全速率全分集空時編解碼方法

2023-05-30 18:44:01 2

專利名稱：全速率全分集空時編解碼方法
全速率全分集空時編解碼方法技術領域
本發明屬於通信技術領域，尤其涉及一種低複雜度的全速率全分集空時編解碼方 法。
背景技術：
空時編碼技術能夠顯著提高通信系統的可靠性和有效性。傳統的空時編碼包括正 交空時分組碼(Orthogonal Space-Time Block Code, 0STBC)和貝爾實驗室垂直分層空時 碼(Vertical Bell Labs LayeredSpace-Time，VBLAST)兩種。VBLAST 能達到全速率，然而 不能實現全分集；OSTBC雖能實現全分集，卻不能達到全速率。針對此問題，近年來相繼提 出了結合兩者優點同時避免其缺點的編碼方式，Golden空時碼就是其中的一種，然而，其譯 碼複雜度與調製階數的四次方成正比。為了降低解碼複雜度，有學者提出了一種稱為全速 率全分集空時碼(Full Rate Full Diversity Space Time Code,FR-FD STC)的新編碼(以 下簡稱為全速率全分集空時編碼，或者FR-FD STC編碼)，其解碼複雜度與調製階數的平方 成正比，明顯低於Golden空時碼，但是其解碼複雜度仍然較高。
下面介紹FR-FD STC的編碼及解碼方法。
s = [Sl，s2, S3, s4]T 表示調製信號向量，Si (i = 1,2,3,4)是 MQAM(QuadratureAmplitude Modulation，正交振幅調製)星座圖上的點，M為調製階數， (· )τ表示轉置。對s進行全速率全分集的空時編碼，得到編碼矩陣X可表示為
權利要求
1.一種全速率全分集空時編解碼方法，其特徵在於，包括如下步驟A，接收端根據信道矩陣H確定預編碼參數，量化該參數得到量化值，並將該量化值在 量化碼本中的序號反饋給發射端；B,發射端首先對調製信號進行全速率全分集空時編碼，得到編碼矩陣X，並根據反饋的 序號信息得到預編碼矩陣F，然後利用預編碼矩陣F對X進行預編碼；C，接收端根據信道矩陣H以及預編碼矩陣F，計算出等效實值信道矩陣H0 ；D，接收端處理接收信號，分別得到所述調製信號的實部分量對應的接收信號Y0工和虛 部分量對應的接收信號Y02;E，接收端根據所述等效實值信道矩陣H0的前四列和Y01,解碼出所述調製信號的實部 分量；F，接收端根據所述等效實值信道矩陣H0的後四列和Y02,解碼出所述調製信號的虛部 分量；G，根據步驟E和步驟F的解碼結果得到發送信號向量的估計值。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，其中，步驟A具體包括Al，接收端根據所述信道矩陣H計算預編碼參數θ的正切值，並通過其反正切函數求 得θ ；Α2，接收端量化θ，得到量化值及其在量化碼本中的序號i ；A3，接收端將i反饋給發射端。
3.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，其中，步驟B具體包括Bi，發射端對調製信號進行全速率全分集空時編碼，得到編碼矩陣X ；B2，發射端根據接收到的反饋信息i，通過量化碼本得到角度Θ'，從而得到預編碼矩陣F，表示為F =.1 00 eiffB3，利用F對X進行預編碼。
4.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，其中，步驟C具體包括 Cl，接收端根據信道矩陣H和預編碼矩陣F計算得到 ,表示為0 = HF C2，根據 得到等效信道矩陣0',表示為
5.根據權利要求4所述的方法，其特徵在於，其中，步驟D具體為 接收端首先根據接收信號矩陣Y0得到向量Y/ = [yen, ye12% yeN1, y%；] T，Zij表示Y0的第i行第j列的元素，i = 1，2，…，N，j = 1，2 ；然後，由Y0 『得到
6.根據權利要求5所述的方法，其特徵在於，其中，步驟E具體包括E1，接收端採用最大似然結合幹擾取消HMLIC的方法解碼所述調製信號的實部分量 首先遍歷！^⑷，沢^！；！所有可能的取值，即令^^],^^,],^ ],=^^]^ = 1,2, -,M,gi 是M正交振幅調製QAM星座點，若i Φ k，則gi ^ gk ；E2，然後在步驟El的基礎上，執行HMLIC解碼方法的幹擾消除部分，消除 對(9^3],，9^丄)的幹擾，分別估計出和9^4丨,_的值，得到向量，此步驟共得到 M 組向量； Ε3，從步驟Ε2得到的M組向量中選出滿足下式的一組
7.根據權利要求6所述的方法，其特徵在於，其中，步驟F具體包括Fl,根據HMLIC解碼方法，遍歷[3h]，3h]]所有可能的取值，即令丄 本L =3[&]；F2，在步驟Fl的基礎上，執行HMLIC解碼方法的幹擾消除部分，即消除 (3[S丄，對(3[S3L，3[S丄)的幹擾，分別估計出和3㈨的值，得到向量 Si"=[3[SlL,3[S2],.，3h],，3[S4L]"，i = 1,2, ...，M，此步驟共得到 M 組向量； F3，從步驟F2得到的M組向量中選出滿足下式的一組
8.根據權利要求7所述的方法，其特徵在於，其中，步驟G按下式得到發送信號向量的 估計值S s=s' + β" ο
9.根據權利要求1 8任一項所述的方法，其特徵在於，其中，在步驟Α2中，採用均勻 量化的方法量化預編碼參數θ。
全文摘要
本發明公開了一種全速率全分集空時編解碼方法。在該方法中，接收端根據信道信息確定發射端的預編碼參數，量化該參數得到其量化值，並將量化值在量化碼本中的序號反饋給發射端；發射端根據接收到的反饋信息對全速率全分集空時編碼進行預編碼。接收端解碼時，分別解碼出調製信號的實部分量和虛部分量。與傳統的全速率全分集空時編解碼方案相比，本發明在保持相同可靠性的同時具有較低的解碼複雜度。
文檔編號H04L1/00GK102045134SQ20101057215
公開日2011年5月4日 申請日期2010年11月29日 優先權日2010年11月29日
發明者李琳, 李美玲, 王秋才, 田心記, 胡紫巍, 袁超偉, 趙偉, 韓曦 申請人:北京星河亮點通信軟體有限責任公司