[发明专利]一种多入多出空时分组编码调制的数据发送装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及移动通信领域，尤其涉及一种MIMO(multiple-inputmultiple-output，多入多出)空时分组码级联多格形编码调制的数据发送装置及方法。

背景技术

近年来空时编码作为一种有效的克服和改善无线通信环境中所存在的多径衰落和接收信号性能的方法而倍受关注。在文献[A simple transmitdiversity technique for wireless communications[J].IEEE J.Select.AreasCommun，1998，16(10)：1451-1458，Oct.]中，Alamouti提出了一种基于两根发射天线的空时编码方法，该方法通过简单的线性复杂度的最大似然译码算法可实现最大可能的分集增益。此后，该方法被推广到任意数目的发射天线的情况，并将这类具有正交发射矩阵的空时编码方案统称为空时分组码(STBC)。但空时分组码的缺陷是无法提供编码增益。目前针对这个问题的比较好的解决方案就是将STBC作为内码与卷积码或格形编码调制(TCM)等外部码级联，从而在保持满分集增益的同时获得高的编码增益。

在传统的数字传输系统中，纠错编码与调制是各自独立设计并实现的，译码和解调也是如此。纠错编码需要冗余度，编码增益是依靠降低信息传输率来获得的。在功率受限信道中，功率利用率可以用频带利用率换取。在限带信道中，则可通过加大调制信号集合来为纠错编码提供所需的冗余度，以避免信息传输速率因为编码冗余而降低。但若调制和编码仍按传统的相互独立的方法设计，则不能得到令人满意的结果。Ungerboeck等在文献[Channelcoding with multilevel/phase signals[J].IEEE Trans.Inform.Theory，1982，28(1)：55-67.]提出了利用码率为R＝k/(k+1)的卷积码，将每一码段映射为具有2^k+1个调制信号集中的一个信号。在接收端，信号解调后经过反映射，变换为卷积码的码序列，并送入VITERBI译码器译码。这是一种调制与编码相结合的方法。这种方法在不增加带宽和相同的信息速率下可以获得3～6dB的功率增益。

通常在快衰落信道(或充分交织)的条件下，空时分组码级联TCM编码方法为了获得满分集增益，要求网格图中不能存在并行分支，即编码模块的状态数至少要等于系统的调制阶数，这就增加了系统编译码复杂度，降低了系统设计灵活性。而空时分组码级联多格形编码调制方法(M-TCM)采用在每个网格分支上发射多个调制符号的方法，可以有效的的解决这个问题。这是由于M-TCM的采用，使得存在并行路径的格形图中的最短错误路径的长度最小为2，因此解决了存在并行路径时，而级联空时分组码无法获取分集增益的问题。

但是，这种方法获得的编码增益有限，且难以保证某些特殊低能耗发射机的需求。

发明内容

本发明要解决的技术问题就是提供一种多入多出空时分组编码调制的数据发送装置及方法，来获得更大的编码增益。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种多入多出空时分组编码调制的数据发送方法，应用于数据传输系统的数据发送装置，包括如下步骤：

(1)对需要发送的数据进行M-TCM调制编码，其中M表示调制个数；

(2)根据最大化最小码字差值间的自由距离的平方，对星座集合分集处理后，将编码调制后的数据映射到相应的信号星座图上，将数据发送出去。

进一步地，所述步骤(1)在M＝2时，包括：

每次提取m个信息比特作为编码模块输入，这m个信息比特被映射为两个连续MPSK调制符号，其中第一调制符号中包含(m+1)/2个编码比特，第二个调制符号包含((m-1)/2)＝log₂M编码比特。

进一步地，所述步骤(2)中，根据最大化最小码字差值间的自由距离的平方，对星座集合分集处理包括如下步骤：

(a)计算最小码字差值间的自由距离的平方，为最短传输分支上的正交码字差值矩阵的欧式范数平方和；

(b)对调制信号进行集分割；

(c)根据集合中两两星座点间欧氏范数的大小，对得到的星座集合进行连续的分集处理。

进一步地，所述步骤(2)在M＝2时，每次将编码操作后的两个连续的调制符号根据