[发明专利]一种基于四发射天线准正交空时分组码的编译码方法

说明书

技术领域

本发明属于信道编码领域，涉及一种在多输入多输出(MIMO)系统信道下， 基于四根发射天线准正交空时分组码(Quasi-Orthogonal Space-Time Block Code，QOSTBC)编译码的方法；具体是采用一种新的准正交编码矩阵并给出了 新的译码方法。在满足满速率传输以及拥有和传统QOSTBC相同分集增益的条件 下大幅降低译码复杂度的方法。

背景技术

近些年来，随着通信领域的发展，高码率传输成为了一种趋势。如何能够 在能量受限带宽受限的系统中传输尽可能多的信息成为了当今热点。MIMO系统 就是在这样的背景下诞生的，MIMO系统的最大优势在于通过分集增益大大提高 了系统信道容量，也即数据传输速率；同时还大大降低了误码率，提高了通信 系统的可靠性。

空时编码(Space-Time Coding)是建立在MIMO系统之上的新型编码方法。 通过在MIMO系统上进行将空间分集和时间分集联合起来进行编码可以充分利 用系统的空间分集增益和时间分集增益，以达到高效稳定的传输。空时编码技 术已经越来越多地应用到了现实的系统当中。

空时编码技术主要可分为以下几种：

空时分组码(Space-Time Block Code，STBC)：空时分组码最早由Alamouti 提出，基于两根发射天线实现的。后经Tarokh、Seshadri、Calderbank、 Jafarkhani等人的设计和完善，成为了一套完善系统的编码方法。STBC的特点 就是编码矩阵的正交性，这样不但可以实现满分集增益，同时也大大简化了译 码过程的复杂度，使其在实际工程应用成为可能。然而STBC不能实现高数据吞 吐量，并且由Tarokh等人证明，正交矩阵的数目是极其有限的。尤其是复数域 上的正交矩阵只有2×2的(即Alamouti码)。只能应用在两根发射天线的领 域，难以提高空间分集。

空时网格码(Space-Time Trellis Code，STTC)：空时网格码的出现，实 现了在不牺牲分集增益的条件下数据传输速率的提高。由Tarokh等人提出和设 计的，并给出了一套完整编码的设计准则。经过与格码调制(TCM)技术的结合， 不但保证了MIMO系统的分集增益，还提高了编码增益。译码的过程可以使用 Viterbi译码算法，降低了译码的复杂度。

分层空时编码(Layered Space-Time Code，LSTC)：分层空时编码极大的 提高了数据吞吐量。LSTC最早由Foshini提出，在性能上极为接近MIMO信道 容量，并且译码端的复杂度对于码率成线性增长，拥有良好的性能。然而最初 提出的LSTC，要求接收天线的数目不小于发射天线，使其在工程实践中难以应 用。近年来随着更为先进的编译码技术的发展，这一限制也已经不再成为问题 了。

准正交空时分组编码(Quasi-Orthogonal Space-Time Block Code， QOSTBC)：由于STBC的正交矩阵有限，Jafarkhani便提出了QOSTBC，以提高 MIMO系统的空间分集。QOSTBC的编码矩阵是准正交的，具备一定的正交性质， 因此译码的复杂度比直接的最大似然译码算法要简化了许多。随着近年来日益 加深的研究，QOSTBC也取得了长足的进步，使译码复杂度得到了进一步的优化。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在四发射天线的情况下能够达到满速率的准正 交空时分组编码(QOSTBC)方法并给出了译码方法。

本发明方法的具体步骤为：

步骤(1)对待发送的符号进行编码，编码的方法为构造编码发送矩阵C，