採用16正交幅度調製方案的分集和星座重排的移動通信系統中的數據傳輸的製作方法

2023-10-09 00:47:54 2

專利名稱：：採用16正交幅度調製方案的分集和星座重排的移動通信系統中的數據傳輸的製作方法採用16正交幅度調製方案的分集和星座重排的移動通信系統中的數據傳輸
技術領域：
本申請涉及用於在使用16-QAM星座和16-QAM星座的分集重排的通信系統中發送和接收數據比特流的方法。此外，提供了一種用於執行該方法的裝置。
背景技術：
：16-QAM16-QAM(正交幅度調製)是在例如諸如UMTS或CDMA2000之類的基於IMT2000的移動通信系統中慣用的數字調製方案。在通常在其中圖示16-QAM星座的覆信號空間(complexsignalspace)中，通過特殊點(distinctpoint)來限定16個調製碼元。這些點中的每一個點表示一個16-QAM碼元。對於二進位信息傳輸系統，可以使用四個不同的比特來確定現有的16-QAM碼元中的一個碼元。因此，一個16-QAM碼元由4比特組成(或者可以由一個字表示)，並且由複平面中的一個複數值表示。通常，調製碼元的複數值可以由其相對於複平面中的相應I軸和Q軸的笛卡兒同相和正交分量(I和Q分量)來表示。這些軸也將複平面劃分為四個象限。調製碼元在複平面中通過其實部和虛部的表示等效於其極坐標分量(polarcomponents),即半徑和角度的表示。為了更好地理解本發明，這裡假設一特定的16-QAM碼元星座，其中，排列複平面的一個象限內的信號點使得它們在信號空間的兩個正交方向中形成四點的正方形。因此，這樣的映射公知為方形(square)16-QAM或格形(lattice)16-QAM。在圖1和圖2中給出了兩個示例。本發明假設使用方形16-QAM映射來排列16-QAM碼元。對於本領域技術人員而言，顯然對於如例如圖2中所示的每個經過旋轉的16-QAM星座，可以選4奪複平面的軸使得經過旋轉的16-QAM星座可以如圖1所示。通常，所謂的格雷(Gray)映射被用來將16-QAM星座中的16個調製碼元與被映射到相應碼元的四個比特相關聯。根據該Gray映射方案，水平或垂直方向中的相鄰調製碼元僅在一個比特中不同。16-QAM子集劃分(subsetpartitioning)通常，星座內的碼元集可以被劃分為子集以定義與某個比特的邏輯值相對應的碼元區域。由於對於16-QAM星座而言4個比特是相關的，所以存在四個子集，每比特一個子集。每個子集還可以進一步劃分為與相應子集中的各個比特的兩個邏輯值相對應的兩個碼元區域。明顯地，存在不同的子集劃分。然而，例如從誤碼率性能的觀點來看，這些不同的子集劃分中的一些是等效的。仍然存在比其他的劃分方案更為廣泛地使用的某些劃分方案。例如，在Chindapol,A;Ritcey,J.A，"Design,analysis,andperformanceevaluationforBICM-IDwithsquareQAMconstellationinRayleighfadingchannels",IEEEJournalonSelectedAreainCommunications,Volume:19，Issue:5，2001年5月，944-957頁以及在所謂的Gray映射的圖11中給出了子集劃分方案的四個示例。16-QAMGray映射的星座重排對於Gray映射，已經示出如果發送同一字的兩個或多個版本，則星座重排方法改進性能。Gray映射的星座重排方案基於比特的不同可靠度等級，取決於所選擇的16-QAM碼元在星座內的位置。因此，重排規則關注於改變16-QAM碼元的重排版本的位置，以便實現可靠度等級的平均效應。關於16-QAMGray映射的星座重排的細節，參見申請人的已授權專利EP1293059Bl或公開WO2004/036817Al。發送分集方案存在幾種眾所周知的發送分集技術。在本文檔中使用的術語"發送分集"描述關於相同lt據的一個或幾個版本在幾個(至少兩個)分集分支上的傳輸。例如，下列方案被考慮為發送分集(參見例如,J.D.Gibson,"TheMobileCommunicationsHandbook",IEEEPress1996，Chapter12.2):*站點分集(sitediversity):發送信號源自不同站點，例如，蜂窩環境下的不同基站。天線分集(antennadiversity):發送信號源自不同天線，例如，多天線基站的不同天線。*極化分集(polarizationdiversity):發送信號被映射到不同極化。*頻率分集(frequencydiversity):發送信號被映射到例如，不同的載波頻率或不同的跳頻序列。時間分集(timediversity):發送信號被例如映射到不同的交織序列上。這包括應請求而重發數據的ARQ方案。*編碼分集(codediversity):發送信號被映射到例如CDMA(碼分多址)系統中的不同碼字。分別在上面引用的申請和本申請人的專利中，已經示出星座重排方案和發送分集一起使用可以顯著地改善移動通信環境下發送信號的比特誤碼率。示出了考慮16-QAMGray映射的四種不同星座是最適宜的。然而，仍然需要優化用於通信(具體地，移動通信環境下的)的調製和編碼方案，以便減少所需要的星座數目或者改善所獲得的誤差性能。
發明內容因此，本發明的一個目的是提供一種與如在上面引用的申請和本申請人的專利中描述的系統相比具有改善的比特誤碼率的調製和編碼方案。本發明的另一目的是提供一種與如在上面引用的申請和本申請人的專利中描述的系統相比要求較少的星座的調製和編碼方案。該目的由獨立權利要求的主題來解決。有利的實施例是從屬權利要求的主題。本發明的一個關鍵方面是使用具有規定的映射規則的16-QAM星座以及分集方案和規定的星座重排。映射規則規定16個4比特(也被稱為數據字)中的哪一個映射到16-QAM星座中的哪一個調製碼元(也浮皮稱為數據碼元)。16個調製碼元可以例如在復坐標平面中以四行和四列來表示。例如，映射身見則可以被闡明如下a)表示調製碼元的四個數據比特中的第一數據比特基於其邏輯值選擇16-QAM星座的兩個相連碼元區域中的一個，這兩個相連碼元區域中的每一個由彼此相鄰的兩行形成b)表示相應調製碼元的四個數據比特中的第二數據比特基於其邏輯值選擇16-QAM星座的兩個相連碼元區域中的一個，這兩個相連碼元區域中的每一個由;f皮此相鄰的兩列形成C)表示相應調製碼元的四個數據比特中的第三數據比特基於其邏輯值選擇16-QAM星座的兩個不相連碼元區域中的一個，這兩個不相連碼元區域中的每一個由彼此不相鄰的兩行形成d)表示相應調製碼元的四個數據比特中的第四個數據比特基於其邏輯值選4奪16-QAM星座的兩個不相連碼元區域中的一個，這兩個不相連碼元區域中的每一個由4皮此不相鄰的兩列形成注意到下面的說明是重要的這些映射規則不要求例如表示調製碼元的特定區域。四比特中的哪一個比特選擇在四個上述映射規則中規定的四個碼元區域中的哪一個碼元區域對本發明提出的調製和編碼方案的性能不產生影響。等效於上面的規則a)、b)、c)和d)的映射規則的替換定義可以闡述如下。假設如圖1所示地選擇在其中可以表示方形16-QAM星座的複平面的軸。該軸將覆信號空間劃分為四個象限。假設16-QAM星座的該表示、QAM星座的映射規則滿足下列準則a，)一個象限內的、彼此之間具有最小歐幾裡得距離的調製碼元之間的;又明3巨離(Hammingdistance)為1，b，)相鄰象限的、彼此之間具有最小歐幾裡得距離的調製碼元之間的漢明3巨離為2，以及c，)關於復坐標平面的原點^波此相對的(antipodal)調製碼元具有漢明距離4。此外，可以考慮下列另外的規則d，)一個象限內的、在該象限內彼此之間具有大於最小歐幾裡得距離或者等於最小歐幾裡得距離的兩倍的平方根的歐幾裡得距離的調製碼元具有漢明距離2，e，)位於相鄰象限中的、彼此之間具有大於最小歐幾裡得距離或者等於最小歐幾裡得距離的兩倍的平方根的歐幾裡得距離的調製碼元之間的漢明距離為3。除了這些替換的且等效的映射規則之外，本發明的另一方面是採用發送分集方案與16-QAM星座重排。每個四比特發送兩次或多次，其中根據所使用的發送分集方案，使用遵循上面的映射規則(版本)的16-QAM星座的不同排列的版本來發送所述四比特。基於下列分集重排規則重排16-QAM星座的版本1.重排在第一版本中具有兩個最接近的相鄰碼元(neighbor)的16-QAM星座的調製碼元，使其在第二版本中具有四個最接近的相鄰碼元；2.重排在第一版本中具有三個最接近的相鄰碼元的16-QAM星座的調製碼元，使其在第二版本中具有三個最接近的相鄰碼元；3.重排在第一版本中具有四個最接近的相鄰碼元的16-QAM星座的調製碼元，使其在第二版本中具有兩個最接近的相鄰碼元。更具體地，可以替換地定義這些重排規則如下1.在第一版本中具有漢明距離1和平方歐幾裡得距離4D的兩個調製碼元在第二版本中具有平方歐幾裡得距離16D,反之亦然2..在第一版本中具有漢明距離2和平方歐幾裡得距離4D的兩個調製碼元在第二版本中具有平方歐幾裡得距離36D,反之亦然-在第一版本中具有漢明距離2和平方歐幾裡得距離8D的兩個調製碼元在第二版本中具有平方歐幾裡得距離32D，反之亦然-在第一版本中具有漢明距離2和平方歐幾裡得距離20D的兩個調製碼元在第二版本中具有平方歐幾裡得距離20D，3..在第一版本中具有漢明距離3和平方歐幾裡得距離8D的兩個調製碼元在第二版本中具有平方歐幾裡得距離52D，反之亦然-在第一版本中具有漢明距離3和平方歐幾裡得距離20D的兩個調製碼元在第二版本中具有平方歐幾裡得距離40D,反之亦然4.,在第一版本中具有漢明距離4和平方歐幾裡得距離8D的兩個調製碼元在第二版本中具有平方歐幾裡得距離72D，反之亦然,在第一版本中具有漢明距離4和平方歐幾裡得距離40D的兩個調製碼元在第二版本中具有平方歐幾裡得距離40D，根據本發明的第一示例實施例，提供了一種使用第一和第二16-QAM星座在通信系統中發送數據比特流的方法，第一和第二16-QAM星座每一個具有可以以復坐標平面中的四行和四列中表示的16個調製碼元。才艮據該實施例，16-QAM星座的每個調製碼元可以由四個數據比特的組合來表示。此外，該兩個星座遵循如上所規定的映射規則(參見a)到d))。根據該實施例的方法可以因此包括從數據比特流形成數據字序列的步驟。然後，每個數據字被映射到第一16-QAM星座的調製碼元以獲得遵循映射規則的第一分集排列版本，並且每個數據字再被映射到第二16-QAM星座的調製碼元以荻得遵循映射規則的第二分集排列版本。另外遵循下列重排規則，獲得根據本發明的該實施例的第一和第二16-QAM星座。重排第一16-QAM星座的具有兩個最4婁近的相鄰碼元的調製碼元4吏得其在第二16-QAM星座中具有四個最接近的相鄰碼元。此外，重排第一16-QAM星座的具有三個最接近的相鄰碼元的調製碼元使得其在第二16-QAM星座中具有三個最接近的相鄰碼元。此外，重排第一16-QAM星座的具有四個最接近的相鄰碼元的調製碼元使得其在第二16-QAM星座中具有兩個最4妻近的相鄰碼元。根據發送分集方案發送第一16-QAM星座的調製碼元和第二16-QAM星座的調製碼元。根據本發明的另一實施例，如之前已經概述的通過下列步驟獲得第二16-QAM星座,將在第一16-QAM星座中具有漢明距離1和平方歐幾裡得距離4D的兩個調製碼元重排為在第二16-QAM星座中具有平方歐幾裡得距離16D的調製碼元，反之亦然，-將在第一16-QAM星座中具有漢明距離2和平方歐幾裡得距離4D的兩個調製碼元重排為在第二16-QAM星座中具有平方歐幾裡得距離36D的調製碼元，反之亦然，,將在第一16-QAM星座中具有漢明距離2和平方歐幾裡得距離8D的兩個調製碼元重排為在第二16-QAM星座中具有平方歐幾裡得距離32D的調製碼元，反之亦然，-將在第一16-QAM星座中具有漢明距離2和平方歐幾裡得距離20D的兩個調製碼元重排為在第二16-QAM星座中具有平方歐幾裡得距離20D的調製碼元，.將在第一16-QAM星座中具有漢明距離3和平方歐幾裡得距離8D的兩個調製碼元重排為在第二16-QAM星座中具有平方歐幾裡得距離52D的調製碼元，反之亦然，-將在第一16-QAM星座中具有漢明距離3和平方歐幾裡得距離20D的兩個調製碼元重排為在第二16-QAM星座中具有平方歐幾裡得距離40D的調製碼元，反之亦然，'將在第一16-QAM星座中具有漢明距離4和平方歐幾裡得距離8D的兩個調製碼元重排為在第二16-QAM星座中具有平方歐幾裡得距離72D的調製碼元，反之亦然，以及.將在第一16-QAM星座中具有漢明距離4和平方歐幾裡得距離40D的兩個調製碼元重排為在第二16-QAM星座中具有平方歐幾裡得距離40D的調製碼元。可以在其中表示16-QAM碼元的複平面包括四個象限，並且根據本發明的另一實施例，第一和第二16-QAM星座遵循的映射規則滿足下列準則-一個象限內的、彼此之間具有最小平方歐幾裡得距離的調製碼元之間的漢明距離為1,-相鄰象限的、彼此之間具有最小平方歐幾裡得距離的調製碼元之間的漢明3巨離為2,以及.其中關於復坐標平面的原點彼此相對的調製碼元具有漢明距離4。在該實施例的變型中，一個象限內的、在該象限內彼此之間具有大於最小平方歐幾裡得距離或者等於最小平方歐幾裡得距離的兩倍的平方根的平方歐幾裡得距離的調製碼元具有漢明距離2。此外，根據本發明的另一變型，位於相鄰象限內且彼此之間具有大於最小平方歐幾裡得距離或者等於最小平方歐幾裡得距離的兩倍的平方根的平方歐幾裡得距離的調製碼元之間的漢明距離為3。在本發明的另一實施例中，可以在形成數據字之前利用編碼器對數據比特流進4於編碼。根據本發明的又一實施例，對於數據傳輸採用分集方案，根據該方案，映射到第一16-QAM星座的調製碼元和映射到第二16-QAM星座的調製碼元^^皮jt匕平4亍地發送。可以採用的另一替換的分集方案預期以不同的時間間隔發送映射到第一16-QAM星座的調製碼元和映射到第二16-QAM星座的調製碼元。此外，根據另一實施例的本發明提供一種在通信系統中接收數據比特流的方法。該數據比特流是已經由發送裝置使用發送分集方案進行發送且已經由發送裝置使用第一和第二16-QAM星座進行調製的傳輸數據。這兩個星座中的每一個星座具有可以以復坐標平面中的四^"和四列表示的16個調製碼元。此外，可以利用四個數據比特的組合選擇第一和第二16-QAM星座的每個調製碼元。這兩個16-QAM星座中的每一個遵循如上面規定的映射規則(參見a)到d))。根據本發明的該實施例，在接收裝置處接收傳輸信號，該傳輸信號包括已經由發送裝置使用第一16-QAM星座發送的數據比特流的數據字。此外，也接收另一傳輸信號，該另一傳輸信號包括所述數據比特流的數據字並且已經使用第二16-QAM星座進行發送。接下來，通過分別使用第一16-QAM星座和第二16-QAM星座檢測由四個數據比特的數據字表示的調製碼元，來解調傳輸信號。由此，將所接收的調製碼元的每個數據比特與指示所接收的調製碼元的相應比特的邏輯值的概率的或者指示所接收的調製碼元的相應比特的邏輯值的度量(metric)相關聯。接下來，將已經一丈發送裝置映射到第一16-QAM星座的所接收的調製碼元的每個數據比特與已經^皮發送裝置映射到第二16-QAM星座的所接收的調製碼元的一個數據比特相關聯。此外，基於相應數據比特的度量和相關聯的數據比特的度量，將已經被映射到第一16-QAM星座的每個數據比特與已經被映射到第二16-QAM星座的其相關聯的數據比特組合，以重構數據比特流。在本發明的該實施例中，所接收的調製碼元內的數據比特的關聯是基於下列關聯^見則的園將在第一16-QAM星座中具有兩個最接近的相鄰碼元的第一16-QAM星座的調製碼元的每個數據比特與在第二16-QAM星座中具有四個最接近的相鄰碼元的第二16-QAM星座的調製碼元的相應數據比特相關聯，.將在第一16-QAM星座中具有三個最接近的相鄰碼元的第一16-QAM星座的調製碼元的每個數據比特與在第二16-QAM星座中具有三個最接近的相鄰碼元的第二16-QAM星座的調製碼元的相應悽t據比特相關^:，-將在第一16-QAM星座中具有四個最接近的相鄰碼元的第一16-QAM星座的調製碼元的每個數據比特與在第二16-QAM星座中具有兩個最接近的相鄰碼元的第二16-QAM星座的調製碼元的相應數據比特相關聯。本發明的另一實施例涉及上述的傳輸方法的不同實施例在發送裝置中的使用。提供了一種使用第一和第二16-QAM星座在通信系統中發送數據比特流的發送裝置。這兩個星座中的每一個星座具有可以以復坐標平面中的四行和四列來表示的且遵循前面定義的映射規則(參見a)到d))的16個調製碼元。發送裝置包括用於從數據比特流形成數據字序列的處理部件，例如，處理器、DSP、或者專用硬體組件。該數據流可以例如是從語音編碼器、軟體應用程式、或者希望將數據比特流發送到接收裝置的任何其他源提供的。此外，發送裝置包括碼元映射器，其用於將每個數據字映射到第一16-QAM星座的調製碼元以獲得遵循映射規則的第一分集排列版本、並且用於將每個數據字映射到第二16-QAM星座的調製碼元以獲得遵循映射規則的第二分集排列版本。由此，可能等效或可能不等效於上述處理部件的星座重排部件允許發送裝置通過遵循下列重排MJ'j獲得第一和第二16-QAM星座.重排第一16-QAM星座的具有兩個最接近的相鄰碼元的調製碼元使得其在第二16-QAM星座中具有四個最接近的相鄰碼元，.重排第一16-QAM星座的具有三個最接近的相鄰碼元的調製碼元使得其在第二16-QAM星座中具有三個最接近的相鄰碼元，.重排第一16-QAM星座的具有四個最接近的相鄰碼元的調製碼元使得其在第二16-QAM星座中具有兩個最接近的相鄰碼元。此外，發送裝置可以包括發送器，其用於根據發送分集方案發送第一16-QAM星座的調製碼元和第一16-QAM星座的調製碼元。本發明的另一實施例提供一種發送裝置，其包括被適配為執行根據上述的實施例之一及其變型的傳輸方法的步驟的部件。本發明的又一實施例涉及上面概述的接收方法的使用。提供了一種在通信系統中接收數據比特流的接收裝置，其中數據比特流已經由發送裝置使用發送分集進行發送。該數據比特流已經由發送裝置使用第一和第二16-QAM星座進行調製。第一和第二16-QAM星座可以以復坐標平面中的四4亍和四列來表示，並且它們的調製碼元中的每一個可以由四個數據比特的組合表示。這兩個16-QAM星座中的每一個遵循前面規定的映射規則(參見a)到d))。根據該實施例的接收裝置包括接收器，該接收器用於接收包括已經使用第一16-QAM星座發送的數據比特流的數據字的傳輸信號，並且用於接收包括已經使用第二16-QAM星座發送的數據比特流的數據字的傳輸信號。此外，接收裝置可以包括解調器，該解調器通過分別使用第一16-QAM星座和第二16-QAM星座檢測由四個數據比特的數據字表示的調製碼元，來解調傳輸信號。在解調時，所接收的調製碼元的每個數據比特與指示所接收的調製碼元的相應比特的邏輯值的概率或者指示所接收的調製碼元的相應比特的邏輯值的度量相關聯。此外，該裝置可以包括數據比特流重構部件，例如處理器、DSP或者任何類型的適當的硬體和/或軟體，該數據比特流重構部件用於將已經被發送裝置映射到第一16-QAM星座的、所接收的調製碼元的每個數據比特與已經被發送裝置映射到第二16-QAM星座的、所接收的調製碼元的一個數據比特相關聯，並且用於基於每個數據比特的度量和相關聯的數據比特的度量將已經被映射到第一16-QAM星座的各個數據比特與已經被映射到第二16-QAM星座的其相關聯的數據比特組合以便重構數據比特流。數據比特流重構部件還被適配為是所接收的調製碼元內的數據比特的關聯基於下列關聯規則-在第一16-QAM星座中具有兩個最接近的相鄰碼元的第一16-QAM星座的調製碼元的每個數據比特與在第二16-QAM星座中具有四個最接近的相鄰碼元的第二16-QAM星座的調製碼元的相應lt據比特相關聯，-在第一16-(^^星座中具有三個最接近的相鄰碼元的第一16-(^^1星座的調製碼元的每個數據比特與在第二16-QAM星座中具有三個最接近的相鄰碼元的第二16-QAM星座的調製碼元的相應數據比特相關聯，-在第一16-QAM星座中具有四個最接近的相鄰碼元的第一16-QAM星座的調製碼元的每個數據比特與在第二16-QAM星座中具有兩個最接近的相鄰碼元的第二16-QAM星座的調製碼元的相應數據比特相關聯。此外，在本發明的另一實施例中，接收裝置可以包括另外的組件和部件，以便根據本發明提出的多個特定的編碼和調製方案之一操作。還認識到根據各實施例及其變型，本發明可以軟體和/或硬體實施。因此，本發明的另一實施例涉及存儲指令的計算機可讀介質，當該指令被發送裝置的處理器執行時，其使得發送裝置使用第一和第二16-QAM星座在通信系統中發送數據比特流。每一個星座具有可以以復坐標平面中的四行和四列表示的16個調製碼元。16-QAM星座的每個調製碼元可以由四個數據比特的組合表示。第一和第二16-QAM星座的每一個遵循由上面的a)到d)限定的映射規則。該指令使得該發送裝置通過從數據比特流形成數據字序列、將每個數據字映射到第一16-QAM星座的調製碼元以獲得遵循映射規則的第一分集排列版本、並且將每個數據字映射到第二16-QAM星座的調製碼元以獲得遵循映射規則的第二分集排列版本，來發送數據比特流。另外遵循下列重排規則獲得第一和第二16-QAM星座-重排第一16-QAM星座的具有兩個最接近的相鄰碼元的調製碼元使得其在第二16-QAM星座中具有四個最接近的相鄰碼元，層重排第一16-QAM星座的具有三個最接近的相鄰碼元的調製碼元使得其在第二16-QAM星座中具有三個最接近的相鄰碼元，-重排第一16-QAM星座的具有四個最接近的相鄰碼元的調製碼元使得其在第二16-QAM星座中具有兩個最4妄近的相鄰碼元。此外，在指令被處理器執行時，其使得發送裝置根據發送分集方案發送第一16-QAM星座的調製碼元和第二16-QAM星座的調製碼元。本發明的另一實施例涉及存儲指令的計算機可讀介質，當該指令被發送裝置的處理器執行時，其使得發送裝置執行根據上面的各實施例及其變型之一的傳輸方法的步驟。本發明的另一實施例涉及存儲指令的計算機可讀介質，當該指令^皮發送裝置的處理器執行時，其使得發送裝置在通信系統中接收數據比特流。該數據比特流已經由發送裝置使用發送分集發送且已經由發送裝置使用每個具有16個調製碼元的第一和第二16-QAM星座調製過。如先前概述的，可以以復坐標平面中的四行和四列來表示第一和第二16-QAM星座，並且第一和第二個16-QAM星座中的每一個遵循上面在a)到d)中限定的映射規則。該指令使得接收裝置通過下列步驟來接收數據比特流接收包括已經使用第一16-QAM星座發送的數據比特流的數據字的傳輸信號；接收包括已經使用第二16-QAM星座發送的所述數據比特流的數據字的傳輸信號；通過分別使用第一16-QAM星座和第二16-QAM星座檢測由四個數據比特的數據字表示的調製信號來解調傳輸信號；由此將所接收的調製碼元的每個數據比特製碼元的相應比特的邏輯值的度量相關聯；將已經被發送裝置映射到第一16-QAM星座的、所接收的調製碼元的每個數據比特與已經被發送裝置映射到第二16-QAM星座的、所接收的調製碼元的一個數據比特相關聯；並且基於相應數據比特的度量和相關聯的數據比特的度量，將已經被映射到第一16-QAM星座的每個數據比特與已經被映射到第二16-QAM星座的其相關聯的數據比特組合，以重構數據比特流，其中，所接收的調製碼元內的數據比特的關聯是基於下列關聯規則的-將在第一16-QAM星座中具有兩個最接近的相鄰碼元的第一16-QAM星座的調製碼元的每個數據比特與在第二16-QAM星座中具有四個最接近的相鄰碼元的第二16-QAM星座的調製碼元的相應數據比特相關聯，"將在第一16-QAM星座中具有三個最接近的相鄰碼元的第一16-QAM星座的調製碼元的每個數據比特與在第二16-QAM星座中具有三個最接近的相鄰碼元的第二16-QAM星座的調製碼元的相應數據比特相關聯，■將在第一16-QAM星座中具有四個最接近的相鄰碼元的第一16-QAM星座的調製碼元的每個數據比特與在第二16-QAM星座中具有兩個最接近的相鄰碼元的第二16-QAM星座的調製碼元的相應數據比特相關聯。下文中，參考附圖更詳細地描述本發明。圖中的相似或對應的細節標有相同的附圖標記。圖1和圖2示出具有方形映射的兩個16-QAM碼元星座，圖3示出覆信號空間中偶數和奇數漢明權重字(weightwords)的星座點的劃分的表示，圖4示出方形16-QAM星座內的碼元的最接近的相鄰碼元屬性，圖5和圖6示出才艮據本發明的一個實施例的、在16-QAM星座的一維中星座碼元之間的漢明和平方歐幾裡得距離的具體值(occurrence)，圖7和圖8示出才艮據本發明的示例實施例的、採用AICO映射原理將字映射到星座點上的兩個示例，圖9至圖12示出根據本發明的示例實施例的、使用AICO映射的四個組成比特(數據字)到它們在方形16-QAM星座中的相應碼元的示例區域映射，圖13至圖16示出使用Gray映射的四個組成比特(數據字)到它們在方形16-QAM星座中的相應碼元的區域映射，圖17示出根據本發明的一個實施例的使用雙向重排模式的第一和第二版本中的16-QAM星座碼元之間的示例重排關係，圖18示出根據本發明的另一實施例的使用單向重排模式的第一和第二版本中的16-QAM星座碼元之間的重排關係，圖19示出已經根據圖17中給出的本發明的實施例的重排模式重排的、並且作為圖7中示出的利用AICO映射的16-QAM星座的重排版本的、利用AICO映射的16-QAM星座的示例，圖20示出已經根據圖17中給出的本發明的實施例的重排模式重排的、並且作為圖8中示出的利用AICO映射的16-QAM星座的重排版本的、利用AICO映射的16-QAM星座的示例，圖21示出使用一個原始映射版本和一個重排映射版本的、對於未編碼的傳輸的Gray和AICO16-QAM映射的AWGN中的蒙特卡羅(MonteCarlo)仿真結果，輸裝置結構的示例方框圖，圖23至圖30示出滿足根據本發明實施例的特定重排規則的八種重排關係，圖31示出根據本發明的另一實施例的示例發送器和接收器方框圖，以及圖32示出根據本發明實施例的示例解調和數據流重構處理。具體實施方式下列段落將描述本發明的各實施例。僅僅為了示例的目的，概述大多數實施例而不依賴於它們在移動環境下的實現。而且，在上面
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部分中給出的詳細闡述僅僅意圖更好地理解在下面描述的示例實施例，而不應該被理解為將本發明限制到所描述的移動通信網絡中的處理和功能的特定實現。本發明的一方面是定義16-QAM星座的映射規則。為了更好地理解新映射(在本文件中將被稱為AICO映射)的屬性的進一步詳細描述，首先提供在下文中頻繁使用的幾個術語的定義。由二進位元素0和1(替換表示為-1和1)組成的碼元的漢明權重(Hammingweight)是由二進位元素組成的字內的非零(即1)元素的數目。因此，對於映射到16-QAM碼元的任何4-比特字而言，漢明權重可以為整數值0(即，對於字"0000")、整數值1(即對於字"0010")、整數值2(即，對於字"1010")、整數值3(即對於字"1110")、或整數值4(即，對於字"llll")。偶數漢明權重值也被表示為"偶數漢明權重奇偶校驗(parity)，，，奇數漢明權重值被表示為"奇數漢明權重奇偶校驗"。由一個或多個二進位數字組成的兩個碼元之間的漢明距離是其中數字值的位置比較(position-wisecomparison)不同的數字的數目。因此，字"0000"和"iin"具有漢明距離4，因為所有的四個數字都具有不同值。字"iooo，，和"0010"具有漢明距離2，因為從左邊開始的第一和第三數字具有不同值。提出的AICO映射滿足參考圖3解釋的下列屬性a，，)具有第一漢明權重奇偶校驗的所有字被明確地映射到圖3中的虛線的或白色的調製碼元。b，，)具有第二漢明權重奇偶校驗的所有字被明確地映射到圖3中的虛線的或白色的調製碼元。c，，)上面兩個屬性是互補的，即，如果偶數漢明權重字被映射到虛線的調製碼元，則奇數漢明權重字被映射到白色的調製碼元。d")第一星座碼元旋轉180度將產生傳遞第二字的第二星座碼元，該第二字是第一星座碼元傳遞的第一字的二進位補碼。如可以在圖4中看到的，16-QAM星座中的每個碼元具有兩個、三個或四個最接近的相鄰碼元。因此，上面的前兩個屬性可以再形成如下的屬性a"，)具有第一漢明權重奇偶校驗的所有字被明確地映射到具有兩個最接近的相鄰碼元或者具有四個最接近的相鄰碼元的調製碼元。b，，，)具有第二漢明權重奇偶校驗的所有字被明確地映射到具有三個最接近的相鄰碼元的調製碼元。這些屬性的值得注意的結果在於在一些情況下會違反最接近的相鄰碼元的Gray原則。因此，本發明提出的該映射也可以被稱為非Gray映射。上面的AICO映射規則的最後一個屬性意味著相對的(antipodal)星座碼元攜帶二進位相反(binaryinverted)的字。因此，該映射在本文件中被稱為相對倒轉的星座映射(AntipodalInvertedConstellationMapping)或者AICO映射。非Gray特性的結果是特定比特選擇的碼元區域的不同。圖9到圖12示出根據本發明實施例的、數據字的各個比特到複平面中的16-QAM星座的表示中的碼元區域的示例對應；即，基於數據字中的相應比特的邏輯值選擇相應碼元區域之一。由此，圖9到圖12顯現被映射到對應的調製碼元的四個數據比特的各個比特如何基於其邏輯值選擇不同的碼元區域之一。在圖9到圖12中，S/表示碼元區域，其中j是表示要^^映射的四個翁:據比特的數據比特編號1、2、3或4的上標，i表示邏輯比特值b或其逆(inverse)b，本領域技術人員將懂得在該通用表示中，數據字內的實際邏輯比特值(0或1,或者替換地-1和1)或比特位置是無關的。在圖9中，示出了四比特中的第一數據比特到兩個垂直相連(contiguous)的碼元區域Sb1和S之一的示例對應。基於數據比特的邏輯值b或L選擇兩個碼元區域之一。應當注意，對於兩個比特的每一個存在兩個相連碼元區域S和S^。相應地，圖10圖示了四比特中的第二數據比特是如何被映射到兩個橫向相連碼元區域S和S之一的。因此，四比特(數據字)中的兩比特選才奪複平面中的16-QAM星座表示中的相連碼元區域。此外，圖11示出四比特中的第三數據比特對兩個垂直不相連(non-contiguous)的碼元區域SbS和S^之一的示例選擇，圖12示出四比特中的第四個數據比特對兩個橫向不相連碼元區域S^和S^之一的示例選擇。因此，四比特(數據字)中的兩個剩餘比特選擇複平面中的16-QAM星座表示中的不相連碼元區^t應當注意，在圖9到圖12中，不要求選擇圖9中的兩個相連碼元區域S和S^之一的"第一數據比特，，等效於數據字的最高有效比特。同樣，"數據字的第二、第三或第四比特"並非必須分別對應於數據字的第二、第三或第四比特。類似地，圖9到圖12中的碼元區域的示例選擇也不應該被解釋為局限於數據字的兩個最高有效比特選擇圖9和圖IO中所圖示的相連碼元區域中的相應一個碼元區域，而數據字的兩個最低有效比特選擇圖11和圖12中示出的兩個不相連碼元區域中的相應一個碼元區域，儘管這種實現是確定可能的。為了理解所提出的AICO映射方案相對於傳統的Gray映射方案的區別，在圖13到圖16中給出了Gray方法的等效的對應碼元區域。從圖13到圖16中可以認識到對於對:據字的四比特中的兩比特而言，在Gray映射和AICO映射之間在碼元區域方面沒有區別。然而，對於剩餘的兩比特而言，碼元區域是不同的。取決於邏輯比特值，在Gray映射中，使用來自相連區域的調製碼元或來自不相連區域的調製碼元；而在AICO映射中，總是使用來自兩個不相連區域的調製碼元。在之前"i"H倉的Chindapol等的"Design,analysis,andperformanceevaluationforBICM-IDwithsquareQAMconstellationinRayleighfadingchannels"中,介紹了包括它們各自的區域映射的Gray映射和其他映射。應當注意，在Chindapol等的文章中介紹的星座意圖在該文章中介紹的迭代(iterative)解碼方案中使用。應當注意，本發明在接收器處不要求迭代結構，並且因此允許在發送器和接收器使用筒單硬體。如可從圖9到圖12中看到的，當考慮調製碼元的垂直分離時，將調製碼元排列成四列，每列四個調製碼元，而當考慮調製碼元的橫向分離時，將調製碼元排列成四行，每行四個調製碼元。基於在圖9到圖12中示出的16-QAM星座的該示例說明，在上面的a")到d，，)中概述的映射可以替換地被再形成如下屬性a)表示調製碼元的四個數據比特中的第一數據比特基於其邏輯值選擇16-QAM星座的兩個相連碼元區域之一，這兩個相連碼元區域中的每一個由彼此相鄰的兩行形成；b)表示相應調製碼元的四個數據比特中的第二數據比特基於其邏輯值選擇16-QAM星座的兩個相連碼元區域之一，這兩個相連碼元區域中的每一個由;f皮此相鄰的兩列形成；c)表示相應調製碼元的四個數據比特中的第三數據比特基於其邏輯值選擇16-QAM星座的兩個不相連碼元區域之一，這兩個不相連碼元區域中的每一個由彼此不相鄰的兩行形成；d)表示相應調製碼元的四個數據比特中的第四個數據比特基於其邏輯值選擇16-QAM星座的兩個不相連碼元區域之一，這兩個不相連碼元區域中的每一個由彼此不相鄰的兩列形成。如上面已經簡要解釋的，如果在信號空間中相對於用於分集傳輸的第一版本來重排16-QAM星座的至少第二版本，Gray映射的發送分集結構，例如在時域(ARQ、HARQ)中，具有優勢。本發明的另一主要方面是在利用上面規定的AICO映射的發送分集情形中使用星座重排規則的定義。如前面已經提及的，16-QAM星座中的每個點具有兩個、三個、或四個最接近的相鄰點(參見圖4，通過連接碼元的線示例的東北象限中的碼元)。下文中，d表示16-QAM星座中的調製碼元之間的最小歐幾裡得距離，並且一個軸表示調製碼元的同相分量和正交分量，如圖3中所圖示的。相應地，D表示最小平方歐幾裡得距離，即d、Z)。因此，兩個調製碼元之間的最小平方歐幾裡得距離為(2d)2或者4D。在假設第一星座版本遵循上面的AICO映射定義的情況下，可以觀察到關於所涉及的漢明距離和(平方)歐幾裡得距離的下列屬性。圖5和圖6示出了關於AICO映射的一維的漢明距離和平方歐幾裡得距離，即覆信號空間的兩維的每行或每列中的調製碼元的漢明距離和平方歐幾裡得距離。本領域技術人員將懂得這樣做是為了簡便。通過分別增加每一維的漢明距離和平方歐幾裡得距離，這些距離屬性可以容易地被擴展到兩維16-QAM情況。在圖5和圖6中，變量D被用於標準化目的。通常，如果採用16-QAM星座，則將星座碼元之間的距離標準化使得平均功率等於1。因此，在該示例實施例中，D將等於l/10。下表示出單個版本Gray映射和AICO映射的距離簡表(包括對於碼元與其自身之間的距離的平凡情況(trivialcase)的零距離)。漢明距離Gray映射頻率x平方歐幾裡得距離AICO映射頻率x平方歐幾裡得距離tableseeoriginaldocumentpage28對具有特殊漢明距離的一對碼元的平方歐幾裡得距離的出現頻率進行計數，並且對於16-QAM星座的所有碼元進行累加。因此，漢明距離零的情況出現16次，這是由於在16-QAM星座中存在16個特殊碼元。當採用Gray映射的星座重排方案(如在本申請的開頭介紹的)來發送兩個版本時，對於每對碼元將來自兩個版本的距離進行組合。例如，在上表中，可以iU只到對於Gray映射，具有漢明距離1的兩個碼元可以具有4D或36D的平方歐幾裡得距離。由於兩個版本都採用Gray映射，對於第一版本和第二版本都是這樣，因此組合距離8D(=4D+4D)、40D(=36D+4D=4D+36D)、或72D(=36D+36D)是可能的。然而，Gray映射的星座重排概念的較接近檢驗揭示使用兩個版本只有組合距離8D或40D是可能的。總的來說，對於所有碼元對組合來自兩個版本的距離導致在下表中給出的距離屬性。tableseeoriginaldocumentpage29從上表中可以認識到，在使用Gray映射的星座重排方案之後，不存在明確的距離分配，這是由於對於給定的漢明距離可能存在幾個作為結果的平方歐幾裡得距離。然而，當使用AICO映射時，如下面將例示的，當將使用下列一組星座重排規則的AICO星座的兩個版本進行組合時，明確的距離分配是可能的。1.重排在第一版本中具有兩個最接近的相鄰碼元的16-QAM星座的調製碼元，使其在第二版本中具有四個最接近的相鄰碼元；2.重排在第一版本中具有三個最接近的相鄰碼元的16-QAM星座的調製碼元，使其在第二版本中具有三個最接近的相鄰碼元；3.重排在第一版本中具有四個最接近的相鄰碼元的16-QAM星座的調製碼元，使其在第二版本中具有兩個最接近的相鄰碼元。可以替換地定義這些重排規則如下1,在第一版本中具有漢明距離1a)和平方歐幾裡得距離4D的兩個調製碼元在第二版本中具有平方歐幾裡得距離16D,b)和平方歐幾裡得距離16D的兩個調製碼元在第二版本中具有平方歐幾裡得距離4D;2.在第一版本中具有漢明距離2a)和平方歐幾裡得距離4D的兩個調製碼元在第二版本中具有平方歐幾裡得距離36D，b)和平方歐幾裡得距離36D的兩個調製碼元在第二版本中具有平方歐幾裡得距離4D,C)和平方歐幾裡得距離8D的兩個調製碼元在第二版本中具有平方歐幾裡得距離32D,d)和平方歐幾裡得距離32D的兩個調製碼元在第二版本中具有平方歐幾裡得距離8D,e)和平方歐幾裡得距離20D的兩個調製碼元在第二版本中具有平方歐幾裡得距離20D;3.在第一版本中具有漢明距離3a)和平方歐幾裡得距離8D的兩個調製碼元在第二版本中具有平方歐幾裡得距離52D,b)和平方歐幾裡得距離52D的兩個調製碼元在第二版本中具有平方歐幾裡得距離8D,c)和平方歐幾裡得距離20D的兩個調製碼元在第二版本中具有平方歐幾裡得距離40D,d)和平方歐幾裡得距離40D的兩個調製碼元在第二版本中具有平方歐幾裡得距離20D;4.在第一版本中具有漢明距離4a)和平方歐幾裡得距離8D的兩個調製碼元在第二版本中具有平方歐幾裡得距離72D，b)和平方歐幾裡得距離72D的兩個調製碼元在第二版本中具有平方歐幾裡得距離8D,c)和平方歐幾裡得距離40D的兩個調製碼元在第二版本中具有平方歐幾裡得距離40D。在該文件中，根據上面的規則彼此相關的AICO映射(或Gray映射)的兩個版本將被稱為AICO(或Gray)分集排列映射或版本。在分集排列版本中如何根據上面規則重排碼元的圖形表示將被稱為"重排模式"。根據本發明實施例提出的示例重排模式可以使得兩個信號點在第一和第二版本之間交換它們的位置，如例如在圖17中所圖示的。應當注意，在圖17中，四個調製碼元在重排的星座中保持它們的位置，即與它們自己交換它們的位置。替換地，在本發明的另一實施例中，重排模式可以是如圖18中所示的方向。當使用遵循上面定義的重排規則的、第一和第二傳輸的AIC016-QAM星座的兩個分集排列版本時，應當注意由於星座的相對屬性(antipodalproperty),重排模式關於原點對稱。在圖19和圖20中示出了根據上面定義的規則的AICO映射的重排星座版本的示例，其圖示了分別在圖7和圖8中示出的AICO星座的重排版本。因此，圖7和圖19表示兩個分集排列版本，同樣，圖8和圖20也表示兩個分集排列版本。根據上面的這組重排規則，通過計算機輔助搜索已經發現了八個不同的可能的重排模式。在圖23至圖30中給出了這些模式。應當注意，圖17和圖18分別等效於圖28和圖27。在圖23至圖30中，箭頭指示與AICO16-QAM星座的第一版本的碼元相對應的哪個數據字標識第二重排版本中的16-QAM星座的哪一個碼元。這八個示例解決方案中的每一個都滿足對上面定義的重排屬性的要求。從性能觀點上看，這八個解決方案是等效的。在下表中總結了將用於兩個Gray版本和用於兩個AICO版本的兩個分集排列版本的距離進行組合的結果。tableseeoriginaldocumentpage31上表例示了具有特定漢明距離的一對碼元的平方歐幾裡得距離在第一和第二星座版本中出現的頻率、該頻率^皮計數且對於16-QAM星座的所有點進行累加。所提出的結構的優點已經被數字MonteCarlo仿真證明。在圖21中示出的仿真結果圖示當採用利用不同星座的數據字的兩次傳輸時，在分別使用Gray映射和AICO映射的AWGN環境下，未編碼信號的比特誤碼率性能的及隨後的分集傳輸/接收中的對應比特的LLR的組合、接著取決於該合成組合LLR的符號的硬體判定獲得了在該圖中示出的結果。圖22示出了根據本發明實施例的、使用發送天線分集與上面提出的AICO星座重排方案的發送裝置的筒化方框圖。每個4-比特字被用作對兩個不同的分集分支的輸入，這兩個不同的分集分支可以(優選地)採用在幾個4-比特字的塊上進行交織的獨立的字。隨後，採用兩個不同AICO映射，它們-故映射到復碼元上，其示出如在前面的部分中所概述的關係。這些信號中的每一個然後被傳遞到發送天線結構。應當注意，本發明可以採用任何類型的分集方案。將在下面更詳細地描述根據本發明實施例的另一示例發送器結構和接收器結構。圖31示出了根據本發明一個實施例的發送裝置3101和接收裝置3110。在發送裝置3101中，從較高層提供輸入數據流。輸入數據流可以是例如來自正在進行的語音通信或任何類型的數據通信的語音。優選地，輸入數據流可以在採用前向糾錯的編碼器3102中被編碼。例如，編碼器3102可以是巻積編碼器、turbo編碼器、或塊編碼器。優選地，輸入數據流在^皮提供給交織器3103和3104之前可以被分離為兩個分集分支，所述交織器3103和3104彼此不依賴地交織各個流、或採用同一交織方案交織各個流。交織器3103和3104分別輸出到16-QAM映射部件3105和3106，在16-QAM映射部件3105和3106中，流的數據比特以四比特(四元)為單元映射到16個調製碼元中的一個調製碼元。如上所解釋的，16-QAM映射部件3105和3106使用如上所述的第一和第二重排AICO16-QAM星座(分集排列映射)，其中，第二星座版本是遵循之前描述的重排規則的第一星座版本的重排版本。為了示例目的，在圖31中示出的本發明實施例中採用了頻率分集方案。因此，部分3107和3108將16-QAM映射部件3105和3106輸出的調製碼元分別映射到不同的載波頻率fi和fj。調製信號糹皮提供到發送器3109,發送器3109將信號發送到接收裝置3110。在本發明的另一實施例中，對於發送分集，可以採用多於兩個版本。例如，可以使用三個版本來發送數據，其中，第一版本和第二版本是AICO分集排列映射，第三版本相對於所使用的第一版本或第二版本沒有特定的關係。然後，第四版本可以與第三版本一起形成兩個新的AICO分集排列版本。然而，第三版本和第四版本之間的關係(即，重排模式)可以與第一版本和第二版本之間的關係不同。例如，第一版本和第二版本之間的重排模式可能是雙向的，而第三版本和第四版本之間的重排模式可能是單向的。即使兩個模式示出相同的"方向性"，它們可能在其細節上有所不同。在下表中示出了採用如上所述的四個Gray星座映射和四個AICO星座版本的分集傳輸的示例距離統計。tableseeoriginaldocumentpage33在該文件中例示的不同的距離屬性的表中，已經列出了對於兩個調製碼元之間的不同漢明距離，某個平方歐幾裡得距離每隔多久地出現的頻率。為此，評估所有信號點與所有信號點的差異。結果，存在總共16x16=256個距離值，其也通過累加所有列出的頻率加和而獲得。由於一點與其自身之間的漢明距離和平方歐幾裡得距離都為0，並且在星座內具有總共16個特殊調製碼元，所以16次確切地獲得歐幾裡得距離和漢明距離值0。類似地，對於漢明距離1,頻率之和總是為64;對於漢明距離2，頻率之和總是為96;對於漢明距離3，頻率之和總是為96;對於漢明距離4，頻率之和總是為16。對本領域技術人員而言，顯然到目前為止的描述參考如在圖1中示出的、用於16-QAM星座的表示的AICO映射的實軸和虛軸。在考慮圖例如在圖2中示出的旋轉的星座的情況下，正交軸將必須同樣地旋轉。具體地，術語"行，，和"列"，如到目前為止它們被使用的，將必須分別被解釋為旋轉的"行"和"列"。現在返回圖31,現在將更詳細地描述接收裝置結構。根據本發明的一個實施例，接收裝置3110的接收器3111接收發送裝置3101分別以頻率fi和fj發送的信號。接收的信號分別被輸出到解調器3112和3113，解調器3112和3113檢測相應信號中的各個調製碼元。換句話說，解調器將根據第一16-QAM星座的、以不同頻率發送的不同的分集分支與發送裝置3101使用的第二重排16-QAM星座相關聯。明顯地，接收裝置3110需要被通知或知道發送裝置使用的碼元映射，從而能夠將調製比特的映射倒退回數據字(四比特)。解調器3112和3113還將數據字的每個比特與允許重構所接收的數據字的各個數據比特的邏輯值的度量相關聯。對於數據字中的每一數據比特的該度量的內容依賴於所使用的解碼策略，如將在下面進一步詳細描述的。解調器3112和3113還可以知道或可以糹皮通知發送裝置3101處的交織器3103和3104使用的交織方案(例如，通過預先定義交織模式或通過利用控制信令)。數據字，各個數據比特的度量^皮提供到數據比特流重構部件3114，該數據比特流重構部件3114基於與兩個分集分支的各個比特相關聯的度量將來自兩個分集分支的數據比特對進行組合。如果輸入數據比特流已經在傳輸側編碼，則接收裝置3110還包括用於解碼數據比特流重構部件3114提供的數據流的解碼器3115。應當注意，接收裝置3110的各組件的結構將依賴於在單獨的接收裝置3110中採用的解調/解碼方案。對於發送裝置發送的原始輸入數據比特流的正確重構而言，重要的是接收裝置3110能夠提供調製碼元到數據字的逆映射，以便將不同分集分支的數據字中的數據比特或每個數據字相關聯。取決於接收器裝置策略，與數據字中的各比特相關聯的度量可能具有不同的度量內容。例如，如果使用軟值(soft-values)執行解碼，則度量可以指示一個或多個概率值，所述概率值指示單獨的數據比特是具有邏輯值-1還是1的概率。為此目的，該度量可以是例如對數似然率(LLR),其如下定義其中，p(x,l)是比特x,等於邏輯值1的概率，而/^,-0)是比特:c,.等於邏輯值-l的概率。因此，LLR的符號直接指示比特x,的邏輯值，而LLR的絕對值直接指示判定的確定性。當在接收裝置處利用LLR工作時，所重構的悽t據比特可以從數據比特對(根據兩個分集分支的數據比特及其重複)——例如——通過將數據比特對的數據比特的LLR簡單地相加來重構，並且所重構的數據比特的邏輯值可以基於LLR的和的符號來確定。圖32圖示來自頻率f;和fj的接收信號的數據比特流r、、r、、r、、rV...和r、、1°2、iVrV...的重構。這些流可以由分別為碼元(Ii,Qi)和(Ij,Qj)測量的、它們的同相分量和正交分量Ii與Qi以及Ij與Qj表示。碼元(Ii,Qi)和(Ij,Qj)中的每一個使用AICO16-QAM星座的第一版本和其重排的第二版本分另"映射到四比特X、X2、X3、XV或X!J、X2j、X3j、X4j,指示只于于每個石馬元(IbQi)和(Ij，Qj)的對應的四比特。基於碼元分量(I,，Qi)和(Ij，Qj)的實際值以及16-QAM星座中到調製碼元的作為結果的(平方歐幾裡得)距離，可以將比特x〗i、x」、x3j、x和x一、x2j、x3J、x中的每一個與LLR——IXR(x/)、LLR(X2"、LLR(x)、LLR(x)和LLR)、LLR(x2j)、LLR(x3"、LLR(x)——相關聯，所述LLR指示相應比特等於邏輯值-1或1的確定性。接下來，由連續的四比特X、X2j、X、X4'和X卩、X2j、X3j、乂4]形成的比特流可以被去交織，並且檢測屬於同一流的數據比特。接下來，可以通過組合相關聯的數據比特(比特對)的LLR來構建重構的數據比特流r!、r2、r3、r4。當在接收裝置3110處利用硬判定工作時，度量可以直接指示相應數據比特的邏輯值。而且，在該情況下，用於重構(所傳輸的)數據比特流的數據比特對的組合可以筒單地將該比特對的數據比特的度量相加。使用軟判定的組合也是可能的，即，在對該數據比特對的數據比特的邏輯值求和之前，可以使用指示檢測各個邏輯值的確定性的概率值來加權。本發明的另一實施例涉及使用硬體和軟體來實現上面描述的各實施例。認識到可以使用例如通用處理器、數位訊號處理器(DSP)、專用集成電路(ASIC)、現場可編程門陣列(FPGA)或其他可編程邏輯器件等的計算器件些器件的組合來執行或實現本發明的各實施例。此外，還可以利用由處理器執行的軟體模塊或直接以硬體來實現本發明的各實施例。軟體模塊和硬體實現的組合也是可能的。軟體模塊可以存儲在任何類型的計算機可讀存儲介質上，例如RAM、EPROM、EEPROM、快閃記憶體、寄存器、硬碟、CD-ROM、DVD等。權利要求1.一種使用第一和第二16-QAM星座在通信系統中發送數據比特流的方法，第一和第二16-QAM星座每一個具有可以以復坐標平面中的四行和四列中表示的16個調製碼元，16-QAM星座的每個調製碼元可由四個數據比特的組合表示，並且所述第一和第二16-QAM星座每一個遵循下列映射規則■表示調製碼元的四個數據比特中的第一數據比特基於其邏輯值選擇16-QAM星座的兩個相連碼元區域中的一個，這兩個相連碼元區域中的每一個由彼此相鄰的兩行形成，■表示相應調製碼元的四個數據比特中的第二數據比特基於其邏輯值選擇16-QAM星座的兩個相連碼元區域中的一個，這兩個相連碼元區域中的每一個由彼此相鄰的兩列形成，■表示相應調製碼元的四個數據比特中的第三數據比特基於其邏輯值選擇16-QAM星座的兩個不相連碼元區域中的一個，這兩個不相連碼元區域中的每一個由彼此不相鄰的兩行形成，■表示相應調製碼元的四個數據比特中的第四個數據比特基於其邏輯值選擇16-QAM星座的兩個不相連碼元區域中的一個，這兩個不相連碼元區域中的每一個由彼此不相鄰的兩列形成，該方法包括下列步驟從所述數據比特流形成數據字序列，將每個數據字映射到第一16-QAM星座的調製碼元，以獲得遵循所述映射規則的第一分集排列版本，將每個數據字映射到第二16-QAM星座的調製碼元，以獲得遵循所述映射規則的第二分集排列版本，其中，另外遵循下列重排規則獲得所述第一和第二16-QAM星座■重排第一16-QAM星座的具有兩個最接近的相鄰碼元的調製碼元，使其在第二16-QAM星座中具有四個最接近的相鄰碼元，■重排第一16-QAM星座的具有三個最接近的相鄰碼元的調製碼元，使其在第二16-QAM星座中具有三個最接近的相鄰碼元，■重排第一16-QAM星座的具有四個最接近的相鄰碼元的調製碼元，使其在第二16-QAM星座中具有兩個最接近的相鄰碼元，根據發送分集方案，發送第一16-QAM星座的調製碼元和第二16-QAM星座的調製碼元。2.如權利要求1所述的方法，其中，通過下列步驟獲得所述第二16-QAM星座-將在第一16-QAM星座中具有漢明距離1和平方歐幾裡得距離4D的調製碼元重排為在第二16-QAM星座中具有平方歐幾裡得距離16D的調製石馬元，反之亦然，.將在第一16-QAM星座中具有漢明距離2和平方歐幾裡得距離4D的調製碼元重排為在第二16-QAM星座中具有平方歐幾裡得距離36D的調製石馬元，反之亦然，園將在第一16-QAM星座中具有漢明距離2和平方歐幾裡得距離8D的調製碼元重排為在第二16-QAM星座中具有平方歐幾裡得距離32D的調製石馬元，反之亦然，.將在第一16-QAM星座中具有漢明距離2和平方歐幾裡得距離20D的調製碼元重排為在第二16-QAM星座中具有平方歐幾裡得距離20D的調製碼元，.將在第一16-QAM星座中具有漢明距離3和平方歐幾裡得距離8D的調製碼元重排為在第二16-QAM星座中具有平方歐幾裡得距離5SD的調製石馬元，反之亦然，.將在第一16-QAM星座中具有漢明距離3和平方歐幾裡得距離20D的調製碼元重排為在第二16-QAM星座中具有平方歐幾裡得距離40D的調製碼元，反之亦然，'將在第一16-QAM星座中具有漢明距離4和平方歐幾裡得距離8D的調製碼元重排為在第二16-QAM星座中具有平方歐幾裡得距離72D的調製碼元，反之亦然，以及.將在第一16-QAM星座中具有漢明距離4和平方歐幾裡得距離40D的調製碼元重排為在第二16-QAM星座中具有平方歐幾裡得距離40D的調製碼元。3.如權利要求1或2所述的方法，其中，所述複平面包括四個象限，並且其中，所述第一和第二16-QAM星座遵循的映射規則滿足下列準則一個象限內的、彼此之間具有最小平方歐幾裡得距離的調製碼元之間的漢明3巨離為1,相鄰象限的、彼此之間具有最小平方歐幾裡得距離的調製碼元之間的漢明距離為2，以及其中，關於所述復坐標平面的原點彼此相對的調製碼元具有漢明距離4。4.如權利要求3所述的方法，其中，一個象限內的、在該象限內彼此之間具有大於最小平方歐幾裡得距離或者等於最小平方歐幾裡得距離的兩倍的平方根的平方歐幾裡得距離的調製碼元具有漢明距離2。5.如權利要求3或4所述的方法，其中，位於相鄰象限內且彼此之間具有大於最小平方歐幾裡得距離或者等於最小平方歐幾裡得距離的兩倍的平方根的平方歐幾裡得距離的調製碼元之間的漢明距離為3。6.如權利要求1至5之一所述的方法，還包括在形成所述數據字之前對所述數據比特流進行編碼的步驟。7.如權利要求1至6之一所述的方法，其中，映射到所述第一16-QAM星座的調製碼元和映射到所述第二16-QAM星座的調製碼元被彼此平行地發送。8.如權利要求1至6之一所述的方法，其中，以不同的時間間隔發送映射到所述第一16-QAM星座的調製碼元和映射到所述第二16-QAM星座的調製碼元。9.一種在通信系統中接收數據比特流的方法，該數據比特流已經由發送裝置使用發送分集進行發送且已經由所述發送裝置使用第一和第二16-QAM星座進行調製，所述第一和第二16-QAM星座中的每一個具有16個調製碼元，所述第一和第二16-QAM星座可以以復坐標平面中的四行和四列來表示，所述第一和第二16-QAM星座的每個調製碼元可以由四個數據比特的組合表示，並且每個所述16-QAM星座都遵循下列映射MJ'J:■表示調製碼元的四個數據比特中的第一數據比特基於其邏輯值選擇16-QAM星座的兩個相連碼元區域中的一個，所述相連碼元區域中的每一個由4皮此相鄰的兩4亍形成，■表示相應調製碼元的四個數據比特中的第二數據比特基於其邏輯值選擇16-QAM星座的兩個相連碼元區域中的一個，這兩個相連碼元區域中的每一個由4皮此相鄰的兩列形成，■表示相應調製碼元的四個數據比特中的第三數據比特基於其邏輯值選擇16-QAM星座的兩個不相連碼元區域中的一個，這兩個不相連碼元區域中的每一個由彼此不相鄰的兩行形成，■表示相應調製碼元的四個數據比特中的第四數據比特基於其邏輯值選擇16-QAM星座的兩個不相連碼元區域中的一個，這兩個不相連碼元區域中的每一個由彼此不相鄰的兩列形成，該方法包括下列步驟接收包括已經使用所述第一16-QAM星座發送的所述數據比特流的數據字的傳輸信號，接收包括已經使用所述第二16-QAM星座發送的所述數據比特流的數據字的傳輸信號，通過分別使用所述第一16-QAM星座和所述第二16-QAM星座檢測由四個數據比特的數據字表示的調製碼元來解調所述傳輸信號，由此，將所接收的調製碼元的每個數據比特與指示所接收的調製碼元的相應比特的邏輯值的概率或者指示所接收的調製碼元的相應比特的邏輯值的度量相關聯，將已經^支發送裝置映射到所述第一16-QAM星座的所接收的調製碼元的每個數據比特與已經被發送裝置映射到所述第二16-QAM星座的所接收的調製碼元的一個數據比特相關聯及基於相應數據比特的度量和相關聯的數據比特的度量，將已經被映射到所述第一16-QAM星座的每個數據比特與已經被映射到所述第二l6-QAM星座的其相關聯的H據比特組合，以重構所述數據比特流，其中，所接收的調製碼元內的數據比特的關聯是基於下列關聯規則的■將在所述第一16-QAM星座中具有兩個最接近的相鄰碼元的所述第一16-QAM星座的調製碼元的每個數據比特與在第二16-QAM星座中具有四個最接近的相鄰碼元的所述第二16-QAM星座的調製碼元的相應H據比特相關聯，■將在所述第一16-QAM星座中具有三個最接近的相鄰碼元的所述第一16-QAM星座的調製碼元的每個數據比特與在所述第二16-QAM星座中具有三個最接近的相鄰碼元的所述第二16-QAM星座的調製碼元的相應數據比特相關聯，,將在所述第一16-QAM星座中具有四個最接近的相鄰碼元的所述第一16-QAM星座的調製碼元的每個數據比特與在所述第二16-QAM星座中具有兩個最接近的相鄰碼元的所述第二16-QAM星座的調製碼元的相應悽t據比特相關聯。10.—種使用第一和第二16-QAM星座在通信系統中發送數據比特流的發送裝置(3101),每個所述16-QAM星座具有可以以復坐標平面中的四行和四列來表示的16個調製碼元，所述16-QAM星座的每個調製碼元可以由四個數據比特的組合表示，並且該裝置被適配為對於所述第一和第二16-QAM星座中的每一個遵循下列映射規則表示調製碼元的四個數據比特中的第一數據比特基於其邏輯值選擇16-QAM星座的兩個相連碼元區域中的一個，這兩個相連碼元區域中的每一個由彼此相鄰的兩行形成，■表示相應調製碼元的四個數據比特中的第二數據比特基於其邏輯值選4奪16-QAM星座的兩個相連碼元區域中的一個，這兩個相連碼元區域中的每一個由彼此相鄰的兩列形成，■表示相應調製碼元的四個數據比特中的第三數據比特基於其邏輯值選擇16-QAM星座的兩個不相連碼元區域中的一個，這兩個不相連碼元區域中的每一個由彼此不相鄰的兩行形成，■表示相應調製碼元的四個數據比特中的第四數據比特基於其邏輯值選擇16-QAM星座的兩個不相連碼元區域中的一個不相連碼元區域，這兩個不相連碼元區域中的每一個不相連碼元區域由彼此不相鄰的兩列形成,該發送裝置包括處理部件，用於從所述數據比特流形成數據字序列，碼元映射器(3105)，用於將每個數據字映射到第一16-QAM星座的調製碼元，以獲得遵循所述映射規則的第一分集排列版本，以及碼元映射器(3106)，用於將每個數據字映射到第二16-QAM星座的調製碼元，以獲得遵循所述映射規則的第二分集排列版本，星座重排部件，用於通過遵循下列重排規則來獲得所述第一和第二16-QAM星座■重排所述第一16-QAM星座的具有兩個最接近的相鄰碼元的調製碼元，使其在所述第二16-QAM星座中具有四個最接近的相鄰碼元，■重排所述第一16-QAM星座的具有三個最接近的相鄰碼元的調製碼元，-使其在所述第二16-QAM星座中具有三個最4妄近的相鄰碼元，■重排所迷第一16-QAM星座的具有四個最接近的相鄰碼元的調製碼元，使其在所述第二16-QAM星座中具有兩個最接近的相鄰碼元，發送器，用於根據發送分集方案發送所述第一16-QAM星座的調製碼元和所述第二16-QAM星座的調製碼元。11.如權利要求IO所述的發送裝置，還包括被適配為執行如權利要求2至8之一所述的方法的步驟的部件。12.—種在通信系統中接收數據比特流的接收裝置(3110),所述數據比特流已經由發送裝置使用發送分集進行發送並且已經由所述發送裝置使用每個具有16個調製碼元的第一和第二16-QAM星座進行調製，所述第一和第二16-QAM星座可以以復坐標平面中的四行和四列來表示，所述第一和第二述16-QAM星座遵循下列映射身見則表示調製碼元的四個數據比特中的第一數據比特基於其邏輯值選擇16-QAM星座的兩個相連碼元區域中的一個，所述相連碼元區域中的每一個由彼此相鄰的兩4亍形成，表示相應調製碼元的四個數據比特中的第二數據比特基於其邏輯值選擇16-QAM星座的兩個相連碼元區域中的一個，這兩個相連碼元區域中的每一個由彼此相鄰的兩列形成，表示相應調製碼元的四個數據比特中的第三數據比特基於其邏輯值選擇16-QAM星座的兩個不相連碼元區域中的一個，這兩個不相連碼元區域中的每一個不相連碼元區域由彼此不相鄰的兩行形成，■表示相應調製碼元的四個數據比特中的第四數據比特基於其邏輯值選擇16-QAM星座的兩個不相連碼元區域中的一個，這兩個不相連碼元區域中的每一個不相連碼元區域由卩皮此不相鄰的兩列形成，該接收裝置包括接收器(3111),用於接收包括已經使用所述第一16-QAM星座發送的所述數據比特流的數據字的傳輸信號，並且用於接收包括已經使用所述第二16-QAM星座發送的所述數據比特流的數據字的傳輸信號，解調器(3112、3113)，用於通過分別使用所述第一16-QAM星座和所述第二16-QAM星座斥企測由四個數據比特的數據字表示的調製碼元來解調所述傳輸信號，由此，將所接收的調製碼元的每個數據比特與指示所接收的調製碼元的相應比特的邏輯值的概率或者指示所接收的調製碼元的相應比特的邏輯值的度量相關聯，數據比特流重構部件(3114)，用於將已經被所述發送裝置映射到所述第一16-QAM星座的、所接收的調製碼元的每個數據比特與已經被所述發送裝置映射到所述第二16-QAM星座的、所接收的調製碼元的一個數據比特相關聯，並且用於基於每個數據比特的度量和相關聯的數據比特的度量將已經被映射到所述第一16-QAM星座的各個數據比特與已經被映射到所述第二16-QAM星座的其相關聯的數據比特組合以便重構所述數據比特流，其中，所述數據比特流重構部件(3114)被適配為使所接收的調製碼元內的數據比特的關聯基於下列關聯規則,在所述第一16-QAM星座中具有兩個最接近的相鄰碼元的所述第一16-QAM星座的調製碼元的每個數據比特與在所述第二16-QAM星座中具有四個最接近的相鄰碼元的所述第二16-QAM星座的調製碼元的相應數據比特相關聯，■在所述第一16-QAM星座中具有三個最接近的相鄰碼元的所述第一16-QAM星座的調製碼元的每個數據比特與在所述第二16-QAM星座中具有三個最接近的相鄰碼元的所述第二16-QAM星座的調製碼元的相應數據比特相關聯，■在所述第一16-QAM星座中具有四個最接近的相鄰碼元的所述第一16-QAM星座的調製碼元的每個數據比特與在所述第二16-QAM星座中具有兩個最4妄近的相鄰碼元的所述第二16-QAM星座的調製碼元的相應數據比特相關聯。13.—種存儲指令的計算機可讀介質，當所述指令^皮發送裝置的處理器執行時，使得所述發送裝置使用第一和第二16-QAM星座在通信系統中發送數據比特流，所述第一和第二16-QAM星座中的每一個具有可以以復坐標平面中的四4亍和四列表示的16個調製碼元，所述16-QAM星座的每個調製碼元可以由四個數據比特的組合表示，並且所述第一和第二16-QAM星座的每一個遵循下列映射規則■表示調製碼元的四個數據比特中的第一數據比特基於其邏輯值選擇16-QAM星座的兩個相連碼元區域中的一個，這兩個相連碼元區域中的每一個由4皮此相鄰的兩行形成，'表示相應調製碼元的四個數據比特中的第二數據比特基於其邏輯值選4奪16-QAM星座的兩個相連碼元區域中的一個，這兩個相連碼元區域中的每一個由彼此相鄰的兩列形成，■表示相應調製碼元的四個數據比特中的第三數據比特基於其邏輯值選才奪16-QAM星座的兩個不相連碼元區域中的一個，這兩個不相連碼元區域中的每一個由彼此不相鄰的兩行形成，■表示相應調製碼元的四個數據比特中的第四數據比特基於其邏輯值選擇16-QAM星座的兩個不相連碼元區域中的一個，這兩個不相連碼元區域中的每一個由4皮此不相鄰的兩列形成，所述指令使得所述發送裝置通過下列步驟來發送數據比特流從所述數據比特流形成數據字序列，將每個數據字映射到第一16-QAM星座的調製碼元，以獲得遵循所述映射規則的第一分集排列版本，以及將每個數據字映射到第二16-QAM星座的調製碼元，以獲得遵循所述映射規則的第二分集排列版本，其中，另外遵循下列重排規則，獲得所述第一和第二16-QAM星座■重排所述第一16-QAM星座的具有兩個最4妄近的相鄰碼元的調製碼元，使其在所述第二16-QAM星座中具有四個最接近的相鄰碼元，■重排所述第一16-QAM星座的具有三個最接近的相鄰碼元的調製碼元，使其在所述第二16-QAM星座中具有三個最接近的相鄰碼元，■重排所述第一16-QAM星座的具有四個最接近的相鄰碼元的調製碼元，使其在所述第二16-QAM星座中具有兩個最接近的相鄰碼元，根據發送分集方案發送所述第一16-QAM星座的調製碼元和所述第二16-QAM星座的調製碼元。14.如權利要求13所述的計算機可讀介質，還存儲下列指令，當該指令被所述發送裝置的處理器執行時，使得所述發送裝置執行如權利要求2至8之一所述的方法的步驟。15.—種存儲指令的計算機可讀介質，當所述指令被接收裝置執行時，其使得該接收裝置在通信系統中接收數據比特流，所述數據比特流已經由發送裝置使用發送分集進行發送並且已經由所迷發送裝置使用每個具有16個調製碼元的第一和第二16-QAM星座進行調製，所述第一和第二16-QAM星座可以以復坐標平面中的四行和四列來表示，所述第一和第二16-QAM星座述16-QAM星座遵循下列映射規則■表示調製碼元的四個數據比特中的第一數據比特基於其邏輯值選擇16-QAM星座的兩個相連碼元區域中的一個，這兩個相連碼元區域中的每一個由卩皮此相鄰的兩4於形成，■表示相應調製碼元的四個數據比特中的第二數據比特基於其邏輯值選才奪16-QAM星座的兩個相連碼元區域中的一個，這兩個相連碼元區域中的每一個由彼此相鄰的兩列形成，■表示相應調製碼元的四個數據比特中的第三數據比特基於其邏輯值選4%16-QAM星座的兩個不相連碼元區域中的一個，這兩個不相連碼元區域中的每一個由彼此不相鄰的兩行形成，■表示相應調製碼元的四個數據比特中的第四數據比特基於其邏輯值選擇16-QAM星座的兩個不相連碼元區域中的一個，這兩個不相連碼元區域中的每一個由彼此不相鄰的兩列形成，所述指令使得所述接收裝置通過下列步驟來接收所述lt據比特流接收包括已經使用所述第一16-QAM星座發送的所述數據比特流的數據字的傳輸信號，接收包括已經使用所述第二16-QAM星座發送的所述數據比特流的數據字的傳輸信號，通過分別使用所述第一16-QAM星座和所述第二16-QAM星座檢測由四個數據比特的數據字表示的調製碼元來解調所述傳輸信號，由此，將所接收的調製碼元的每個數據比特與指示所接收的調製碼元的相應比特的邏輯值的概率或者指示所接收的調製碼元的相應比特的邏輯值的度量相關聯，將已經被所述發送裝置映射到所述第一16-QAM星座的、所接收的調製碼元的每個數據比特與已經被所述發送裝置映射到所述第二16_QAM星座的、所接收的調製碼元的一個數據比特相關聯，以及基於每個數據比特的度量和相關聯的數據比特的度量將已經被映射到所述第一16-QAM星座的每個數據比特與已經被映射到所述第二16-QAM星座的其相關聯的數據比特組合，以便重構所述數據比特流，其中，所接收的調製碼元內的數據比特的關聯基於下列關聯規則■在所述第一16-QAM星座中具有兩個最接近的相鄰碼元的所述第一16-QAM星座的調製碼元的每個數據比特與在所述第二16-QAM星座中具有四個最接近的相鄰碼元的所述第二16-QAM星座的調製碼元的相應數據比特相關聯，腳在所述第一16-QAM星座中具有三個最接近的相鄰碼元的所述第一16-QAM星座的調製碼元的每個數據比特與在所述第二16-QAM星座中具有三個最接近的相鄰碼元的所述第二16-QAM星座的調製碼元的相應數據比特相關聯，■在所述第一16-QAM星座中具有四個最接近的相鄰碼元的所述第一16-QAM星座的調製碼元的每個數據比特與在所述第二16-QAM星座中具有兩個最接近的相鄰碼元的所述第二16-QAM星座的調製碼元的相應數據比特相關聯。全文摘要本發明涉及一種使用16-QAM星座在通信系統中發送和接收數據比特流的方法。此外，提供一種執行該方法的裝置。為了改善使用16-QAM星座的系統的比特誤碼率性能，本發明建議將具有專門選擇的映射規則的16-QAM星座與用於創建該16-QAM星座的不同版本的特殊的星座重排一起使用。此外，根據採用遵循本發明定義的映射規則和重排規則獲得的16-QAM星座的不同版本的分集方案發送數據流。文檔編號H04L27/34GK101213809SQ200580050939公開日2008年7月2日申請日期2005年5月4日優先權日2005年5月4日發明者亞歷山大·戈利奇克埃德勒馮埃爾布沃特,克裡斯琴·溫格特,吉井勇申請人:松下電器產業株式會社