[发明专利]ST-MTCM网格图设置方法及调制方法

说明书

技术领域

本发明涉及通信领域中的编码调制技术，具体地，涉及一种空时多格形编码调制(Space Time-Multiple Trellis Coded Modulation，ST-MTCM，或称为空时网格编码)网格图设置方法及ST-MTCM调制方法。 

背景技术

近年来，空时编码作为一种有效地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。其中，空时多格形编码(ST-MTCM)更是因为可以有效地提高信道容量，并且同时具有空间分集增益和编码增益而受到广大学者和工程技术人员的青睐。 

空时网格编码的设计目的是编码增益和发射分集增益的最大化，因此，当评估一种空时网格编码方案的性能是否优秀的时候，需要综合考虑该方案可获得的编码增益和发射分集增益。目前，在空时网格码的设计过程中，用以度量不同码字矩阵的距离标准是：乘积距离和逐符号汉明距离。 

D.Mihai在文献[From theory to practice：an overview of MIMOspace-time coded wireless systems[J].IEEE Journal on selected areasin communications，2003，21(4)：281-302.]中给出：乘积距离在本质上并不是一种真正的距离量度，因而不能完全反映不同码字矩阵间真 正的距离特性。采用这种伪距离作为空时网格码的设计准则会使得设计结果缺乏可靠性。而事实上，现有的空时网格码设计无法在获得满分集增益的同时获得最大的编码增益。 

发明内容

考虑到相关技术中存在的空时网格码设计由于采用乘积距离而无法在获得满分集增益的同时获得最大便码增益的问题而提出本发明，为此，本发明旨在提供一种空时多格形编码调制(ST-MTCM)网格图设置方法及空时多格形编码调制方法。 

根据本发明，首先提供了一种空时多格形编码调制网格图设置方法。 

该方法包括如下操作：在空时多格形编码调制网格图中，使得所有信号矩阵发射等概率，且都满足信号矩阵奇异值相等的条件；在空时多格形编码调制网格图中，使得所有并行传输分支上的信号矩阵间具有最大的F-范数Δ₂；在空时多格形编码调制网格图中，使得开始于同一状态的传输分支或到达同一状态的传输分支上的信号矩阵间具有次大的F-范数Δ₁。 

其中，在上述方法中，对于四相相移键控调制，并行传输分支上的信号矩阵取自信号子集D⁰、D¹、D²、或D³。对于开始于同一状态的传输分支或到达同一状态的传输分支，其分配的信号矩阵取自信号子集B⁰、或B¹。 

另外，在空时多格形编码调制网格图中，每个传输分支对应于在N天线上连续发射的P个符号，其中，N＞1，P＞1。在本发明的空时多格形编码调制网格图中，优选地，P＝2。 

在上述方法中，如果编码器的状态数为2^S，且编码器每次提取m个信息比特作为编码输入，m＞s，则在空时多格形编码调制网格图中，每一对状态间存在2^m-s条并行传输分支。 

根据本发明，还提供了一种空时多格形编码调制方法。 

该方法包括以下操作：输入比特，并对输入的比特信息进行串并变换；通过如下处理设置空时多格形编码调制网格图：在空时多格形编码调制网格图中，使得所有信号矩阵发射等概率，且都满足信号矩阵奇异值相等的条件；在所述空时多格形编码调制网格图中，使得所有并行传输分支上的信号矩阵间具有最大的F-范数Δ₂；在所述空时多格形编码调制网格图中，使得开始于同一状态的传输分支或到达同一状态的传输分支上的信号矩阵间具有次大的F-范数Δ₁；依据空时多格形编码调制网格图的设置，从已经根据星座图调制方式映射后的状态矩阵集中选择对应的矩阵；将选择好的状态对应的星座点数据发送到相应的发射天线进行发射。 

同传统的ST-TCM编码方法相比，本发明所采用的ST-MTCM编码方法的编码冗余不仅体现在空间上(发射天线数＞1)，还体现在时间上(每个网格分支上传输的调制符号数＞1)，通过本发明，通过确定ST-MTCM网格图中每个格形分支上传输的最优T×N码字矩阵结构，并采用Ungerboeck的星座扩展和集合分割思想，可以在获得满分集增益的同时得到最优的编码增益。