；将待发送的数据比特根据使用的星座图或选择合适的星座图，依据预先设定的调制模式进行动态调整后再映射或直接映射，使发送的星座符号符合预先设定的调制模式要求。本发明实施例还提供一种数据发送设备，能获得误帧率和误比特增益，同时也提高系统的信道容量和频谱利用效率。

Description

一种基于多分集的数据发送方法及装置

技术领域

本发明涉及移动通信技术领域，具体地涉及一种动态的数据分集发送技术。

背景技术

3G(the 3rd Generation Mobile Communication，第三代移动通信系统)以及未来的4G(the 4th Generation Mobile Communication，第四代移动通信系统)系统在高速率数据传输的同时，对可靠性的要求也显著提高，尤其是在恶劣的自然环境下，也要求满足较高的数据传输可靠性。而分集技术是提高系统性能的一种有效方式，分集技术是指一组数据在发射端的至少两个发射分集上分别发射，在接收端对至少两个发射分集上分别发射的数据符号进行接收合并。

目前已有多种发射分集方式，包括：时间分集，小区分集，极化分集，频率分集，空间分集，码分集，中继(Relay)分集等。具体的：时间分集，是指在不同的时刻发射同样的数据符号或其适当的组合；小区分集，是指在不同的小区发射同样的数据符号或其适当的组合；极化分集，是指在同一天线的不同极化方向上发射同样的数据符号或其适当的组合；频率分集，是指在不同的频段发射同样的数据符号或其适当的组合；空间分集，是指在不同的天线上发射同样的数据符号或其适当的组合；码分集，是指采用不同的扩频码调制发射同样的数据符号或其适当的组合；中继分集，是指在不同的RS(Relay Station，中继基站)之间或者RS与BS(Base Station，基站)之间发射不同的数据符号或者其适当的组合等。

目前在专利200710163265.3“接收合并方法、系统及设备”和专利200710171667.8“数据重传/转发/处理方法及装置”中提出了一种新的基于干扰消除技术的分集发送合并方式。在这些发明中，将待传输的高阶调制的符号分解成多个低阶调制符号的组合，如图6所示，一个高阶调制如16QAM调制的符号可以分解成两个低阶调制符号如QPSK的组合，在不同分集上发送的高阶调制符号是这些低阶调制符号采用不同形式进行组合得到的结果，对这些不同分集上得到的符号采用迫零Zero-forcing，线性最小均方误差L-MMSE，串行干扰消除SIC，并行干扰消除PIC等技术进行处理后可以有效地提高系统接收的性能。

但上述专利中提到的方案能够有效工作的前提是一个高阶调制的符号能够合理地拆分成2个或者多个低阶调制符号的组合。实际应用中，星座映射绝大多数基于Gray码星座图，参见如图2，3所示的16QAM、64QAM调制的星座图。这些星座图的特点是由于星座点不同，映射规则也不同。如果还按照上面提供的方式进行传输，由于星座点的不同，同样的组合顺序传输后得到的符号组合是不同的，接收端不知道确切的传输矩阵，因此无法采用现有技术中的干扰消除方案进行合适的处理来提高接收性能。

发明内容

本发明实施例要解决的技术问题是提供一种基于各种星座图(包括Gray码星座图和非Gray码的星座图)的数据传输方法及数据发送、接收装置。

本发明实施例提供一种基于多分集的数据发送方法，包括：

发射机预先设定在一个或多个分集上发送调制模式；

将待发送的数据比特根据使用的星座图或选择合适的星座图，依据所述预先设定的调制模式进行动态调整后再映射或直接映射，使发送的星座符号符合预先设定的调制模式要求；

发送所述映射后的数据。

本发明实施例还提供另一种基于多分集的数据发送方法，包括：

发射机预先设定在一个或多个分集上的发送调制模式；

将待发送的数据比特分为I、Q两路，对I、Q两路的比特数据分别进行BPSK调制，分别对I、Q两路BPSK调制后的数据按照预先设定的调制模式进行组合，并且合并I、Q两路的调制数据；

发送所述合并后的调制数据。

本发明实施例提供一种数据发送设备，包括：

编码单元，用于对一组数据比特进行编码操作获得编码后数据比特；

调制模式设定单元，用于预先设定在一个或多个分集发送数据的调制模式；

调制单元，用于将编码单元输出的所述编码后数据比特，按照调制模式设定单元设定的调制模式，根据使用的星座图或选择合适的星座图，进行动态调整后映射或直接映射，得到调制后的数据符号；

发射单元，用于发送调制后的数据符号。

本发明实施例还提供另一种数据发送设备，包括编码单元、调制模式设定单元、比特流分离单元、调制单元、发射单元；其中：

编码单元，用于对一组数据比特进行编码获得编码后数据比特；

调制模式设定单元，用于预先设定在一个或多个分集发送数据的调制模式；

比特流分离单元，用于将编码后数据比特分为I、Q两路；

调制单元，用于将I、Q两路的比特数据分别按照预先设定的调制模式进行调制；

发射单元，用于发送调制后的数据符号。

通过本发明中的基于多分集的数据传输，并在接收端采用干扰消除技术进行合适的处理，可以获得误帧率和误比特增益，同时也提高系统信道的容量和频谱利用效率。

附图说明

图1为现有技术中HARQ传输合并方案示图；

图2为现有技术中16QAM下基于Gray码的星座图

图3为现有技术中64QAM下基于Gray码的星座图

图4为现有技术中16QAM下基于非Gray码的星座图

图5为现有技术中64QAM下基于非Gray码的星座图

图6为现有技术中基于非Gray码的星座图下两个QPSK组合为16QAM过程示意图

图7为本发明实施例一中特定的星座图1

图8为本发明实施例二中特定的星座图2

图9为基于Gray码的4PAM星座图

图10为基于Gray码的8PAM星座图

图11为本发明实施例八的设备框图

图12为本发明实施例九的设备框图

具体实施方式

数据重传可以基于多个分集传输，本发明实施例以时间分集为例进行介绍。

本发明实施例一提供16QAM情形下一种数据重传方法，假定要传输的比特序列为b₁b₃b₀b₂，其中b₁b₃映射成的QPSK符号为x，b₀b₂映射到的QPSK符号为y，发射机预先指定的调制模式要求在第一个分集上传输的符号为αx+βy，第二个分集上传输的符号为-βx+αy，其中α，β为调制因子。调制模式包括对调制的信息比特、符号或调制因子进行加、减、乘、除、置换、取共轭等。本实施例中第一次传输的星座符号经过动态调整后是基于非Gray码星座，基于，Gray码的星座图参见图2，基于非Gray码的星座图参见图4，具体实现方式如下：

假设第一个分集传输的星座点在Gray码星座图下比特序列b₁b₃b₀b₂为0001，而0001在基于非Gray码星座图中的符号表达式为

在基于Gray码的星座图中对应的比特序列为0010，于是在第一个分集发送时，调整发送比特序列为0010，这样就实现了进行调整后0010映射的星座符号跟0001按照目标星座图(非基于Gray码的星座图)进行映射得到的星座符号相同。在基于Gray的星座图中，其带有调制因子的表示式写为：

其中 $\mathrm{\α}=\frac{2\sqrt{2}}{\sqrt{10}},$ $\mathrm{\β}=\frac{\sqrt{2}}{\sqrt{10}}.$

在第二个分集传输时，调整比特顺序，使第二个分集上传输的符号与第一个分集上传输的符号满足预先设定的调制模式，即第二个分集上应传输 $\mathrm{\β}(-1-j)/\sqrt{2}+\mathrm{\α}(-1+j)/\sqrt{2},$ 这个星座符号在基于Gray码的星座图中对应的数据比特为0101，故调整第二个分集上的传输符号为0101。

同样的方法，对于第一个分集，可以将其它所有待传输的比特组合序列进行动态调整，对待传输的数据比特进行的动态调整包括交换比特的顺序、对比特值取反、取正负号等处理，调整后的比特按照基于Gray码的星座图映射后发送出去，进行调整后映射的星座符号跟按照目标星座图(非基于Gray码的星座图)进行映射得到的星座符号相同并发送，在第二个或更多个分集上传送对应数据比特时，将待传输的比特按与上述对第二个或更多个分集相同的处理方法进行动态调整，并按照基于Gray码的星座图映射发送，使在多个分集上传输的星座符号符合预先指定的调制模式。具体的传输比特序列可用表格表示，如下表格1：

实施例一中的另几种可选的实现方法如下：

可选实现方法一：

第一个分集直接按照上表第2列中第一个分集映射关系所得到的特定星座图，即前面提到的目标星座图进行映射；此特定星座图即为如图4所示的现有技术中基于非Gray码的星座图；

第二个分集，按照上述的比特调整加基于Gray码的星座图实现。

可选方法二：

第一个分集，按照上述的比特调整加基于Gray码的星座图实现；

第二个分集，按照上表第4列中第二个分集的映射关系得到的特定的星座图进行映射得到所需要传输的符号；其中由第4列中的映射关系得到的星座图如图7所示。

可选方法三：

第一个分集直接按照上表第2列中第一个分集映射关系所得到的特定星座图进行映射；

第二个分集，按照上表第4列中第二个分集的映射关系得到的特定的星座图进行映射得到所需要传输的符号。

另外如果采用根据所需要的星座图直接映射，由于特定的星座图是根据预先设定的调制模式αx+βy或者-βx+αy生成的，如果要求的调制模式(如βx-αy等)跟其不同，可以对要传输的比特进行适当转换后再根据现有的特定星座图进行映射。例如，现有的特定星座图是根据αx+βy的规则生成的，要求生成的传输模式为βx-αy，则对要传输比特b₁b₃b₀b₂进行适当的转换处理为

然后将处理后的数据比特按现有的特定星座图映射。又例如要求生成的传输模式为βx+αy，则对要传输比特b₁b₃b₀b₂进行适当的转换处理为b₀b₂b₁b₃。如要求生成的传输模式为-αx+βy，则对要传输比特b₁b₃b₀b₂进行适当的转换处理为 $\stackrel{\‾}{b_1{b}_3}{b}_0{b}_2,$ 等等

采用根据所需要的星座图直接映射时，也可以根据预先设定的各种调制模式(如αx+βy或-βx+αy或βx-αy或-αx+βy等等)下的映射关系，生成对应的特定星座图，并将待传输的数据比特直接按这些特定星座图映射发送。

在此种方案下，接收机按照第一个分集上采用的特定星座图(或前面提到的目标星座图)进行解调。

本发明实施例二提供16QAM情形下一种多分集数据发送方法，第一个分集发送时不需要进行动态调整，直接根据基于Gray码星座图进行映射和发送，第二个分集发送时根据预先指定的调制模式对要传输的比特进行动态调整后再根据基于Gray码星座图映射和发送，具体如下：

假定要传输的比特序列为b₁b₃b₀b₂，其中b₁b₃映射成的QPSK符号为x，b₀b₂映射到的QPSK符号为y，预先指定的调制模式要求在第一个分集上发送的符号为αx+βy，第二个分集上传输的符号为-βx+αy，其中α，β为调制因子。

以第二象限中的星座点b₁b₃b₀b₂＝0101为例，则第一个分集直接发送基于Gray码星座图下该星座点对应的比特序列0101。0101对应的星座点在基于Gray码星座图中为

可以表示为 $\mathrm{\αx}+\mathrm{\βy}=\mathrm{\α}(-1+i)/\sqrt{2}+\mathrm{\β}(-1-i)/\sqrt{2},$ 其中 $\mathrm{\α}=\frac{2\sqrt{2}}{\sqrt{10}},$ $\mathrm{\β}=\frac{\sqrt{2}}{\sqrt{10}}.$ 相应地， $-\mathrm{\βx}+\mathrm{\αy}=\mathrm{\β}(1-i)/\sqrt{2}+\mathrm{\α}(-1-i)/\sqrt{2}$ 为第二个分集上发送的包含调制因子的星座点表示式。此位置在基于Gray码星座图下对应的比特序列为1110，故调整第二个分集上的发送比特序列为1110，然后基于Gray码星座图映射发送。

同样的方法，可以得到其他所有待发送的比特组合序列在第二个分集上的实际发送比特序列，具体见如下表二：

同样的，第二个实施例中，第二次传输时也可以根据所需要的调制模式，选择合适的特定星座图进行直接映射，如要求采用-βx+αy时，所对应的星座图是根据上表中的第4列的映射关系生成的，此时生成的特定星座图如图8所示。

同样的，如果采用根据所需要的特定星座图直接映射时，由于特定的星座图是根据αx+βy或者-βx+αy生成的，如果要求的调制模式跟其不同，可以对要传输的比特进行适当转换后再根据现有的星座图进行映射。比如星座图是根据αx+βy的规则生成的，要求生成的传输模式为βx-αy，则对要传输比特b₁b₃b₀b₂进行适当的转换处理为

如要求生成的传输模式为βx+αy，则对要传输比特b₁b₃b₀b₂进行适当的转换处理为b₀b₂b₁b₃。如要求生成的传输模式为-αx+βy，则对要传输比特b₁b₃b₀b₂进行适当的转换处理为

等等。

用根据所需要的特定星座图直接映射时，也可以根据预先设定的各种调制模式(如αx+βy或-βx+αy或βx-αy或-αx+βy等等)下的映射关系，生成对应的特定星座图，并将代传输的数据比特直接按这些特定星座图映射发送。

对于64QAM的情形，转换方法类似，只是调制阶数，调制因子增加为三层。

本发明实施例三提供64QAM的情形下，第一个分集基于比特调整加基于Gray码星座图映射，使第一个分集上经调整后的比特序列按Gray码星座图映射得到的星座符号与原始序列按照目标星座图(非基于Gray码的星座图)进行映射得到的星座符号相同，第二个分集基于比特调整加基于Gray码星座图映射，第三个分集基于比特调整加基于Gray码星座图映射，第二，三个分集上经比特调整，星座映射后，每个分集上的发送数据满足预先设定的调制模式。原理与16QAM一致：

假设第一个分集上传输的星座点在Gray码星座图下比特序列b₂b₅b₁b₄b₀b₃为000001，000001在目标星座图(非Gray码星座图)中的星座点在Gray码星座图中对应的星座点的比特序列为001110，则第一次实际发送的比特序列为001110，将001101对应的星座点表示式为αx+βy+γz。确定第二个分集传输时包含调制因子的星座点表示式为-γx+αy+βz，第三个分集传输时包含调制因子的星座点表示式为-βx-γy+αz。

第二个分集上，根据上述确定的星座点表示式-γx+αy+βz，确定此位置在Gray码星座图下对应的比特序列为000110，则第二次实际传输的比特序列为001001。

第三次传输，根据上述确定的星座点表示式-γx+αy+βz，确定此位置在Gray码星座图下对应的比特序列为010111，则第二次实际传输的比特序列为010111。

同样的方法，可以得到所有其他比特组合序列在三个分集上的传输方式。具体的表格见如下表格三：

同样的，第一个分集上的比特序列也可以直接特定的星座图(也即前面提到的目标星座图)直接映射发送，第二，三个分集上的比特序列按照由第二，三个分集上的映射关系得到的特定星座图映射后发送。多个分集上，也可以采用类似16QAM情形下，比特调整加基于Gray星座图映射，按特定星座图直接映射的各种组合来完成多个分集的发送。

其他调制模式下的比特调整后映射，特定星座图获得也同16QAM情形，不再列举。

本发明实施例四提供64QAM的情形下，第一个分集上按照基于Gray码星座图映射并发送，后续分集上经比特调整后，按照基于Gray码星座图映射并发送，具体如下：

假设第一个分集上的发送比特序列b₂b₅b₁b₀b₄b₃为000001，第一次实际发送的比特序列仍为000001，000001在基于Gray码星座图中对应的星座点表示式为αx+βy+γz。，第二个分集上包含调制因子的星座点表示式为-γx+αy+βz，第三个分集上包含调制因子的星座点表示式为-βx-γy+αz。

第二个分集，根据上述确定的星座点表示式-γx+αy+βz，该星座点在Gray码星座图下对应的比特序列为110101，则在第二个分集上将发送比特序列调整为110101后，按Gray码星座图映射后发送。

第二个分集，根据上述确定的星座点表示式-γx+αy+βz，该星座点在Gray码星座图下对应的比特序列为010100，则在第二个分集上将发送比特序列调整为010100后，按Gray码星座图映射后发送。

同样的方法，可得出其他所有待发送的比特组合序列在多个分集上的发送模式。具体方式见如下表格四：

同样的，第二，三个分集上的比特序列可以按照由第二，三个分集上的映射关系得到的特定星座图映射后发送。多个分集上，也可以采用类似16QAM情形下，比特调整加基于Gray星座图映射，按特定星座图直接映射的各种组合来完成多个分集的发送。

其他调制模式下的比特调整后映射，特定星座图获得也同于16QAM情形，在此不再列举。

本发明实施例五提供了基于Gray码星座图映射时，16QAM情形下一种多分集数据发送方法。

以基于Gray码的16QAM星座图为例(如图2)，Gray码调制的特点是相邻2个星座点的编码至少有1个比特相同。不失一般性，我们可以将第一个分集上发送的信号分解为I路和Q路单独处理。图9是基于Gray码的4PAM(幅度相位调制)星座图，也就是16QAM的I路或Q路。

假定调制后的16QAM符号的I路由b₀b₁决定，其中映射关系满足公式：

$b_0=\left\{\begin{array}{c}0\→x_1=1\\ 1\→x_1=-1\end{array}\right.$

$b_1=\left\{\begin{array}{c}0\→x_2=1\\ 1\→x_2=-1\end{array}\right.$

令调制后的4PAM符号(16QAM的I路信号)可以表示成如下形式：

$x^{\left(1\right)}={\mathrm{\α}}_1^{\left(1\right)}{x}_1-{\mathrm{\α}}_2^{\left(1\right)}{x}_1{x}_2$

同样的，假定调制后的16QAM符号的Q路由b₂b₃决定，其中映射关系满足公式：

$b_2=\left\{\begin{array}{c}0\→y_1=1\\ 1\→y_1=-1\end{array}\right.$ 　 $b_3=\left\{\begin{array}{c}0\→y_2=1\\ 1\→y_2=-1\end{array}\right.$

令调制后的4PAM符号(16QAM的I路信号)可以表示成如下形式：

$y^{\left(1\right)}={\mathrm{\β}}_1^{\left(1\right)}{y}_1-{\mathrm{\β}}_2^{\left(1\right)}{y}_1{y}_2$

则第一个分集上调制后的符号可以表示为s⁽¹⁾＝x⁽¹⁾+j*y⁽¹⁾，其中j表示虚部。

以错误！未找到引用源。中的标准的基于Gray码的16QAM星座图为例， ${\mathrm{\α}}_1^{\left(1\right)}={\mathrm{\β}}_1^{\left(1\right)}=\frac{\sqrt{8}}{\sqrt{10}},$ ${\mathrm{\α}}_2^{\left(1\right)}={\mathrm{\β}}_2^{\left(1\right)}=\frac{\sqrt{2}}{\sqrt{10}}.$

在第二个分集上发送的信号根据预先确定的原则可以表示为如下形式：

s⁽²⁾＝x⁽²⁾+j*y⁽²⁾

其中 $x^{\left(2\right)}={\mathrm{\α}}_1^{\left(2\right)}{x}_1-{\mathrm{\α}}_2^{\left(2\right)}{x}_1{x}_2$ $y^{\left(2\right)}={\mathrm{\β}}_1^{\left(2\right)}{y}_1-{\mathrm{\β}}_2^{\left(2\right)}{y}_1{y}_2$

其中

可以根据不同的原则来选取，选取原则与上面提到的几个专利中的选取原则相同。

这样，在第一个分集和第二个分集上接收的信号可以表示为

r₁＝h₁s⁽¹⁾+n₁

r₂＝h₂s⁽²⁾+n₂

将上面接收到的信号分别分解为I路和Q路进行处理即可。

以I路为例，接收到的信号可以表示成如下形式：

$\left[\begin{array}{c}{r}_1^I\\ r_2^I\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cc}{h}_1& 0\\ 0& h_2\end{array}\right]\left[\begin{array}{cc}{\mathrm{\α}}_1^{\left(1\right)}& -{\mathrm{\α}}_2^{\left(1\right)}\\ {\mathrm{\α}}_1^{\left(2\right)}& {-\mathrm{\α}}_2^{\left(2\right)}\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{x}_1\\ x_1{x}_2\end{array}\right]+\left[\begin{array}{c}{n}_1^I\\ n_2^I\end{array}\right]=H\left[\begin{array}{c}{x}_1\\ x_1{x}_2\end{array}\right]+\left[\begin{array}{c}{n}_1^I\\ n_2^I\end{array}\right]$

其中： $H=\left[\begin{array}{cc}{h}_1& 0\\ 0& h_2\end{array}\right]\left[\begin{array}{cc}{\mathrm{\α}}_1^{\left(1\right)}& -{\mathrm{\α}}_2^{\left(1\right)}\\ {\mathrm{\α}}_1^{\left(2\right)}& {-\mathrm{\α}}_2^{\left(2\right)}\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{x}_1\\ x_1{x}_2\end{array}\right]$ 为虚拟的接收距阵，对上式采用L-MMSE/ZF/SIC/PIC等方法进行处理即可得到x₁和x₁x₂的估值，进一步的根据x₁和x₁x₂的估值得到x₂的估值。

其中hi表示第i次传输时的信道相应，(·)^I表示去实部，n_i表示噪声。

举例而言，当不同分集上发送的信号采用星座重组的处理时，可以取如下的优化值：

${\mathrm{\α}}_1^{\left(1\right)}={\mathrm{\β}}_1^{\left(1\right)}=\frac{\sqrt{8}}{\sqrt{10}},$   ${\mathrm{\α}}_2^{\left(1\right)}={\mathrm{\β}}_2^{\left(1\right)}=\frac{\sqrt{2}}{\sqrt{10}}$

${\mathrm{\α}}_1^{\left(2\right)}={\mathrm{\β}}_1^{\left(2\right)}=-\frac{\sqrt{2}}{\sqrt{10}},$   ${\mathrm{\α}}_2^{\left(2\right)}={\mathrm{\β}}_2^{\left(2\right)}=\frac{\sqrt{8}}{\sqrt{10}}$

或者

${\mathrm{\α}}_1^{\left(2\right)}={\mathrm{\β}}_1^{\left(2\right)}=\frac{\sqrt{2}}{\sqrt{10}},$   ${\mathrm{\α}}_2^{\left(2\right)}={\mathrm{\β}}_2^{\left(2\right)}=-\frac{\sqrt{8}}{\sqrt{10}}$

当不同分集上发送的信号采用层次调制处理时，可以取如下的优化值：

${\mathrm{\α}}_1^{\left(1\right)}={\mathrm{\β}}_1^{\left(1\right)}=\frac{\sqrt{8}}{\sqrt{10}},$   ${\mathrm{\α}}_2^{\left(1\right)}={\mathrm{\β}}_2^{\left(1\right)}=\frac{\sqrt{2}}{\sqrt{10}}$

${\mathrm{\α}}_1^{\left(2\right)}={\mathrm{\β}}_1^{\left(2\right)}=-\frac{\sqrt{8}}{\sqrt{10}},$   ${\mathrm{\α}}_2^{\left(2\right)}={\mathrm{\β}}_2^{\left(2\right)}=\frac{\sqrt{2}}{\sqrt{10}}$

或者

${\mathrm{\α}}_1^{\left(2\right)}={\mathrm{\β}}_1^{\left(2\right)}=\frac{\sqrt{8}}{\sqrt{10}},$   ${\mathrm{\α}}_2^{\left(2\right)}={\mathrm{\β}}_2^{\left(2\right)}=-\frac{\sqrt{2}}{\sqrt{10}}$

本发明实施例六提供了基于Gray码星座图映射时，64QAM情形下一种多分集数据发送方法。

对于基于Gray码的64QAM星座图也可以采用同实施例五的处理。可以将第一个分集上发送的信号分解为I路和Q路单独处理。图10是基于Gray码的8PAM星座图，也就是64QAM的I路或Q路。

假定调制后的64QAM符号的I路由b₀b₁b₂决定，其中映射关系满足公式：

$b_3=\left\{\begin{array}{c}0\→x_1=1\\ 1\→x_1=-1\end{array}\right.$   $b_4=\left\{\begin{array}{c}0\→x_2=1\\ 1\→x_2=-1\end{array}\right.$   $b_5=\left\{\begin{array}{c}0\→x_3=1\\ 1\→x_3=-1\end{array}\right.$

令调制后的8PAM符号可以表示成如下形式：

$x^{\left(1\right)}={\mathrm{\α}}_1^{\left(1\right)}{x}_1-{\mathrm{\α}}_2^{\left(1\right)}{x}_1{x}_2+{\mathrm{\α}}_3^{\left(1\right)}{x}_1{x}_2{x}_3$

同样的，假定调制后的64QAM符号的b₃b₄b₅Q路由决定，其中映射关系满足公式：

$b_0=\left\{\begin{array}{c}0\→y_1=1\\ 1\→y_1=-1\end{array}\right.$   $b_1=\left\{\begin{array}{c}0\→y_2=1\\ 1\→y_2=-1\end{array}\right.$   $b_2=\left\{\begin{array}{c}0\→y_3=1\\ 1\→y_3=-1\end{array}\right.$

令调制后的8PAM符号可以表示成如下形式：

$x^{\left(1\right)}={\mathrm{\β}}_1^{\left(1\right)}{y}_1-{\mathrm{\β}}_2^{\left(1\right)}{y}_1{y}_2+{\mathrm{\β}}_3^{\left(1\right)}{y}_1{y}_2{y}_3$

则第一个分集上调制后的符号可以表示为s⁽¹⁾＝x⁽¹⁾+j*y⁽¹⁾，其中j表示虚部。

以错误！未找到引用源。中的标准的基于Gray码的64QAM星座图为例，

${\mathrm{\α}}_1^{\left(1\right)}={\mathrm{\β}}_1^{\left(1\right)}=\frac{\sqrt{16}}{\sqrt{42}},$   ${\mathrm{\α}}_2^{\left(1\right)}={\mathrm{\β}}_2^{\left(1\right)}=\frac{\sqrt{4}}{\sqrt{42}}.$   ${\mathrm{\α}}_3^{\left(1\right)}={\mathrm{\β}}_3^{\left(1\right)}=\frac{1}{\sqrt{42}}$

在第二个分集上发送的信号根据事先确定的原则可以表示为如下形式：

s⁽²⁾＝x⁽²⁾+j*y⁽²⁾

其中 $x^{\left(2\right)}={\mathrm{\α}}_1^{\left(2\right)}{x}_1-{\mathrm{\α}}_2^{\left(2\right)}{x}_1{x}_2+{\mathrm{\α}}_3^{\left(2\right)}{x}_1{x}_2{x}_3,$   $y^{\left(2\right)}={\mathrm{\β}}_1^{\left(2\right)}{y}_1-{\mathrm{\β}}_2^{\left(2\right)}{y}_1{y}_2+{\mathrm{\β}}_3^{\left(2\right)}{y}_1{y}_2{y}_3$

其中

可以根据不同的原则来选取，选取原则与上面提到的几个专利中的选取原则相同。

在64QAM处理时，根据合并的信号是来自二个分集还是三个分集上，可以采用不同的处理方法。以二个分集上接收到的信号为例，在第一个分集和第二个分集上接收的信号可以表示为

r₁＝h₁s⁽¹⁾+n₁

r₂＝h₂s⁽²⁾+n₂

将上面接收到的信号分别分解为I路和Q路进行处理即可。

以I路为例，接收到的信号可以表示成如下形式：

$\left[\begin{array}{c}{r}_1^I\\ r_2^I\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cc}{h}_1& 0\\ 0& h_2\end{array}\right]\left[\begin{array}{ccc}{\mathrm{\α}}_1^{\left(1\right)}& -{\mathrm{\α}}_2^{\left(1\right)}& {\mathrm{\α}}_3^{\left(1\right)}\\ {\mathrm{\α}}_1^{\left(2\right)}& {-\mathrm{\α}}_2^{\left(2\right)}& {\mathrm{\α}}_3^{\left(2\right)}\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{x}_1\\ x_1{x}_2\\ x_1{x}_2{x}_3\end{array}\right]+\left[\begin{array}{c}{n}_1^I\\ n_2^I\end{array}\right]=H\left[\begin{array}{c}{x}_1\\ x_1{x}_2\\ x_1{x}_2{x}_3\end{array}\right]+\left[\begin{array}{c}{n}_1^I\\ n_2^I\end{array}\right]$

其中： $H=\left[\begin{array}{cc}{h}_1& 0\\ 0& h_2\end{array}\right]\left[\begin{array}{cc}{\mathrm{\α}}_1^{\left(1\right)}& -{\mathrm{\α}}_2^{\left(1\right)}\\ {\mathrm{\α}}_1^{\left(2\right)}& {-\mathrm{\α}}_2^{\left(2\right)}\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}x\\ \mathrm{xy}\end{array}\right]$ 为虚拟的接收距阵，对上式采用L-MMSE/ZF/SIC/PIC等方法进行处理即可

本发明实施例七提供了基于Gray码星座图映射时，多阶调制下的一种多分集数据发送方法的一般实现方式。

类似以上的设计，当调制阶数M大于等于2时，具体处理的基本步骤如下：

(1)多个分集上重复发送的比特为b₁ L b_N，其中b₁ L b_N/2映射到I路，b_N/2+1 L b_N映射到Q路；

(2)对b₁ L b_N/2分别作BPSK调制，其中b_i＝0映射到1，b_i＝1映射到-1，映射后的符号用x_i表示；

(3)同样对b_N/2+1 L b_N分别作BPSK调制，其中b_i＝0映射到1，b_i＝1映射到-1，映射后的符号用y_i表示；

(4)预先确定在2个分集上发送的组合方式，如

和 $({\mathrm{\β}}_1^{\left(1\right)},L,{\mathrm{\β}}_{N/2}^{\left(1\right)}),({\mathrm{\β}}_1^{\left(2\right)},L,{\mathrm{\β}}_{N/2}^{\left(2\right)});$

(5)第1个分集上发送的信号为

$\left(\underset{n=0}{\overset{N/2-1}{\mathrm{\Σ}}}{(-1)}^n{\mathrm{\α}}_{n+1}^{\left(1\right)}\underset{m=0}{\overset{n}{\mathrm{\Π}}}{x}_{m+1}\right)+j\left(\underset{n=0}{\overset{N/2-1}{\mathrm{\Σ}}}{(-1)}^n{\mathrm{\β}}_{n+1}^{\left(1\right)}\underset{m=0}{\overset{n}{\mathrm{\Π}}}{y}_{m+1}\right)$ (这样生成的信号满足Gray码映射)；

(6)第2个分集上发送的信号为

$\left(\underset{n=0}{\overset{N/2-1}{\mathrm{\Σ}}}{(-1)}^n{\mathrm{\α}}_{n+1}^{\left(2\right)}\underset{m=0}{\overset{n}{\mathrm{\Π}}}{x}_{m+1}\right)+j\left(\underset{n=0}{\overset{N/2-1}{\mathrm{\Σ}}}{(-1)}^n{\mathrm{\β}}_{n+1}^{\left(2\right)}\underset{m=0}{\overset{n}{\mathrm{\Π}}}{y}_{m+1}\right)$

(7)合并时可以分I路和Q路分别合并，也可以按照以前方案中拆解成多个高阶调制符号方式合并。

其中第(2)步、(3)步和第(4)步同样也可以采用将要传输的比特按照第(4)步中的原则生成的星座图进行映射的方式实现。

同样，第(2)步、(3)步和第(5)步同样也可以采用将要传输的比特按照第(5)步中的原则生成的星座图进行映射的方式实现。

本发明实施例八提供一种基于上述方法的数据发送设备，参见图11，包括编码单元、调制模式设定单元、调制单元、发射单元。其中：

编码单元，用于对一组数据比特进行编码操作获得编码后数据比特；

调制模式设定单元，用于预先设定在一个或多个分集发送数据的调制模式；

调制单元，用于将编码单元输出的所述编码后数据比特，按照调制模式设定单元设定的调制模式，根据使用的星座图或选择合适的星座图，进行动态调整后映射或直接映射，得到调制后的数据符号；

发射单元，用于发送调制后的数据符号。

发射单元进行至少两个分集数据发送，调制模式确定单元预先确定的调制模式包括对调制的信息比特、符号或调制因子进行加、减、乘、除、置换、共轭等各种处理。

本发明实施例九提供一种基于上述方法的数据发送设备，参加图12，包括编码单元、调制模式设定单元、比特流分离单元、调制单元、发射单元。其中：

编码单元，用于对一组数据比特进行编码操作获得编码后数据比特；

调制模式设定单元，用于预先设定在一个或多个分集发送数据的调制模式；

比特流分离单元，用于将编码后数据比特分为I、Q两路；

调制单元，用于将I、Q两路的比特数据分别作BPSK调制，并按照预先设定的调制模式进行调制组合；

发射单元，发送调制后的数据符号。

发射单元进行至少两个分集数据发送，调制模式确定单元预先确定的调制模式包括对调制的信息比特、符号或调制因子进行加、减、乘、除、置换、共轭等各种处理。

通过本发明中的基于多分集的数据发送方法和设备，基于Gray码的星座重组能进行合适的处理，从而获得较低误帧率和误比特增益，同时也提高系统信道的容量和频谱利用效率。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (13)

1、一种基于多分集的数据发送方法，其特征在于，包括：

发射机预先设定在一个或多个分集上的发送调制模式；

将待发送的数据比特根据使用的星座图或选择合适的星座图，依据所述预先设定的调制模式进行动态调整后再映射或直接映射，使发送的星座符号符合预先设定的调制模式要求；

发送所述映射后的数据。

2、根据权利要求1所述的数据发送方法，其特征在于，包括：

在一个分集上，发射机将待传输的比特按照基于Gray码的星座图进行调制后发送出去；

在另外一个或多个发射分集上发送相同的数据比特时，将待传输的比特进行动态调整，使在多个分集上按照基于Gray码的星座图映射后得到的星座符合预先指定的调制模式。

3、根据权利要求1所述的数据发送方法，其特征在于，包括：

在一个分集上，发射机将待传输的比特按照基于Gray码的星座图进行调制后发送出去；

在另外一个或多个发射分集上根据所需要的调制模式，选择合适的星座图映射后再发送出去。

4、根据权利要求1所述的数据发送方法，其特征在于，包括：

在一个分集上发送数据时，发射机将待传输的比特进行动态调整，使调整后的比特按照基于Gray码的星座图映射后的星座符号跟未经调整的比特按照选择的合适的星座图进行映射得到的星座符号相同，调整后的比特按照基于Gray码的星座图映射后发送出去；或者直接根据目标星座图进行映射后发送；

在另外一个或多个分集上发送相同的数据比特时，将待传输的比特进行动态调整，使在多个分集上传输的星座符号符合预先指定的调制模式；或者根据所需要的调制模式，选择合适的星座图映射后再发送。

5、根据权利要求1、2、3、4中任一项所述分集发送方法，其特征在于，所述调制模式包括对调制的信息比特、符号或调制因子进行加、减、乘、除、置换、取共轭。

6、根据权利要求1所述的数据发送方法，其特征在于，对待传输的数据比特进行的动态调整包括交换比特的顺序、对比特值取反、取正负号。

7、一种基于多分集的数据发送方法，其特征在于，包括：

发射机预先设定在一个或多个分集上的发送调制模式；

将待发送的数据比特分为I、Q两路，对I、Q两路的比特数据分别进行BPSK调制，分别对I、Q两路BPSK调制后的数据按照预先设定的调制模式进行组合，并且合并I、Q两路的调制数据；

发送所述合并后的调制数据。

8、根据权利要求7所述的数据发送方法，其特征在于，将所有待发送的数据比特分别分为I、Q两路，对I、Q两路的比特数据分别进行BPSK调制，分别对I、Q两路BPSK调制后的数据按照预先设定的调制模式进行组合，并且合并I、Q两路的调制数据，生成星座图；将待发送的数据比特按所述生成的星座图进行映射并发送。

9、一种数据发送设备，其特征在于，包括：

编码单元，用于对一组数据比特进行编码操作获得编码后数据比特；

调制模式设定单元，用于预先设定在一个或多个分集发送数据的调制模式；

调制单元，用于将编码单元输出的所述编码后数据比特，按照调制模式设定单元设定的调制模式，根据使用的星座图或选择合适的星座图，进行动态调整后映射或直接映射，得到调制后的数据符号；

发射单元，用于发送调制后的数据符号。

10、根据权利要求9所述的数据发送设备，其特征在于，所述发射单元进行至少两个分集数据发送。

11、根据权利要求9所述的数据发送设备，其特征在于，所述调制模式确定单元预先确定的调制模式包括对调制的信息比特、符号或调制因子进行加、减、乘、除、置换、共轭。

12、一种数据发送设备，其特征在于，包括编码单元、调制模式设定单元、比特流分离单元、调制单元、发射单元；其中：

编码单元，用于对一组数据比特进行编码获得编码后数据比特；

调制模式设定单元，用于预先设定在一个或多个分集发送数据的调制模式；

比特流分离单元，用于将编码后数据比特分为I、Q两路；

调制单元，用于将I、Q两路的比特数据分别根据预先设定的调制模式进行调制；

发射单元，用于发送调制后的数据符号。

13、根据权利要求12所述的发送设备，其特征在于，所述调制单元进一步包括BPSK调制模块、调制组合模块；其中：

所述BPSK调制模块，用于对I、Q两路的比特数据分别进行BPSK调制；

所述调制组合模块，用于对I、Q两路BPSK调制后的数据分别按照预先设定的调制模式进行组合，并且合并I、Q两路的调制数据。

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