CN104158571B - 发送装置、接收装置、发送方法、接收方法和用于产生多维星座的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及数字数据通信，并且提供一种用于产生具有高调制分集度的数字数据调制的多维星座的有效方法，提供一种用于基于这样的星座来发送和接收数据的方法和对应的装置。通过仅考虑在对角线上的所有元素具有相同的第一绝对值并且所有其他元素具有相同的第二绝对值的多维旋转矩阵来实现这一点。以这种方式，可以产生具有单个独立参数和尽可能规则的结构的多维旋转矩阵。该独立参数可以被配置以使得各种星座大小的错误概率最小。
Description
本申请是申请日为2010年8月17日、申请号为201080036099.0、发明名称为“发送装置、接收装置、发送方法、接收方法和用于产生多维星座的方法”的申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及数字数据通信，具体地说涉及用于产生用于数字数据调制的多维星座的方法、用于基于多维星座来调制和发送数据的方法以及对应的装置。
背景技术
衰落是在通信系统中的主要问题之一。它表示因为多径传播导致的在接收信号的幅度上的随机波动。如果信道的延迟传播大于信号的码元周期，则衰落也是频率选择的。通过瑞利分布来近似衰落的幅度。这样的衰落被称为瑞利衰落。
在数字通信系统中，信息被编码为属于被称为星座(constellation)的离散字母表的码元的序列。这样的星座具有N维，并且每维编码B个信息比特。也称为星座点的可能值的数量因此是2N*B。每维的比特数量B直接确定以比特/Hz给出的发送的谱效率。维数N对于谱效率没有影响。在图1A中说明了N＝2并且B＝1的示例星座。
传统上，例如，在图1A中所示的正交调幅(QAM)星座中，每一个发送的比特仅影响一维。参见图1A，每一个星座点"b1b2"(＝"00","01","10" 和"11")的"b1"仅影响由水平轴表示的维，而每一个星座点"b1b2"的"b2"仅影响由垂直轴表示的维。如果由发送的比特影响的维经历强衰落，则调制这个维的所有比特将极为不可靠，这提高了错误概率。在图1A中通过错误来说明这个效果。例如，如果由垂直轴表示的信道逐渐衰落，则星座点"00", "01","10"和"11"将接近水平轴(沿着图1A的实线箭头)。结果，星座点"00" 和"01"以及星座点"10"和"11"将是难以识别的。
如果修改星座使得每一个比特影响所有维，则对于衰落的弹性提高。在维中的一个上的强衰落将影响星座的所有比特；然而，这个效果不像在传统情况下那样有害，因此平均而言，错误概率降低。这在文献中被称为调制分集。
(旋转星座)
用于实现调整分集的一种方式是旋转(超立体)星座以传播在所有其的维上的信道衰落的效果。在图1B中对于其中N＝2和B＝1的情况说明这一点。例如，如图1B中所示，如果由垂直轴表示的信道衰落，则星座点 "00"、"01"、"10"和"11"将接近水平轴(沿着图1B的实线箭头)。然而，这些星座点在由水平轴表示的维中仍然难以识别。同样，即使在由垂直轴表示的信道的强衰落之后，星座点"00"、"01"、"10"和"11"也仍然难以识别。
可以通过将N元素信号向量乘以方矩阵N*N来实现多维旋转。方矩阵是旋转矩阵(或反射矩阵)的充要条件是它是正交的，即，满足下面的数学式1的等式。
[数学式1]
RRT＝I
注意在上面的数学式1中，矩阵R是方矩阵，矩阵RT是该矩阵R的转置矩阵，并且矩阵I是单位矩阵。
这表示关于上面的数学式1，行/列向量必须是正交单位向量，即，满足下面的数学式2的等式。
[数学式2]
注意在数学式2中，如果j＝k，则δj,k＝1，并且如果j≠k，则δj,k＝0。
这保留了在星座的任何两个点之间的欧几里得距离，并且保证在具有加性白高斯噪声的信道(AWGN信道)中的性能不被影响。
显然，不是所有的旋转都获得改善的调制分集的效果。从NPL 1，已知用于16-QAM的最佳旋转角度θ满足在下面的数学式3中所示的等式。对应的2-D(二维)旋转矩阵R满足在数学式4中所示的等式。
[数学式3]
θ＝π/8
[数学式4]
找到超过二维的星座的最佳旋转更复杂，因为没有单个最佳参数，诸如与在2-D星座中的旋转角相关的那个。在4-D(四维)星座的情况下，例如，存在6个独立的旋转角，每一个具有其自己的子旋转矩阵。子旋转角在NPL 2中也被称为Givens角。通过将6个Givens旋转矩阵(即在下面的数学式5中所示的6个矩阵)相乘来获得最后的4-D旋转矩阵。
[数学式5]
从NPL 2，已知可以在具有在下面的数学式6中所示的6个元素的向量上执行优化。
[数学式6]
θ＝(θ1,2,θ1,3,θ1,4,θ2,3,θ2,4,θ3,4)
根据NPL 2，用于每维具有两个比特的4-D星座的结果产生的最佳旋转角具有在下面的数学式7中所示的值。
[数学式7]
这种方法的缺点是参数的数量，特别是对于大量的维。对于N维，子旋转角的数量等于一组N中的两个的可能组合的数量，即，由下面的数学式8给出的值。
[数学式8]
因此，旋转角的数量随着维的数量的平方而增加，因此，当维的数量大时，优化问题变得很难。
NPL 3公开了依赖于代数数论的两种不同的手段，它们具有减少参数数量的优点。
第一种手段允许通过向代数数域应用“正则嵌入”(canonical embedding)来构造旋转矩阵。提出了两种方法。第一种方法对于维数N＝ 2e23e3产生具有分集L＝N/2的点阵(lattice)，其中，e2,e3＝0,1,2,...。分集表示在星座的任何两个不同点的分量中的不同值的最小数量。第二种方法产生具有分集L＝N的点阵。N的可能值很有限，诸如3、5、9、11和15。
从NPL 3也已知用于产生N维旋转星座的这种方法的变型。通过下面的数学式9来表达旋转矩阵R。
[数学式9]
注意上标字母“T”表示矩阵的转置。
对于N＝4，通过下面的数学式10来给出旋转矩阵R的值。
[数学式10]
虽然结果产生的旋转矩阵是对于任何N正交的旋转矩阵，但是仅当N 是2的幂时实现完全的调制分集。
这些方法的每一种都可以保证特定的分集度。然而，结果产生的旋转矩阵是固定，没有允许针对不同的星座大小的优化的参数。因此，这些方法的严重缺点是不能根据不同的星座大小来最大化调制分集的效果。
第二种手段首先构造具有两个和三个维的旋转矩阵，该旋转矩阵可以用作用于使用在下面的数学式11中所示的Hadamard状堆叠传播来构造具有更多维的矩阵的基础矩阵。
[数学式11]
基础2-D和3-D(三维)旋转矩阵具有单个独立参数，该单独独立参数被选择以使得最大化星座的乘积距离。根据上面的数学式11从两个2-D旋转矩阵构造4-D旋转矩阵。因为较小的维，所以有可能找到在两个2-D旋转矩阵的参数之间的代数关系，使得最大化乘积距离。对于较大的维，这样的优化变得棘手，这是第二种手段的主要缺点。
(映射星座分量以保证独立衰落)
另一个方面涉及旋转星座的N维的分离和映射，以使它们经历独立的衰落。这是用于实现预期的分集性能所需的关键方面。
通过在每维基础上分离N维旋转星座而获得的N个星座分量可以通过不同时隙、频率、发送器天线或其组合来被发送。在发送之前，可以进行进一步的信号处理。关键方面是由N维的每一个经历的衰落必须与由N维的任何其他一个经历的衰落不同或理想地与其不相关。
可以例如通过适当的交织和映射来实现在不同时隙、频率和天线上的N 维的传播。
(将星座分量映射到发送的复合单元)
另一个方面涉及旋转星座的N个实际维向用于发送的复合码元的映射。为了保证期望的分集，N维必须被映射到不同的复合码元。然后，如前面所描述的例如通过交织和映射来传播复合码元，以使得在接收时，由N 维的每一个经历的衰落与N维的任何其他一个的衰落不相关。
图2是发送装置的框图。
发送装置由下述部分构成：FEC编码器210、比特交织器220、旋转星座映射器230、复合码元映射器240、码元交织器/映射器250、调制链260-1 至260-M和发送器天线270-1至270-M。
FEC编码器210对于向其的输入执行前向纠错(FEC)编码。注意迄今已知的最佳FEC代码(其也是在新标准中最多地使用的)是turbo码和低密度奇偶校验(LDPC)码。
比特交织器220对于来自FEC编码器210的输入执行比特交织。在此，比特交织可以是分组(block)交织或卷积交织。
旋转星座映射器230将来自比特交织器220的输入映射到旋转星座。
通常，向旋转星座映射器230的输入是FEC编码器210经由执行可选的比特交织的比特交织器220的输出。当每维有多于一个比特(B>1)时，通常需要比特交织。由FEC编码器210执行的FEC编码以受控方式引入了冗余比特，使得可以在接收装置中纠正传播误差。虽然整体谱效率降低，但是发送整体上变得更健壮，即，比特误差率(BER)随着信噪比(SNR)更快地衰减。
注意，关于在不旋转的超立体星座上的信息比特的原始映射，通过使用二进制或格雷映射分别将每一个维调制B比特，因此离散值的数量是2B，并且星座点的数量是2B*N。
复合码元映射器240将N个星座分量的每一个映射到复合码元的不同的一个，该N个星座分量表示从旋转星座映射器230输入的N维旋转星座码元。
存在由复合码元映射器240执行的映射的多种可能，该映射即N个星座分量的每一个向复合码元的不同的一个的映射，该N个星座分量表示N 维旋转星座码元。在图3中说明了这种可能中的一些。复合码元映射器240 的基本功能是将一个旋转星座码元的N个星座分量中的每一个映射到复合码元中的不同的一个。
例如，图3示出四维的情况。参见图3，示出相同数(例如“1”)的框表示一组4-D旋转星座码元。由每一个框示出的数指示对应的组的组编号。而且，每一个框指示一维的星座分量。
在图3中的“星座码元”下面示出的是排列6组4-D旋转星座码元的状态。在图3中的“复合码元”下面示出的是12个复合码元，通过重新布置在图3中的“星座码元”下面示出的6组4-D旋转星座码元来获得该12 个复合码元。注意，图3示出作为示例的三种形式的“复合码元”。在实际发送时，在“复合码元”下垂直地排列的一对两个星座分量(重新布置的结果)被调制，并且作为一个复合码元被发送。
码元交织器/映射器250对于从复合码元映射器240输入的复合码元执行码元交织，并且其后，将复合码元映射到不同的时隙、频率、发送器天线或其组合。在此，码元交织可以是分组交织或卷积交织。
与发送器天线270-1至270-M一对一对应地提供了调制链260-1至 260-M。调制链260-1至260-M的每一个向来自码元交织器/映射器250的对应的输入内插入用于估计衰落系数的导频(pilot)，并且也对于对应的输入执行各种处理，诸如转换为时域、数模(D/A)转换、发送滤波和正交调制。然后，调制链260-1至260-M的每一个经由发送器天线270-1至270-M 的对应的一个来将发送信号发送。
(接收器侧)
在接收器侧上，必须执行由发送装置执行的步骤的精确的逆步骤。图4 示出与其框图在图2中示出的发送装置对应的接收装置的框图。
接收装置由下述部分构成：接收器天线410-1至410-M、解调链420-1 至420-M、码元去映射器/去交织器430、复合码元去映射器440、旋转星座去映射器450、比特去交织器460和FEC解码器470。
与接收器天线410-1至410-M一对一对应地提供了解调链420-1至 420-M。解调链420-1至420-M的每一个对于由图2的发送装置发送和由接收器天线410-1至410-M的对应的一个接收的信号执行处理，诸如A/D转换、接收滤波和正交解调。然后，解调链420-1至420-M估计(i)通过使用导频的信道特性的振幅值(衰落系数)和(ii)噪声方差，并且将估计的振幅值和噪声方差与相位纠正的接收信号一起输出。
码元去映射器/去交织器430对于来自解调链420-1至420-M的输入执行由在发送装置中的码元交织器/映射器230执行的处理的逆处理。
复合码元去映射器440对于来自码元去映射器/去交织器430的输入执行由在发送装置中的复合码元映射器240执行的处理的逆处理。通过这个处理，可以获得N维旋转星座码元。
旋转星座去映射器450对于N维旋转星座码元执行去映射处理，并且输出在N维旋转星座中包括的每一个比特的确定结果。
比特去交织器460对于来自旋转星座去映射器450的输入执行由在发送装置中的比特交织器220执行的处理的逆处理。
FEC解码器470对于来自比特去交织器470的输入执行FEC解码。
下面，给出了旋转星座去映射器450的进一步说明。
旋转星座去映射器450可以以下面两种方式(i)和(ii)来执行去映射 N维旋转星座码元的处理。
(i)首先对星座进行去旋转，然后分别提取每一个维的比特。
(ii)在一个步骤中解码所有维的比特。
虽然第一解决方案(上面的(i))是最简单的，但是其性能是次最佳的，并且甚至对于旋转星座比对于不旋转星座更差。因为其简单性，可以在一些低成本接收装置中使用这个解决方案。
虽然第二解决方案(上面的(ii))更复杂，但是它在给定的SNR下在 BER方面提供了更好的性能。下面，将更详细地描述第二解决方案。
与发送装置一样，接收装置的优选实施例包括在旋转星座去映射器450 之后的FEC解码器470，并且在它们之间具有可选的比特去交织器460，如图4中所示。更精确地，对旋转星座执行去映射的旋转星座去映射器450 接收N维码元向量(y1,...,yN)和估计的衰落系数向量(h1,...,hN)，并且从每一个码元提取N*B比特(b1,...,bN*B)的数据，如图5中所示。
当使用FEC解码时，不再通过硬决策的方式来执行去映射N维旋转星座码元的处理，因为纠错的性能将是次最佳的。相反，可以使用以概率形式或以对数似然比(LLR)形式的“软比特”。LLR表示是优选的，因为可以将概率相乘方便地表达为和。通过定义，在下面的数学式12中示出了比特bk的LLR。
[数学式12]
注意，在数学式12中，P(bk＝0∣y)和P(bk＝1∣y)是当接收到码元向量y 时发送bk＝0和bk＝1的先验概率。根据已知理论，星座的比特bk的LLR 具有在下面的数学式13中示出的精确的表达式。
[数学式13]
注意在数学式13中，k是比特索引，y是接收的码元向量，H是将相关联的(估计的)衰落系数作为主对角线上的元素的对角矩阵，s是星座点向量，|| ||2是范数的平方，并且σ2是噪声方差。
对于N维星座，范数的平方表示在N维空间中从接收的码元向量y至衰落的星座码元向量Hs的平方欧几里得距离。通过下面数学式14来表示范数的平方。
[数学式14]
每一个比特bk将星座划分为相等大小的两个分区Sk 0和Sk 1，该两个分区对应于bk分别是0和1的那些点。在图6A和6B中示出具有格雷编码的经典16-QAM星座的示例。图6A示出星座编码，并且图6B示出每一个比特bk的两个分区。
用于LLR的精确的表达式(上面的数学式13)因为指数、相除和对数而难以计算。实际上，进行被称最大对数(max-log)的在下面的数学式15 中所示的近似，其引入了可忽略的误差。
[数学式15]
通过使用上面的数学式15，上面的数学式13导致在下面的数学式16 中所示的LLR的简单得多的表达。
[数学式16]
对于每一个接收的码元向量y，必须计算到所有2B*N个星座点的距离，并且，确定每一个分区的对应的最小值。
图7示出用于16-QAM旋转星座(N＝2,B＝2)的LLR去映射器的优选的硬件实现方式(在图4中所示的旋转星座去映射器450的一个示例)。
LLR去映射器由下述部分构成：计数器710、旋转星座映射器720、平方欧几里得距离计算器730、最小化器(minimizer)740-1至740-4和加法器750-1至750-4。
对于每一个接收的码元向量y，计数器710重复地产生所有24＝16个星座点，并且向旋转星座映射器720输出用于指示星座点的四个比特b1、 b2、b3和b4。
旋转星座映射器720通过使用由计数器710提供的计数值作为索引来从查找表中选择2-D旋转星座点，并且向平方欧几里得距离计算器730输出通过该选择获得的两个星座分量s1和s2。
平方欧几里得距离计算器730计算平方欧几里得距离(参见图8)。
对于每一个比特，最小化器740-1至740-4保持两个分区的对应的最小平方欧几里得距离(参见图9)。每一个比特的两个星座分区被计数器710 的对应的比特简单地指示。
加法器750-1至750-4的每一个从min0的输出(对应于比特0)减去 min1的输出(对应于比特1)，其中，在最小化器740-1至740-4的每一个中提供了min1和min0。其后，加法器750-1至750-4分别将相减的结果输出为L(b1)至L(b4)。
图8是计算N维平方欧几里得距离的平方欧几里得距离计算器的电路图。注意，平方欧几里得距离计算器730的电路结构已经对在图8中所示的那个进行了修改，以便满足N＝2。
该平方欧几里得距离计算器由下述部分构成：乘法器810-1至810-N，加法器820-1至820-N、乘法器830-1至830-N、加法器840和乘法器850。
乘法器810-1至810-N将h1至hN分别乘以s1至sN。加法器820-1至820-N 分别从y1至yN减去h1s1至hNsN。乘法器830-1至830-N分别将(y1-h1s1)至 (yN-hNsN)乘以(y1-h1s1)至(yN-hNsN)。
加法器840将乘法器830-1至830-N的输出相加在一起。乘法器850 将加法器840的输出乘以1/(2σ2)。乘法器850的输出是N维平方欧几里得距离。
图9是最小化器740-1至740-4的电路图，最小化器740-1至740-4的每一个计算每一个比特的最小平方欧几里得距离。1比特子集(或分区)输入指示当前位置。
最小化器740-1至740-4的每一个由下述部分构成：比较器910、选择器920、反相器930、D触发器940-0和940-1与选择器950。
下面描述当子集值(从计数器710输入的值)是“0”时在图9的情况下执行的操作。
从D触发器940-0的输出和D乘法器940-1的输出中，选择器950选择和输出前者。
比较器910将指示由平方欧几里得距离计算器730计算的平方欧几里得距离的din(A)与选择器950的输出(B)进行比较。在B小于A的情况下，比较器910输出"0"。在该情况下，从din和选择器950的输出，选择器920基于从比较器910接收的"0"来选择和输出后者。另一方面，在A小于B的情况下，比较器910输出"1"。在该情况下，从din和选择器950的输出，选择器920基于从比较器910接收的"1"来选择和输出前者。注意在 A等于B的情况下，不论选择器920是选择din还是选择器950的输出，都将获得相同结果。因此，在该情况下，比较器910可以输出"0"和"1"中的任何一个。
反相器930将子集值"0"反相。因此，将"1"输入到D触发器940-0的启动端。当启动D触发器940-0时，它锁存选择器920的输出。同时，向D 乘法器940-1的启动端输入"0"。由于D触发器940-1被禁止，因此它不锁存选择器920的输出。
下面描述当子集值是"1"时在图9的情况下执行的操作。
从D触发器940-0的输出和D触发器940-1的输出，选择器950选择和输出后者。
比较器910将din(A)与来自选择器950的输出(B)作比较。在B小于A 的情况下，比较器910输出"0"。在该情况下，从din和选择器950的输出，选择器920基于从比较器910接收的"0"选择和输出后者。另一方面，在A 小于B的情况下，比较器910输出"1"。在该情况下，从din和选择器950 的输出，选择器920基于从比较器910接收的"1"选择和输出前者。注意，在A等于B的情况下，不论选择器920选择din还是选择器950的输出，都将获得相同的结果。因此，在该情况下，比较器910可以输出"0"和"1" 的任何一个。
"1"被输入到D触发器940-1的启动端。当启动D触发器940-1时，它锁存选择器920的输出。同时，反相器930将子集值"1"反相。因此，向D 触发器940-0的启动端输入"0"。当禁止D触发器940-0时，它不锁存选择器920的输出。
可以通过使用迭代解码来实现在接收装置的性能上的显著改善。如图 10中所示，被配置来使用这样的迭代解码的接收装置由下述部件构成：旋转星座去映射器1010、比特去交织器1020、FEC解码器1030、加法器1040 和比特交织器1050。在此，旋转星座去映射器1010和FEC解码器1030以环路连接。
旋转星座去映射器1010对于N维旋转星座码元执行去映射处理，并且输出L(参见图11)。比特去交织器1020对于来自旋转星座去映射器1010 的输入执行在发送装置中的比特交织器220执行的处理的逆处理。FEC解码器1030对于来自比特去交织器1020的输入执行FEC解码。
加法器1040从FEC解码器1030的输出中减去来自FEC解码器1030 的输入。比特交织器1050对于加法器1040的输出执行与由在发送装置中的比特交织器220执行的处理相同的处理，然后输出LE。也被称为外部信息的LE被反馈到旋转星座去映射器1010，以便帮助由旋转星座去映射器 1010执行的去映射处理，即，对N维旋转星座码元去映射的处理。在该情况下，必要的是，FEC解码产生例如LLR的形式的软比特。
如在文献中已知的，通过下面的数学式17来给出用于计算比特bk的LLR的公式。
[数学式17]
在数学式17中，X表示与每一个星座点相关联的K＝N*B比特，并且 Xk 0和Xk 1表示与比特k相关联的两个星座分区，每一个星座点由N*B比特而不是整数坐标的N比特表示。此外S被表达为s(x)，并且表示星座映射功能。
例如，在下面的数学式18中示出了X3 0和X3 1。
[数学式18]
图11示出了用于迭代解码的旋转星座去映射器1010的结构的示例。注意，用于迭代解码的旋转星座去映射器1010类似于用于非迭代解码的旋转星座去映射器。下面，与如上所述的元件相同的元件被分配与其相同的附图标记，并且省略其的详细描述。
旋转星座去映射器1010由下述部件构成：计数器710、旋转星座映射器720、平方欧几里得距离计算器730、最小化器740-1至740-4、加法器 750-1至750-4、逻辑与运算器1110-1至1110-4、加法器1120、加法器1130-1 至1130-4与加法器1140-1至1140-4。
逻辑与运算器1110-1至1110-4对于比特交织器1050的输出(即LE(b1) 至LE(b4))和计数器710的输出(即b1至b4)执行逻辑与运算。加法器1120 将逻辑与运算器1110-1至1110-4的输出相加在一起。加法器1130-1至 1130-4的每一个从加法器1120的输出减去逻辑与运算器1110-1至1110-4 中的对应的一个的输出。加法器1140-1至1140-4的每一个从平方欧几里得距离计算器730的输出减去加法器1130-1至1130-4的对应的一个的输出。然后，加法器1140-1至1140-4的每一个向最小化器740-1至740-4的对应的一个的din输出通过该相减获得的值。
引用列表
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发明内容
技术问题
如上所述，虽然已经作出了关于用于旋转星座的旋转矩阵的大量建议，但是迄今已经作出的建议未提供产生用于具有相对于各种星座大小的高调制分集度的数字调制的多维旋转星座(多维旋转矩阵)的任何有效方法。
NPL 2介绍了利用Givens旋转的手段。这种手段的问题是用于产生最佳多维旋转星座的参数的数量以在星座中的维数的平方的数量级增大。
NPL 3介绍了两种手段。第一种手段利用正则嵌入。根据这种手段，用于产生多维旋转矩阵的方法基于维的数量而被唯一地确定，并且没有使得能够针对不同星座大小进行优化的参数。因此，这种手段的问题是它不允许最大化各种星座大小的调制分集的效果。
由NPL 3介绍的第二种手段通过使用其中2-D和3-D旋转矩阵被堆叠的堆叠传播来产生具有大量的维的多维旋转矩阵。这种手段的问题是当维数增大时，在堆叠的旋转矩阵之间的代数关系变得更复杂，使得优化困难。
本发明的目的是提供一种产生用于具有相对于各种星座大小的高调制分集度的数字发送的多维旋转星座(多维旋转矩阵)的有效方法。本发明的目的也是提供用于基于通过使用上面的方法获得的多维旋转星座来发送数据的发送装置和发送方法，以及用于基于通过使用上面的方法获得的多维旋转星座来接收数据的接收装置和接收方法。
问题的解决方案
本发明的发送装置通过多个发送信道来发送数据块。发送装置包括：调制器，可用于根据要发送的数据的块来选择多个星座点之一，所述多个星座点的每一个具有多个分量；以及，发送器，可用于通过所述多个发送信道的不同的一个来发送所述选择的星座点的每一个分量，其中，(i)通过在N维空间内的其位置来定义所述多个星座点，通过向
的子集应用正交变换而获得所述位置，所述子集是N维整数点阵，(ii)N 是四的倍数，并且(iii)所述正交变换具有N×N矩阵表示，在主对角线上的所有元素的绝对值等于第一值，并且不在所述主对角线上的所有元素的绝对值等于非零的第二值。
本发明的有益效果
上面的发送装置允许有效地产生用于具有相对于各种星座大小的高调制分集度的数字发送的多维旋转星座(多维旋转矩阵)。因为通过使用产生的多维旋转矩阵而获得的多维旋转星座，上面的发送装置还使得能够进行产生高调制分集度的效果的数据发送。
附图说明
图1A说明了2D示例星座和衰落的效果。
图1B说明了通过旋转图1A的星座而获得的2D示例星座和衰落的效果。
图2示出传统发送装置的框图。
图3是说明星座码元向复合码元的映射的示意图。
图4是传统接收装置的框图。
图5是旋转星座去映射器的输入和输出的说明。
图6A示出具有格雷编码的传统16-QAM星座的示例。
图6B说明图6A的星座的每一个比特的两个分区。
图7示出用于16-QAM旋转星座的LLR去映射器的示例硬件实现方式。
图8示出计算N维平方欧几里得距离的平方欧几里得距离计算器的示例硬件实现方式。
图9示出计算最小平方欧几里得距离的最小化器的示例硬件实现方式。
图10示出执行迭代解码的电路的框图。
图11示出用于迭代解码的旋转星座去映射器的示例硬件实现方式。
图12示出根据本发明的实施例的发送装置的框图。
图13示出根据本发明的实施例的接收装置的框图。
图14是在图13中所示的旋转星座去映射器的框图。
具体实施方式
本发明提供了第一发送装置，用于通过多个发送信道来发送数据块，所述第一发送装置包括：调制器，可用于根据要发送的数据的块来选择多个星座点中的一个，所述多个星座点的每一个具有多个分量；以及，发送器，可用于通过所述多个发送信道的不同的一个来发送所述选择的星座点的每一个分量，其中，(i)通过在N维空间内的其位置来定义所述多个星座点，通过向
的子集应用正交变换来获得所述位置，所述子集是N维整数点阵，(ii)N 是四的倍数，并且(iii)所述正交变换具有N×N矩阵表示，在主对角线上的所有元素的绝对值等于第一值，并且不在所述主对角线上的所有元素的绝对值等于非零的第二值。
本发明还提供了第一发送方法，用于通过多个发送信道来发送数据块，所述第一发送方法包括以下步骤：根据要发送的数据的块来选择多个星座点中的一个，所述多个星座点的每一个具有多个分量；以及，通过所述多个发送信道的不同的一个来发送所述选择的星座点的每一个分量，其中，(i) 通过在N维空间内的其位置来定义所述多个星座点，通过向
的子集应用正交变换而获得所述位置，所述子集是N维整数点阵，(ii)N 是四的倍数，并且(iii)所述正交变换具有N×N矩阵表示，在主对角线上的所有元素的绝对值等于第一值，并且不在所述主对角线上的所有元素的绝对值等于非零的第二值。
上面的发送装置和发送方法允许有效地产生用于具有相对于各种星座大小的高调制分集度的数字发送的多维旋转星座(多维旋转矩阵)。因为通过使用产生的多维旋转矩阵而获得的多维旋转星座，因此上面的发送装置和发送方法也使能进行产生高调制分集度的效果的数据发送。
本发明还提供了第二发送装置和第二发送方法，它们分别是第一发送装置和第二发送装置，其中，取代N×N矩阵表示，所述正交变换具有通过置换在所述N×N矩阵表示中的行和/或列而获得的矩阵表示。
上面的结构产生与由所述N×N矩阵表示产生的效果相同的效果，在主对角线上的所有元素的绝对值等于第一值，并且不在所述主对角线上的所有元素的绝对值等于非零的第二值。
本发明还提供了第三发送装置，它是第一发送装置，进一步包括：映射器，可用于将所述选择的星座点的每一个分量映射到通过其要发送所述分量的所述多个发送信道的对应的一个，使得所述多个发送信道的每一个的衰落不与所述多个发送信道的任何其他一个的衰落相关。
本发明还提供了第三发送方法，它是第一发送方法，进一步包括步骤：将所述选择的星座点的每一个分量映射到通过其要发送所述分量的所述多个发送信道的对应的一个，使得所述多个发送信道的每一个的衰落不与所述多个发送信道的任何其他一个的衰落相关。
上面的结构在甚至存在衰落的情况下也能够优化发送性能。
本发明还提供了第四发送装置，它是第一发送装置，其中，所述发送器适用于通过多个时隙、频率、发送器天线或其组合中的不同的一个来发送所述选择的星座点的每一个分量。
本发明还提供了第五发送装置和第四发送方法，它们分别是第一发送装置和第一发送方法，其中，所述多个发送信道包括在正交频分复用方案中的多个不同载波。
本发明还提供了第六发送装置和第五发送方法，它们分别是第一发送装置和第一发送方法，其中，所述多个发送信道包括在正交频分复用方案的多个不同码元。
本发明还提供了第一接收装置，用于通过多个发送信道来接收数据块，所述第一接收装置包括：接收器，可用于通过多个发送信道来接收多个分量信号；以及，解调器，可用于根据所接收的多个分量信号来选择多个星座点中的一个，其中，(i)通过在N维空间内的其位置来定义所述多个星座点，通过向
的子集应用正交变换而获得所述位置，所述子集是N维整数点阵，(ii)N 是四的倍数，并且(iii)所述正交变换具有N×N矩阵表示，在主对角线上的所有元素的绝对值等于第一值，并且不在所述主对角线上的所有元素的绝对值等于非零的第二值。
本发明还提供了第一接收方法，用于通过多个发送信道来接收数据块，所述第一接收方法包括步骤：通过多个发送信道来接收多个分量信号；以及，根据所接收的多个分量信号来选择多个星座点中的一个，其中，(i)通过在N维空间内的其位置来定义所述多个星座点，通过向
的子集应用正交变换而获得所述位置，所述子集是N维整数点阵，(ii)N 是四的倍数，并且(iii)所述正交变换具有N×N矩阵表示，在主对角线上的所有元素的绝对值等于第一值，并且不在所述主对角线上的所有元素的绝对值等于非零的第二值。
上面的接收装置和接收方法允许有效地产生用于具有相对于各种星座大小的高调制分集度的数字发送的多维旋转星座(多维旋转矩阵)。因为通过使用所产生的多维旋转矩阵而获得的多维旋转星座，上面的接收装置和接收方法也使能进行产生高调制分集度的效果的数据接收。
本发明还提供第二接收装置和第二接收方法，它们分别是第一接收装置和第一接收方法，其中，取代N×N矩阵表示，所述正交变换具有通过置换在所述N×N矩阵表示中的行和/或列而获得的矩阵表示。
上面的结构产生与由所述N×N矩阵表示产生的效果相同的效果，在主对角线上的所有元素的绝对值等于第一值，并且不在所述主对角线上的所有元素的绝对值等于非零的第二值。
本发明还提供了第三接收装置和第三接收方法，它们分别是第一接收装置和第一接收方法，其中，所述多个发送信道包括在正交频分复用方案中的多个不同载波。
本发明还提供了第四接收装置和第四接收方法，它们分别是第一接收装置和第一接收方法，其中，所述多个发送信道包括在正交频分复用方案中的多个不同码元。
本发明还提供了第一产生方法，用于产生在数据通信系统中的数字调制方案的多维星座，所述第一产生方法包括步骤：接收多维向量空间的多个向量；并且，通过向接收的所述多个向量应用正交变换来获得所述多维星座的星座点，其中，(i)所述正交变换适用于相对于接收的任何两个不同向量的分量中的不同值的最小数量增加在任何两个不同多维星座点的分量中的不同值的最小数量，并且(ii)所述正交变换具有N×N矩阵表示，N 是4的倍数，在主对角线上的所有元素的绝对值等于第一值，并且不在所述主对角线上的所有元素的绝对值等于非零的第二值。
上面的产生方法允许有效地产生用于具有相对于各种星座大小的高调制分集度的数字发送的多维旋转星座(多维旋转矩阵)。
本发明还提供了用于产生多维星座的第二产生方法，所述第二产生方法是第一产生方法，其中，取代N×N矩阵表示，所述正交变换具有通过置换在所述N×N矩阵表示中的行和/或列而获得的矩阵表示。
上面的结构产生与由所述N×N矩阵表示产生的效果相同的效果，在主对角线上的所有元素的绝对值等于第一值，并且不在所述主对角线上的所有元素的绝对值等于非零的第二值。
本发明还提供了用于产生多维星座的第三产生方法，所述第三产生方法是第一产生方法，进一步包括步骤：选择作为在0和1之间的实数的旋转因子r；通过求取下面的表达式的值来计算第一值a：
通过求取下面的表达式的值来计算第二值b：
并且，通过选择下述矩阵表示的每一个元素(i,j)的符号值si,j使得所述矩阵表示是正交的，来确定所述正交变换
利用上面的结构，可以容易地确定所述正交变换。
本发明还提供了用于产生多维星座的第四产生方法，所述第四产生方法是第三产生方法，其中，所述选择的旋转因子r最大化在任何两个不同的多维星座点的分量中的不同值的最小数量。
上面的结构使得能够实现高调制分集度，并且在保护谱效率的同时提高在衰落存在的情况下的鲁棒性。
本发明还提供了用于产生多维星座的第五产生方法，所述第五产生方法是第一产生方法，其中，所接收的多个向量表示
的子集，其是N维整数点阵。
上面的结构在直接数字实现方式中是有用的。
下面参考附图描述本发明的实施例。
首先，现在给出所提出的多维旋转矩阵的描述。
多维旋转矩阵具有单个独立参数和尽可能规则的结构。所述参数可以被配置来最小化各种星座大小的错误概率。具体地说，对于用于获得多维旋转星座的多维旋转矩阵施加下面两个条件(i)和(ii)。
(i)每一个输出必须具有主导输入。
(ii)剩余的输入必须具有相等的加权。
如果多维旋转矩阵具有在下面的数学式19(对于N＝4)中所示的形式，或更一般而言，具有在下面的数学式20中所示的形式，则满足上面的条件 (i)和(ii)。注意，在数学式20中所示的多维旋转矩阵是N×N矩阵。
[数学式19]
[数学式20]
在此，a和b表示实数参数，每一个符号值si,j满足
si,j∈{-1,+1}。
注意，满足上面的条件(i)和(ii)的参数a和b的值满足关系表达式a>b>0。
显然，可以通过置换在上面的数学式20中所示的多维旋转矩阵的行和 /或列来实现相同的优点。因此，可以将在数学式20中所示的矩阵用作多维旋转矩阵。替代地，也可以将通过置换在数学式20中所示的矩阵的行和/ 或列而获得的矩阵用作多维旋转矩阵。在数学式20中所示的矩阵和通过置换在数学式20中所示的矩阵的行和/或列而获得的矩阵具有下面的特征：(i) 每行包含具有实数参数a的元素；(ii)每列包含具有实数参数a的元素；并且，(iii)在每行/列中的剩余元素具有实数参数b。
下面描述在上面的数学式20中所示的多维旋转矩阵的规范化。注意，可以，可以对于通过置换在数学式20中所示的矩阵的行和/或列而获得的矩阵(多维旋转矩阵)执行类似的规范化。
规范化条件在参数a和b之间建立在下面的数学式21中所示的关系。
[数学式21]
a2+(N-1)b2＝1
因此，多维旋转矩阵仅具有一个独立的参数。在下面的数学式22中，我们定义了在0和1之间的“旋转因子”r。
[数学式22]
●无旋转：r＝0→b＝0,a＝1
●最大旋转：
因此，可以以如在下面的数学式23中所示的“旋转因子”r来表示参数a和b。
[数学式23]
使用“旋转因子”r的优点是该范围总是0至1，而与维的数量无关。用于“旋转因子”r的最佳值依赖于星座大小，即，用于平方/立方星座的维数N和每一个维的比特数量B。注意，满足上面的条件(i)和(ii)的r 的值大于0并且小于1。
可以规范化或不规范化用于旋转多维星座的多维旋转矩阵。
唯一的公开问题是符号矩阵S应当采用什么值。通过下面的数学式24 来定义符号矩阵S。
[数学式24]
必然而不充分的条件是符号矩阵S必须是正交的，直到缩放因子。在文献中这种矩阵被称为Hadamard矩阵。因为在多维旋转矩阵R中的a和b 是不同的，所以必须施加在下面的数学式25中所示的另外的条件。
[数学式25]
对于所有的i≠j，si，isi，j＝-sj，isj，j
这个条件保证任何a*b的乘积抵消对应的b*a的乘积。
如果在主对角线上的所有元素具有相同的符号，并且相对于主对角线对称的每对元素具有相反的符号，则满足这个条件。分别在下面的数学式 26和数学式27中示出用于4-D和8-D(八维)情况的这样的特别优选的符号矩阵的示例。
[数学式26]
[数学式27]
应当注意，Hadamard矩阵仅对于4的倍数的大小是可能的。因此，多维旋转矩阵仅对于维数是4的倍数才存在。因此，根据本发明的星座的维数优选地是4的倍数(例如，4、8、12和16)。
一旦符号矩阵S已经固定，则可以通过执行下面的步骤来优化特定星座大小(即每维的比特数或星座点数)的结果的多维旋转矩阵R：选择相应的“旋转因子”r；并且，通过将选择的“旋转因子”r代入上面的数学式23中来计算参数a和b。为此，可以使用任何适当的优化算法，作为优化目标，可以使用在任何两个不同的多维旋转星座点的分量中的不同值的最小数量。也可以使用其他优化目标。根据本发明的优选实施例，定义了成本函数，其考虑在任何两个不同的多维旋转星座点的对应分量之间的最小绝对差。这样的成本函数的示例计算在两个多维旋转星座点的对应的分量之间的所有N个绝对差上的最小值并且将这些最小值相加，或者计算在所有对的多维旋转星座点上的它们的平方。
如果在任何两个不同的多维旋转星座点的分量上的差值的最小数量大于与多维不旋转的星座相关的数量，则多维旋转星座可能已经是有用的。而且，如果任何两个不同的多维旋转星座点的两个对应分量的最小绝对差大于与多维不旋转的星座相关的最小绝对差，则多维旋转星座可能已经是有用的。
在本发明的优选实施例中，模拟包括发送信道和解码器的整个发送处理，以便确定比特误码率。然后可以修改“旋转因子”r以使所确定的比特误码率最小。
因此，本发明允许产生可以用于以最佳谱效率调制数据和通过多个衰落(子)信道或时隙发送数据的多维旋转星座。为此，例如，通过选择
的适当子集(其是N维整数点阵)来建立具有维的期望数量N和每一个维期望数量的比特(即，每一个方向的星座点的数量)的传统超立体星座。这里，
是具有整数坐标的N维空间的所有点的集。这个超立体星座可以例如是传统正则QAM星座向N维的一般化。然而，可以使用其他初始星座，诸如圆形星座向N维的一般化，等等。
一旦固定了初始星座，则可以通过下述方式来将该初始星座进行旋转：向每一个初始星座点应用上述定义的多维旋转矩阵R，以便获得旋转的星座点的集，即，多维旋转星座。取决于“旋转因子”r的具体选择，多维旋转星座可以在所提供的调制分集度上比初始星座更有益。如上所述，可以改变“旋转因子”r和旋转星座，以便获得提供最大调制分集或至少由特定应用要求的特定的最小程度的调制分集的星座。
本发明也提供了一种用于基于使用由上述方法获得的多维旋转星座的调制方案来通过多个衰落(子)信道或时隙有效地发送和接收数据的方法和装置。本发明的方法或装置可以或者执行上述方法以便获得期望的多维旋转星座，或者使用已经使用上述方法计算的多维旋转星座的一组预定义或预存的星座点。在后一种情况下，本发明的方法或装置可以访问存储部件，其中，所述存储部件存储有指示至少一些星座点的位置的信息。
本发明的另一个方面涉及N维旋转星座的N维的分离和映射，使得它们在发送期间经历独立的衰落。这是用于实现预期的分集性能所需的关键方面。
通常，如果多个这些发送信道的每一个的衰落不与发送信道的任何其他一个的衰落相关，则可以通过下述方式来实现这一点：通过多个发送信道中的不同的一个来发送N维旋转星座的星座点的N个分量的每一个。这里，短语“多个发送信道中的不同的一个”可以指代多个时隙、频率、发送器天线或其的组合中的不同的一个。在正交频分复用(OFDM)的上下文中，短语“多个发送信道中的不同的一个”可以具体地指代多个活跃载波、 OFDM码元或其的组合中的不同的一个。在单个载波系统的上下文中，短语“多个发送信道中的不同的一个”可以具体地指代多个码元或时隙中的不同的一个。
在发送之前，可以进行进一步的信号处理。关键方面是由N维的每一个经历的衰落必须与由N维的任何其他一个经历的衰落不同或理想地与其不相关。
例如，可以通过适当的交织和映射来实现在不同时隙、频率和发送器天线上的N维的传播。
本发明的另一个方面涉及N维旋转星座的N个实际维向用于发送的复合码元的映射。因为给定信道的同相分量和正交分量的衰落通常是相同的，所以复合码元可能不由同一星座点的两个不同分量构成。相反，星座点的N 个分量必须被映射到不同的复合码元内，以便保证期望的分集。
以这种方式产生的复合码元然后例如通过交织和映射在可用时隙、频率和/或天线上以传统方式传播，使得由N维的每一个经历的衰落不与由N 维的任何其他一个经历的衰落相关。
下面描述用于产生在数据发送中的数字调制方案的多维星座的方法的示例流程。例如通过计算机系统来实现这个流程。通过中央处理单元(CPU) 来执行下面的步骤的每一个。
(步骤1)接收到N维向量空间的多个向量。注意，例如，所接收的多个向量表示
的子集，其是N维整数点阵。
(步骤2)确定在上面的数学式24中所示的符号矩阵的符号值si,j，使得在上面的数学式20中所示的N维旋转矩阵R是正交的。
(步骤3)将“旋转因子”r选择为在0和1之间的实数。应当注意，例如选择“旋转因子”r以使得它最大化在任何两个不同的多维星座点的分量中的不同值的最小数量。然而，本发明不限于此。替代地，可以选择“旋转因子”r以使得它相对于在步骤1中接收的任何两个不同向量的分量中的不同值的最小数量增大在任何两个不同N维旋转星座点的分量上的不同值的最小数量。
(步骤4)通过将已经在步骤3中选择的“旋转因子”r的值代入上面的数学式23中来计算参数a和b的值。
(步骤5)通过使用下述部分来从上面的数学式20确定N维旋转矩阵 R：(i)具有在步骤2中确定的符号值si.j的符号矩阵S，以及(ii)在步骤4 中计算的参数a和b的值。
(步骤6)通过向已经在步骤1中接收的多维向量空间的多个向量应用在步骤5中确定的N维旋转矩阵R来获得N维旋转星座的星座点。
图12是根据本发明的实施例的发送装置的框图，其与在图2中所示的图类似。与如上所述的那些相同的元件被分配与其相同的附图标号，并且省略其详细说明。
图12的发送装置与图2的发送装置不同之处在于将旋转星座去映射器 230替换为旋转星座去映射器1230。旋转星座去映射器1230基于具有由在 N维空间中的其位置定义的多个星座点的N维旋转星座来执行处理，该位置是通过下述方式而获得的：向
的子集(其为N维整数点阵)应用在上面的数学式20中所示的N维旋转矩阵或通过置换在上面的数学式20中所示的N维旋转矩阵的行和/或列而获得的N维旋转矩阵。更具体地，这个处理是将比特交织器220的输出映射到旋转星座。
图13是根据本发明的实施例的接收装置的框图，其与在图4中所示的图类似。与如上所述的那些元件相同的元件被分配与其相同的附图标号，并且省略其的详细说明。
图13的接收装置与图4的接收装置不同之处在于：将旋转星座去映射器450替换为旋转星座去映射器1350。旋转星座去映射器1350基于具有由在N维空间中的其位置定义的多个星座点的N维旋转星座来执行处理，该位置是通过下述方式而获得的：向
的子集(其为N维整数点阵)应用在上面的数学式20中所示的N维旋转矩阵或通过置换在上面的数学式20中所示的N维旋转矩阵的行和/或列而获得的N维旋转矩阵。
图14示出用于16-QAM旋转星座(N＝2，B＝2)的图13的旋转星座去映射器1350的示例硬件实现方式。图13的旋转星座去映射器1350包括取代在图7中的旋转星座映射器720的旋转星座映射器1420。旋转星座映射器1420将来自计数器710的输出b1至b4映射到具有由在N维空间中的其位置定义的多个星座点的N维旋转星座，该位置是通过下述方式而获得的：向
的子集(其为N维整数点阵)应用在上面的数学式20中所示的N维旋转矩阵或通过置换在上面的数学式20中所示的N维旋转矩阵的行和/或列而获得的N维旋转矩阵。然后，旋转星座映射器1420向平方欧几里得距离计算器730输出结果产生的星座分量s1至s4。
应当注意，发送装置和接收装置的结构不限于如上所述的那些。例如，接收装置可以具有在图10和图11中所示的结构的任何一种。在该情况下，旋转星座去映射器1010或720基于具有由在N维空间中的其位置定义的多个星座点的N维旋转星座来执行处理，该位置是通过下述方式而获得的：向
的子集(其为N维整数点阵)应用在上面的数学式20中所示的N维旋转矩阵或通过置换在上面的数学式20中所示的N维旋转矩阵的行和/或列而获得的N维旋转矩阵。
本发明涉及数字数据通信，并且提供一种用于产生具有高调制分集度的数字数据调制的多维星座的有效方法，一种用于基于这样的星座来发送和接收数据的方法和对应的装置。通过仅考虑在对角线上的所有元素具有相同的第一绝对值并且所有其他元素具有相同的第二绝对值的多维旋转矩阵来实现这一点。以这种方式，可以产生具有单个独立参数和尽可能规则的结构的多维旋转矩阵。该独立参数可以被配置使得各种星座大小的错误概率最小。
工业适用性
本发明适用于通过使用星座来执行调制/解调的通信装置。
参考符号列表
210 FEC编码器
220 比特交织器
1230 旋转星座映射器
240 复合码元映射器
250 码元交织器/映射器
260-1至260-M 调制链
270-1至270-M 发送器天线
410-1至410-M 接收器天线
420-1至420-M 解调链
430 码元去映射器/去交织器
440 复合码元去映射器
1350 旋转星座去映射器
460 比特去交织器
470 FEC解码器。
Claims (5)
1.一种用于通过多个发送信道来发送数据块的发送装置，所述发送装置包括：
调制器，其可操作以用于根据要发送的所述数据块来产生多个旋转星座点中的一个，所述多个旋转星座点中的每一个具有N个分量；以及
发送器，其可操作以用于通过所述多个发送信道中的不同的一个来发送所产生的旋转星座点的每一个分量，其中，
通过向多个具有N个分量的初始星座点中的每一个应用正交变换，获得所述多个旋转星座点，
N是四的倍数，
所述正交变换具有以下中的一个：(i)N×N矩阵表示，在主对角线上的所有元素的绝对值等于第一值，而不在所述主对角线上的所有元素的绝对值等于非零的第二值，以及(ii)通过置换所述N×N矩阵表示中的行和列中的一者或两者而获得的矩阵表示；
当所述N×N矩阵表示由R表示时，
a和b表示实数参数，
每一个符号值si,j满足si,j∈{-1,+1}，并且
所述实数参数a和b满足a2+(N-1)b2＝1。
2.一种用于通过多个发送信道来接收数据块的接收装置，所述接收装置包括：
接收器，其可操作以用于通过所述多个发送信道来接收N个分量信号；以及
解调器，其可操作以用于根据多个所接收到的N个分量信号来选择多个旋转星座点中的一个，其中，
通过向多个具有N个分量的初始星座点中的每一个应用正交变换，获得所述多个旋转星座点，
N是四的倍数，并且
所述正交变换具有以下中的一个：(i)N×N矩阵表示，在主对角线上的所有元素的绝对值等于第一值，而不在所述主对角线上的所有元素的绝对值等于非零的第二值，以及(ii)通过置换所述N×N矩阵表示中的行和列中的一者或两者而获得的矩阵表示；
当所述N×N矩阵表示由R表示时，
a和b表示实数参数，
每一个符号值si,j满足si,j∈{-1,+1}，并且
所述实数参数a和b满足a2+(N-1)b2＝1。
3.一种用于通过多个发送信道来发送数据块的发送方法，所述发送方法包括以下步骤：
根据要发送的所述数据块来产生多个旋转星座点中的一个，所述多个旋转星座点中的每一个具有N个分量；以及
通过所述多个发送信道中的不同的一个来发送所产生的旋转星座点的每一个分量，其中，
通过向多个具有N个分量的初始星座点中的每一个应用正交变换，获得所述多个旋转星座点，
N是四的倍数，并且
所述正交变换具有以下中的一个：(i)N×N矩阵表示，在主对角线上的所有元素的绝对值等于第一值，而不在所述主对角线上的所有元素的绝对值等于非零的第二值，以及(ii)通过置换所述N×N矩阵表示中的行和列中的一者或两者而获得的矩阵表示；
当所述N×N矩阵表示由R表示时，
a和b表示实数参数，
每一个符号值si,j满足si,j∈{-1,+1}，并且
所述实数参数a和b满足a2+(N-1)b2＝1。
4.一种用于通过多个发送信道来接收数据块的接收方法，所述接收方法包括以下步骤：
通过所述多个发送信道来接收N个分量信号；以及
根据多个所接收到的N个分量信号来选择多个旋转星座点中的一个，其中，
通过向多个具有N个分量的初始星座点中的每一个应用正交变换，获得所述多个旋转星座点，
N是四的倍数，并且
所述正交变换具有以下中的一个：(i)N×N矩阵表示，在主对角线上的所有元素的绝对值等于第一值，而不在所述主对角线上的所有元素的绝对值等于非零的第二值，以及(ii)通过置换所述N×N矩阵表示中的行和列中的一者或两者而获得的矩阵表示；
当所述N×N矩阵表示由R表示时，
a和b表示实数参数，
每一个符号值si,j满足si,j∈{-1,+1}，并且
所述实数参数a和b满足a2+(N-1)b2＝1。
5.一种用于产生在数据通信系统中的数字调制方案的N维旋转星座的产生方法，所述产生方法包括以下步骤：
接收N维向量空间的多个向量；并且
通过向所接收的多个向量应用正交变换来获得所述N维旋转星座的星座点，其中，
所述正交变换适用于相对于接收的任何两个不同向量的分量中的不同值的最小数量提高在任何两个不同N维旋转星座点的分量中的不同值的最小数量，并且
所述正交变换具有以下中的一个：(i)N×N矩阵表示，N是四的倍数，在主对角线上的所有元素的绝对值等于第一值，而不在所述主对角线上的所有元素的绝对值等于非零的第二值，以及(ii)通过置换所述N×N矩阵表示中的行和列中的一者或两者而获得的矩阵表示；
当所述N×N矩阵表示由R表示时，
a和b表示实数参数，
每一个符号值si,j满足si,j∈{-1,+1}，并且
所述实数参数a和b满足a2+(N-1)b2＝1。
Applications Claiming Priority (3)
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