專利名稱：一種基于星型16qam調(diào)制的閉環(huán)雙空時(shí)發(fā)射分集方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于星型16QAM調(diào)制的閉環(huán)雙空時(shí)發(fā)射分集方法，屬于多輸入多輸出(MMO)系統(tǒng)中的雙空時(shí)發(fā)射分集技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
空時(shí)分組編碼(STBC)和分層空時(shí)結(jié)構(gòu)(BLAST)是兩種分別能最大化多輸入多輸出(MIMO)系統(tǒng)分集增益和空間復(fù)用增益的技術(shù)。研究表明一種增益的最優(yōu)化是以犧牲另一種增益為代價(jià)的。2003年在美國(guó)《電氣及電子工程師學(xué)會(huì)信息理論匯刊》(IEEE Transaction on Information Theory第49卷，第5期發(fā)表的文章《分集和復(fù)用多天線信道中的基本折中(Diversity and Multiplexing:Afundamental Tradeoff in Multiplexing-Antenna Channels)))中詳細(xì)討論了復(fù)用增益和分集增益的關(guān)系，以獲取這兩種增益的折中，并給出了瑞利衰落信道下的最優(yōu)折中曲線。隨后，一種空時(shí)分組編碼和分層空時(shí)結(jié)構(gòu)結(jié)合的復(fù)合系統(tǒng)一雙空時(shí)發(fā)射分集(DSTTD, Double Space Time Transmit Diversity)系統(tǒng)引起了廣泛的關(guān)注。雙空時(shí)發(fā)射分集系統(tǒng)在發(fā)射端有4根發(fā)射天線，并行傳輸2個(gè)空時(shí)編碼塊，接收端采用干擾抑制檢測(cè)模塊進(jìn)行檢測(cè)。該系統(tǒng)同時(shí)提供分集增益和復(fù)用增益，而且相對(duì)于普通MMO系統(tǒng)，雙空時(shí)發(fā)射分集系統(tǒng)允許接收天線數(shù)目不必多于發(fā)射天線，因而已成為IEEE 802. Iln標(biāo)準(zhǔn)草案的一部分。相對(duì)于只有接收端已知信道狀態(tài)信息(CSI)的雙空時(shí)發(fā)射分集系統(tǒng)，發(fā)射端已知信道狀態(tài)信息的閉環(huán)雙空時(shí)發(fā)射分集(C-DSTTD，Close Double Space Time TransmitDiversity)系統(tǒng)進(jìn)一步提升MIMO系統(tǒng)的性能。目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)閉環(huán)雙空時(shí)發(fā)射分集(C-DSTTD)系統(tǒng)的性能研究多選用矩形16QAM調(diào)制方式，比如2005年在美國(guó)《電氣及電子工程師學(xué)會(huì)通信快報(bào)》第9卷，第12期的文章《基于線性接收機(jī)的DSTTD系統(tǒng)中的自適應(yīng)調(diào)制編碼方案》(A Simplified AdaptiveModulation Scheme for D-STTD Systems with Linear Receivers)。然而，相對(duì)于有 3 個(gè)電平值的矩形16QAM調(diào)制而言，星型16QAM調(diào)制電平數(shù)少，包絡(luò)起伏小，其整體非線性失真小，更加有利于應(yīng)用在移動(dòng)通信系統(tǒng)中進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換(A/D)和自動(dòng)增益控制(AGC)。由于星型16QAM調(diào)制的性能要差與矩形16QAM調(diào)制，因此考慮如何降低基于星型16QAM調(diào)制的閉環(huán)雙空時(shí)發(fā)射分集系統(tǒng)的誤比特率成為必然。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種基于星型16QAM調(diào)制的閉環(huán)雙空時(shí)發(fā)射分
集方法。一種基于星型16QAM調(diào)制的閉環(huán)雙空時(shí)發(fā)射分集方法，發(fā)射端根據(jù)映射到星型16QAM內(nèi)外圈的點(diǎn)數(shù)和反饋回的信道狀態(tài)度量對(duì)發(fā)射符號(hào)進(jìn)行排序，排序原則是將內(nèi)圈的符號(hào)分配在信道狀態(tài)較好的信道發(fā)射，外圈的符號(hào)分配在信道狀態(tài)較差的信道發(fā)射，然后將這些排序后的符號(hào)通過(guò)雙空時(shí)發(fā)射分集的編碼矩陣發(fā)射出去；閉環(huán)雙空時(shí)發(fā)射分集方法如下第一步，映射到星型16QAM的內(nèi)外圈點(diǎn)數(shù)的統(tǒng)計(jì)星型16QAM調(diào)制的星座圖的信號(hào)點(diǎn)分布在2個(gè)同心圓上，內(nèi)圈外圈各8個(gè)星座點(diǎn)，信號(hào)只有2個(gè)電平值；相鄰的內(nèi)圈點(diǎn)之間的歐氏距離和同相位的內(nèi)圈與外圈點(diǎn)之間的歐式距離相等，同為星座的最小歐式距離；星型16QAM星座圖的內(nèi)圈半徑為O. 697，外圈半徑為
I.2305。
權(quán)利要求
1. 一種基于星型16QAM調(diào)制的閉環(huán)雙空時(shí)發(fā)射分集方法，發(fā)射端根據(jù)映射到星型16QAM內(nèi)外圈的點(diǎn)數(shù)和反饋回的信道狀態(tài)度量對(duì)發(fā)射符號(hào)進(jìn)行排序，排序原則是將內(nèi)圈的符號(hào)分配在信道狀態(tài)較好的信道發(fā)射，外圈的符號(hào)分配在信道狀態(tài)較差的信道發(fā)射，然后將這些排序后的符號(hào)通過(guò)雙空時(shí)發(fā)射分集的編碼矩陣發(fā)射出去；其特征在于，閉環(huán)雙空時(shí)發(fā)射分集方法如下 第一步，映射到星型16QAM的內(nèi)外圈點(diǎn)數(shù)的統(tǒng)計(jì) 星型16QAM調(diào)制的星座圖的信號(hào)點(diǎn)分布在2個(gè)同心圓上，內(nèi)圈外圈各8個(gè)星座點(diǎn)，信號(hào)只有2個(gè)電平值；相鄰的內(nèi)圈點(diǎn)之間的歐氏距離和同相位的內(nèi)圈與外圈點(diǎn)之間的歐式距離相等，同為星座的最小歐式距離；星型16QAM星座圖的內(nèi)圈半徑為O. 697，外圈半徑為I. 2305 ； 根據(jù)內(nèi)、外圈的半徑值，發(fā)射端統(tǒng)計(jì)經(jīng)過(guò)星型16QAM調(diào)制的發(fā)射符號(hào)在內(nèi)外圈的點(diǎn)數(shù)，或稱作個(gè)數(shù)； 第二步，發(fā)射端信道狀態(tài)度量M的獲得 在4根發(fā)射天線和4根接收天線組成的系統(tǒng)中，雙空時(shí)發(fā)射分集(DSTTD)的編碼矩陣C是由STBC1和STBC2兩個(gè)空時(shí)編碼塊構(gòu)成，每個(gè)空時(shí)編碼塊是通過(guò)阿拉謀提(Alamouti)編碼矩陣實(shí)現(xiàn)；C具體表示為，「. Γ S2 s, ^4I C= A77i( ,S77i( =^ LI^ Jο* O*O* O* 其中，C的每一列符號(hào)在兩個(gè)時(shí)隙內(nèi)從左至右依次從4根發(fā)射天線發(fā)射出去； 根據(jù)斯戴凡尼 若奎提來(lái)威于2003年發(fā)表在國(guó)際通信技術(shù)會(huì)議上的文章《空時(shí)分組碼中的空分復(fù)用(Spatial Division Multiplexing of Space-time Block Codes)》，接收信號(hào)Y表不為:p, I Γ^ι \Κ K A3 K] S， UF= =X +⑴*I * J * * *Cl*{ I I V2 H1 - H1 ηΑ - /I3η2KlJ 、-V-!^1HS4 _ N'V—^Λ1 其中，*表示共軛，Y1和y2代表時(shí)隙I和時(shí)隙2接收到的4x1的符號(hào)矩陣。H代表平衰落的瑞利MIMO信道的信道矩陣，Iii (i=l, 2，3，4)表示第i根發(fā)射天線和4根接收天線之間的4x1信道矩陣。N’表示噪聲矩陣，H1和n2是時(shí)隙I和時(shí)隙2的加性高斯白噪聲，都服從獨(dú)立同分布的復(fù)高斯隨機(jī)過(guò)程，噪聲方差為σ2; 利用信道矩陣H的偽逆#對(duì)(I)式的接收信號(hào)Y進(jìn)行譯碼，譯碼方法分別采用迫零算法(ZF)和最小均方誤差算法(麗SE) a)迫零譯碼算法 譯出信號(hào)，=二 H;HS +^r = S +(2) HIf =(HhH)1Hh,是4X8 的矩陣 f b)最小均方誤差譯碼算法譯出信號(hào)
全文摘要
一種基于星型16QAM調(diào)制的閉環(huán)雙空時(shí)發(fā)射分集方法，屬于多輸入多輸出通信系統(tǒng)中的雙空時(shí)發(fā)射分集技術(shù)領(lǐng)域。通過(guò)計(jì)算信道矩陣H的偽逆H#，得到信道狀態(tài)度量M，從而將信道矩陣轉(zhuǎn)化為4個(gè)并行子信道來(lái)判斷各信道的狀態(tài)并反饋回發(fā)射端。發(fā)射端根據(jù)M和映射到星型16QAM內(nèi)外圈的點(diǎn)數(shù)對(duì)發(fā)射符號(hào)進(jìn)行排序，排序原則是將內(nèi)圈的符號(hào)分配在信道狀態(tài)較好的信道發(fā)射，外圈的符號(hào)分配在信道狀態(tài)較差的信道發(fā)射，然后將這些排序后的符號(hào)通過(guò)雙空時(shí)發(fā)射分集的編碼矩陣發(fā)射出去。在接收端，首先進(jìn)行迫零或最小均方誤差譯碼，然后確認(rèn)譯出信號(hào)在調(diào)制時(shí)是映射在外圈還是內(nèi)圈，并與外圈或內(nèi)圈的8個(gè)星座點(diǎn)相比較，進(jìn)行最大似然解調(diào)，最后還原出原始的信源比特序列。
文檔編號(hào)H04L1/06GK102780546SQ20121029543
公開日2012年11月14日 申請(qǐng)日期2012年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月17日
發(fā)明者吳越, 張海霞, 朱雪梅, 郭帥帥 申請(qǐng)人:山東大學(xué)