[发明专利]发送装置、接收装置、发送方法、接收方法和用于产生多维星座的方法

说明书

本发明涉及数字数据通信，并且提供一种用于产生具有高调制分集度的数字数据调制的多维星座的有效方法，提供一种用于基于这样的星座来发送和接收数据的方法和对应的装置。通过仅考虑在对角线上的所有元素具有相同的第一绝对值并且所有其他元素具有相同的第二绝对值的多维旋转矩阵来实现这一点。以这种方式，可以产生具有单个独立参数和尽可能规则的结构的多维旋转矩阵。该独立参数可以被配置以使得各种星座大小的错误概率最小。

本申请是申请日为2010年8月17日、申请号为201080036099.0、发明名称为“发送装置、接收装置、发送方法、接收方法和用于产生多维星座的方法”的申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及数字数据通信，具体地说涉及用于产生用于数字数据调制的多维星座的方法、用于基于多维星座来调制和发送数据的方法以及对应的装置。

背景技术

衰落是在通信系统中的主要问题之一。它表示因为多径传播导致的在接收信号的幅度上的随机波动。如果信道的延迟传播大于信号的码元周期，则衰落也是频率选择的。通过瑞利分布来近似衰落的幅度。这样的衰落被称为瑞利衰落。

在数字通信系统中，信息被编码为属于被称为星座(constellation)的离散字母表的码元的序列。这样的星座具有N维，并且每维编码B个信息比特。也称为星座点的可能值的数量因此是2^N*B。每维的比特数量B直接确定以比特/Hz给出的发送的谱效率。维数N对于谱效率没有影响。在图1A中说明了N＝2并且B＝1的示例星座。

传统上，例如，在图1A中所示的正交调幅(QAM)星座中，每一个发送的比特仅影响一维。参见图1A，每一个星座点b₁b₂(＝00,01,10 和11)的b₁仅影响由水平轴表示的维，而每一个星座点b₁b₂的b₂仅影响由垂直轴表示的维。如果由发送的比特影响的维经历强衰落，则调制这个维的所有比特将极为不可靠，这提高了错误概率。在图1A中通过错误来说明这个效果。例如，如果由垂直轴表示的信道逐渐衰落，则星座点00, 01,10和11将接近水平轴(沿着图1A的实线箭头)。结果，星座点00 和01以及星座点10和11将是难以识别的。

如果修改星座使得每一个比特影响所有维，则对于衰落的弹性提高。在维中的一个上的强衰落将影响星座的所有比特；然而，这个效果不像在传统情况下那样有害，因此平均而言，错误概率降低。这在文献中被称为调制分集。

(旋转星座)

用于实现调整分集的一种方式是旋转(超立体)星座以传播在所有其的维上的信道衰落的效果。在图1B中对于其中N＝2和B＝1的情况说明这一点。例如，如图1B中所示，如果由垂直轴表示的信道衰落，则星座点 00、01、10和11将接近水平轴(沿着图1B的实线箭头)。然而，这些星座点在由水平轴表示的维中仍然难以识别。同样，即使在由垂直轴表示的信道的强衰落之后，星座点00、01、10和11也仍然难以识别。

可以通过将N元素信号向量乘以方矩阵N*N来实现多维旋转。方矩阵是旋转矩阵(或反射矩阵)的充要条件是它是正交的，即，满足下面的数学式1的等式。

[数学式1]

RR^T＝I

注意在上面的数学式1中，矩阵R是方矩阵，矩阵R^T是该矩阵R的转置矩阵，并且矩阵I是单位矩阵。

这表示关于上面的数学式1，行/列向量必须是正交单位向量，即，满足下面的数学式2的等式。

[数学式2]

注意在数学式2中，如果j＝k，则δ_j,k＝1，并且如果j≠k，则δ_j,k＝0。