CN1501595A - 支持使用空-时块码的发射天线分集的发射和接收装置 - Google Patents

Abstract

在这里公开了一种发射机和接收机，该发射机和接收机支持在一个无线通信系统中使用空－时块编码的发射天线分集。发射机产生符号组合，作为它们的元素，该符号组合包括输入符号、符号的逆值和共轭以及通过旋转一次符号的相位而获得的符号，用该符号组合形成具有在彼此正交的至少两个列中的符号的一个矩阵，并发射该矩阵。接收机利用从发射天线到接收天线的信道增益，检测所有可能的符号中最小化最大似然(ML)解码度量的符号。同样，接收机根据发射的调制符号的特性，在所有可能的符号中选择候选符号，并检测最小化ML解码度量的符号。

Description

支持使用空-时块码的发射天线分集 的发射和接收装置

技术领域

本发明一般涉及无线通信系统，尤其涉及使用发射天线分集来防止衰落的降质影响的发射和接收装置。

背景技术

用于减轻衰落的有效技术之一是在无线通信系统中的发射分集。假定接收机的信道特性对发射机来说是已知的，一种切换的分集技术已经被提出(J.H Winters“Switched Diversity with Feedback for DPSK Mobile Radio System”，IEEE Trans.Veh.Technol.，第32卷，第134-150页，1983年2月”)，以及，一种多谐振荡调制/编码也已经被提出(G.G.Raleigh和V.K.Jones，“Multivibrate Modulation and Coding for Wireless Communication”，IEEE J.Select.Areas.Commun.，第17卷，851-866页，1999年5月)。

然而，实际上由于移动性和信道的变化，对于发射机来说，具有有关接收机特性的理想瞬时信息几乎是不可能的。同样，由于反馈信道减少了信道容量，用于向发射机报告信道状态信息的反馈信道的使用可能也不是所希望的。因此，许多研究者将目光放在发射分集方案上，假设发射机不知道信道信息。最初一种发射分集方案是由Wittneben提出(A.Wittneben，“BaseStation Modulation Diversity for Digital SIMULCAST”，in proc.IEEE’VTC，1993年5月，第505-511页)。Foschini研究了用于多发射天线系统的分层空-时结构(G.J.Foschini，Jr.，“Layered Space-Time Architecture for WirelessCommunication in a Fading Environment When Using Multi-element Antennas”，Bell实验室Tech.J.，第41-59页，1996年秋)。在存在高斯噪声时，Telatar分析了多天线系统的容量(E.Telatar，“Capacity of Multi-Antenna GaussianChannels”，AT&T-Bell实验室，Internal Tech.Memo.，1995年6月)。后来，Foschini等在假设准静态衰落的情况下，导出了中断(outage)容量的表达式(G.J.foschini，Jr.和M.J.Gans，“On Limits of Wireless Communication in aFading Environment When Using Multiple Antennas”，无线个人通信，第6卷，311-335页，1998年)。

近来，空-时编码由于其良好的高速传输性能已经被更多的关注。Tarokh等引入了提供编码增益和分集增益的空-时格形编码(V.Tarokh，N.Seshadri，和A.R.Calderbanck，“Space-Time Codes for High Data Rate WirelessCommunication：Performance Criterion and Code Construction”，IEEE trans.Inform.Theory，第44卷，744-765页，1998年3月，以及V.Tarokh，N.Seshadri，和A.R.Calderbanck，“Space-Time Codes for High Data Rate WirelessCommunication；Performance Criteria in the Presence of Channel EstimationErrors，Mobility，and Multiple Paths”，IEEE trans.Inform.Theory，第47卷，199-207页，1999年2月)。尤其是，在Tarokh的第二篇论文中公开的空-时格形编码提出了在星座(constellation)尺寸、数据速率、分集优点和格形复杂度之间的最佳可能平衡。

然而，根据上述的空-时编码技术，当发射天线的数目固定时，解码复杂度随发射速率呈指数增加。因此，对于大量的发射天线和高带宽效率来说，它们是不可行的。

为了克服该问题，Alamouti和Tarokh提出了空-时块编码(S.M.Alamouti，“A simple Transmit Diversity Technique for Wireless Communications”，IEEE J.Select Areas Commun.，第16卷，第1451-1458页，1998年10月，以及V.Tarokh，H.Jafarkhani和A.R.Calderbandk，“Space-Time Block Codes fromOrthogonal Designs”，IEEE Trans.Inform.Theory，第45卷，第1456-1467页，1999年7月)。这些空-时块码将空-时相关引入到从不同发射天线发射的信号中，以便在接收机处提供分集增益以及对于未编码系统的编码增益。尽管存在简单发射/接收这样的优点，但是由于发射矩阵的列的正交条件，当通过3个或者更多的天线发射复数符号(complex symbol)时，这些编码仍然不能获得所有可能的分集增益而没有数据速率的损耗。

图1是一个使用传统空-时块编码的发射机的框图。参考图1，该发射机由串并(S/P)转换器10、编码器20和N个发射天线30-1到30-N组成。S/P转换器10将从一个信息源(未示出)接收的每N个符号组合为一个块。编码器20从N个符号产生预定数目的符号组合，同时将它们馈送到相应时间段的N个发射天线30-1到30-N。

图2是一个接收机的框图，该接收机从图1所示的发射机接收信号。参考图2，该接收机由M个接收天线40-1到40-M、信道估计器50、多信道符号排列器60和解码器70组成。信道估计器50估计代表了从发射天线30-1至30-N到接收天线40-1至40-M的信道增益的信道系数。多信道符号排列器60收集从接收天线40-1至40-M接收的符号。解码器70通过将从多信道符号排列器60接收的符号和信道系数相乘来得到一个想要的结果，使用该结果来计算所有可能符号的判定统计量，并且通过阈值检测来检测想要的符号。

在图1和2中示出的通信系统中，假设c_i，t是在时间t从发射天线i发射的符号，而a_i，j是从发射天线i到接收天线j的信道增益。因而在时间t在接收天线j处接收的信号r_i，j由等式(1)给出：

$r_{t,j}=\underset{k=1}{\overset{K}{\mathrm{\Σ}}}\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{a}_{i,j}{c}_{i,t}+n_{t,j}.........\left(1\right)$

其中k是每个时间段内的时间下标，而n_t，j是在时间t发射天线和接收天线j之间的信道的噪声。

假设从不同发射天线发射的信号经历独立的瑞利衰落，那么信道增益a_i，j被模型为具有零平均数和每维0.5的方差的独立复数高斯随机变量的样本，而噪声值n_t，j被模型为具有零平均数和每维N₀/2的方差的独立复数高斯随机变量的样本。在这里，N₀是噪声频谱密度。

设计最佳空-时块码，以便最大化误差矩阵的最小编码增益。该误差矩阵指的是原始符号和排列在接收机中的错误符号之间的差值的矩阵，而最小编码增益是该误差矩阵的本征值的乘积。

例如，假设有2个发射天线和M个接收天线。发射机使用一个具有2^b个元素的信号星座将b个输入比特映射到2^b个复数符号之一。在第一时间段，2b个比特到达编码器，拾取星座符号s₁和s₂。这两个符号是用这些星座符号形成的并且通过用于两个时间段的2个发射天线来发射。2×2发射矩阵在等式(2)中示出：

$S=\left[\begin{array}{cc}{s}_1& s_2\\ {-s}_2^{*}& s_1^{*}\end{array}\right]......\left(2\right)$

其中s_i ^*表示s_i的共轭。

尤其是，发射矩阵中的行表示了同时被发射的符号，而列表示了从同一个天线发射的符号。因此，在时间t，从第一发射天线发射s₁，而从第二发射天线发射s₂，在时间t+1，从第一天线发射-s₂ ^*，而从第二天线发射s₁ ^*。这就是所谓的Alamouti方案并且是空-时块码的一个实例。

上述空-时块码的最大似然(ML)解码等于对于所有可能的s₁和s₂符号对求等式(3)的判定度量(metric)的最小值：

$\underset{m=1}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}({|r_{1,m}-a_{1,m}{s}_1-a_{2,m}{s}_2|}^2+{|a_{1,m}{s}_2^{*}-a_{2,m}{s}_1^{*}|}^2)......\left(3\right)$

上述度量被分解为两个部分，如等式(4)所示，其中

$-\underset{m=1}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}[r_{1,m}{a}_{1,m}^{*}{s}_1^{*}+r_{1,m}^{*}{a}_{1,m}{s}_1+r_{2,m}{a}_{2,m}^{*}{s}_1+r_{2,m}^{*}{a_{2,m}s}_1^{*}]+{\left|s_1\right|}^2\underset{m=1}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}\underset{n=1}{\overset{2}{\mathrm{\Σ}}}{\left|a_{n,m}\right|}^2$

仅是s₁的函数，而另一个

$-\underset{m=1}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}[r_{1,m}{a}_{2,m}^{*}{s}_2^{*}+r_{1,m}^{*}{a}_{2,m}{s}_2-r_{2,m}{a}_{1,m}^{*}{s}_2-r_{2,m}^{*}{a}_{1,m}{s}_2^{*}]+{\left|s_2\right|}^2\underset{m=1}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}\underset{n=1}{\overset{2}{\mathrm{\Σ}}}{\left|a_{n,m}\right|}^2......\left(4\right)$

仅是s₂的函数。最小化等式(3)相当于最小化在等式(4)中的两个度量部分，因为这两个度量部分是彼此独立的。因此，解码器的设计通过用最小化的这两个度量部分分别解码s₁和s₂而被简化。

从度量部分除去非符号相关部分，则ML解码相当于最小化等式(5)的度量：

${\left|\right[\underset{m=1}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}(r_{1,m}{a}_{1,m}^{*}+r_{2,m}^{*}{a}_{2,m})]-s_1|}^2+(-1+\underset{m=1}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}\underset{n=1}{\overset{2}{\mathrm{\Σ}}}{\left|a_{n,m}\right|}^2){\left|s_1\right|}^2$

用于解码s₁，并且

${\left|\right[\underset{m=1}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}(r_{1,m}{a}_{2,m}^{*}+r_{2,m}^{*}{a}_{1,m})]-s_2|}^2+(-1+\underset{m=1}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}\underset{n=1}{\overset{2}{\mathrm{\Σ}}}{\left|a_{n,m}\right|}^2){\left|s_2\right|}^2$

用于解码s₂。

                                                   …………(5)

因此，应当注意可以使用一个相当简单的编码/解码算法来实现空-时块编码，同时也能够实现1个空间分集2M，其中M是接收天线的数目。出于这个原因，其已经被包括WCDMA(宽带码分多址)和IS(国际标准)-136的各种国际标准实体采纳。

为了实现空-时块编码的出色性能，发射矩阵的列必须是彼此正交的。上述的空-时块编码方案即使在从2个发射天线发射复数符号的情况下，提供了等于发射天线数目的分集阶数而没有发射速率(即，最大分集阶数)损耗。为了将上述方案推广到多于2个发射天线的情况，以正交列矩阵形式的空-时块码提供了最大分集阶数。这些码的实例在等式(6)中被示出：

$\left[\begin{array}{ccc}{s}_1& s_2& s_3\\ {-s}_2^{*}& s_1^{*}& 0\\ s_3^{*}& 0& {-s}_1^{*}\\ 0& s_3^{*}& -s_2^{*}\end{array}\right]\left[\begin{array}{cccc}{s}_1& s_2& s_3& 0\\ {-s}_2^{*}& s_1^{*}& 0& s_3\\ s_3^{*}& 0& -s_1^{*}& s_2\\ 0& s_3^{*}& -s_2^{*}& -s_1\end{array}\right]............\left(6\right)$

对于超过2个发射天线来说，包括使用这些发射矩阵的Tarokh方案的空-时块编码技术仅仅将使用中的每个信道的一个符号的发射速率减少到使用中的每个信道的0.5或者0.75个符号的发射(速率)。这个问题减小了它们用于实时无线应用的吸引力。

发明内容

因此，本发明的一个目的是提供一种发射分集装置，该装置在使用3个或者更多的发射天线的通信系统中，提供最大的发射速率和最大的分集增益。

本发明的另一个目的是提供一种发射分集装置，该装置在使用3个或者更多发射天线的通信系统中，用很简单的编码和解码结构来提供最大的分集增益。

本发明的再一个目的是提供一种发射分集装置，该装置在通过3个或者更多的发射天线来发射复数符号的通信系统中，提供最大的分集增益。

通过无线通信系统中的发射机和接收机能够实现上述目的，该发射机和接收机支持使用空-时块编码的发射天线分集。发射机产生符号组合，该符号组合包括输入符号、符号的逆值和共轭以及通过旋转一次符号的相位获得的符号作为它们的元素，发射机利用该符号组合形成一个矩阵，该矩阵具有在彼此正交的至少两个列中的符号，并发射该矩阵。根据本发明的一个方面，接收机利用从发射天线到接收天线的信道增益，检测所有可能的符号中最小化ML解码度量的符号。根据本发明的另一个方面，接收机根据发射的调制符号的特性，在所有可能的符号中选择候选符号，并检测最小化ML解码度量的符号。

附图说明

从下面结合附图的详细描述中，本发明上述及其它的目的，特性和优点将变得更加显而易见，其中：

图1是使用传统空-时块编码的发射机的框图；

图2是接收来自图1所示的发射机的信号的接收机的框图；

图3是根据本发明的实施例通过4个发射天线发射符号的发射机的框图；

图4是根据本发明的另一个实施例通过3个发射天线发射符号的发射机的框图；

图5是按照本发明的实施例用于执行解码的接收机的框图；

图6A示出了BPSK(二相相移键控)信号星座；

图6B示出了QPSK(四相相移键控)信号星座；

图6C示出了8PSK(八相相移键控)信号星座；

图7A示出了16QAM(16相正交调幅)信号星座；

图7B示出了64QAM(64相正交调幅)信号星座；

图8示出了根据本发明的另一个解码实施例的流程图；

图9是根据本发明的第二个实施例用于执行解码的接收机的框图；

图10A和10B描绘了根据本发明的次最优解码；

图11示出了根据本发明的第三解码实施例的流程图；

图12示出了2，3和4个发射BPSK码的发射天线的符号差错率(SER)对SNR(信噪比)的图；

图13示出了2，3和4个发射QPSK码的发射天线的SER对SNR的图；

图14示出了2，3和4个发射8PSK码的发射天线的SER对SNR的图；以及

图15示出了根据本发明的第一和第三解码实施例的SER对SNR的图。

具体实施方式

下面将参考附图描述本发明的优选实施例。在下面的描述中，由于不必要的细节将会使本发明不清楚，所以熟知的功能和结构将不进行详细的描述。

本发明将提供一个简单的编码和解码结构，其将导致具有彼此正交的至少2列的发射矩阵，同时采用用于3个或者更多的发射天线的空-时块编码的在通信系统中，提供最大的分集增益。

发射：编码

发射机从预定数目的输入符号产生另一预定数目的符号组合，并形成一个矩阵，在该矩阵的每个单元中具有一个符号组合。该发射矩阵根据调制方案和发射天线的数目而变化。在行(t)中的符号在时间(t)被发射，而在列(n)中的符号通过天线(n)发射。

发射矩阵被形成用于通过3个或者4个发射天线来发射BPSK、QPSK、8PSK、16QAM或者64QAM码。

符号组合具有在至少2行中的正交符号(s)以及符号的逆值(-s)和共轭(s^*)作为它们的元素。例如，发射机形成一个4个符号的4×4矩阵用于4个发射天线，并且分4次发射它们。该4×4矩阵通过使用4个2×2矩阵而形成，诸如等式(7)：

$\left[\begin{array}{cc}A& B\\ C& D\end{array}\right].........\left(7\right)$

以Alamouti方案构成这些2×2矩阵。所有可能以这种方式形成的4×4矩阵的数目是24，其中的一部分在等式(8)中示出：

$\left[\begin{array}{cccc}{s}_1& s_2& s_3^{*}& s_4^{*}\\ s_2^{*}& -s_1^{*}& s_4& {-s}_3\\ s_3& s_4& -s_1^{*}& -s_2^{*}\\ s_4^{*}& -s_3^{*}& -s_2& s_1\end{array}\right]\left[\begin{array}{cccc}{s}_1& s_2& s_3^{*}& -s_4^{*}\\ s_2^{*}& -s_1^{*}& s_4& s_3\\ s_3& s_4& {-s}_1^{*}& s_2^{*}\\ s_4^{*}& {-s}_3^{*}& -s_2& {-s}_1\end{array}\right]\left[\begin{array}{cccc}{s}_1& s_2& s_3^{*}& {-s}_4^{*}\\ s_2^{*}& {-s}_1^{*}& -s_4& -s_3\\ s_3& s_4& {-s}_1^{*}& s_2^{*}\\ s_4^{*}& {-s}_3^{*}& s_2& s_1\end{array}\right]\left[\begin{array}{cccc}{s}_1& s_2& s_3^{*}& s_4^{*}\\ s_2^{*}& {-s}_1^{*}& {-s}_4& s_3\\ s_3& s_4& {-s}_1^{*}& -s_2^{*}\\ s_4^{*}& -s_3^{*}& s_2& {-s}_1\end{array}\right]$

$\left[\begin{array}{cccc}{s}_1& s_2& -s_3^{*}& {-s}_4^{*}\\ s_2^{*}& -s_1^{*}& s_4& {-s}_3\\ s_3& s_4& s_1^{*}& s_2^{*}\\ s_4^{*}& -s_3^{*}& -s_2& s_1\end{array}\right]\left[\begin{array}{cccc}{s}_1& s_2& -s_3^{*}& s_4^{*}\\ s_2^{*}& -s_1^{*}& s_4& s_3\\ s_3& s_4& s_1^{*}& -s_2^{*}\\ s_4^{*}& {-s}_3^{*}& -s_2& {-s}_1\end{array}\right]\left[\begin{array}{cccc}{s}_1& s_2& -s_3^{*}& {-s}_4^{*}\\ s_2^{*}& {-s}_1^{*}& -s_4& s_3\\ s_3& s_4& s_1^{*}& s_2^{*}\\ s_4^{*}& {-s}_3^{*}& s_2& {-s}_1\end{array}\right]\left[\begin{array}{cccc}{s}_1& s_2& {-s}_3^{*}& s_4^{*}\\ s_2^{*}& {-s}_1^{*}& {-s}_4& {-s}_3\\ s_3& s_4& s_1^{*}& -s_2^{*}\\ s_4^{*}& -s_3^{*}& s_2& s_1\end{array}\right]............\left(8\right)$

其中s₁，s₂，s₃和s₄是4个输入符号。

一些已排列的符号在发射之前被旋转一个预定的相位。通过差错矩阵的最小编码增益来确定该相位，以便最大化分集增益。差错矩阵指的是一个具有在原始符号和在接收机处接收的错误符号之间的差值的矩阵，而且最小编码增益是差错矩阵的所有本征值的乘积。

对于3个或者4个所述输入符号的每一个执行一次相位旋转，以便在每个Alamouti 2×2矩阵的列之间仍然保持正交性。存在16个满足该条件的相位旋转。所有可能的在等式(8)中的第一个矩阵的相位旋转值在等式(9)中被示出：

$\left[\begin{array}{cccc}{s}_1& s_2& v{s}_3^{*}& {\mathrm{vs}}_4^{*}\\ s_2^{*}& -s_1^{*}& s_4& {-s}_3\\ s_3& s_4& {-s}_1^{*}& {-s}_2^{*}\\ s_4^{*}& -s_3^{*}& -v{s}_2& {\mathrm{vs}}_1\end{array}\right]\left[\begin{array}{cccc}{s}_1& s_2& s_3^{*}& s_4^{*}\\ s_2^{*}& -s_1^{*}& {\mathrm{vs}}_4& {-\mathrm{vs}}_3\\ s_3& s_4& {-\mathrm{vs}}_1^{*}& -{\mathrm{vs}}_2^{*}\\ s_4^{*}& {-s}_3^{*}& -s_2& s_1\end{array}\right]\left[\begin{array}{cccc}{s}_1& s_2& v{s}_3^{*}& {\mathrm{vs}}_4^{*}\\ s_2^{*}& {-s}_1^{*}& s_4& {-s}_3\\ s_3& s_4& -s_1^{*}& {-s}_2^{*}\\ s_4^{*}& {-s}_3^{*}& {-\mathrm{vs}}_2& {\mathrm{vs}}_1\end{array}\right]\left[\begin{array}{cccc}{s}_1& s_2& s_3^{*}& s_4^{*}\\ s_2^{*}& {-s}_1^{*}& {\mathrm{vs}}_4& {-\mathrm{vs}}_3\\ s_3& s_4& -s_1^{*}& -s_2^{*}\\ s_4^{*}& -s_3^{*}& {-\mathrm{vs}}_2& {\mathrm{vs}}_1\end{array}\right]$

$\left[\begin{array}{cccc}{\mathrm{vs}}_1& v{s}_2& s_3^{*}& s_4^{*}\\ s_2^{*}& -s_1^{*}& s_4& {-s}_3\\ {\mathrm{vs}}_3& v{s}_4& -s_1^{*}& -s_2^{*}\\ s_4^{*}& -s_3^{*}& -s_2& s_1\end{array}\right]\left[\begin{array}{cccc}{\mathrm{vs}}_1& {\mathrm{vs}}_2& s_3^{*}& s_4^{*}\\ s_2^{*}& -s_1^{*}& s_4& {-s}_3\\ s_3& s_4& {-s}_1^{*}& -s_2^{*}\\ v{s}_4^{*}& {-\mathrm{vs}}_3^{*}& -s_2& s_1\end{array}\right]\left[\begin{array}{cccc}{s}_1& s_2& s_3^{*}& s_4^{*}\\ {\mathrm{vs}}_2^{*}& {-\mathrm{vs}}_1^{*}& s_4& -s_3\\ {\mathrm{vs}}_3& {\mathrm{vs}}_4& {-s}_1^{*}& {-s}_2^{*}\\ s_4^{*}& {-s}_3^{*}& {-s}_2& s_1\end{array}\right]\left[\begin{array}{cccc}{s}_1& s_2& s_3^{*}& s_4^{*}\\ {\mathrm{vs}}_2^{*}& {-\mathrm{vs}}_1^{*}& s_4& {-s}_3\\ s_3& s_4& -s_1^{*}& -s_2^{*}\\ {\mathrm{vs}}_4^{*}& -{\mathrm{vs}}_3^{*}& -s_2& s_1\end{array}\right]$

$\left[\begin{array}{cccc}v{s}_1& {\mathrm{vs}}_2& v{s}_3^{*}& {\mathrm{vs}}_4^{*}\\ s_2^{*}& -s_1^{*}& s_4& {-s}_3\\ s_3& s_4& -s_1^{*}& {-s}_2^{*}\\ s_4^{*}& -s_3^{*}& -s_2& s_1\end{array}\right]\left[\begin{array}{cccc}v{s}_1& {\mathrm{vs}}_2& s_3^{*}& s_4^{*}\\ s_2^{*}& -s_1^{*}& {\mathrm{vs}}_4& {-\mathrm{vs}}_3\\ s_3& s_4& {-s}_1^{*}& -s_2^{*}\\ s_4^{*}& {-s}_3^{*}& -s_2& s_1\end{array}\right]\left[\begin{array}{cccc}{s}_1& s_2& v{s}_3^{*}& {\mathrm{vs}}_4^{*}\\ {\mathrm{vs}}_2^{*}& {-\mathrm{vs}}_1^{*}& s_4& {-s}_3\\ s_3& s_4& -s_1^{*}& -s_2^{*}\\ s_4^{*}& {-s}_3^{*}& -s_2& s_1\end{array}\right]\left[\begin{array}{cccc}{s}_1& s_2& s_3^{*}& s_4^{*}\\ v{s}_2^{*}& {-\mathrm{vs}}_1^{*}& {\mathrm{vs}}_4& -{\mathrm{vs}}_3\\ s_3& s_4& {-s}_1^{*}& -s_2^{*}\\ s_4^{*}& -s_3^{*}& {-s}_2& s_1\end{array}\right]$

$\left[\begin{array}{cccc}{s}_1& s_2& s_3^{*}& s_4^{*}\\ s_2^{*}& -s_1^{*}& s_4& {-s}_3\\ {\mathrm{vs}}_3& {\mathrm{vs}}_4& {-\mathrm{vs}}_1^{*}& {-\mathrm{vs}}_2^{*}\\ s_4^{*}& -s_3^{*}& -s_2& s_1\end{array}\right]\left[\begin{array}{cccc}{s}_1& s_2& s_3^{*}& s_4^{*}\\ s_2^{*}& -s_1^{*}& s_4& {-s}_3\\ s_3& s_4& -v{s}_1^{*}& -v{s}_2^{*}\\ {\mathrm{vs}}_4^{*}& {-\mathrm{vs}}_3^{*}& -s_2& s_1\end{array}\right]\left[\begin{array}{cccc}{s}_1& s_2& s_3^{*}& s_4^{*}\\ s_2^{*}& {-s}_1^{*}& s_4& {-s}_3\\ {\mathrm{vs}}_3& v{s}_4& {-s}_1^{*}& {-s}_2^{*}\\ s_4^{*}& {-s}_3^{*}& -v{s}_2& {\mathrm{vs}}_1\end{array}\right]\left[\begin{array}{cccc}{s}_1& s_2& s_3^{*}& s_4^{*}\\ s_2^{*}& {-s}_1^{*}& s_4& {-s}_3\\ s_3& s_4& {-s}_1^{*}& -s_2^{*}\\ {\mathrm{vs}}_4^{*}& -v{s}_3^{*}& {-\mathrm{vs}}_2& v{s}_1\end{array}\right].........\left(9\right)$

从上面的矩阵中可知，四个输入符号s₁，s₂，s₃和s₄中的每一个被旋转预定的相位值“v”一次。该相位旋转的矩阵被称作发射编码矩阵。根据本发明能够产生384(＝24×16)个4×4n发射编码矩阵。

图3是根据本发明的一个实施例的发射机的框图，该发射机用于通过4个发射天线发射在等式(9)的第一行中的发射编码矩阵中的一个。

参考图3，该发射机包括S/P转换器110、编码器120、相位旋转器130a和130b以及4个发射天线140a到140d。S/P转换器110在一个块中将四个输入符号s₁，s₂，s₃和s₄馈送到编码器120。编码器120从接收的一个块的符号产生等式(8)的第一个矩阵。具体地，编码器120产生四个组合，其中每个组合具有来自输入的4个符号的四个符号元素，同时将它们分四次逐一输出。这四个符号组合对应于该矩阵的4行，同时经由各个天线在它们各自的时间一次发射该多个符号。

相位旋转器130a和130b将从编码器120接收的4行中的2行的相位旋转v。当使用等式(9)中的第一个发射编码矩阵时，相位旋转器130a和130b将在第一和第四次发射的输入符号旋转v，而旁路在其它时间发射的符号。通过发射天线140a到140d将结果符号发射到接收机。

编码器120和相位旋转器130a和130b共同作为一个发射编码矩阵发生器。然而仅示出了两个旋转器130a和130b，如果采用其它的发射编码矩阵，则更多的旋转器能够被连接到编码器120和相应的发射天线之间。

通过选择4×4矩阵的4列中的两列、线性组合所选列的元素并且用线性元素的列来替换所选的列，能够从一个4×4发射编码矩阵中产生用于3个发射天线的4×3发射编码矩阵。六种方式(₄C₂)]能被用于选择4列中的2列。在这里，符号_iC_j的意思是在i个元素当中选择j个元素的情形。因此，符号_iC_j与i！/(i-j)！有同样的意思。例如，从等式(8)的第一个矩阵中导出的4×3发射编码矩阵在等式(10)中被示出：

$\left[\begin{array}{ccc}(s_1+s_2)/\sqrt{2}& s_3^{*}& s_4^{*}\\ (s_2^{*}-s_1^{*})/\sqrt{2}& s_4& -s_3\\ (s_3+s_4)/\sqrt{2}& {-s}_1^{*}& -s_2^{*}\\ (s_4^{*}-s_3^{*})/\sqrt{2}& -s_2& s_1\end{array}\right]\left[\begin{array}{ccc}{s}_1& (s_2+s_3^{*})/\sqrt{2}& s_4^{*}\\ s_2^{*}& ({-s}_1^{*}+s_4)/\sqrt{2}& -s_3\\ s_3& (s_4-s_1^{*})/\sqrt{2}& {-s}_2^{*}\\ s_4^{*}& ({-s}_3^{*}-s_2)/\sqrt{2}& s_1\end{array}\right]\left[\begin{array}{ccc}{s}_1& s_2& (s_3^{*}+s_4^{*})/\sqrt{2}\\ s_2^{*}& -s_1^{*}& (s_4-s_3)/\sqrt{2}\\ s_3& s_4& ({-s}_1^{*}-s_2^{*})/\sqrt{2}\\ s_4^{*}& {-s}_3^{*}& (s_1-s_2)/\sqrt{2}\end{array}\right]$

$\left[\begin{array}{ccc}(s_1+s_3^{*})/\sqrt{2}& s_2& s_4^{*}\\ (s_2^{*}-s_4)/\sqrt{2}& -s_1^{*}& -s_3\\ (s_3-s_1^{*})/\sqrt{2}& s_4& -s_2^{*}\\ (s_4^{*}-s_2)/\sqrt{2}& -s_3^{*}& s_1\end{array}\right]\left[\begin{array}{ccc}{s}_1& (s_2+s_4^{*})/\sqrt{2}& s_3^{*}\\ s_2^{*}& ({-s}_1^{*}-s_3)/\sqrt{2}& s_4\\ s_3& (s_4-s_2^{*})/\sqrt{2}& {-s}_1^{*}\\ s_4^{*}& ({-s}_3^{*}+s_1)/\sqrt{2}& s_2\end{array}\right]\left[\begin{array}{ccc}{s}_2& s_3& (s_1+s_4^{*})/\sqrt{2}\\ {-s}_1^{*}& s_4& (s_2^{*}-s_3)/\sqrt{2}\\ s_4& -s_1^{*}& (s_3-s_2^{*})/\sqrt{2}\\ -s_3^{*}& -s_2& (s_4^{*}+s_1)/\sqrt{2}\end{array}\right]......\left(10\right)$

同样，上面的矩阵被相位旋转。因此，总数为1728个4×3发射编码矩阵是可能的。

图4是根据本发明的另一个实施例的发射机的框图，该发射机用于在一个4×3发射编码矩阵中发射编码符号，该4×3发射编码矩阵是从等式(9)的第一个发射编码矩阵产生的。

参考图4，该发射机包括S/P转换器210、编码器220、旋转器230a和230b、列发生器240和3个发射天线250a、250b和250c。S/P转换器210在一个块中将四个输入符号s₁、s₂、s₃和s₄馈送到编码器220。编码器220从接收的一个块的符号产生等式(8)的第一个矩阵。具体地，编码器220从输入的四个符号中产生每个都具有四个符号元素的四个组合，同时将它们在四个时间段上逐一输出。这四个符号组合对应于该矩阵的四行，而多个符号通过它们各自的天线在它们各自的时间段被一次被发射。

相位旋转器230a和230b将从编码器220中接收的四行中的两行的相位旋转v。当使用等式(9)中的第一个发射编码矩阵时，相位旋转器130a和130b将在第一和第四时间发射的输入符号旋转v，而旁路在其它时间发射的符号。

列发生器240线性组合第二列的符号和在各个发射时间从相位旋转器230a接收的符号，并且将被组合的符号输出到发射天线250b。编码器230、列发生器240和相位旋转器230b的输出经过发射天线250a、250b和250c被发射到接收机。

编码器220、相位旋转器230a和230b和列发生器240共同作为一个发射编码矩阵发生器。尽管仅示出了两个旋转器230a和230b，而且列发生器240组合第二和第三列的符号，但是更多的旋转器能被连接在编码器220和对应的发射天线之间，而且如果采用了其它的发射编码矩阵，则列发生器240能被放置在不同的对应位置。

用于三个或者四个发射天线的所希望的发射编码矩阵的实例在下面被示出。

关于BPSK星座，等式(11)中给出了发射矩阵：

$U_1=\left[\begin{array}{ccc}{s}_1& \frac{s_2+{\mathrm{js}}_3}{\sqrt{2}}& s_4\\ {-s}_2^{*}& \frac{s_1^{*}-{\mathrm{js}}_4^{*}}{\sqrt{2}}& s_3^{*}\\ {-s}_4^{*}& \frac{{-s}_3^{*}+{\mathrm{js}}_2^{*}}{\sqrt{2}}& s_1^{*}\\ s_3& \frac{{-s}_4-{\mathrm{js}}_1}{\sqrt{2}}& s_2\end{array}\right]$

用于三个发射天线。用于四个发射天线的发射矩阵是：

$U_2=\left[\begin{array}{cccc}{s}_1& s_2& {\mathrm{js}}_3& s_4\\ {-s}_2^{*}& s_1^{*}& {-\mathrm{js}}_4^{*}& s_3^{*}\\ {-s}_4^{*}& -s_3^{*}& {\mathrm{js}}_2^{*}& s_1^{*}\\ s_3& -s_4& -{\mathrm{js}}_1& s_2\end{array}\right]......\left(11\right)$

关于QPSK星座，等式(12)中给出了用于三个发射天线的发射矩阵：

$U_3=\left[\begin{array}{ccc}{s}_1& \frac{s_2+s_3}{\sqrt{2}}& s_4\\ {-s}_2^{*}& \frac{s_1^{*}-{\mathrm{vs}}_4^{*}}{\sqrt{2}}& {\mathrm{vs}}_3^{*}\\ {-s}_4^{*}& \frac{{-s}_3^{*}+s_2^{*}}{\sqrt{2}}& s_1^{*}\\ s_3& \frac{{-s}_4-{\mathrm{vs}}_1}{\sqrt{2}}& v{s}_2\end{array}\right]$

其中例如v＝e^-j2π/3。用于四个发射天线的发射矩阵是：

$U_4=\left[\begin{array}{cccc}{s}_1& s_2& s_3& s_4\\ {-s}_2^{*}& s_1^{*}& {-\mathrm{vs}}_4^{*}& v{s}_3^{*}\\ {-s}_4^{*}& -s_3^{*}& s_2^{*}& s_1^{*}\\ s_3& -s_4& -{\mathrm{vs}}_1& {\mathrm{vs}}_2\end{array}\right]$

其中例如v＝e^-j2π/3。

                                       …………(12)

关于8PSK星座，等式(13)中给出了用于三个发射天线的发射矩阵：

$U_5=\left[\begin{array}{ccc}{s}_1& \frac{s_2+s_3}{\sqrt{2}}& s_4\\ {-s}_2^{*}& \frac{s_1^{*}-{\mathrm{vs}}_4^{*}}{\sqrt{2}}& {\mathrm{vs}}_3^{*}\\ {-s}_4^{*}& \frac{{-s}_3^{*}+s_2^{*}}{\sqrt{2}}& s_1^{*}\\ s_3& \frac{{-s}_4-{\mathrm{vs}}_1}{\sqrt{2}}& v{s}_2\end{array}\right]$

其中例如v＝e^-j5π/6。用于四个发射天线的发射矩阵是：

$U_6=\left[\begin{array}{cccc}{s}_1& s_2& s_3& s_4\\ {-s}_2^{*}& s_1^{*}& {-\mathrm{vs}}_4^{*}& v{s}_3^{*}\\ {-s}_4^{*}& -s_3^{*}& s_2^{*}& s_1^{*}\\ s_3& -s_4& -{\mathrm{vs}}_1& {\mathrm{vs}}_2\end{array}\right]$

其中例如v＝e^-j5π/6。

                                       …………(13)

关于16QAM星座，等式(14)中给出了用于三个发射天线的发射矩阵：

$U_7=\left[\begin{array}{ccc}{s}_1& \frac{s_2+s_3}{\sqrt{2}}& s_4\\ {-s}_2^{*}& \frac{s_1^{*}-{\mathrm{vs}}_4^{*}}{\sqrt{2}}& {\mathrm{vs}}_3^{*}\\ {-s}_4^{*}& \frac{{-s}_3^{*}+s_2^{*}}{\sqrt{2}}& s_1^{*}\\ s_3& \frac{{-s}_4-{\mathrm{vs}}_1}{\sqrt{2}}& v{s}_2\end{array}\right]$

其中例如v＝e^-j5π/12。用于四个发射天线的发射矩阵是：

$U_8=\left[\begin{array}{cccc}{s}_1& s_2& s_3& s_4\\ {-s}_2^{*}& s_1^{*}& {-\mathrm{vs}}_4^{*}& v{s}_3^{*}\\ {-s}_4^{*}& -s_3^{*}& s_2^{*}& s_1^{*}\\ s_3& -s_4& -{\mathrm{vs}}_1& {\mathrm{vs}}_2\end{array}\right]$

其中例如v＝e^-j5π/12。

                                       …………(14)

关于64QAM星座，等式(15)中给出了用于三个发射天线的发射矩阵：

$U_9=\left[\begin{array}{ccc}{s}_1& \frac{s_2+s_3}{\sqrt{2}}& s_4\\ {-s}_2^{*}& \frac{s_1^{*}-{\mathrm{vs}}_4^{*}}{\sqrt{2}}& {\mathrm{vs}}_3^{*}\\ {-s}_4^{*}& \frac{{-s}_3^{*}+s_2^{*}}{\sqrt{2}}& s_1^{*}\\ s_3& \frac{{-s}_4-{\mathrm{vs}}_1}{\sqrt{2}}& v{s}_2\end{array}\right]$

其中例如v＝e^-j7π/48。用于四个发射天线的发射矩阵是：

$U_{10}=\left[\begin{array}{cccc}{s}_1& s_2& s_3& s_4\\ {-s}_2^{*}& s_1^{*}& {-\mathrm{vs}}_4^{*}& v{s}_3^{*}\\ {-s}_4^{*}& -s_3^{*}& s_2^{*}& s_1^{*}\\ s_3& -s_4& -{\mathrm{vs}}_1& {\mathrm{vs}}_2\end{array}\right]$

其中例如v＝e^-j7π/48。

                                                 ……(15)

同样根据本发明，下面描述的是一个接收机，该接收机能够通过ML解码(第一个实施例)，通过导致更有效的ML解码的超快速解码(第二个实施例)，或者通过次最优解码(第三个实施例)来解码上述发射编码矩阵的符号。

根据第一个实施例的解码

图5是一个接收机的框图，该接收机根据本发明的一个实施例来解码。该接收机由两个独立的解码器340和345组成。

参考图5，一个信道估计器320估计表示从多个发射天线到多个接收天线310的信道增益的信道系数。一个符号排列器330收集在四个时间段从接收天线310接收的符号，这四个时间段对应于通过图3或者图4中示出的发射机分四次来发射符号的一个块。

符号排列器330从所收集的符号中形成一个矩阵。在该矩阵中，从同一个接收天线接收的符号被安排在同一行中，而同时被接收的符号被安排在同一列中。尽管示出了多个接收天线310，但为了符号表示的简单，下面将描述一个天线解码的情形。

如果将被检测的四个符号是x₁，x₂，x₃和x₄，则基于信道增益和已接收的符号，第一个解码器340检测x₁和x₃，而第二个解码器345则检测x₂和x₄。因此，解码器340和345同时检测四个符号x₁，x₂，x₃，x₄。

在第一解码器340中，符号发生器350产生所有可能的符号对，而相位旋转器360和362至少旋转各个符号对的一个符号，旋转的幅度是在发射机中使用的相位值v或者1。

度量计算器370计算最终相位旋转符号对的度量值。所有可能的符号对的数量对于BPSK是2×2，对于QPSK是4×4，对于8PSK是8×8，对于16QAM是16×16和对于64QAM是64×64。一个最小度量检测器380检测具有最小度量的符号x₁和x₃。

第二解码器345以同样的方式操作。在第一和第二解码器340和345分别检测x₁&x₃和x₂&x₄之后，并串(P/S)转换器390以正确的顺序安排已检测的符号，同时输出x₁，x₂，x₃和x₄的已转换的符号组。

为了符号表示的简单，下面将描述BPSK符号的解码，在一个接收天线的情形下，在矩阵(11)中示出的从三个发射天线发射的U₁，具有分别从第一、第二和第三发射天线到α、β和γ接收机的信道增益。等式(16)给出了在时间t从接收天线接收的信号：

$r_1={\mathrm{\αs}}_1+\mathrm{\β}\frac{s_2+s_3}{\sqrt{2}}+{\mathrm{\γs}}_4+n_1$

$r_2={-\mathrm{\αs}}_2^{*}+\mathrm{\β}\frac{s_1^{*}-{\mathrm{js}}_4^{*}}{\sqrt{2}}+{\mathrm{\γs}}_3^{*}+n_2$

$r_3={-\mathrm{\αs}}_4^{*}+\mathrm{\β}\frac{{-s}_3^{*}+{\mathrm{js}}_2^{*}}{\sqrt{2}}+{\mathrm{\γs}}_1^{*}+n_3$

$r_4={\mathrm{\αs}}_3+\mathrm{\β}\frac{-s_4-j{s}_1}{\sqrt{2}}+\mathrm{\γ}{s}_2+n_4...\left(16\right)$

其中s₁、s₂、s₃和s₄是从发射机发射的符号，而n₁、n₂、n₃和n₄是指四次发射的噪声。对于U₁来说，接收机计算符号x₁、x₂、x₃和x₄，这些符号最小化等式(17)中示出的和：

${|r_1-({\mathrm{\αx}}_1+\mathrm{\β}\frac{x_2+x_3}{\sqrt{2}}+{\mathrm{\γx}}_4)|}^2+{|r_2-(-{\mathrm{\αx}}_2^{*}+\mathrm{\β}\frac{x_1^{*}-{\mathrm{jx}}_4^{*}}{\sqrt{2}}+{\mathrm{\γx}}_3^{*})|}^2+$

${|r_3-(-\mathrm{\α}{x}_4^{*}+\mathrm{\β}\frac{-x_3^{*}+j{x}_2^{*}}{\sqrt{2}}+\mathrm{\γ}{x}_1^{*})|}^2+{|r_4-({\mathrm{\αx}}_3+\mathrm{\β}\frac{{-x}_4-{\mathrm{jx}}_1}{\sqrt{2}}+{\mathrm{\γx}}_2)|}^2...\left(17\right)$

该和分解为两部分。第一部分仅包括x₁和x₃，第二部分仅包括x₂和x₄。因此，图5中示出的接收机通过从用于解码x₂和x₄对的第二解码器345去耦用于解码x₁和x₃对的第一解码器340而构成。

下面将详细描述从三个发射天线发射的发射编码矩阵U₁，U₃，U₅，U₇和U₉的上述操作。

对于U₁的ML解码，如等式(18)所示，设：

$R_1={\mathrm{\α}}^{*}{r}_1+\mathrm{\β}\frac{1}{\sqrt{2}}{r}_2^{*}+{\mathrm{\γr}}_3^{*}+j{\mathrm{\β}}^{*}\frac{1}{\sqrt{2}}{r}_4$

$R_3={\mathrm{\γr}}_2^{*}-j{\mathrm{\β}}^{*}\frac{1}{\sqrt{2}}{r}_1+{\mathrm{\α}}^{*}{r}_4-{\mathrm{\β}}^{*}\frac{1}{\sqrt{2}}{r}_3^{*}$

$R_{13}=\frac{j(C_1+C_3)}{2}$

$C_1=-{\mathrm{\α}}^{*}\mathrm{\β}\sqrt{2}-\mathrm{\α}{\mathrm{\β}}^{*}\sqrt{2}$

$C_3={\mathrm{j\γ}}^{*}\mathrm{\β}\sqrt{2}-j{\mathrm{\γ\β}}^{*}\sqrt{2}...\left(18\right)$

第一解码器340最小化等式(19)所示的和：

        |R₁-x₁|²+|R₃-x₃|²+|R₁₃-x₁ ^*x₃|²

                                             …(19)

基于所有可能的符号对并检测最小化的符号对x₁和x₃。

同样，如等式(20)所示，设：

$R_2={\mathrm{\β}}^{*}\frac{1}{\sqrt{2}}{r}_1-{\mathrm{\αr}}_2^{*}+\mathrm{j\β}\frac{1}{\sqrt{2}}{r}_3^{*}+{\mathrm{\γ}}^{*}{r}_4$

$R_4={\mathrm{\γ}}^{*}{r}_1-\mathrm{j\β}\frac{1}{\sqrt{2}}{r}_2^{*}-{\mathrm{\αr}}_3^{*}-{\mathrm{\β}}^{*}\frac{1}{\sqrt{2}}{r}_4$

$R_{24}=\frac{j(C_2+C_4)}{2}$

$C_2={\mathrm{\α\β}}^{*}\sqrt{2}+{\mathrm{\α}}^{*}\mathrm{\β}\sqrt{2}$

$C_4={\mathrm{j\γ\β}}^{*}\sqrt{2}-{\mathrm{j\γ}}^{*}\mathrm{\β}\sqrt{2}...\left(20\right)$

第二解码器345最小化等式(21)示出的和：

      |R₂-x₂|²+|R₄-x₄|²+|R₂₄-x₂ ^*x₄|²

                                             …(21)

基于所有可能的符号对并检测最小化的符号对x₂和x₄。

对于U₃或者U₅的ML解码，如等式(22)所示，设：

$R_1={\mathrm{\α}}^{*}{r}_1+\mathrm{\β}\frac{1}{\sqrt{2}}{r}_2^{*}+{\mathrm{\γr}}_3^{*}-v^{*}{\mathrm{\β}}^{*}\frac{1}{\sqrt{2}}{r}_4$

$R_3={\mathrm{v\γr}}_2^{*}+{\mathrm{\β}}^{*}\frac{1}{\sqrt{2}}{r}_1+{\mathrm{\α}}^{*}{r}_4-\mathrm{\β}\frac{1}{\sqrt{2}}{r}_3^{*}$

$R_{13}=-\frac{(C_1+C_3)}{2}$

$C_1=-{\mathrm{\α}}^{*}\mathrm{\βv}\sqrt{2}+\mathrm{\α}{\mathrm{\β}}^{*}\sqrt{2}$

$C_3={\mathrm{\γ\β}}^{*}v\sqrt{2}-{\mathrm{\γ}}^{*}\mathrm{\β}\sqrt{2}...\left(22\right)$

其中v是旋转一个符号相位的相位值，对于U₃是e^-j2π/3和对于U₅是e^-j5π/6，例如，第一解码器340最小化等式(23)所示的和：

               |R₁-x₁|²+|R₃-x₃|²+|R₁₃-x₁ ^*x₃|²

                                                     …(23)

基于所有可能的符号对并检测最小化的符号对x₁和x₃。

同样，如等式(24)所示，设：

$R_2={\mathrm{\β}}^{*}\frac{1}{\sqrt{2}}{r}_1-{\mathrm{\αr}}_2^{*}+\mathrm{\β}\frac{1}{\sqrt{2}}{r}_3^{*}+{v^{*}\mathrm{\γ}}^{*}{r}_4$

$R_4={\mathrm{\γ}}^{*}{r}_1-\mathrm{v\β}\frac{1}{\sqrt{2}}{r}_2^{*}-{\mathrm{\αr}}_3^{*}-{\mathrm{\β}}^{*}\frac{1}{\sqrt{2}}{r}_4$

$R_{24}=-\frac{(C_2+C_4)}{2}$

$C_2={-\mathrm{\α\β}}^{*}\sqrt{2}+{\mathrm{v\α}}^{*}\mathrm{\β}\sqrt{2}$

$C_4={-\mathrm{v\γ\β}}^{*}\sqrt{2}+{\mathrm{\γ}}^{*}\mathrm{\β}\sqrt{2}...\left(24\right)$

第二解码器345最小化等式(25)示出的和：

               |R₂-x²|²+|R₄-x₄|²+|R₂₄-x₂ ^*x₄|²

                                                     …(25)

基于所有可能的符号对并检测最小化的符号对x₂和x₄。

对于U₇或者U₉的ML解码，如等式(26)所示，设：

$R_1=\frac{({\mathrm{\α}}^{*}{r}_1+\mathrm{\β}\frac{1}{\sqrt{2}}{r}_2^{*}+\mathrm{\γ}{r}_3^{*}-v^{*}{\mathrm{\β}}^{*}\frac{1}{\sqrt{2}}{r}_4)}{K_3}$

$R_3=\frac{({\mathrm{v\γr}}_2^{*}{+\mathrm{\β}}^{*}\frac{1}{\sqrt{2}}{r}_1+{\mathrm{\α}}^{*}{r}_4-\mathrm{\β}\frac{1}{\sqrt{2}}{r}_3^{*})}{K_3}$

$R_{13}=-\frac{(C_1+C_3)}{{2K}_3}$

             K₃＝|α|²+|β|²+|γ|²

$C_1=-{\mathrm{\α}}^{*}\mathrm{\βv}\sqrt{2}+{\mathrm{\α\β}}^{*}\sqrt{2}$

$C_3={\mathrm{\γ\β}}^{*}v\sqrt{2}-{\mathrm{\γ}}^{*}\mathrm{\β}\sqrt{2}...\left(26\right)$

其中用于U₇的v＝e^-j5π/12，而用于U₉的v＝e^-j7π/48，例如，第一解码器340最小化等式(27)所示的和：

             |R₁-x₁|²+|R₃-x₃|²+|R₁₃-x₁ ^*x₃|²-|x₁|²|x₃|²

                                                                 …(27)

基于所有可能的符号对并检测最小化的符号对x₁和x₃。

同样，如等式(28)所示，设：

$R_2=\frac{({\mathrm{\β}}^{*}\frac{1}{\sqrt{2}}{r}_1-{\mathrm{\αr}}_2^{*}+\mathrm{\β}\frac{1}{\sqrt{2}}{r}_3^{*}+{v^{*}\mathrm{\γ}}^{*}{r}_4)}{K_{3.}}$

$R_4=\frac{({\mathrm{\γ}}^{*}{r}_1-\mathrm{v\β}\frac{1}{\sqrt{2}}{r}_2^{*}-{\mathrm{\αr}}_3^{*}-{\mathrm{\β}}^{*}\frac{1}{\sqrt{2}}{r}_4)}{K_3}$

$R_{24}=-\frac{(C_2+C_4)}{{2K}_3}$

$C_2=-{\mathrm{\α\β}}^{*}\sqrt{2}+{\mathrm{v\α}}^{*}\mathrm{\β}\sqrt{2}$

$C_4=-{\mathrm{v\γ\β}}^{*}\sqrt{2}+{\mathrm{\γ}}^{*}\mathrm{\β}\sqrt{2}...\left(28\right)$

第二解码器345最小化等式(29)示出的和：

             |R₂-x₂|²+|R₄-x₄|²+|R₂₄-x₂ ^*x₄|²-|x₂|²|x₄|²

                                                                 …(29)

基于所有可能的符号对并检测最小化的符号对x₂和x₄。

现在，将参考一个接收天线来描述从四个发射天线发射的调制符号的ML解码，分别具有从第一到第四发射天线与该接收机的信道增益α，β，γ，ξ。

对于U₂的ML解码，如等式(30)所示，设：

             R₁＝α^*r₁+βr₂ ^*+ζr₃ ^*+jγ^*r₄

             R₃＝ζr₂ ^*-jγ^*r₁+α^*r₄-βr₃ ^*

             R₁₃＝-(C₁+C₃)

             C₁＝jα^*γ+jαγ^*

             C₃＝ζ^*β-ζβ^*

                                                       …(30)

第一解码器340最小化等式(31)所示的和：

             |R₁-x₁|²+|R₃-x₃|²+|R₁₃-x₁x₃ ^*|²

                                                       …(31)

基于所有可能的符号对并检测最小化的符号对x₁和x₃。

同样，如等式(32)所示，设：

             R₂＝β^*r₁-αr₂ ^*+jγr₃ ^*+ζ^*r₄

             R₄＝ζ^*r₁-jγr₂ ^*-αr₃ ^*-β^*r₄

             R₂₄＝-(C₂+C₄)

             C₂＝ζβ^*-ζ^*β

             C₄＝-jαγ^*-jγα^*

                                                     …(32)

第二解码器345最小化等式(33)示出的和：

             |R₂-x₂|²+|R₄-x₄|²+|R₂₄-x₂x₄ ^*|²

                                                     …(33)

基于所有可能的符号对并检测最小化的符号对x₂和x₄。

对于U₄或者U₆的ML解码，如等式(34)所示，设：

             R₁＝α^*r₁+βr₂ ^*+ζr₃ ^*-v^*γ^*r₄

             R₃＝vζr₂ ^*+γ^*r₁+α^*r₄-βr₃ ^*

             R₁₃＝-(C₁+C₃)

             C₁＝-α^*γv₊αγ^*

             C₃＝ζβ^*v-ζ^*β

                                                      …(34)

其中，用于U₄的v＝e^-j2π/3，用于U₆的v＝e^-j5π/6，例如第一解码器340最小化等式(35)所示的和：

               |R₁-x₁|²+|R₃-x₃|²+|R₁₃-x₁ ^*x₃|²

                                                      …(35)

基于所有可能的符号对并检测最小化的符号对x₁和x₃。

同样，如等式(36)所示，设：

               R₂＝β^*r₁-αr₂ ^*+γr₃ ^*+v^*ζ^*r₄

               R₄＝ζ^*r₁-vγr₂ ^*-αr₃ ^*-β^*r₄

               R₂₄＝-(C₂+C₄)

               C₂＝-αγ^*+vα^*γ

               C₄＝-vζβ^*+ζ^*β

                                                      …(36)

第二解码器345最小化等式(37)示出的和：

              |R₂-x₂|²+|R₄-x₄|²+|R₂₄-x₂ ^*x₄|²

                                                      …(37)

基于所有可能的符号对并检测最小化的符号对x₂和x₄。

对于U₈或者U₁₀的ML解码，如等式(38)所示，设：

$R_1=\frac{({\mathrm{\α}}^{*}{r}_1+\mathrm{\β}{r}_2^{*}+\mathrm{\ζ}{r}_3^{*}-v^{*}{\mathrm{\γ}}^{*}{r}_4)}{K_4}$

$R_3=\frac{(\mathrm{v\ζ}{r}_2^{*}+{\mathrm{\γ}}^{*}{r}_1+{\mathrm{\α}}^{*}{r}_4-\mathrm{\β}{r}_3^{*})}{K_4}$

$R_{13}=-\frac{(C_1+C_3)}{K_4}$

               K₄＝|α|²+|β|²+|γ|²

               C₁＝-α^*γv+αγ^*

               C₃＝ζβ^*v-ζ^*β

                                                      …(38)

其中，用于U₈的v＝e^-j5π/12，用于U₁₀的v＝e^-j7π/48，例如第一解码器340最小化等式(39)所示的和：

              |R₁-x₁|²+|R₃-x₃|²+|R₁₃-x₁ ^*x₃|²-|x₁|²|x₃|²

                                                      …(39)

基于所有可能的符号对并检测最小化的符号对x₁和x₃。

同样，如等式(40)所示，设：

$R_2=\frac{({\mathrm{\β}}^{*}{r}_1-{\mathrm{\αr}}_2^{*}+\mathrm{\γ}{r}_3^{*}+v^{*}{\mathrm{\ζ}}^{*}{r}_4)}{K_4}$

$R_4=\frac{({\mathrm{\ζ}}^{*}{r}_1-v{\mathrm{\γr}}_2^{*}-{\mathrm{\αr}}_3^{*}-{\mathrm{\β}}^{*}{r}_4)}{K_4}$

$R_{24}=-\frac{(C_2+C_4)}{K_4}$

              C₂＝-αγ^*+vα^*γ

              C₄＝-vζβ^*+ζ^*β

                                       …(40)

第二解码器345最小化等式(41)示出的和：

             |R₂-x₂|²+|R₄-x₄|²+|R₂₄-x₂ ^*x₄|²-|x₂|²|x₄|²

                                       …(41)

基于所有可能的符号对并检测最小化的符号对x₂和x₄。

根据第二个实施例的解码

对于根据第一个实施例的ML解码，必须计算所有可能符号对的矩阵值以检测所希望的符号。因此，对于8PSK要求8×8度量计算，以及对于16QAM要求16×16度量计算。通过利用PSK和QAM的特性来减少所需计算的数目，从而能够非常快的解码这些码。

图6A，6B和6C分别示出了BPSK、QPSK和8PSK信号星座。如图所示，所有的PSK调制符号存在于一个单位圆中，意思是它们的长度总是1。

对于U₆，由于x₁和x₃都具有长度1，如等式(42)所示，所以最小化矩阵(35)就相当于最小化

           |R₁-x₁|²+|R₃-x₃|²+|x₁R₁₃-x₃|²

                                                  ………(42)

对于每个固定的x₁，如在等式(43)中所示，最小化等式(42)的和相当于最小化

           |(R₃+x₁R₁₃)-x₃|²

                                                  ………(43)

由于x₁是固定的，所以最小化等式(43)的度量就相当于寻找到R₃+x₁R₁₃的最接近的星座点x₃。很可能对于每个x₁具有一个x₃。因此，接收机检测一个符号对(x₁、x₃)，该符号对最小化第一个实施例的ML解码度量，作为所希望的接收符号。对于x₂和x₄来说，接收机同样寻找到R₄+x₂R₂₄的最接近的星座点x₄，并检测一个符号对(x₂，x₄)，该符号对最小化ML解码度量作为所希望的x₂和x₄。同样的过程被应用于其它的PSK发射编码矩阵。

有关QAM解码，所有的16QAM和64QAM符号都具有不同的长度，如图7a和7B所示，而且度量(39)被用于QAM码。当x₁被固定时，如等式(44)所示，对于x₃的所有可能值最小化度量(39)相当于最小化

           |(R₃+x₁R₁₃)-x₃|²+|R₁-x₁|²

                                                  ………(44)

对于每一个固定的x₁，最小化等式(44)的度量相当于寻找到R₃+x₁R₁₃的最接近的星座点x₃。因此，接收机检测所有的符号对(x₁，x₃)，并检测最小化符号对(x₁，x₃)。对于x₂和x₄来说，接收机同样寻找到R₄+x₂R₂₄的最接近的星座点x₄，并检测最小化的符号对(x₂、x₄)。同样的过程被应用于其它的QAM发射编码矩阵。

图8是示出了根据本发明的第二个解码实施例的流程图。尽管仅描述了执行检测一个符号对的过程，但应当注意以同样的方式检测其它的符号对。

参考图8，在步骤402中，阈值m₁和m₂被设置为非常小的数，例如，10^-10以及符号下标i被设置为0。在步骤404中，接收机利用多个时间段接收的信号和估计的信道增益来计算参数R₁，R₂和R₁₃。在步骤406，将第一符号x₁设置为s_i。在步骤408中，接收机计算g(x₁)＝R₃+x₁R₁₃。在步骤410，接收机将变量j设置为一个初始值0，在步骤412中将第二个符号x₃设置为s_j，以及在步骤414中计算A(x₃)＝|g(x₁)-x₃|²。

在步骤416，A(x₃)与阈值m₁进行比较。如果A(x₃)等于或者大于阈值m₁，则接收机进入到步骤420。相反，如果A(x₃)小于m₁，则在步骤418中，m₁被更新为A(x₃)，同时y(x₃)被设置为x₃。在步骤420，确定x₃是否是最后的符号，例如，对于16QAM来说是否i＝16。如果是，则确定已经检测到与第一个符号s₁匹配的第二个符号s_j，同时接收机进入到步骤424。否则，在步骤422中接收机将变量j增加1并返回到步骤412。

在步骤424中，接收机计算B(x₃)＝|R₁-x₁|²+|R₃-y(x₃)|²+|R₁₃-x₁ ^*y(x₃)|²。如果B(x₃)等于或者大于阈值m₂，则接收机进入到步骤430。否则，进入到步骤428。在步骤428，接收机将m₂更新为B(x₃)，同时将y(x₁)设置为x₁。在步骤430，确定x₁是否是最后的符号，例如，对于16QAM来说是否i＝16。如果是，则确定已经检测到与所有的第一个符号s₁匹配的第二个符号s_j，以及接收机进入到步骤434。否则，在步骤432中接收机将变量i增加1并返回到步骤406。在步骤434中，接收机最后检测y(x₁)和y(x₃)。

图9是一个根据本发明的第二个实施例解码的接收机的框图。该接收机由两个独立的解码器540和545组成。

参考图9，信道估计器520估计表示从多个发射天线到多个接收天线510的信道增益的信道系数。符号排列器530收集从接收天线510分四个时间段接收的符号，这四个时间段对应于通过图3或者图4中示出的发射机分四次的一个块的符号的发射。

符号排列器530从所收集的符号中形成一个矩阵。在该矩阵中，从同一个接收天线接收的符号被排列在同一行，而同时接收的符号被排在同一列。尽管示出了多个接收天线510，但是为了符号的简明，下面还将描述用于一个天线情形的解码。

如果将被检测的四个符号是x₁、x₂、x₃和x₄，则基于信道增益和已接收的符号，第一解码器540检测x₁和x₃，而第二解码器545则检测x₂和x₄。因此，解码器540和545同时检测四个符号x₁、x₂、x₃和x₄。

在第一解码器540中，符号发生器550产生所有可能的符号对，同时相位旋转器552和554将每个符号对的至少一个符号旋转相位值v或者1，该相位值v是在发射机中使用的。所有可能的符号对的数目是所用的调制阶数的平方，例如，对于16QAM来说是16²。

符号选择器560计算参数R₁，R₂和R₁₃并根据所述参数选择符号对，该符号对最小化度量(43)或者(44)。所选符号对的数目等于调制阶数。例如，对于16来说，根据度量(44)选择16个符号对。

度量计算器570根据调制方案和发射天线的数目，使用所述参数来计算所选符号对的度量值。最小度量检测器580利用计算的度量值检测具有最小度量值的一个符号对。通过上面示出的等式(19)、(23)、(27)、(31)、(35)或者(39)来执行度量计算。

第二检测器545以同样的方式进行操作。在第一和第二检测器540和545分别检测了x₁&x₃以及x₂&x₄之后，P/S转换器590以正确的顺序排列检测的符号并且输出恢复的x₁、x₂、x₃和x₄的符号组合。

假定2^bPSK信号星座，一旦R₁，R₃和R₁₃被计算，g(x₁)的计算需要b个求和以及2^b个相乘，用于每个g(x₁)的2^b个比较被需要用来计算y(x₃)，最后执行3×2^b个相乘和相加以便计算B(x₃)。因此，根据本发明的第二个实施例，总共用4×2^b的相加和相乘以及2^b个比较，能够实现与第一个实施例的ML解码一样的符号检测性能。

根据第三个实施例的解码

与第一和第二实施例的解码方法相比较，可以用减少的计算量来解码QPSK或者8PSK符号，而不管较低的符号检测性能。

对于8PSK符号来说，接收机计算参数R₁，R₃和R₁₃同时寻找到R₁的最接近的星座点q₁，到R₃的最接近的星座点q₃，到R₁₃的最接近的星座q₁₃。如果q₁₃＝q₁ ^*q₃，则接收机输出q₁和q₃。

如果不是，则接收机通过将q₁₃和q₁q₃之间的角除以2来计算一个角度Φ_d。然后接收机通过计算第一符号和第二符号候选的ML解码度量值来寻找所希望的第一和第二符号，该第一符号和第二符号候选的角度分别在从q₁和q₃的角距离Φ_d之内。

同样，接收机计算参数R₂、R₄和R₂₄，同时寻找点到R₂的最接近的星座点q₂，到R₄的最接近的星座点q₄，到R₂₄的最接近的星座点q₂₄。如果q₂₄＝q₂ ^*q₄，则接收机输出q₂和q₄。

如果不是，则接收机通过将q₂₄和q₂ ^*q₄之间的角除以2来计算一个角度Φ_d’。然后接收机通过计算第一符号和第二符号候选的ML解码度量值来寻找所希望的第一和第二符号，该第一符号和第二符号候选的角度分别在从q₂和q₄的角距离Φ_d’之内。

图10A和10B示出了8PSK信号星座以描述根据本发明的次最优解码。参考图10A，到R₁的最接近的星座点q₁是e^j(3π/4)，到R₃的最接近的星座点q₃是e^j(-π/4)，以及到R₁₃的最接近的星座点q₁₃是e^j(π/4)，q₁ ^*q₃是e^j(π)以及Φ_d＝3π/8。

参考图10B，接收机从第一符号候选值s₂、s₃和s₄以及第二符号候选值s₀、s₆和s₇中，搜索所有可能的符号对中最小化ML解码度量的一个符号对，该第一符号候选值s₂、s₃和s₄是在从q₁开始的3π/8之内，而第二符号候选值s₀、s₆和s₇是在从q₃开始的3π/8之内。同样的过程被应用于其它的PSK发射编码矩阵。

图11是一个示出了根据本发明第三个实施例解码的流程图。为了符号表示的简单，仅使用一个符号对来执行解码。

参考图11，在步骤602，接收机计算参数R₁、R₃和R₁₃，同时在步骤604，寻找到R₁的最接近的星座点x₁，到R₃的最接近的星座点x₃，到R₁₃的最接近的星座点x₁₃。如果在步骤606中x₁₃＝x₁ ^*x₃，则接收机输出x₁和x₃。如果不是，则接收机在步骤608中计算 ${\mathrm{\Φ}}_d=\frac{1}{2}\∠\left(\frac{x_{13}}{x_1^{*}{x}_3}\right),$ 同时在步骤610，选择第一符号和第二符号候选值，其角度分别在从x₁和x₃的角距离Φ_d之内。在步骤612，接收机通过从第一和第二符号候选值计算所有可能符号对的ML解码度量值，检测一个最小化第一实施例的ML解码度量的符号对。

对于次最优解码来说，接收机的硬件配置如图9所示。符号选择器560计算参数R₁、R₃和R₁₃，寻找到R₁，R₃和R₁₃的最接近的星座点，计算角度Φ_d，并且在从星座点Φ_d之内选择候选符号。对于QPSK来说，从候选符号中产生多达3×3个候选符号对，而对于8PSK来说，候选符号对的数目可以达到5×5。

度量计算器570利用等式(19)、(23)、(27)、(31)、(35)或者(39)来计算符号对的度量值，同时最小度量检测器580检测具有最小度量值的符号对。

第二解码器545以同样的方式进行操作。因此，第一解码器540检测x₁和x₃，而第二解码器545则检测x₂和x₄。P/S转换器590以正确的顺序排列检测的符号同时输出已恢复的x₁、x₂、x₃和x₄的符号组合。

图12、13和14是示出了分别根据BPSK、QPSK和8PSK的ML解码的SER对SNR的图，假设在本发明的第一个实施例中，例如，有2、3和4个发射天线和一个接收天线。

在图12中，参考数字700、702和704表示分别用于2、3和4个发射天线的SER。在图13中，标号710、712和714分别表示用于2、3和4个发射天线的SER。在图14中，标号720、722和724分别表示用于2、3和4个发射天线的SER。

SER和SNR之间的关系由等式(45)给出：

             SER＝C·SNR^-d

                                                  ……(45)

其中C是一个常数，而d是一个分集增益。因此，在图12、13和14中，log(SER)＝-d·log(C·SNR)。就x轴上的log(SNR)来说，y＝-dx。因此，d是一个倾角。换句话说，对数刻度的SER-SNR曲线图的倾角是分集增益。应当从图12、13和14中注意到，本发明的发射分集提供一个等于发射天线数目的分集阶数，也就是说，最大分集阶数。

图15是比较在根据本发明的四个发射天线发射8PSK符号的第一和第三实施例的解码方案之间的SER的图。标号732表示根据第三个实施例的次最优解码，而参考数字730表示根据第一个实施例的ML解码。尽管与ML解码相比较，存在轻微的降质性能，但该次最优解码仍然提供最大分集增益。

如上所述，本发明有利地提供了用于具有3个或者更多发射天线的空-时块码的最大分集增益，并简化了接收机中用于检测发射符号的解码器的结构。因此，增加了数据处理速率并节约了系统的扩展成本。

尽管本发明已经被示出，而且参考其特定的优选实施例进行了描述，但是本领域的普通技术人员容易理解各种形式上的变化和其中细节的改变都不会脱离由附加权利要求所定义的本发明的精神和范围。

Claims (35)

1.一种用于在无线通信系统中发射调制符号的发射机，包括：

多个发射天线，用于实现发射分集；以及

一个发射编码矩阵发生器，用于利用多个输入符号产生多个符号组合，以在每个时间段从每个发射天线发射输入符号一次，从所述符号组合形成一个发射编码矩阵，其行对应于发射时间段而列对应于发射天线，以及在多个时间将所述符号组合输出到发射天线，所述发射编码矩阵具有彼此正交的至少两列，以及所述符号组合具有输入符号、符号的逆值和共轭以及通过将某些符号的相位旋转预定的相位值一次而获得的符号作为其元素，以最大化分集增益。

2.如权利要求1所述的发射机，其中，如果发射天线的数目是4，所述发射编码矩阵发生器包括：

一个编码器，用于从四个输入符号以及四个符号的逆值和共轭，产生具有四行和四列的发射编码矩阵；以及

至少两个相位旋转器，用于有选择地将所述发射编码矩阵的至少两列中的符号的相位旋转所述预定相位值。

3.如权利要求2所述的发射机，其中，所述发射编码矩阵是

$\left[\begin{array}{cccc}{s}_1& s_2& s_3^{*}& s_4^{*}\\ s_2^{*}& -s_1^{*}& s_4& {-s}_3\\ s_3& s_4& -s_1^{*}& -s_2^{*}\\ s_4^{*}& -s_3^{*}& -s_2& s_1\end{array}\right]\left[\begin{array}{cccc}{s}_1& s_2& s_3^{*}& -s_4^{*}\\ s_2^{*}& -s_1^{*}& s_4& s_3\\ s_3& s_4& {-s}_1^{*}& s_2^{*}\\ s_4^{*}& {-s}_3^{*}& -s_2& {-s}_1\end{array}\right]\left[\begin{array}{cccc}{s}_1& s_2& s_3^{*}& {-s}_4^{*}\\ s_2^{*}& {-s}_1^{*}& -s_4& -s_3\\ s_3& s_4& {-s}_1^{*}& s_2^{*}\\ s_4^{*}& {-s}_3^{*}& s_2& s_1\end{array}\right]\left[\begin{array}{cccc}{s}_1& s_2& s_3^{*}& s_4^{*}\\ s_2^{*}& {-s}_1^{*}& {-s}_4& s_3\\ s_3& s_4& {-s}_1^{*}& -s_2^{*}\\ s_4^{*}& -s_3^{*}& s_2& {-s}_1\end{array}\right]$

$\left[\begin{array}{cccc}{s}_1& s_2& -s_3^{*}& {-s}_4^{*}\\ s_2^{*}& -s_1^{*}& s_4& {-s}_3\\ s_3& s_4& s_1^{*}& s_2^{*}\\ s_4^{*}& -s_3^{*}& -s_2& s_1\end{array}\right]\left[\begin{array}{cccc}{s}_1& s_2& -s_3^{*}& s_4^{*}\\ s_2^{*}& -s_1^{*}& s_4& s_3\\ s_3& s_4& s_1^{*}& -s_2^{*}\\ s_4^{*}& {-s}_3^{*}& -s_2& {-s}_1\end{array}\right]\left[\begin{array}{cccc}{s}_1& s_2& -s_3^{*}& {-s}_4^{*}\\ s_2^{*}& {-s}_1^{*}& -s_4& s_3\\ s_3& s_4& s_1^{*}& s_2^{*}\\ s_4^{*}& {-s}_3^{*}& s_2& {-s}_1\end{array}\right]\left[\begin{array}{cccc}{s}_1& s_2& {-s}_3^{*}& s_4^{*}\\ s_2^{*}& {-s}_1^{*}& {-s}_4& {-s}_3\\ s_3& s_4& s_1^{*}& -s_2^{*}\\ s_4^{*}& -s_3^{*}& s_2& s_1\end{array}\right]$

其中之一，

其中，s₁、s₂、s₃和s₄是四个输入符号。

4.如权利要求2所述的发射机，其中，如果输入符号是BPSK(二相相移键控)符号，则所述发射编码矩阵是

$U_2=\left[\begin{array}{cccc}{s}_1& s_2& {\mathrm{js}}_3& s_4\\ {-s}_2^{*}& s_1^{*}& {-\mathrm{js}}_4^{*}& s_3^{*}\\ {-s}_4^{*}& -s_3^{*}& {\mathrm{js}}_2^{*}& s_1^{*}\\ s_3& -s_4& -{\mathrm{js}}_1& s_2\end{array}\right]$

其中s₁、s₂、s₃和s₄是四个输入符号。

5.如权利要求2所述的发射机，其中，如果输入符号是QPSK(四相相移键控)符号，则所述发射编码矩阵是

$U_4=\left[\begin{array}{cccc}{s}_1& s_2& s_3& s_4\\ {-s}_2^{*}& s_1^{*}& {-\mathrm{vs}}_4^{*}& v{s}_3^{*}\\ {-s}_4^{*}& -s_3^{*}& s_2^{*}& s_1^{*}\\ s_3& -s_4& -{\mathrm{vs}}_1& {\mathrm{vs}}_2\end{array}\right]$

其中s₁、s₂、s₃和s₄是四个输入符号，v是所述预定相位值。

6.如权利要求5所述的发射机，其中，v是e^-j2π/3。

7.如权利要求2所述的发射机，其中，如果输入符号是8PSK(八相相移键控)符号，则所述发射编码矩阵是

$U_6=\left[\begin{array}{cccc}{s}_1& s_2& s_3& s_4\\ {-s}_2^{*}& s_1^{*}& {-\mathrm{vs}}_4^{*}& v{s}_3^{*}\\ {-s}_4^{*}& -s_3^{*}& s_2^{*}& s_1^{*}\\ s_3& -s_4& -{\mathrm{vs}}_1& {\mathrm{vs}}_2\end{array}\right]$

其中，s₁、s₂、s₃和s₄是四个输入符号，v是所述预定相位值。

8.如权利要求7所述的发射机，其中，v是e^-j5π/6。

9.如权利要求2所述的发射机，其中，如果输入符号是16QAM(16相正交调幅)符号，则所述发射编码矩阵是

$U_8=\left[\begin{array}{cccc}{s}_1& s_2& s_3& s_4\\ {-s}_2^{*}& s_1^{*}& {-\mathrm{vs}}_4^{*}& v{s}_3^{*}\\ {-s}_4^{*}& -s_3^{*}& s_2^{*}& s_1^{*}\\ s_3& -s_4& -{\mathrm{vs}}_1& {\mathrm{vs}}_2\end{array}\right]$

其中s₁、s₂、s₃和s₄是四个输入符号，v是所述预定的相位值。

10.如权利要求9所述的发射机，其中，v是e^-j5π/12。

11.如权利要求2所述的发射机，其中，如果输入符号是64QAM(64相正交调幅)符号，则所述发射编码矩阵是

$U_{10}=\left[\begin{array}{cccc}{s}_1& s_2& s_3& s_4\\ {-s}_2^{*}& s_1^{*}& {-\mathrm{vs}}_4^{*}& v{s}_3^{*}\\ {-s}_4^{*}& -s_3^{*}& s_2^{*}& s_1^{*}\\ s_3& -s_4& -{\mathrm{vs}}_1& {\mathrm{vs}}_2\end{array}\right]$

其中s₁、s₂、s₃和s₄是四个输入符号，v是所述预定的相位值。

12.如权利要求11所述的发射机，其中，v是e^-j7π/48。

13.如权利要求1所述的发射机，其中，如果发射天线的数目是3，所述发射编码矩阵发生器包括：

一个编码器，用于从四个输入符号以及四个符号的逆值和共轭，产生具有四行和四列的发射编码矩阵；

至少两个相位旋转器，用于有选择地将所述发射编码矩阵的至少两列中的符号的相位旋转所述预定相位值；以及

列发生器，用于通过求和所选择的包括相位被旋转的符号的两列的符号来产生一个新列，并用该新列替换所选的两列，从而产生一个具有四行和三列的发射编码矩阵。

14.如权利要求13所述的发射机，其中，从编码器产生的发射编码矩阵是

$\left[\begin{array}{cccc}{s}_1& s_2& s_3^{*}& s_4^{*}\\ s_2^{*}& -s_1^{*}& s_4& {-s}_3\\ s_3& s_4& -s_1^{*}& -s_2^{*}\\ s_4^{*}& -s_3^{*}& -s_2& s_1\end{array}\right]\left[\begin{array}{cccc}{s}_1& s_2& s_3^{*}& -s_4^{*}\\ s_2^{*}& -s_1^{*}& s_4& s_3\\ s_3& s_4& {-s}_1^{*}& s_2^{*}\\ s_4^{*}& {-s}_3^{*}& -s_2& {-s}_1\end{array}\right]\left[\begin{array}{cccc}{s}_1& s_2& s_3^{*}& {-s}_4^{*}\\ s_2^{*}& {-s}_1^{*}& -s_4& -s_3\\ s_3& s_4& {-s}_1^{*}& s_2^{*}\\ s_4^{*}& {-s}_3^{*}& s_2& s_1\end{array}\right]\left[\begin{array}{cccc}{s}_1& s_2& s_3^{*}& s_4^{*}\\ s_2^{*}& {-s}_1^{*}& {-s}_4& s_3\\ s_3& s_4& {-s}_1^{*}& -s_2^{*}\\ s_4^{*}& -s_3^{*}& s_2& {-s}_1\end{array}\right]$

$\left[\begin{array}{cccc}{s}_1& s_2& -s_3^{*}& {-s}_4^{*}\\ s_2^{*}& -s_1^{*}& s_4& {-s}_3\\ s_3& s_4& s_1^{*}& s_2^{*}\\ s_4^{*}& -s_3^{*}& -s_2& s_1\end{array}\right]\left[\begin{array}{cccc}{s}_1& s_2& -s_3^{*}& s_4^{*}\\ s_2^{*}& -s_1^{*}& s_4& s_3\\ s_3& s_4& s_1^{*}& -s_2^{*}\\ s_4^{*}& {-s}_3^{*}& -s_2& {-s}_1\end{array}\right]\left[\begin{array}{cccc}{s}_1& s_2& -s_3^{*}& {-s}_4^{*}\\ s_2^{*}& {-s}_1^{*}& -s_4& s_3\\ s_3& s_4& s_1^{*}& s_2^{*}\\ s_4^{*}& {-s}_3^{*}& s_2& {-s}_1\end{array}\right]\left[\begin{array}{cccc}{s}_1& s_2& {-s}_3^{*}& s_4^{*}\\ s_2^{*}& {-s}_1^{*}& {-s}_4& {-s}_3\\ s_3& s_4& s_1^{*}& -s_2^{*}\\ s_4^{*}& -s_3^{*}& s_2& s_1\end{array}\right]$

其中之一，

其中，s₁、s₂、s₃和s₄是四个输入符号。

15.如权利要求13所述的发射机，其中，如果输入符号是BPSK符号，则所述发射编码矩阵是

$U_1=\left[\begin{array}{ccc}{s}_1& \frac{s_2+{\mathrm{js}}_3}{\sqrt{2}}& s_4\\ {-s}_2^{*}& \frac{s_1^{*}-{\mathrm{js}}_4^{*}}{\sqrt{2}}& s_3^{*}\\ {-s}_4^{*}& \frac{{-s}_3^{*}+{\mathrm{js}}_2^{*}}{\sqrt{2}}& s_1^{*}\\ s_3& \frac{{-s}_4-{\mathrm{js}}_1}{\sqrt{2}}& s_2\end{array}\right]$

其中s₁、s₂、s₃和s₄是四个输入符号。

16.如权利要求13所述的发射机，其中，如果输入符号是QPSK符号，则所述发射编码矩阵是

$U_3=\left[\begin{array}{ccc}{s}_1& \frac{s_2+s_3}{\sqrt{2}}& s_4\\ {-s}_2^{*}& \frac{s_1^{*}-{\mathrm{vs}}_4^{*}}{\sqrt{2}}& {\mathrm{vs}}_3^{*}\\ {-s}_4^{*}& \frac{{-s}_3^{*}+s_2^{*}}{\sqrt{2}}& s_1^{*}\\ s_3& \frac{{-s}_4-{\mathrm{vs}}_1}{\sqrt{2}}& v{s}_2\end{array}\right]$

其中s₁、s₂、s₃和s₄是四个输入符号，v是所述预定相位值。

17.如权利要求16所述的发射机，其中，v是e^-j2π/3。

18.如权利要求13所述的发射机，其中，如果输入符号是8PSK符号，则所述发射编码矩阵是

$U_5=\left[\begin{array}{ccc}{s}_1& \frac{s_2+s_3}{\sqrt{2}}& s_4\\ {-s}_2^{*}& \frac{s_1^{*}-{\mathrm{vs}}_4^{*}}{\sqrt{2}}& {\mathrm{vs}}_3^{*}\\ {-s}_4^{*}& \frac{{-s}_3^{*}+s_2^{*}}{\sqrt{2}}& s_1^{*}\\ s_3& \frac{{-s}_4-{\mathrm{vs}}_1}{\sqrt{2}}& v{s}_2\end{array}\right]$

其中，s₁、s₂、s₃和s₄是四个输入符号，v是所述预定相位值。

19.如权利要求18所述的发射机，其中，v是e^-j5π/6。

20.如权利要求13所述的发射机，其中，如果输入符号是16QAM符号，则所述发射编码矩阵是

$U_7=\left[\begin{array}{ccc}{s}_1& \frac{s_2+s_3}{\sqrt{2}}& s_4\\ {-s}_2^{*}& \frac{s_1^{*}-{\mathrm{vs}}_4^{*}}{\sqrt{2}}& {\mathrm{vs}}_3^{*}\\ {-s}_4^{*}& \frac{{-s}_3^{*}+s_2^{*}}{\sqrt{2}}& s_1^{*}\\ s_3& \frac{{-s}_4-{\mathrm{vs}}_1}{\sqrt{2}}& v{s}_2\end{array}\right]$

其中，s₁、s₂、s₃和s₄是四个输入符号，v是所述预定相位值。

21.如权利要求20所述的发射机，其中，v是e^-j5π/12。

22.如权利要求13所述的发射机，其中，如果输入符号是64QAM符号，则所述发射编码矩阵是

$U_9=\left[\begin{array}{ccc}{s}_1& \frac{s_2+s_3}{\sqrt{2}}& s_4\\ {-s}_2^{*}& \frac{s_1^{*}-{\mathrm{vs}}_4^{*}}{\sqrt{2}}& {\mathrm{vs}}_3^{*}\\ {-s}_4^{*}& \frac{{-s}_3^{*}+s_2^{*}}{\sqrt{2}}& s_1^{*}\\ s_3& \frac{{-s}_4-{\mathrm{vs}}_1}{\sqrt{2}}& v{s}_2\end{array}\right]$

其中，s₁、s₂、s₃和s₄是四个输入符号，v是所述预定相位值。

23.如权利要求22所述的发射机，其中，v是e^-j7π/48。

24.一种接收机，用于在无线通信系统中从发射机接收相位被旋转了一次的调制符号，所述接收机包括：

第一和第二解码器，用于使用由一个接收天线在四个时间段从3个发射天线接收的信号以及从发射天线到接收天线的信道增益，检测所有可能的符号对中最小化最大似然(ML)解码度量的符号对，

其中，如果所述调制符号是BPSK(二相相移键控)符号，所述第一和第二解码器计算参数

$R_1={\mathrm{\α}}^{*}{r}_1+\mathrm{\β}\frac{1}{\sqrt{2}}{r}_2^{*}+{\mathrm{\γr}}_3^{*}+j{\mathrm{\β}}^{*}\frac{1}{\sqrt{2}}{r}_4$

$R_3={\mathrm{\γr}}_2^{*}-j{\mathrm{\β}}^{*}\frac{1}{\sqrt{2}}{r}_1+{\mathrm{\α}}^{*}{r}_4-{\mathrm{\β}}^{*}\frac{1}{\sqrt{2}}{r}_3^{*}$

$R_{13}=\frac{j(C_1+C_3)}{2}$

$C_1=-{\mathrm{\α}}^{*}\mathrm{\β}\sqrt{2}-\mathrm{\α}{\mathrm{\β}}^{*}\sqrt{2}$

$C_3={\mathrm{j\γ}}^{*}\mathrm{\β}\sqrt{2}-j{\mathrm{\γ\β}}^{*}\sqrt{2}$

$R_2={\mathrm{\β}}^{*}\frac{1}{\sqrt{2}}{r}_1-{\mathrm{\αr}}_2^{*}+\mathrm{j\β}\frac{1}{\sqrt{2}}{r}_3^{*}+{\mathrm{\γ}}^{*}{r}_4$

$R_4={\mathrm{\γ}}^{*}{r}_1-\mathrm{j\β}\frac{1}{\sqrt{2}}{r}_2^{*}-{\mathrm{\αr}}_3^{*}-{\mathrm{\β}}^{*}\frac{1}{\sqrt{2}}{r}_4$

$R_{24}=\frac{j(C_2+C_4)}{2}$

$C_2={\mathrm{\α\β}}^{*}\sqrt{2}+{\mathrm{\α}}^{*}\mathrm{\β}\sqrt{2}$

$C_4={\mathrm{j\γ\β}}^{*}\sqrt{2}-{\mathrm{j\γ}}^{*}\mathrm{\β}\sqrt{2}$

其中，α、β和γ是信道增益以及r1、r2、r3和r4是接收信号，并且第一和第二解码器分别寻找最小化|R₁-x₁|²+|R₃-x₃|²+|R₁₃-x₁ ^*x₃|²和|R₂-x₂|²+|R₄-x₄|²+|R₂₄-x₂ ^*x₄|²的符号对(x₁、x₃)和(x₂、x₄)。

25.一种接收机，用于在无线通信系统中从发射机接收相位被旋转了一次的调制符号，该接收机包括：

第一和第二解码器，用于使用由一个接收天线在四个时间段从3个发射天线接收的信号和从发射天线到接收天线的信道增益，检测所有的可能符号对中最小化最大似然(ML)解码度量的符号对，

其中，如果该调制符号是QPSK(四相相移键控)或者8PSK(八相相移键控)符号，则第一和第二解码器计算参数

$R_1={\mathrm{\α}}^{*}{r}_1+\mathrm{\β}\frac{1}{\sqrt{2}}{r}_2^{*}+{\mathrm{\γr}}_3^{*}-v^{*}{\mathrm{\β}}^{*}\frac{1}{\sqrt{2}}{r}_4$

$R_3={\mathrm{v\γr}}_2^{*}+{\mathrm{\β}}^{*}\frac{1}{\sqrt{2}}{r}_1+{\mathrm{\α}}^{*}{r}_4-\mathrm{\β}\frac{1}{\sqrt{2}}{r}_3^{*}$

$R_{13}=-\frac{(C_1+C_3)}{2}$

$C_1=-{\mathrm{\α}}^{*}\mathrm{\βv}\sqrt{2}+\mathrm{\α}{\mathrm{\β}}^{*}\sqrt{2}$

$C_3={\mathrm{\γ\β}}^{*}v\sqrt{2}-{\mathrm{\γ}}^{*}\mathrm{\β}\sqrt{2}$

$R_2={\mathrm{\β}}^{*}\frac{1}{\sqrt{2}}{r}_1-{\mathrm{\αr}}_2^{*}+\mathrm{\β}\frac{1}{\sqrt{2}}{r}_3^{*}+{v^{*}\mathrm{\γ}}^{*}{r}_4$

$R_4={\mathrm{\γ}}^{*}{r}_1-\mathrm{v\β}\frac{1}{\sqrt{2}}{r}_2^{*}-{\mathrm{\αr}}_3^{*}-{\mathrm{\β}}^{*}\frac{1}{\sqrt{2}}{r}_4$

$R_{24}=-\frac{(C_2+C_4)}{2}$

$C_2={-\mathrm{\α\β}}^{*}\sqrt{2}+{\mathrm{v\α}}^{*}\mathrm{\β}\sqrt{2}$

$C_4={-\mathrm{v\γ\β}}^{*}\sqrt{2}+{\mathrm{\γ}}^{*}\mathrm{\β}\sqrt{2}$

其中，α、β和γ是信道增益和r1、r2、r3和r4是接收的信号，以及v是被发射机旋转的符号的相位的相位值，并且第一和第二解码器分别寻找最小化|R₁-x₁|²+|R₃-x₃|²+|R₁₃-x₁ ^*x₃|²和|R₂-x₂|²+|R₄-x₄|²+|R₂₄-x₂ ^*x₄|²的符号对(x₁、x₃)和(x₂、x₄)。

26.一种接收机，用于在无线通信系统中从发射机接收相位被旋转了一次的调制符号，该接收机包括：

第一和第二解码器，用于使用由一个接收天线在四个时间段从3个发射天线接收的信号和从发射天线到接收天线的信道增益，检测所有可能的符号对中最小化最大似然(ML)解码度量的符号对，

其中，如果所述调制符号是16QAM(16相正交调幅)或者64QAM(64相正交调幅)符号，则第一和第二解码器计算参数

$R_1=\frac{({\mathrm{\α}}^{*}{r}_1+\mathrm{\β}\frac{1}{\sqrt{2}}{r}_2^{*}+\mathrm{\γ}{r}_3^{*}-v^{*}{\mathrm{\β}}^{*}\frac{1}{\sqrt{2}}{r}_4)}{K_3}$

$R_3=\frac{({\mathrm{v\γr}}_2^{*}{+\mathrm{\β}}^{*}\frac{1}{\sqrt{2}}{r}_1+{\mathrm{\α}}^{*}{r}_4-\mathrm{\β}\frac{1}{\sqrt{2}}{r}_3^{*})}{K_3}$

$R_{13}=-\frac{(C_1+C_3)}{{2K}_3}$

K₃＝|α|²+|β|²+|γ|²

$C_1=-{\mathrm{\α}}^{*}\mathrm{\βv}\sqrt{2}+{\mathrm{\α\β}}^{*}\sqrt{2}$

$C_3={\mathrm{\γ\β}}^{*}v\sqrt{2}-{\mathrm{\γ}}^{*}\mathrm{\β}\sqrt{2}$

$R_2=\frac{({\mathrm{\β}}^{*}\frac{1}{\sqrt{2}}{r}_1-{\mathrm{\αr}}_2^{*}+\mathrm{\β}\frac{1}{\sqrt{2}}{r}_3^{*}+{v^{*}\mathrm{\γ}}^{*}{r}_4)}{K_3}$

$R_4=\frac{({\mathrm{\γ}}^{*}{r}_1-\mathrm{v\β}\frac{1}{\sqrt{2}}{r}_2^{*}-{\mathrm{\αr}}_3^{*}-{\mathrm{\β}}^{*}\frac{1}{\sqrt{2}}{r}_4)}{K_3}$

$R_{24}=-\frac{(C_2+C_4)}{{2K}_3}$

$C_2=-{\mathrm{\α\β}}^{*}\sqrt{2}+{\mathrm{v\α}}^{*}\mathrm{\β}\sqrt{2}$

$C_4=-{\mathrm{v\γ\β}}^{*}\sqrt{2}+{\mathrm{\γ}}^{*}\mathrm{\β}\sqrt{2}$

其中，α、β和γ是信道增益和r1、r2、r3和r4是接收的信号，以及v是由发射机旋转的符号的相位的相位值，并且第一和第二解码器分别寻找最小化|R₁-x₁|²+|R₃-x₃|²+|R₁₃-x₁ ^*x₃|²-|x₁|²+|x₃|²和|R₂-x₂|²+|R₄-x₄|²+|R₂₄-x₂ ^*x₄|²-|x₂|²|x₄|²的符号对(x₁、x₃)和(x₂、x₄)。

27.一种接收机，用于在无线通信系统中从发射机接收相位被旋转了一次的调制符号，该接收机包括：

第一和第二解码器，用于使用由一个接收天线从4个发射天线在四个时间段接收的信号和从发射天线到接收天线的信道增益，检测所有可能的符号对中最小化最大似然(ML)解码度量的符号对，

其中，如果该调制符号是BPSK(二相相移键控)符号，则第一和第二解码器计算参数

R₁＝α^*r₁+βr₂ ^*+ζr₃ ^*+jγ^*r₄

R₃＝ζr₂ ^*-jγ^*r₁+α^*r₄-βr₃ ^*

R₁₃＝-(C₁+C₃)

C₁＝jα^*γ+jαγ^*

C₃＝ζ^*β-ζβ^*

R₂＝β^*r₁-αr₂ ^*+jγr₃ ^*+ζ^*r₄

R₄＝ζ^*r₁-jγr₂ ^*-αr₃ ^*-β^*r₄

R₂₄＝-(C₂+C₄)

C₂＝ζβ^*-ζ^*β

C₄＝-jαγ^*-jγα^*

其中，α、β、γ和ξ是信道增益以及r1、r2、r3和r4是接收的信号，并且第一和第二解码器分别寻找最小化|R₁-x₁|²+|R₃-x₃|²+|R₁₃-x₁ ^*x₃|²和|R₂-x₂|²+|R₄-x₄|²+|R₂₄-x₂ ^*x₄|²的符号对(x₁、x₃)和(x₂、x₄)。

28.一种接收机，用于在无线通信系统中从发射机接收相位被旋转了一次的调制符号，该接收机包括：

第一和第二解码器，用于使用由一个接收天线在四个时间段从4个发射天线接收的信号和从发射天线到接收天线的信道增益，检测所有可能的符号对中最小化最大似然(ML)解码度量的符号对，

其中，如果该调制符号是QPSK(四相相移键控)或者8PSK(八相相移键控)符号，则第一和第二解码器计算参数

R₁＝α^*r₁+βr₂ ^*+ζr₃ ^*-v^*γ^*r₄

R₃＝vζr₂ ^*+γ^*r₁+α^*r₄-βr₃ ^*

R₁₃＝-(C₁+C₃)

C₁＝-α^*γv+αγ^*

C₃＝ζβ^*v-ζ^*β

R₂＝β^*r₁-αr₂ ^*+γr₃ ^*+v^*ζ^*r₄

R₄＝ζ^*r₁-vγr₂ ^*-αr₃ ^*-β^*r₄

R₂₄＝-(C₂+C₄)

C₂＝-αγ^*+vα^*γ

C₄＝-vζβ^*+ζ^*β

其中，α、β、γ和ξ是信道增益和r1，r2，r3和r4是接收的信号，以及v是发射机旋转符号相位的相位值，并且第一和第二解码器分别寻找最小化|R₁-x₁|²+|R₃-x₃|²+|R₁₃-x₁ ^*x₃|²和|R₂-x₂|²+|R₄-x₄|²+|R₂₄-x₂ ^*x₄|²的符号对(x₁、x₃)和(x₂、x₄)。

29.一种接收机，用于在无线通信系统中从发射机接收相位被旋转一次的调制符号，该接收机包括：

第一和第二解码器，用于使用由一个接收天线在四个时间段从4个发射天线接收的信号和从发射天线到接收天线的信道增益，检测所有可能的符号对中最小化最大似然(ML)解码度量的符号对，

其中，如果该调制符号是16QAM(16相正交调幅)或者64QAM(64相正交调幅)符号，则第一和第二解码器计算参数

$R_1=\frac{({\mathrm{\α}}^{*}{r}_1+\mathrm{\β}{r}_2^{*}+\mathrm{\ζ}{r}_3^{*}-v^{*}{\mathrm{\γ}}^{*}{r}_4)}{K_4}$

$R_3=\frac{(\mathrm{v\ζ}{r}_2^{*}+{\mathrm{\γ}}^{*}{r}_1+{\mathrm{\α}}^{*}{r}_4-\mathrm{\β}{r}_3^{*})}{K_4}$

$R_{13}=-\frac{(C_1+C_3)}{K_4}$

K₃＝|α|²+|β|²+|γ|²

C₁＝-α^*γv+αγ^*

C₃＝ζβ^*v-ζ^*β

$R_2=\frac{({\mathrm{\β}}^{*}{r}_1-{\mathrm{\αr}}_2^{*}+\mathrm{\γ}{r}_3^{*}+v^{*}{\mathrm{\ζ}}^{*}{r}_4)}{K_4}$

$R_4=\frac{({\mathrm{\ζ}}^{*}{r}_1-v{\mathrm{\γr}}_2^{*}-{\mathrm{\αr}}_3^{*}-{\mathrm{\β}}^{*}{r}_4)}{K_4}$

$R_{24}=-\frac{(C_2+C_4)}{K_4}$

C₂＝-αγ^*+vα^*γ

C₄＝-vζβ^*+ζ^*β

其中，α、β、γ和ξ是信道增益和r1，r2，r3和r4是接收的信号，以及v是发射机旋转符号相位的相位值，并且第一和第二解码器分别寻找最小化|R₁-x₁|²+|R₃-x₃|²+|R₁₃-x₁ ^*x₃|²-|x₁|²|x₃|²和|R₂-x₂|²+|R₄-x₄|²+|R₂₄-x₂ ^*x₄|²-|x₂|²|x₄|²的符号对(x₁、x₃)和(x₂、x₄)。

30.一种接收机，用于在无线通信系统中从发射机接收相位被旋转了一次的PSK(相移键控)调制符号，该接收机包括：

第一和第二解码器，用于使用由一个接收天线在四个时间段从3个发射天线接收的信号和从发射天线到接收天线的信道增益，在所有可能的符号对中选择侯选符号对，并检测侯选符号对中最小化最大似然(ML)解码度量的符号对，

其中，所述第一和第二解码器计算参数

$R_1={\mathrm{\α}}^{*}{r}_1+\mathrm{\β}\frac{1}{\sqrt{2}}{r}_2^{*}+{\mathrm{\γr}}_3^{*}-v^{*}{\mathrm{\β}}^{*}\frac{1}{\sqrt{2}}{r}_4$

$R_3={\mathrm{v\γr}}_2^{*}+{\mathrm{\β}}^{*}\frac{1}{\sqrt{2}}{r}_1+{\mathrm{\α}}^{*}{r}_4-\mathrm{\β}\frac{1}{\sqrt{2}}{r}_3^{*}$

$R_{13}=-\frac{(C_1+C_3)}{2}$

$C_1=-{\mathrm{\α}}^{*}\mathrm{\βv}\sqrt{2}+\mathrm{\α}{\mathrm{\β}}^{*}\sqrt{2}$

$C_3={\mathrm{\γ\β}}^{*}v\sqrt{2}-{\mathrm{\γ}}^{*}\mathrm{\β}\sqrt{2}$

$R_2={\mathrm{\β}}^{*}\frac{1}{\sqrt{2}}{r}_1-{\mathrm{\αr}}_2^{*}+\mathrm{\β}\frac{1}{\sqrt{2}}{r}_3^{*}+{v^{*}\mathrm{\γ}}^{*}{r}_4$

$R_4={\mathrm{\γ}}^{*}{r}_1-\mathrm{v\β}\frac{1}{\sqrt{2}}{r}_2^{*}-{\mathrm{\αr}}_3^{*}-{\mathrm{\β}}^{*}\frac{1}{\sqrt{2}}{r}_4$

$R_{24}=-\frac{(C_2+C_4)}{2}$

$C_2={-\mathrm{\α\β}}^{*}\sqrt{2}+{\mathrm{v\α}}^{*}\mathrm{\β}\sqrt{2}$

$C_4={-\mathrm{v\γ\β}}^{*}\sqrt{2}+{\mathrm{\γ}}^{*}\mathrm{\β}\sqrt{2}$

其中，α、β和γ是信道增益以及r1、r2、r3和r4是接收的信号，并且第一和第二解码器分别寻找所有可能的符号对(x₁、x₃)和(x₂、x₄)作为侯选符号对，以及符号x₃和x₄分别是最接近R₃+x₁R₁₃和R₄+x₂R₂₄的星座点。

31.一种接收机，用于在无线通信系统中从发射机接收相位被旋转一次的QAM(正交调幅)调制符号，包括：

第一和第二解码器，用于使用由一个接收天线在四个时间段从3个发射天线接收的信号和从发射天线到接收天线的信道增益，在所有可能的符号对中选择侯选符号对，并检测侯选符号对中最小化最大似然(ML)解码度量的符号对，

其中，所述第一和第二解码器计算参数

$R_1=\frac{({\mathrm{\α}}^{*}{r}_1+\mathrm{\β}\frac{1}{\sqrt{2}}{r}_2^{*}+\mathrm{\γ}{r}_3^{*}-v^{*}{\mathrm{\β}}^{*}\frac{1}{\sqrt{2}}{r}_4)}{K_3}$

$R_3=\frac{({\mathrm{v\γr}}_2^{*}{+\mathrm{\β}}^{*}\frac{1}{\sqrt{2}}{r}_1+{\mathrm{\α}}^{*}{r}_4-\mathrm{\β}\frac{1}{\sqrt{2}}{r}_3^{*})}{K_3}$

$R_{13}=-\frac{(C_1+C_3)}{{2K}_3}$

K₃＝|α|²+|β|²+|γ|²

$C_1=-{\mathrm{\α}}^{*}\mathrm{\βv}\sqrt{2}+{\mathrm{\α\β}}^{*}\sqrt{2}$

$C_3={\mathrm{\γ\β}}^{*}v\sqrt{2}-{\mathrm{\γ}}^{*}\mathrm{\β}\sqrt{2}$

$R_2=\frac{({\mathrm{\β}}^{*}\frac{1}{\sqrt{2}}{r}_1-{\mathrm{\αr}}_2^{*}+\mathrm{\β}\frac{1}{\sqrt{2}}{r}_3^{*}+{v^{*}\mathrm{\γ}}^{*}{r}_4)}{K_3}$

$R_4=\frac{({\mathrm{\γ}}^{*}{r}_1-\mathrm{v\β}\frac{1}{\sqrt{2}}{r}_2^{*}-{\mathrm{\αr}}_3^{*}-{\mathrm{\β}}^{*}\frac{1}{\sqrt{2}}{r}_4)}{K_3}$

$R_{24}=-\frac{(C_2+C_4)}{{2K}_3}$

$C_2=-{\mathrm{\α\β}}^{*}\sqrt{2}+{\mathrm{v\α}}^{*}\mathrm{\β}\sqrt{2}$

$C_4=-{\mathrm{v\γ\β}}^{*}\sqrt{2}+{\mathrm{\γ}}^{*}\mathrm{\β}\sqrt{2}$

其中，α、β、γ和ξ是信道增益和r1、r2、r3和r4是接收的信号，以及v是发射机旋转符号相位的相位值，并且第一和第二解码器分别寻找所有可能的符号对(x₁、x₃)和(x₂、x₄)作为候选符号对，以及符号x₃和x₄分别是最接近R₃+x₁R₁₃和R₄+x₂R₂₄的星座点。

32.一种接收机，用于在无线通信系统中从发射机接收相位被旋转了一次的PSK(相移键控)调制符号，包括：

第一和第二解码器，用于使用由一个接收天线在四个时间段从4个发射天线接收的信号和从发射天线到接收天线的信道增益，在所有可能的符号对中选择侯选符号对，并检测侯选符号对中最小化最大似然(ML)解码度量的符号对，

其中，所述第一和第二解码器计算参数

R₁＝α^*r₁+βr₂ ^*+ζr₃ ^*-v^*γ^*r₄

R₃＝vζr₂ ^*+γ^*r₁+α^*r₄-βr₃ ^*

R₁₃＝-(C₁+C₃)

C₁＝-α^*γv+αγ^*

C₃＝ζβ^*v-ζ^*β

R₂＝β^*r₁-αr₂ ^*+γr₃ ^*+v^*ζ^*r₄

R₄＝ζ^*r₁-vγr₂ ^*-αr₃ ^*-β^*r₄

R₂₄＝-(C₂+C₄)

C₂＝-αγ^*+vα^*γ

C₄＝-vζβ^*+ζ^*β

其中，α、β、γ和ξ是信道增益和r1、r2、r3和r4是接收的信号，以及v是发射机旋转符号相位的相位值，并且第一和第二解码器分别寻找所有可能的符号对(x₁、x₃)和(x₂、x₄)作为侯选符号对，以及符号x₃和x₄分别是最接近R₃+x₁R₁₃和R₄+x₂R₂₄的星座点。

33.一种接收机，用于在无线通信系统中从发射机接收相位被旋转一次的QAM(正交调幅)调制符号，包括：

第一和第二解码器，用于使用由一个接收天线在四个时间段从4个发射天线接收的信号和从发射天线到接收天线的信道增益，在所有可能的符号对中选择侯选符号对，并检测所述侯选符号对中最小化最大似然(ML)解码度量的符号对，

其中，第一和第二解码器计算参数

$R_1=\frac{({\mathrm{\α}}^{*}{r}_1+\mathrm{\β}{r}_2^{*}+\mathrm{\ζ}{r}_3^{*}-v^{*}{\mathrm{\γ}}^{*}{r}_4)}{K_4}$

$R_3=\frac{(\mathrm{v\ζ}{r}_2^{*}+{\mathrm{\γ}}^{*}{r}_1+{\mathrm{\α}}^{*}{r}_4-\mathrm{\β}{r}_3^{*})}{K_4}$

$R_{13}=-\frac{(C_1+C_3)}{K_4}$

K₃＝|α|²+|β|²+|γ|²

C₁＝-α^*γv+αγ^*

C₃＝ζβ^*v-ζ^*β

$R_2=\frac{({\mathrm{\β}}^{*}{r}_1-{\mathrm{\αr}}_2^{*}+\mathrm{\γ}{r}_3^{*}+v^{*}{\mathrm{\ζ}}^{*}{r}_4)}{K_4}$

$R_4=\frac{({\mathrm{\ζ}}^{*}{r}_1-v{\mathrm{\γr}}_2^{*}-{\mathrm{\αr}}_3^{*}-{\mathrm{\β}}^{*}{r}_4)}{K_4}$

$R_{24}=-\frac{(C_2+C_4)}{K_4}$

C₂＝-αγ^*+vα^*γ

C₄＝-vζβ^*+ζ^*β

其中，α、β、γ和ξ是信道增益和r1、r2、r3和r4是接收的信号，以及v是发射机旋转符号相位的相位值，并且第一和第二解码器分别寻找所有可能的符号对(x₁、x₃)和(x₂、x₄)作为侯选符号对，以及符号x₃和x₄分别是最接近R₃+x₁R₁₃和R₄+x₂R₂₄的星座点。

34.一种接收机，用于在无线通信系统中从发射机接收相位被旋转了一次的PSK(相移键控)调制符号，该接收机包括：

第一和第二解码器，用于使用由一个接收天线在四个时间段从3个发射天线接收的信号和从发射天线到接收天线的信道增益，在所有可能的符号对中选择侯选符号对，并检测侯选符号对中最小化最大似然(ML)解码度量的符号对，

其中，所述第一解码器计算

$R_1={\mathrm{\α}}^{*}{r}_1+\mathrm{\β}\frac{1}{\sqrt{2}}{r}_2^{*}+{\mathrm{\γr}}_3^{*}-v^{*}{\mathrm{\β}}^{*}\frac{1}{\sqrt{2}}{r}_4$

$R_3={\mathrm{v\γr}}_2^{*}+{\mathrm{\β}}^{*}\frac{1}{\sqrt{2}}{r}_1+{\mathrm{\α}}^{*}{r}_4-\mathrm{\β}\frac{1}{\sqrt{2}}{r}_3^{*}$

$R_{13}=-\frac{(C_1+C_3)}{2}$

$C_1=-{\mathrm{\α}}^{*}\mathrm{\βv}\sqrt{2}+\mathrm{\α}{\mathrm{\β}}^{*}\sqrt{2}$

$C_3={\mathrm{\γ\β}}^{*}v\sqrt{2}-{\mathrm{\γ}}^{*}\mathrm{\β}\sqrt{2}$

其中，α、β和γ是信道增益和r1、r2、r3和r4是接收的信号，以及v是发射机旋转符号相位的相位值，

如果x₁₃＝x₁ ^*x₃，则输出一个符号对(x₁、x₃)，x₁是最接近R₁的符号，x₃是最接近R₃的符号，以及x₁₃是最接近R₁₃的符号，以及如果x₁ ^*x₃≠x₁₃，则通过将x₁₃和x₁ ^*x₃之间的角度除以2来计算一个角度Φ_d，并选择其角度分别从x₁和x₃在Φ_d之内的符号作为所述侯选符号，

以及第二解码器计算

$R_2={\mathrm{\β}}^{*}\frac{1}{\sqrt{2}}{r}_1-{\mathrm{\αr}}_2^{*}+\mathrm{\β}\frac{1}{\sqrt{2}}{r}_3^{*}+{v^{*}\mathrm{\γ}}^{*}{r}_4$

$R_4={\mathrm{\γ}}^{*}{r}_1-\mathrm{v\β}\frac{1}{\sqrt{2}}{r}_2^{*}-{\mathrm{\αr}}_3^{*}-{\mathrm{\β}}^{*}\frac{1}{\sqrt{2}}{r}_4$

$R_{24}=-\frac{(C_2+C_4)}{2}$

$C_2={-\mathrm{\α\β}}^{*}\sqrt{2}+{\mathrm{v\α}}^{*}\mathrm{\β}\sqrt{2}$

$C_4={-\mathrm{v\γ\β}}^{*}\sqrt{2}+{\mathrm{\γ}}^{*}\mathrm{\β}\sqrt{2}$

其中，α、β和γ是信道增益和r1、r2、r3和r4是接收的信号，以及v是发射机旋转符号相位的相位值，

如果x₂₄＝x₂ ^*x₄，则输出一个符号对(x₂、x₄)，x₂是最接近R₂的符号，x₄是最接近R₄的符号，x₂₄是最接近R₂₄的符号，以及如果x₂ ^*x₄≠x₂₄，则通过将x₂₄和x₂ ^*x₄之间的角度除以2来计算一个角度Φ_d’，并选择其角度分别从x₂和x₄在Φ_d’之内的符号作为所述侯选符号。

35.一种接收机，用于在无线通信系统中从发射机接收相位被旋转了一次的PSK(相移键控)调制符号，该接收机包括：

第一和第二解码器，用于使用由一个接收天线在四个时间段从4个发射天线接收的信号和从发射天线到接收天线的信道增益，在所有可能的符号对中选择侯选符号对，并检测侯选符号对中最小化最大似然(ML)解码度量的符号对，

其中，所述第一解码器计算

R₁＝α^*r₁+βr₂ ^*+ζr₃ ^*-v^*γ^*r₄

R₃＝vζr₂ ^*+γ^*r₁+α^*r₄-βr₃ ^*

R₁₃＝-(C₁+C₃)

C₁＝-α^*γv+αγ^*

C₃＝ζβ^*v-ζ^*β

其中，α、β、γ和ζ是信道增益和r1、r2、r3和r4是接收的信号，以及v是发射机旋转符号相位的预定相位值，

如果x₁₃＝x₁ ^*x₃，则输出一个符号对(x₁、x₃)，x₁是最接近R₁的符号，x₃是最接近R₃的符号，x₁₃是最接近R₁₃的符号，以及如果x₁ ^*x₃≠x₁₃，则通过将x₁₃和x₁ ^*x₃之间的角度除以2来计算一个角度Φ_d，并选择其角度分别从x₁和x₃在Φ_d之内的符号作为所述侯选符号，

以及所述第二解码器计算

R₂＝β^*r₁-αr₂ ^*+γr₃ ^*+v^*ζ^*r₄

R₄＝ζ^*r₁-vγr₂ ^*-αr₃ ^*-β^*r₄

R₂₄＝-(C₂+C₄)

C₂＝-αγ^*+vα^*γ

C₄＝-vζβ^*+ζ^*β

其中，α、β、γ和ξ是信道增益和r1、r2、r3和r4是接收的信号，以及v是发射机旋转符号相位的预定相位值，

如果x₂₄＝x₂ ^*x₄，则输出一个符号对(x₂、x₄)，x₂是最接近R₂的符号，x₄是最接近R₄的符号，x₂₄是最接近R₂₄的符号，以及如果x₂ ^*x₄≠x₂₄，则通过将x₂₄和x₂ ^*x₄之间的角度除以2来计算一个角度Φ_d’，并选择其角度分别从x₂和x₄在Φ_d’之内的符号作为所述侯选符号。

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