CN104471890A

CN104471890A - 一种利用高维星座图传输数据的方法和设备

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Publication number: CN104471890A
Application number: CN201380019443.9A
Authority: CN
Inventors: 张祺智
Original assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Current assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Priority date: 2013-06-18
Filing date: 2013-06-18
Publication date: 2015-03-25
Anticipated expiration: 2033-06-18
Also published as: US9742612B2; US20160112237A1; CN104471890B; EP3012991B1; WO2014201619A1; EP3012991A4; EP3012991A1

Abstract

本发明实施例提供一种利用高维星座图传输数据的方法和设备，涉及通信领域，能够通过高维星座图实现对误码率-信噪比表现的进一步改善。方法为：首先将比特数据利用n维星座图映射为n个实数组成的列向量，而后利用资源单元对组成所述列向量的n个实数进行调制并发送出去，接收设备从收到的信号中解调出所述n个实数后，在所述n维星座图中找到坐标值与所述n个实数为坐标的点的欧氏距离最近的星座点，最后将该坐标点的坐标值映射回比特数据。本发明实施例用于利用高维星座图传输数据。

Description

一种利用高维星座图传输数据的方法和设备技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种利用高维星座图传输数据的方法和设备。

背景技术

数字通信领域中，经常将数字信号在复平面上表示，以直观的表示信号以及信号之间的关系，这种图示就是星座图。

现行的通信系统多使用正方形星座图，此类星座图有着易于调制、解调的优点，但此类星座图的误码率和信噪比的表现还有提升的空间，并且现在时频资源日益珍惜，电子器件价格不断下降，处理能力不断提升，以较为复杂的调制、解调过程换取时频资源更高的利用率显得越发划算。

在现有技术中，使用六边形格点集状的星座图，这种点集状的星座图排列得更紧密，因此在点数相同并且点间距离也相同的情况下，这种六边形格点集状的星座图比四边形星座图拥有更小的平均能量，从而拥有更好的误码率和信噪比表现。

在实现上述星座图的改进过程中，发明人发现现有技术还有可改进的空间：

在现有技术中，虽然通过正六边形的星座图提高了其误码率-信噪比的表现，但其星座图还可以进一步改进使得误码率 -信噪比表现还可以进一步提高。

发明内容

本发明实施例提供一种利用高维星座图传输数据的方法和设备，通过高维星座图实现了对误码率-信噪比表现的进一步改善。

第一方面，提供一种利用高维星座图传输数据的方法，所述方法包括：

将比特数据利用 n维星座图映射为 n个实数组成的列向量，所述 n维星座图中每个非边界星座点周围至少有 n ( n+1 ) 个最小距离的星座点；

利用资源单元对组成所述列向量的 n个实数进行调制；将调制后的数据发送至接收设备。

在第一种可能的实现方式中，结合第一方面，所述 n维星座图存在星座点 o'"¹'"²'⁰¹³'''''"" , 其中：

α₀ +aj +α₂ +α₃ + ... + α„ = 0.

||α.|| = ΐ, = 0,1,2,3,. . αο，^αι，^α2，^α3，···，^α "中任意 η个线性无关；

存在正交矩阵 Κ, 使得 Κα α^,^Ο,Ι Α.,.^-Ι, 且 K"=l。在第二种可能的实现方式中，结合第一方面或第一方面的第一种可能的实现方式，所述利用资源单元对组成所述列向量的 η个实数进行调制包括：

当 η为偶数时，利用 η/2个资源单元对组成所述列向量的 η个实数进行调制；

当 η为奇数时，利用（η-1)/2个资源单元和除所述 (η-1)/2个资源单元外的另一个资源单元的余弦分量或正弦分量对组成所述列向量的 η个实数进行调制。

第二方面，提供一种利用高维星座图传输数据的方法，所述方法包括：

接收发送设备发送的调制后的数据；

从所述调制后的数据中解调出 η个实数；

在 η维星座图中找到距离与所述解调出的 η个实数为坐标的点之间欧氏距离最近的星座点。所述 η 维星座图中每个非边界星座点周围至少有 η (η+1 ) 个最小距离的星座点；

将找到的所述最近的星座点映射为数据比特。

在第一种可能的实现方式中，结合第二方面，所述 η 维星座图存在星座点 ^α。，^αι，^α2，^α3，···，^α" , 其中：

a₀ +aj +α₂ +α₃ + ... + α_η = 0.

||α.|| = 1, = 0,1,2,3,...,« . α。，^αι，^α2，^α3，···，^α«中任意 η个线性无关；

存在正交矩阵 Κ, 使得 K_a,=_a(,_+lm。_d„)， = (U2,3,...,"-l, 且 K"=l。第三方面，提供一种发送设备，所述发送设备包括：映射模块，用于将比特数据利用 n维星座图映射为 n个实数组成的列向量，所述 n 维星座图中每个非边界星座点周围至少有 n (n+1 ) 个最小距离的星座点；

调制模块，用于利用资源单元对组成所述列向量的 n个实数进行调制；

发送模块，用于将调制后的数据发送至接收设备。

在第一种可能的实现方式中，结合第三方面，所述 n维星座图存在星座点 ^α。，^αι，^α2，^α3，···，^α" , 其中：

α₀ +aj +α₂ +α₃ + ... + α_η = 0.

|α,·| = = 0,1,2,3,...," . α。，^αι，^α2，^α3，···，^α "中任意 η个线性无关；

存在正交矩阵 Κ , 使得^, =«(,_+11∞(1„), = 0,1,2,3,...,"-1, 且 K«=l。在第二种可能的实现方式中，结合第三方面或第三方面的第一种可能的实现方式，所述调制模块还用于：

第四方面，提供一种接收设备，所述接收设备包括：

接收模块，用于接收发送设备发送来的调制信号；

解调模块，用于从所述调制信号中解调出 η个实数；

查找模块，用于在 η维星座图中找到距离以所述解调出的 η个实数为坐标的点之间欧氏距离最近的星座点。所述 η 维星座图中每个非边界星座点周围至少有 η (n+1 ) 个最小距离的星座点；

反映射模块，用于将找到的所述最近的星座点映射为数据比特。在第一种可能实现方式中，结合第四方面，所述 n维星座图存在星座点 ^α。，^αι，^α2，^α3，···，^α", 其中：

a₀ +aj +α₂ +α₃ + ... + α„ = 0.

|α,·| = = 0,1,2,3,...," . ^α。，^αι，^α2，^α3，···，^α "中任意 η个线性无关；

存在正交矩阵 Κ , 使得^, =«(,_+11∞(1„), = 0,1,2,3,...,"-1, 且 K«=l。第五方面，提供一种发送设备，所述发送设备包括总线以及连接到所述总线的处理器、存储器和接口，所述存储器用于存储指令，所述处理器执行所述指令用于：

将比特数据利用 η维星座图映射为 η个实数组成的列向量，所述 η维星座图中每个非边界星座点周围至少有 η (η+1 ) 个最小距离的星座点；

利用资源单元对组成所述列向量的 η个实数进行调制；

通过所述接口将经过调制后的数据发送出去。

在第一种可能的实现方式中，结合第五方面，所述 η维星座图存在星座点 ^Ά' Ά'···^" , 其中：

α₀ +aj +α₂ +α₃ + ... + α„ = 0.

|α,.| = 1, = 0,1,2,3,...,« . α。，^αι，^α2，^α3，···，^α "中任意 η个线性无关；

存在正交矩阵 Κ, 使得 K_a, = _lm。_d„), = 0,l,2,3,...,"-l, 且 K«=l。在第二种可能的实现方式中，结合第五方面或第五方面的第一种可能的实现方式，所述处理器执行所述指令还用于：

第六方面，提供一种接收设备，所述接收设备包括总线以及连接到所述总线的处理器、存储器和接口，所述存储器用于存储指令，所述处理器执行所述指令用于：

通过所述接口接收发送设备发送来的调制信号；

从所述调制信号中解调出 η个实数；

在 η维星座图中找到距离以所述解调出的 η个实数为坐标的点之间欧氏距离最近的星座点，所述 η 维星座图中每个非边界星座点周围至少有 n ( n+1 ) 个最小距离的星座点；

将找到的所述最近的星座点映射为数据比特。

在第一种可能的实现方式中，结合第六方面，所述 n维星座图存在星座点 ^α。，^αι，^α2，^α3，···，^α" , 其中：

α₀ + aj + α₂ + α₃ + ... + α„ = 0 .

存在正交矩阵 Κ , 使得 K_a, = _lm。_d„), = 0,l,2,3,...," - l , 且 K« = l。本发明实施例提供一种利用高维星座图传输数据的方法和设备，首先将比特数据利用 η维星座图映射为 η个实数组成的列向量，而后利用资源单元对组成列向量的 η个实数进行调制并发送出去，接收设备从收到的信号中解调出 η个实数后，在 η维星座图中找到与以这 η个实数为坐标的点欧氏距离最接近的星座点，最后将该星座点的坐标值映射回比特数据，从而通过高维星座图实现了对误码率-信噪比表现的进一步改善。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图 1 是本发明实施例提供的一种利用高维星座图传输数据的方法的流程示意图一；

图 2是本发明实施例提供的一种利用高维星座图传输数据的方法的流程示意图二；

图 3 是本发明实施例提供的一种利用高维星座图传输数据的方法的流程示意图三；

图 4是本发明实施例提供的一种现有技术中的六边形星座图的结构示意图；

图 5是本发明实施例提供的误码率-信噪比表现示意图；图 6是本发明实施例提供的一种发送设备的结构示意图一；图 7是本发明实施例提供的一种接收设备的结构示意图一；图 8是本发明实施例提供的一种发送设备的结构示意图二；图 9是本发明实施例提供的一种接收设备的结构示意图二。具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供一种利用高维星座图传输数据的方法，基于发送设备一侧，如图 1所示，所述方法包括：

5101、将比特数据利用 n维星座图映射为 n个实数组成的列向量， n维星座图中每个非边界星座点周围至少有 n ( n+1 ) 个最小距离的星座点。

5102、利用 RE ( Resource Element, 资源单元）对组成列向量的 n个实数进行调制。

5103、将调制后的数据发送至接收设备。

本发明实施例还提供另一种利用高维星座图传输数据的方法，基于接收设备一侧，如图 2所示，方法包括：

5201、接收发送设备发送的调制后的数据。

5202、从接收到的数据中解调出 n个实数。

5203、在 n维星座图中找到与解调出的 n个实数为坐标的点的欧氏距离最近的星座点，η维星座图中每个非边界星座点周围至少有 η ( n+1 ) 个最小距离的星座点。

5204、将找到的最近的星座点映射为数据比特。

本发明实施例提供一种利用高维星座图传输数据的方法，首先将比特数据利用 n维星座图映射为 n个实数组成的列向量，而后利用资源单元对组成列向量的 n个实数进行调制并发送出去，接收设备从收到的信号中解调出 n个实数后，在 n维星座图中找到与以这 n 个实数为坐标的点之间欧氏距离最小的星座点，最后将该星座点的坐标值映射回比特数据，从而通过高维星座图实现了对误码率 -信噪比表现的进一步改善。

为了使本领域技术人员能够更清楚地理解本发明实施例提供的技术方案，下面通过具体的实施例，对本发明提供一种利用高维星座图传输数据的方法进行详细说明，如图 3所示，方法包括：

S301、将比特数据利用 n维星座图映射为 n个实数组成的列向量， n维星座图中每个非边界星座点周围至少有 n (n+1 ) 个最小距离的星座点。

具体的，上述 n 维星座图的每个非边界星座点周围至少有 n

( n+1 ) 个最小距离的星座点可以通过以下方法实现：

根据星座图中的星座点与比特数据之间的映射关系，将比特数据映射为由若干个实数组成的列向量。

示例性的 , 在 OFDM ( Orthogonal Frequency Division Multiplexing, 正交频分复用 )系统中，若每个 RE ( Resource Element 资源单元 ) 使用经典的 64QAM ( Quadrature Amplitude Modulation, 相正交振幅调制）星座图，则可传递的信息构成的 n 维星座图中每个非边界点周围有 2n个最小距离点；

若每个 RE使用 6bit六边形星座图，则每个边界点周围只有 3n 个最小距离点，如图 4所示，图 4 中只对星座图画出了两圈，可在外围再添加圈数；

需要找到一类星座图，其每个边界点周围拥有更多的最小距离点。首先考虑一个关于变量 al , a2, ....an的整系数的正定二次型：

,α₂,··'α„) = α» ·' - ^a_i+l + ^ ,. ,.₊₂ _.·· + (_ I)"—¹ α_χα_η 容易验证，方程 ^^，^…""^¹有至少 n (n+1 ) 组整数解，即：士 ς·, for = 1, ··· ?;

士 (ς· -e.₊₁) for = 1,··· _1;

士 (ς· +e.₊₂) for / =1, 2 ·

±(e_{l +} (-ir^le . 其中 ^eV..,^e "是 n阶单位方阵 "的列向量

另一方面，我们有：

将 B的列向量写为 ⁶ι，，···，

令 ^C„ = +… + = i^aA +… + R :a ...,a_n e Z} --23. 1 o o 1 ·则对于 ^e«中的元素，我们有： a_xe_x +--- „ejl² =

因此 ^c "中 0点周围至少有 n( n+1 )个距离为 1的点。而由 ^c "的 Z- 线性性可知， ^e "中每个点周围都有至少 n(n+l)个距离为 1 的点。可以使用 ^的一个含 0凸子集（ ^c«的凸子集指 W^w的凸子集与 ^的交集）作为星座图。

令 n=4, 于是上述二次型化为

f ( , b, c, d) = a² -\-b² -\-c² -\-d² -ab-bc-cd -da-\-ac + bd

方程/ ⁶，c，i) = l至少有 ₂₀个整数解：

上述方阵化 A为

1 1 1

1

2 2 2 丄 1 1

1

2 2 2

丄 1 1

1

2 2 2 丄 1 1

1

2 2 2

B化为

格点集 ^c« (n=4) 化为：

令

易证

1、 ^α' 其中 i=0,l...,4;

∑ , = o. 这 5个向量中任意 4个线性无关

4 II = 1, = 0,1,2,3,4

、

对于 r为正整数或∞, 令 ^ ¹，²，…^。对于 {0，1，²，³，⁴}的任意真

{(0,0,0,0 }。

可以证明： = t_sO) [/_rO) = 0其中 S_≠T, 以及 C₄ = U^(∞)。

令

容易证明：

5、 K是正交方正；

6、 K⁵ =l

7、 , 其中 e {0, 1,… 4}。由上述性质 7可知，对于每个 ¹，…⁴》的真子集 S, 有性质 8为： KU _s = U _s+ , 其中 + 1:={ + 1 ηκ 15; }。对于 ρ e Z_≥。 u {∞} ,令 C₄ (r, = {x e [J ^ (^r) : ^{11 ≤} ^，我们把 ^ ^P)的点数列表如表 1所示： ^|S|≤4 表 1

可见 ^C4(^∞，²¹)中有 4001个点，再添加 95个能量为 22的点构成一个 12bit星座图，其中有 4096个点。

注意到， C₄(⁵，²²)\C₄(⁵，²1)中有 ₁₄o个点，我们将从中取出 95个点添加到星座图中，事实上^^^？；！^^^^；^^山^中有 ₁₈个点，即： (β_ι,β₂,-β_ι,) =

它们在〉的作用下会形成 90个点，（〉: ={1,^², ³, ⁴}是由 Κ 生成的 5阶乘法循环群），即 { y¾: = 0,l,〜4, = l,2,...18}, 将这 90个点添加到星座图中；

而（C₄ (5, 22) \ C₄ (5, 21)) n 。， _2i中有两个点，即

3 5

( ^₂) = («₀'« «2) 2 2 , 我们取其中的一个点它在〈^〉的作用下

5 3

形成 5个点，即 {^ _{1 :} = 0,1,·.·4}，将这 5个点也添加进星座图，于是得到 12bit的星座图：

为了便于理解下述步骤中码字的映射方式，我们在此分析一下 C₄(∞,21)₌ C₄(7,21)的结构：由上述性质 8可知：

< >在 { ¹}上忠实传递作用；

< >在 {^^:|S|= 上忠实传递作用，形成两个轨道，即。 ^²¹)所在的轨道和。' ^(21}所在的轨道；

< >在 W_S ^:ISI=³}上传递作用，形成两个轨道，即 ^。>1>^²¹)所在的轨道和。¹³所在的轨道；

< >在 W_S ^:ISI=⁴}上忠实传递作用。

其中需要解释的是，设群 G在集合 s上作用，对于 s中的元素

X, 称 {gxe geG}为 X在 G作用下产生的轨道，或 X所在的轨道；如果 S中所有元素都属于用一个轨道，则称 G在 S上的作用是传递的；如果对任意的 ^J^S, 至多存在一个 g^eG使得 = \ 则称 G 在 S 上的作用是忠实的。

所以每一个 ^ ^{n C}4(⁷，²¹)中的点数都等于表 2 中的一个集合的点数。

表 2

若需要将 12bit信息利用上述星座图进行传输，则首先需要将该 12bit信息映射为 4个实数组成的列向量，星座映射/定义如下： /(0) = 0.

7({l,2,3,4}) = [/_{0}nC₄(7,21).

/({5,— ,28) = [/_WinC₄(7,21)_;

/({29,-,41}) = [/_{0;2!nC₄(7,21).

/({42,..·,157}) = [/副 nC₄(7,21)_;

/({158,-,208}) = [/_{0;U}nC₄(7,21).

/( {209,… 800} ) = [/画 n C₄ (7, 21) ;

7(801) = , (/(802),… , /(819)) = (u ) _; /(") = ·/(" -819),"≥820。

每个 ^^⁷，²¹)中元素在 P^{≤ 21}条件下按"。，"1，"2，《3前系数的字典顺排列，例如 ^³;(⁷，²¹)中元素排列如下：

«₀ + «j + «₂ + «35 «₀ + «j + «₂ + 2 ₃ , ·■■ S302、利用资源单元对组成列向量的 n个实数进行调制。

具体的，可以通过以下方法实现：

当 n为偶数时，利用 n/2个资源单元对组成列向量的 n个实数进行调制；

其中每个资源单元调制 2个实数，其中对于载波频率为 f, 时间区间为 [a, b],循环前缀时间区间为 [a, c] (a<c<b)的 RE, 和待调制实数 X, y, 调制后的波形为 xcos2 π f(t-c)+ysin2 π f(t-c) (t G [a, b]).

当 n为奇数时，利用（n- l)/2个资源单元和除 (n- l)/2个资源单元外的另一个资源单元的余弦分量或正弦分量对组成列向量的 n个实数进行调制。

其中前（n- l)/2个资源单元每个资源单元调制 2个实数，其中对于载波频率为 f, 时间区间为 [a, b], 循环前缀时间区间为 [a, c] (a<c<b)的资源单元，和待调制实数 X, y, 调制后的波形为 xcos2 π f(t-c)+ysin2 π f(t-c) (t e [a, b]); 如果另一个资源单元的载波频率为 f, 时间区间为 [a, b], 循环前缀时间区间为 [a, c] ( a<c<b ) ，待调制实数为 X, 则调制后的波形为 xcos2 π f(t-c) (t e [a, b]) (使用余弦分量），或 ysin2 π f(t-c) (t G [a, b]) (使用正弦分量）。

5303、接收发送设备发送的数据。

5304、从接收到的数据中解调出 n个实数。

5305、在 n维星座图中找到距离与解调出的 n个实数为坐标的点之间欧氏距离最近的星座点， n维星座图中每个非边界星座点周围至少有 n ( n+1 ) 个最小距离的星座点。

示例性的，如在进行上述 12bit信息数据的传送过程中，当从接收到的信号中解调出 4个实数后，以解调出的 4个实数为坐标，在星座图中利用极大似然判决方法，从星座图中找出其坐标与解调出的 4个实数为坐标的点之间欧氏距离最近的星座点。

5306、将找到的最近的星座点映射为数据比特。示例性的，在利用极大似然判决方法找到上述坐标与解调出的 4 个实数最接近的星座点后，利用星座映射/的映射关系，将得到的星座点坐标值映射回 12bit数据。

本发明实施例中所用星座图其每个非边界点至少存在 n ( n+1 ) 个最小距离点，相比现有的六边形星座图，每个非边界点拥有更多的最小距离点，其并且使上述 12bit 星座图时的误码率 -信噪比有更好的表现，如图 5所示，其中实线为是 2个 RE分别使用经典 64QAM 星座图时的表现，中间的虚线为两个 RE分别使用 6 bit的六边形星座图的表现，最下面的虚线为 2 个 RE联合使用上述 12bit星座图 C₄(∞,21)时的表现。本发明实施例提供一种利用高维星座图传输数据的方法，首先将比特数据利用 n维星座图映射为 n个实数组成的列向量，而后利用资源单元对组成列向量的 n个实数进行调制并发送出去，接收设备从收到的信号中解调出 n个实数后，在 n维星座图中找到与以这 n 个实数为坐标的点之间欧氏距离最近的星座点，最后将该坐标点的坐标值映射回比特数据，从而通过高维星座图实现了对误码率 -信噪比表现的进一步改善。

本发明实施例提供一种利用高维星座图传输数据的发送设备 01 , 如图 6所示，发送设备 01 包括：

映射模块 011 ,用于将比特数据利用 n维星座图映射为 n个实数组成的列向量， n维星座图中每个非边界星座点周围至少有 n ( n+1 ) 个最小距离的星座点；

调制模块 012 ,用于利用资源单元对组成列向量的 n个实数进行调制；

发送模块 013 , 用于将调制后的数据发送至接收设备。

优选的，其中 n维星座图存在星座点 ^α。，^αι，^α2，^α3，···，^α" , 其中： α₀ + aj + α₂ + α₃ + ... + α_η = 0 .

存在正交矩阵 Κ , 使得 K_a, = _lm。_d„), = 0,l,2,3, 1 , 且 K« = l。进一步的，调制模块 012具体用于：当 n为偶数时，利用 n/2个资源单元对组成列向量的 n个实数进行调制；

本发明实施例提供一种利用高维星座图传输数据的发送设备，首先将比特数据利用 n维星座图映射为 n个实数组成的列向量，而后利用资源单元对组成列向量的 n个实数进行调制并发送出去，以便接收设备从收到的信号中解调出 n个实数后，在 n维星座图中找到坐标值与 n个实数为坐标的点的欧氏距离最近的星座点，并将该坐标点的坐标值映射回比特数据，从而通过高维星座图实现了对误码率-信噪比表现的进一步改善。

本发明实施例提供一种利用高维星座图传输数据的接收设备 02 , 如图 7所示，接收设备 02包括：

接收模块 021 , 用于接收发送设备发送来的调制信号；

解调模块 022 , 用于从调制信号中解调出 n个实数；

查找模块 023 ,用于在 n维星座图中找到距离以解调出的 n个实数为坐标的星座点最近的星座点， n维星座图中每个非边界星座点周围至少有 n ( n+1 ) 个最小距离的星座点；

反映射模块 024 , 用于将找到的最近的星座点映射为数据比特。优选的，其中 n维星座图存在星座点 ^α。，^αι，^α2，^α3，···，^α" , 其中： α₀ + aj + α₂ + α₃ + ... + α_η = 0 .

存在正交矩阵 Κ , 使得 Κα, = «(,_+11∞(1„) , = 0,l,2,3, 1 , 且 K" = l。本发明实施例提供一种利用高维星座图传输数据的接收设备，当将比特数据利用 η维星座图映射为 η个实数组成的列向量并利用资源单元对组成列向量的 η个实数进行调制并发送出去后，接收设备从收到的信号中解调出 η个实数后，在 η维星座图中找到坐标值与 η个实数为坐标的点的欧氏距离最近的星座点，最后将该坐标点的坐标值映射回比特数据，从而通过高维星座图实现了对误码率-信噪比表现的进一步改善。

本发明实施例提供一种利用高维星座图传输数据的发送设备

03 , 如图 8所示，包括总线 031以及连接到总线 031的处理器 032、存储器 033和接口 034 , 存储器 033用于存储指令，处理器 032执行指令用于：

将比特数据利用 n 维星座图映射为 n 个实数组成的列向量， n 维星座图中每个非边界星座点周围至少有 n ( n+1 ) 个最小距离的星座点；

利用资源单元对组成列向量的 n个实数进行调制；

通过接口 034将经过调制后的数据发送出去。

优选的，其中 n维星座图存在星座点 ^α。，^αι，^α2，^α3，···，^α" , 其中： α₀ + aj + α₂ + α₃ + ... + α„ = 0 .

存在正交矩阵 Κ , 使得 Κα, = «(,_+11∞(1„) , = 0,l,2,3, 1 , 且 K" = l。进一步的，处理器 032执行指令具体用于：

当 η为偶数时，利用 η/2个资源单元对组成列向量的 η个实数进行调制；

当 η为奇数时，利用（η- 1)/2个资源单元和除 (η-1)/2个资源单元外的另一个资源单元的余弦分量或正弦分量对组成列向量的 η个实数进行调制。

本发明实施例提供一种利用高维星座图传输数据的发送设备，首先将比特数据利用 η维星座图映射为 η个实数组成的列向量，而后利用资源单元对组成列向量的 η个实数进行调制并发送出去，以便接收设备从收到的信号中解调出 η个实数后，在 η维星座图中找到坐标值与 η个实数为坐标的点的欧氏距离最近的星座点，并将该坐标点的坐标值映射回比特数据，从而通过高维星座图实现了对误码率-信噪比表现的进一步改善。

本发明实施例提供一种利用高维星座图传输数据的接收设备 04 , 如图 9所示，接收设备 04包括总线 041以及连接到总线 041的处理器 042、存储器 043和接口 044 , 存储器 043用于存储指令，处理器 042执行指令用于：

通过接口 044接收发送设备发送来的调制信号；

从调制信号中解调出 n个实数；

在 n维星座图中找到距离以解调出的 n个实数为坐标的点的欧氏距离最近的星座点， n维星座图中每个非边界星座点周围至少有 n ( n+1 ) 个最小距离的星座点；

将找到的最近的星座点映射为数据比特。

存在正交矩阵 Κ , 使得 K_a, = _lm。_d„), = 0,l,2,3, 1 , 且 K" = l。本发明实施例提供一种利用高维星座图传输数据的接收设备，当将比特数据利用 η维星座图映射为 η个实数组成的列向量并利用资源单元对组成列向量的 η个实数进行调制并发送出去后，接收设备从收到的信号中解调出 η个实数后，在 η维星座图中找到坐标值与 η个实数为坐标的点的欧氏距离最近的星座点，最后将该坐标点的坐标值映射回比特数据，从而通过高维星座图实现了对误码率-信噪比表现的进一步改善。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的方法、设备，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，设备或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理包括，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以釆用硬件的形式实现，也可以釆用硬件加软件功能单元的形式实现。

上述以软件功能单元的形式实现的集成的单元，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能单元存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本发明各个实施例所述方法的部分步骤。而前述的存储介质包括： U 盘、移动硬盘、只读存储器 ( Read-Only Memory,简称 ROM )、随机存取存储器（ Random Access Memory, 简称 RAM )、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，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以所述权利要求的保护范围为准。

Claims

权利要求书

1、一种利用高维星座图传输数据的方法，其特征在于，包括：将比特数据利用 n维星座图映射为 n个实数组成的列向量，所述 n维星座图中每个非边界星座点周围至少有 n (n+1 ) 个最小距离的星座点；

利用资源单元对组成所述列向量的 n个实数进行调制；

将调制后的数据发送至接收设备。
2、根据权利要求 1所述的方法，其特征在于：

所述 n维星座图存在星座点 "。，^，，^，…，，其中：

a₀ +aj +α₂ +α₃ + ... + α_Η = 0.

||α.|| = 1, = 0,1,2,3,...,« . α。，^αι，^α2，^α3，···，^α "中任意 η个线性无关；

存在正交矩阵 Κ, 使得 Κα α^^,^Ο,Ι Α...,"- 1, 且 K«=l。
3、根据权利要求 1 或 2所述的方法，其特征在于，所述利用资源单元对组成所述列向量的 η个实数进行调制包括：

当 η为偶数时，利用 η/2个资源单元对组成所述列向量的 η个实数进行调制；

当 η为奇数时，利用（η-1)/2个资源单元和除所述 (η-1)/2个资源单元外的另一个资源单元的余弦分量或正弦分量对组成所述列向量的 η 个实数进行调制。
4、一种利用高维星座图传输数据的方法，其特征在于，所述方法包括：

接收发送设备发送的调制后的数据；

从所述调制后的数据中解调出 η个实数；

在 η维星座图中找到距离与所述解调出的 η个实数为坐标的点的欧氏距离最近的星座点，所述 η维星座图中每个非边界星座点周围至少有 n (n+1 ) 个最小距离的星座点；

将找到的所述最近的星座点映射为数据比特。
5、根据权利要求 4所述的方法，其特征在于：

所述 n维星座图存在星座点 ^α。，^αι，^α2，^α3，···，^α", 其中： α₀ +aj +α₂ +α₃ + ... + α_η = 0.

||α.|| = 1, = 0,1,2,3,...,« . α。，^αι，^α2，^α3，···，^α "中任意 η个线性无关；

存在正交矩阵 Κ , 使得 Κο^α^^,^Ο,Ι Α 1, 且 K"=l。
6、一种发送设备，其特征在于，所述发送设备包括：

映射模块，用于将比特数据利用 η维星座图映射为 η个实数组成的列向量，所述 η维星座图中每个非边界星座点周围至少有 n (n+1 ) 个最小距离的星座点；

调制模块，用于利用资源单元对组成所述列向量的 n个实数进行调制；

发送模块，用于将调制后的数据发送至接收设备。
7、根据权利 6所述发送设备，其特征在于：

所述 n维星座图存在星座点 "。，^，，^，…，，其中：

a₀ +aj +a₂ +a₃ + ... + a„ = 0.

||a.|| = l, = 0,l,2,3,...,« . α。，^αι，^α2，^α3，···，^α "中任意 n个线性无关；

存在正交矩阵 K , 使得 Ko^a^^X H.,"- 1, 且 K«=l。
8、根据权利要求 6或 7 中所述发送设备，其特征在于，所述调制模块具体用于：

当 η为偶数时，利用 η/2个资源单元对组成所述列向量的 η个实数进行调制；

当 η为奇数时，利用（η-1)/2个资源单元和除所述 (η-1)/2个资源单元外的另一个资源单元的余弦分量或正弦分量对组成所述列向量的 η 个实数进行调制。
9、一种接收设备，其特征在于，所述接收设备包括：

接收模块，用于接收发送设备发送来的调制信号；

解调模块，用于从所述调制信号中解调出 η个实数；

查找模块，用于在 η维星座图中找到距离以所述解调出的 η个实数为坐标的点的欧氏距离最近的星座点，所述 η维星座图中每个非边界星座点周围至少有 n (n+1 ) 个最小距离的星座点；反映射模块，用于将找到的所述最近的星座点映射为数据比特。
10、根据权利要求 9所述接收设备，其特征在于：

所述 n维星座图存在星座点 "。，^，，^，…，，其中：

a₀ +aj +α₂ +α₃ + ... + α_η = 0.

|_α.| = 1, = 0,1,2,3,. . α。，^αι，^α2，^α3，···，^α "中任意 η个线性无关；

存在正交矩阵 Κ , 使得 Κο^α^,^Ο,Ι Α...,"- 1, 且 K«=l。
11、一种发送设备，其特征在于，包括总线以及连接到所述总线的处理器、存储器和接口，所述存储器用于存储指令，所述处理器执行所述指令用于：

将比特数据利用 η维星座图映射为 η个实数组成的列向量，所述 η维星座图中每个非边界星座点周围至少有 η (n+1 ) 个最小距离的星座点；

利用资源单元对组成所述列向量的 n个实数进行调制；

通过所述接口将经过调制后的数据发送出去。
12、根据权利要求 11所述的发送设备，其特征在于：

所述 n维星座图存在星座点 "。，^，，^，…，，其中：

a₀ +aj +a₂ +a₃ + ... + a_n = 0.

||a.|| = l, = 0,l,2,3,...,« . "。，^，^，^，…，中任意 _n个线性无关；

存在正交矩阵 K , 使得 Κο^α^^,^Ο,Ι Α 1, 且 K"=l。
13、根据权利要求 11或 12所述的发送设备，其特征在于，所述处理器执行所述指令还用于：

当 η为偶数时，利用 η/2个资源单元对组成所述列向量的 η个实数进行调制；

当 η为奇数时，利用（η-1)/2个资源单元和除所述 (η-1)/2个资源单元外的另一个资源单元的余弦分量或正弦分量对组成所述列向量的 η 个实数进行调制。
14、一种接收设备，其特征在于，包括总线以及连接到所述总线的处理器、存储器和接口，所述存储器用于存储指令，所述处理器执行所述指令用于：

通过所述接口接收发送设备发送来的调制信号；

从所述调制信号中解调出 n个实数；

在 n维星座图中找到距离以所述解调出的 n个实数为坐标的点的欧氏距离最近的星座点，所述 n维星座图中每个非边界星座点周围至少有 n (n+1 ) 个最小距离的星座点；

将找到的所述最近的星座点映射为数据比特。
15、根据权利要求 14所述的接收设备，其特征在于：

所述 n维星座图存在星座点 "。，^，，^，…，，其中：

α_η +α, +α₇ +... + α_Μ = 0.

|_α.|| = 1, = 0,1,2,3,...,« . α。，^αι，^α2，^α3，···，^α "中任意 η个线性无关；

存在正交矩阵 Κ , 使得 K_a, =_ai,_+lm。_di^ = 0,l,2,3, 1, 且 K«=l