專(zhuān)利名稱(chēng)：采用差分空時(shí)塊碼編碼數(shù)據(jù)的方法和發(fā)送裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種按照權(quán)利要求1的前序部分采用差分空時(shí)塊碼(DSTBC，Differential Space-Time Block Code)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼的方法，涉及一種對(duì)這樣編碼和傳送的數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼的方法，以及一種用于執(zhí)行這種方法的發(fā)送裝置和接收裝置。

背景技術(shù)：
兩個(gè)發(fā)射天線的DSTBC機(jī)制描述在V.Tarokh和H.Jafarkhani“Adifferential detection scheme for transmit diversity”，IEEEJournal on Selected Areas in Communications，vol.18，pp.1169-1174，Juli 2000中。DSTBC基于STBC(Space-Time BlockCode，空時(shí)塊碼)，后者描述在S.Alamouti“A simple transmitdiversity technique for wireless communications”，IEEE Journalon Selected Areas of Communications，Special Issue On SignalProcessing for Wireless Communications，vol.16，no.8，pp.1451-1458，1998中。DSTBC的另一種描述在C.Gao，A.Haimovich，D.Lao“Bit Error Probability for Space-Time Block Code withCoherent and Differential Detection”，IEEE Vehicle TechnologyConference(VTC’02 Fall)，September 2002，Vancouver，Canada中。DSTBC的概略描述在H.Jafarkhani和V.Tarokh“Multiple transmitantenna differential detection from generalized orthogonaldesigns”，IEEE Transactions on Information Theory，vol.47，pp.2626-2631，September 2001中。
與在STBC中類(lèi)似，DSTBC的一個(gè)碼字或一個(gè)代碼占據(jù)傳輸載體的兩個(gè)時(shí)隙。每單個(gè)代碼在此過(guò)程中攜帶兩個(gè)信息符號(hào)。對(duì)于DSTBC技術(shù)不需要信道信息，無(wú)論是接收器一方還是發(fā)送器一方都不需要，這使得該技術(shù)尤其是對(duì)很難獲得可靠的信道信息的情況非常有吸引力。在DSTBC技術(shù)中根據(jù)公式(1)遞歸地計(jì)算差分編碼的代碼序列Ck Ck＝Sk·Ck-1. (1) 每下一個(gè)代碼矩陣Ck都通過(guò)將瞬時(shí)信息矩陣Sk乘以前一代碼矩陣Ck-1來(lái)計(jì)算。由此信息矩陣Sk類(lèi)似于差分相位調(diào)制機(jī)制地被差分編碼。信息矩陣Sk是基于兩個(gè)信息符號(hào)s1，k和s2，k產(chǎn)生的，這兩個(gè)信息符號(hào)是根據(jù)以下的信息矩陣結(jié)構(gòu)傳輸?shù)? 如果信息符號(hào)s1，k和s2，k是從純PSK構(gòu)造圖(PSKPhase ShiftKeying，移相鍵控)中獲得的，則根據(jù)下面的公式對(duì)絕對(duì)值進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化 在這種情況下從公式(2)中推導(dǎo)出 在此成立的是，對(duì)于調(diào)制機(jī)制來(lái)說(shuō)隨著級(jí)數(shù)越來(lái)越高與QAM(Quadratur-Amplituden-Modulation，正交振幅調(diào)制)相比PSK的惡化也逐漸加大，對(duì)于具有6Bit/s/Hz帶寬效率的調(diào)制機(jī)制來(lái)說(shuō)近似達(dá)到10dB。
在H.Rohling和V.Engles“Differential amplitude phase shiftkeying，(DAPSK)-a new modulation method for DVBT”，International Broadcasting Convention，pp.102-108，1995中描述了差分的單天線傳輸技術(shù)和DPSK調(diào)制(DPSKDifferenzielle PhaseShift Keying，差分的移相鍵控)的效率位于更高的水平。DAPSK調(diào)制機(jī)制與純PSK技術(shù)相比明顯效率更高。這種分析促使DSTBC的類(lèi)似于差分調(diào)制機(jī)制的設(shè)計(jì)，該設(shè)計(jì)同時(shí)采用振幅鍵控和移相鍵控(APSK)。將APSK組合到DSTBC中的建議描述在x.-G.Xia“Differentiallyen/decoded orthogonal space-time block codes with APSK signals”IEEE Communications Letters，vol.6，pp.150-152，April 2002，G.Bauch“A Bandwidth-efficient Scheme for Non-coherent TransmitDiversity”P(pán)roc.of IEEE Globecom Conference，San Francisco，CA，USA，December 1-5，2003和G.Bauch“Differential Amplitude andUnitary Space-Time Modulation”P(pán)roc.of 5th International ITGConference on Source and Channel Coding，Erlangen，Januar14-16，2004中。在此普遍的原則基于在整個(gè)由代碼矩陣Ck組成的待傳輸序列上執(zhí)行差分振幅調(diào)制。該技術(shù)通過(guò)以下公式解析地描述 這導(dǎo)致所傳輸?shù)拇a塊具有不同的振幅。真正的信息通過(guò)兩個(gè)相鄰的代碼矩陣Ck和Ck-1編碼到振幅比例ak/ak-1中。在這種情況下振幅的解調(diào)和相位比特的解調(diào)分開(kāi)進(jìn)行。
由此假定針對(duì)兩個(gè)發(fā)射天線的DSTBC是各種MIMO傳輸技術(shù)(MIMOMultiple Input Multiple Output，多輸入多輸出)之一。類(lèi)似于根據(jù)STBC的相干空時(shí)塊碼，DSTBC基于復(fù)雜的正交設(shè)計(jì)。但是DSTBC不需要任何信道信息。在原始的DSTBC中只采用帶寬效率非常有限的純PSK調(diào)制。在擴(kuò)展的框架下也對(duì)兩個(gè)連續(xù)的DSTBC塊之間的振幅差進(jìn)行編碼。一個(gè)這樣的DSTBC塊中的兩個(gè)信息符號(hào)在此過(guò)程中始終具有相同的振幅。但是傳輸信號(hào)的包絡(luò)(英語(yǔ)Envelope)不是恒定不變的。
由Hwang，C.-S.的文章“Differential Space Time Block CodesUsing Nonconstant Modulus Constellations”IEEE Transactions onSignal Processing，Vol.51，No.11，November 2003，s.2955-2964同樣公知借助差分空時(shí)塊碼對(duì)信息進(jìn)行編碼。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，改善利用差分空時(shí)塊碼對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼的方法，改善對(duì)這樣編碼和傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行解碼的方法，以及改善用于執(zhí)行這種方法的發(fā)送裝置和接收裝置。尤其是與傳統(tǒng)的PSK調(diào)制的DSTBC相比，在計(jì)算復(fù)雜性降低的同時(shí)在相同的連接質(zhì)量下減小功率消耗，并且在同時(shí)進(jìn)行振幅和相位調(diào)制的情況下提高DSTBC的帶寬效率。
該技術(shù)問(wèn)題通過(guò)根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求的特征的利用差分空時(shí)塊碼對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼的方法，對(duì)這樣編碼和傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行解碼的方法，以及發(fā)送裝置和接收裝置來(lái)解決。優(yōu)選實(shí)施方式是從屬權(quán)利要求的內(nèi)容。
優(yōu)選地，提出一種利用差分空時(shí)塊碼對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼的方法，其中由瞬時(shí)信息矩陣與前一代碼矩陣遞歸地計(jì)算代碼矩陣來(lái)作為具有要通過(guò)無(wú)線接口傳輸?shù)姆?hào)的DSTBC塊，該信息矩陣基于至少兩個(gè)要傳輸?shù)男畔⒎?hào)，而且執(zhí)行振幅調(diào)制，其中該振幅調(diào)制的信息被編碼到每單個(gè)DSTBC塊內(nèi)的信息符號(hào)的振幅差中。
在此優(yōu)選的是這樣一種方法，其中相位調(diào)制和振幅調(diào)制組合起來(lái)應(yīng)用。
優(yōu)選的是這樣一種方法，其中所述信息符號(hào)的符號(hào)絕對(duì)值之和根據(jù)下面的等式標(biāo)準(zhǔn)化 |s1，k|2+|s2，k|2＝1. 優(yōu)選的是這樣一種方法，其中兩個(gè)信息符號(hào)就它們的信息符號(hào)振幅來(lái)說(shuō)是不同的，但是采用恒定的發(fā)送能量。
優(yōu)選的是這樣一種方法，其中所述代碼矩陣通過(guò)將瞬時(shí)信息矩陣乘以前一代碼矩陣來(lái)計(jì)算。
優(yōu)選的是這樣一種方法，其中所述信息符號(hào)的振幅變化，在此過(guò)程中振幅的平方和保持不變，這使得DSTBC處理可以沒(méi)有變化地執(zhí)行。優(yōu)選的是這樣一種方法，其中恒定的傳輸信號(hào)包絡(luò)另外與其它用于將振幅調(diào)制的信息編碼到DSTBC塊的振幅信息中的編碼方法組合起來(lái)。
優(yōu)選的是這樣一種方法，其中2·L個(gè)信息位映射為兩個(gè)信息符號(hào)，在第一步驟中借助第一PSK調(diào)制將第一L個(gè)信息位映射為第一調(diào)制符號(hào)，在第二步驟中借助第二PSK調(diào)制將隨后的L-1個(gè)信息位映射為第二調(diào)制符號(hào)，其中如果最后一個(gè)信息位的值為1，則在隨后的步驟中將第一調(diào)制符號(hào)分配給第一信息符號(hào)，將第二調(diào)制符號(hào)分配給第二信息符號(hào)，否則在該隨后的步驟中將第一調(diào)制符號(hào)分配給第二信息符號(hào)，將第二調(diào)制符號(hào)分配給第一信息符號(hào)。
優(yōu)選的是這樣一種方法，其中第一PSK調(diào)制對(duì)應(yīng)于具有第一振幅的第一PSK構(gòu)造圖，第二PSK調(diào)制對(duì)應(yīng)于具有第二振幅的第二PSK構(gòu)造圖，其中這兩個(gè)振幅彼此不相等(A1＞A2)而且振幅平方的和等于1 優(yōu)選的是這樣一種方法，其中第一振幅A1與第二振幅A2的振幅比例通過(guò)考慮所使用的接收天線的數(shù)量借助振幅因子a來(lái)根據(jù)下式確定 優(yōu)選地還有一種用于對(duì)接收的、利用上述方法編碼的DSTBC塊進(jìn)行解碼的方法，其中首先對(duì)接收的兩個(gè)信息符號(hào)的最后一個(gè)信息位進(jìn)行解調(diào)，然后對(duì)接收的信息符號(hào)采用最大似然PSK解調(diào)以再現(xiàn)出原始的信息位。優(yōu)選的是這樣一種方法，其中在對(duì)最后一個(gè)信息位進(jìn)行解調(diào)之后將接收的信息符號(hào)的振幅或絕對(duì)值進(jìn)行比較。優(yōu)選的是這樣一種方法，其中在對(duì)最后一個(gè)信息位進(jìn)行解調(diào)之后取決于該最后一位的振幅比例而決定，是借助第一PSK解調(diào)對(duì)所接收的第一信息符號(hào)進(jìn)行解調(diào)，借助第二PSK解調(diào)對(duì)所接收的第二信息符號(hào)進(jìn)行解調(diào)，還是與此相反借助第二PSK解調(diào)對(duì)所接收的第一信息符號(hào)進(jìn)行解調(diào)，借助第一PSK解調(diào)對(duì)所接收的第二信息符號(hào)進(jìn)行解調(diào)。
優(yōu)選地提出一種利用差分空時(shí)塊碼通過(guò)無(wú)線接口傳輸數(shù)據(jù)的發(fā)送裝置，該發(fā)送裝置具有調(diào)制裝置，用于執(zhí)行上述方法以從待傳輸?shù)姆?hào)中提供代碼矩陣作為DSTBC塊。優(yōu)選地還提出一種用于通過(guò)無(wú)線接口接收數(shù)據(jù)的接收裝置，其中該數(shù)據(jù)是根據(jù)上述方法用差分空時(shí)塊碼(DSTBC)提供的，以及提出一種用于接收經(jīng)過(guò)調(diào)制的數(shù)據(jù)和執(zhí)行上述解調(diào)方法的接收裝置。
由此描述了針對(duì)DSTBC的調(diào)制機(jī)制，其中將PSK和振幅調(diào)制組合起來(lái)。除了使用PSK之外，還按照單個(gè)DSTBC塊內(nèi)的兩個(gè)信息符號(hào)之間的振幅差的形式對(duì)信息編碼。在信息符號(hào)的振幅變化時(shí)，振幅的和保持不變，這使得可以不變地執(zhí)行DSTBC處理。
所提出的調(diào)制機(jī)制基于以下事實(shí)兩個(gè)信息符號(hào)的振幅條件相同對(duì)DSTBC運(yùn)算是足夠的但并非是必要的。在優(yōu)選的調(diào)制機(jī)制中，將信息編碼到每單個(gè)DSTBC塊內(nèi)的兩個(gè)信息符號(hào)的振幅差中。通過(guò)該調(diào)制機(jī)制，與傳統(tǒng)的PSK調(diào)制的DSTBC相比，在保持連接質(zhì)量相同的情況下降低了所需要的傳輸功率。該調(diào)制機(jī)制的計(jì)算復(fù)雜性很低，并大致相當(dāng)于傳統(tǒng)的具有PSK的DSTBC的計(jì)算復(fù)雜性。因此總體上提高了效率。此外，恒定的傳輸信號(hào)包絡(luò)與用于將信息編碼到DSTBC塊的振幅信息中的公知提議組合起來(lái)。
該方法尤其是可以在OFDM傳輸技術(shù)(OFDMOrthogonal FrequencyDivision Modulation，正交頻分調(diào)制)領(lǐng)域內(nèi)為載體調(diào)制消息。在這種系統(tǒng)中可以為每個(gè)子載體并行地執(zhí)行差分傳輸。在后一種情況下載體也理解為多載體系統(tǒng)的單個(gè)子載體。



下面借助附圖詳細(xì)描述實(shí)施例。
圖1示出具有用于對(duì)數(shù)據(jù)編碼的步驟的流程圖， 圖2示出具有兩個(gè)發(fā)射天線和一個(gè)接收天線的DSTBC的傳輸布置， 圖3示出具有兩個(gè)發(fā)射天線和多個(gè)接收天線的布置， 圖4示出用于3Bit/s/Hz帶寬效率的2L-APSK調(diào)制機(jī)制， 圖5示出位的映射圖， 圖6示出2L-APSK與16PSK之間的誤碼率和信噪比的比較。

具體實(shí)施例方式 所述編碼基于由DSTBC機(jī)制公開(kāi)的基礎(chǔ)，DSTBC機(jī)制基于純移相鍵控。該基本原理的解釋在此從具有兩個(gè)發(fā)射天線和一個(gè)接收天線的示例布置開(kāi)始，如圖2所示。
為了理解描述用于兩個(gè)發(fā)射天線和一個(gè)接收天線的DSTBC，其中待傳輸?shù)木幋a數(shù)據(jù)或已接收的數(shù)據(jù)的示意布置在圖2中示出。待傳輸?shù)腄STBC的代碼通過(guò)代碼矩陣C根據(jù)公式(6)給出。在此第一行和第二行相當(dāng)于在第一和第二時(shí)隙T1、T2中的待傳輸?shù)膹?fù)數(shù)基帶符號(hào)，列相當(dāng)于相應(yīng)發(fā)送裝置的兩個(gè)發(fā)射天線。為了啟動(dòng)傳輸首先發(fā)送參考代碼矩陣C0，該參考代碼矩陣不攜帶實(shí)際信息。相應(yīng)地下式成立 其中c1，0和c2，0是經(jīng)過(guò)編碼的復(fù)數(shù)符號(hào)。不損害一般性地可以假定，每單個(gè)時(shí)隙T1、T2的傳輸功率可以標(biāo)準(zhǔn)化為1，從而對(duì)于經(jīng)過(guò)編碼的符號(hào)公式(7)成立 |c1，0|2+|c1，0|2＝1. (7) 每個(gè)代碼矩陣C可以象首先傳輸?shù)拇a矩陣C0那樣根據(jù)公式(6)和(7)構(gòu)造。在這種情況下是酉矩陣，因?yàn)槌朔eC0·C0*是根據(jù)公式(8)的單位矩陣 由代碼矩陣Ck組成的差分編碼序列根據(jù)公式(9)遞歸地計(jì)算 Ck＝Sk·Ck-1. (9) 每下一個(gè)代碼矩陣Ck通過(guò)將瞬時(shí)信息矩陣Sk乘以前一代碼矩陣Ck-1來(lái)計(jì)算。由此類(lèi)似于差分的相位調(diào)制機(jī)制對(duì)信息矩陣Sk進(jìn)行差分地編碼。信息矩陣Sk基于兩個(gè)信息符號(hào)S1，k和S2，k，這些信息符號(hào)根據(jù)信息矩陣Sk的信息矩陣結(jié)構(gòu)傳輸，其中 如果信息符號(hào)s1，k和s2，k是從純FSK構(gòu)造圖中獲得的，則根據(jù)本身公知、但是按照優(yōu)選實(shí)施例并非必要的條件(11)對(duì)該信息符號(hào)的絕對(duì)值進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化 在這種情況下從(10)中推導(dǎo)出 這表示代碼矩陣Ck的單一特性(unitre Eigenschaft)在遞歸編碼過(guò)程中根據(jù)公式(13)獲得 由于按照公式(13)代碼矩陣Ck具有單一特性，因此傳輸功率保持不變，由此推斷信息矩陣Sk可以通過(guò)公式(14)獲得 下面，接收裝置中的信號(hào)處理借助一個(gè)只有一個(gè)接收天線的簡(jiǎn)單實(shí)施例來(lái)解釋。接收信號(hào)r1，k和r2，k可以表示為復(fù)數(shù)向量r，該向量基于所傳送的代碼矩陣Ck的已接收信號(hào)，其中第一接收信號(hào)分量r1，k表示在單個(gè)代碼塊Ck的第一時(shí)隙T1中接收的信號(hào)，第二接收信號(hào)分量r2，k表示在單個(gè)代碼塊Ck的第二時(shí)隙T2中接收的信號(hào)。公式(15)成立 其中，h1，k和h2，k表示第一和第二發(fā)射天線的信道傳輸函數(shù)因子，n表示附加噪聲。按照等價(jià)方式也可以通過(guò)公式(16)表示 或者用矩陣形式表示為 Rk＝CkHk+Nk， (17) 其中， (18) 接收信號(hào)矩陣Rk通過(guò)接收器測(cè)量，而代碼矩陣Ck、無(wú)線信道傳輸矩陣Hk以及接收器的噪聲Nk完全未知。解碼方法通過(guò)將接收信號(hào)矩陣Rk乘以前面接收的接收信號(hào)矩陣Rk-1的厄密共厄來(lái)執(zhí)行。下式成立
其中Gk表示解調(diào)矩陣。假定兩個(gè)連續(xù)的代碼塊Ck-1和Ck之間的信道條件不會(huì)明顯變化，即Hk≈Hk-1，則由此推導(dǎo)出 因此解調(diào)矩陣Gk直接根據(jù)下式包含信息矩陣Sk的兩個(gè)符號(hào) Gk＝(|h1，k|2+|h2，k|2)Sk+噪聲. (21) 優(yōu)選地，要注意到解調(diào)矩陣具有與信息矩陣Sk和代碼矩陣Ck相同的結(jié)構(gòu)。相應(yīng)地下式成立 不考慮噪聲，解調(diào)矩陣Gk與信息矩陣Sk成正比。實(shí)數(shù)的比例因子(|h1，k|2+|h2，k|2)在接收器一方在接收裝置中是未知的，從而對(duì)于接收裝置來(lái)說(shuō)在技術(shù)上基本上不需要估計(jì)絕對(duì)的傳輸功率。但是可以獲得信息矩陣Sk或其系數(shù)的相對(duì)相位和相對(duì)振幅。
從(21)推斷，信息矩陣Sk的信息符號(hào)s1、s2直接從解調(diào)矩陣Gk中估計(jì)，然后借助最大似然解調(diào)技術(shù)根據(jù)下式估計(jì) 和 對(duì)于具有多個(gè)接收天線的接收裝置來(lái)說(shuō)可以采用類(lèi)似的解碼方法。在這種情況下對(duì)每個(gè)接收天線i可以計(jì)算接收信號(hào)矩陣Ri，k·Ri，k-1*的矩陣乘積。借助經(jīng)過(guò)修改的調(diào)制矩陣采用下式對(duì)信息符號(hào)s1，k和s2，k進(jìn)行解碼 其中MR等于接收天線的數(shù)量。從(21)和(25)中推導(dǎo)出，用于多個(gè)接收天線的解碼方法可以描述為最大比例組合技術(shù)(MRC，MaximumRation Combining Technique)。
根據(jù)優(yōu)選實(shí)施方式，基于上述編碼和解碼方法進(jìn)行修改。在此重要的是注意到，如果下式成立 則根據(jù)所獲得的知識(shí)所有DSTBC機(jī)制都可以采用，根據(jù)公式(12)這是差分編碼的必要條件。在此，對(duì)于優(yōu)選的APSK調(diào)制來(lái)說(shuō)假定如果信息符號(hào)s1，k和s2，k具有彼此錯(cuò)開(kāi)的振幅，也成立。從該等式中只需要兩個(gè)符號(hào)絕對(duì)值的和根據(jù)下式標(biāo)準(zhǔn)化 |s1，k|2+|s2，k|2＝1.(27) 為了滿(mǎn)足公式(27)的條件，兩個(gè)信息符號(hào)s1，k和s2，k的振幅相同這一條件，如公式(10)所要求的，是足夠但不是必要的。因此與(3)和(11)相比，公式(27)需要更少的要求，這為該編碼方法提供了額外的自由度。信息符號(hào)s1，k和s2，k的符號(hào)振幅因此可以用于其它振幅調(diào)制技術(shù)。
相應(yīng)地，根據(jù)特別優(yōu)選的針對(duì)DSTBC應(yīng)用的調(diào)制技術(shù)，提議采用恒定的發(fā)送能量，但是兩個(gè)信息符號(hào)s1，k和s2，k就其信息符號(hào)振幅來(lái)說(shuō)是不同的。
例如，下面考察兩個(gè)PSK構(gòu)造圖，一個(gè)是具有第一振幅A1的M1-PSK構(gòu)造圖，該構(gòu)造圖稱(chēng)為外環(huán)，另一個(gè)是具有第二振幅A2的M2-PSK構(gòu)造圖，該構(gòu)造圖稱(chēng)為內(nèi)環(huán)，如圖3所示。兩個(gè)振幅在此滿(mǎn)足不等式A1＞A2的條件以及另一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化條件 在此示出針對(duì)3Bit/s/Hz帶寬效率的2L-APSK調(diào)制。兩個(gè)構(gòu)造圖M1和M2的調(diào)制水平不必相等，因?yàn)橥猸h(huán)和內(nèi)環(huán)描述具有不同的誤碼率-效率圖的不相關(guān)的構(gòu)造圖。例如考察通過(guò)一個(gè)DSTBC塊攜帶的信息位的數(shù)量是2L的情況。優(yōu)選在這種情況下外環(huán)的每個(gè)符號(hào)攜帶L個(gè)信息位，內(nèi)環(huán)的每個(gè)符號(hào)攜帶L-1個(gè)信息位。由此例如下式成立 M1＝2L和M2＝2L-1.(29) 這意味著，在所考察的外環(huán)的構(gòu)造圖中的調(diào)制符號(hào)數(shù)量與內(nèi)環(huán)的構(gòu)造圖相比加倍了。長(zhǎng)度為2L的信息位塊的最后一位只通過(guò)符號(hào)振幅調(diào)制。調(diào)制機(jī)制由此可以稱(chēng)為2L-APSK。
下面借助4個(gè)步驟S1-S4描述用于編碼的方法。2L個(gè)信息位在此映射為兩個(gè)信息符號(hào)，如在圖1和圖4中示出的。
在第一步驟S1中，借助灰度編碼技術(shù)將第一L個(gè)信息位基于M1-PSK調(diào)制映射為具有第一振幅A1的外振幅環(huán)的第一調(diào)制符號(hào)m1。在第二步驟S2中重新借助灰度編碼映射隨后的L-1個(gè)信息位，而且基于M2-PSK調(diào)制映射為具有第二振幅A2的內(nèi)振幅環(huán)的第二調(diào)制符號(hào)m2。
如果最后一個(gè)信息位的值為1，則在第三步驟S3中將第一調(diào)制符號(hào)m1分配給第一信息符號(hào)s1，k，將第二調(diào)制符號(hào)m2分配給第二信息符號(hào)s2，k。否則，如果最后一個(gè)信息位的值為0，則在步驟S4中交換信息符號(hào)s1，k和s2，k，從而將第二調(diào)制符號(hào)m2分配給第一信息符號(hào)s1，k，將第一調(diào)制符號(hào)m1分配給第二信息符號(hào)s2，k。
對(duì)于L＝3的示例情況，要考慮的兩個(gè)PSK構(gòu)造圖8-PSK和4-PSK分別具有M1＝8，M2＝4。所產(chǎn)生的帶寬效率是3Bit/s/Hz。一般來(lái)說(shuō)這樣的DSTBC的2L-APSK機(jī)制具有與包括M-PSK和對(duì)每個(gè)信息符號(hào)M＝2L調(diào)制的經(jīng)典DSTBC相同的帶寬效率． 非相干的解調(diào)技術(shù)優(yōu)選地按照與在本身公知的DSTBC調(diào)制中相同的方式進(jìn)行?；诎凑?23)和(24)的、由DSTBC解碼器接收的信息符號(hào)估計(jì)，可以在兩個(gè)步驟中執(zhí)行非相干的解調(diào)。在第一解調(diào)步驟中首先通過(guò)比較按照(22)和(23)的

和

的絕對(duì)值對(duì)最后一個(gè)信息位解調(diào)。在該判斷之后對(duì)

和

采用最大似然PSK解調(diào)，以再現(xiàn)L個(gè)和L-1個(gè)信息位。
如果例如成立，則判斷最后一個(gè)信息位的值是1，并借助M1-PSK解調(diào)器來(lái)解調(diào)

，借助M2-PSK構(gòu)造圖來(lái)解調(diào)
所描述的解調(diào)器是次優(yōu)的，但是在技術(shù)上值得注意的是它很簡(jiǎn)單，與完全的最大似然解調(diào)相比實(shí)際上也沒(méi)有降低效率。
按照第一檢查，優(yōu)選的2L-APSK調(diào)制相對(duì)于16-PSK在相同的帶寬效率情況下增加了2dB的信噪比，這優(yōu)于公知解決方案的結(jié)果。優(yōu)選調(diào)制機(jī)制的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，避免所傳輸?shù)目偣β拾l(fā)生任何振幅波動(dòng)，該總功率對(duì)所有時(shí)隙保持恒定。有利的是，這使得可以將優(yōu)選的2L-APSK調(diào)制機(jī)制與公知的實(shí)施方式組合起來(lái)，以例如執(zhí)行整個(gè)DSTBC塊的附加振幅變化，并尤其是針對(duì)高的帶寬效率進(jìn)一步提高效率。
另一個(gè)優(yōu)化通過(guò)合適地選擇第一振幅A1相對(duì)于第二振幅A2的振幅比來(lái)實(shí)現(xiàn)，其中考慮所采用的接收天線的數(shù)量也是有利的。
為了找到有利的、特別是最佳的振幅比例A1/A2，考慮 為了滿(mǎn)足該條件，根據(jù)下式添加振幅因子a 合適的振幅因子a可以簡(jiǎn)單地尤其是通過(guò)仿真來(lái)獲得。在考察通過(guò)振幅因子a針對(duì)不同的信噪比映射的誤碼率時(shí)，可以認(rèn)識(shí)到對(duì)應(yīng)于最低誤碼率的最佳振幅因子a是魯棒的，而且不是很依賴(lài)于不同的信噪比值。下面的表格給出對(duì)不同的L這樣確定的振幅因子a以及對(duì)應(yīng)的第一和第二振幅A1、A2。
在此，第一個(gè)表格給出在一個(gè)接收天線的情況下的相應(yīng)值，第二個(gè)表格給出在借助3個(gè)接收天線接收的情況下的相應(yīng)值。
權(quán)利要求
1.一種利用差分空時(shí)塊碼(DSTBC)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼的方法，其中
由瞬時(shí)信息矩陣(Sk)與前一代碼矩陣(Ck-1)遞歸地計(jì)算代碼矩陣(Ck)來(lái)作為具有待傳輸?shù)姆?hào)(c1，k， c2，k)的DSTBC塊，
該信息矩陣(Sk)由至少兩個(gè)要傳輸?shù)男畔⒎?hào)(s1，k，s2，k)形成，而且
執(zhí)行振幅調(diào)制，
其特征在于，
該振幅調(diào)制的信息被編碼到該DSTBC塊內(nèi)的至少兩個(gè)信息符號(hào)(s1，k，s2，k)的振幅差中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中相位調(diào)制和振幅調(diào)制組合地執(zhí)行。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中所述至少兩個(gè)信息符號(hào)(s1，k，s2，k)的符號(hào)絕對(duì)值之和根據(jù)下面的等式標(biāo)準(zhǔn)化
|s1，k|2+|s2，k|2＝1.
4.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的方法，其中所述至少兩個(gè)信息符號(hào)(s1，k，s2，k)就它們的信息符號(hào)振幅來(lái)說(shuō)是不同的，但是發(fā)送能量保持恒定。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的方法，其中所述代碼矩陣(Ck)通過(guò)將瞬時(shí)信息矩陣(Sk)乘以前一代碼矩陣(Ck-1)來(lái)計(jì)算。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的方法，其中所述信息符號(hào)(s1，k，s2，k)的振幅變化，而在此過(guò)程中振幅的平方和保持不變。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的方法，其中恒定的傳輸信號(hào)包絡(luò)另外與其它用于將振幅調(diào)制的信息編碼到DSTBC塊的振幅信息中的編碼方法組合起來(lái)。
8.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的方法，其中將2·L個(gè)信息位映射為兩個(gè)信息符號(hào)，其中
在第一步驟(S1)中借助第一PSK調(diào)制將第一L個(gè)信息位映射為第一調(diào)制符號(hào)，
在第二步驟(S2)中借助第二PSK調(diào)制將隨后的L-1個(gè)信息位映射為第二調(diào)制符號(hào)，其中
如果最后一個(gè)信息位的值為1，則在隨后的步驟(S3)中將第一調(diào)制符號(hào)分配給所述至少兩個(gè)信息符號(hào)中的第一信息符號(hào)(s1，k)，將第二調(diào)制符號(hào)分配給所述至少兩個(gè)信息符號(hào)中的第二信息符號(hào)(s2，k)，
否則在隨后的步驟(S4)中將第一調(diào)制符號(hào)分配給所述至少兩個(gè)信息符號(hào)中的第二信息符號(hào)(s2，k)，將第二調(diào)制符號(hào)分配給所述至少兩個(gè)信息符號(hào)中的第一信息符號(hào)(s1，k)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中第一PSK調(diào)制對(duì)應(yīng)于具有第一振幅(A1)的第一PSK構(gòu)造圖，第二PSK調(diào)制對(duì)應(yīng)于具有第二振幅(A2)的第二PSK構(gòu)造圖，其中這兩個(gè)振幅彼此不相等(A1＞A2)而且振幅平方的和等于1
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中第一振幅(A1)與第二振幅(A2)的振幅比例通過(guò)考慮所使用的接收天線的數(shù)量，借助振幅因子a來(lái)根據(jù)下式確定
11.一種用于對(duì)接收的、利用根據(jù)權(quán)利要求8、9或10所述方法編碼的DSTBC塊進(jìn)行解碼的方法，其中
首先對(duì)接收的兩個(gè)信息符號(hào)
的最后信息位進(jìn)行解調(diào)，
然后對(duì)接收的信息符號(hào)
采用最大似然PSK解調(diào)以再現(xiàn)出原始的信息位.
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中在對(duì)最后的信息位進(jìn)行了解調(diào)之后將接收的信息符號(hào)
的絕對(duì)值進(jìn)行比較。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的方法，其中在對(duì)最后的信息位進(jìn)行了解調(diào)之后取決于該最后信息位的振幅比例而決定，
是借助第一PSK解調(diào)對(duì)所接收的第一信息符號(hào)
進(jìn)行解調(diào)，借助第二PSK解調(diào)對(duì)所接收的第二信息符號(hào)
進(jìn)行解調(diào)，
還是與此相反借助第二PSK解調(diào)對(duì)所接收的第一信息符號(hào)
進(jìn)行解調(diào)，借助第一PSK解調(diào)對(duì)所接收的第二信息符號(hào)
進(jìn)行解調(diào)。
14.一種利用差分空時(shí)塊碼(DSTBC)傳輸數(shù)據(jù)的發(fā)送裝置，該發(fā)送裝置具有調(diào)制裝置，用于執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1所述方法以從待傳輸?shù)姆?hào)(c1，k，c2，k)中提供代碼矩陣(Ck)作為DSTBC塊。
15.一種用于通過(guò)無(wú)線接口接收數(shù)據(jù)的接收裝置，其中該數(shù)據(jù)在發(fā)送端是根據(jù)權(quán)利要求1所述方法用差分空時(shí)塊碼(DSTBC)提供的，而且該接收裝置實(shí)施為執(zhí)行權(quán)利要求11所述的解調(diào)方法。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種利用差分空時(shí)塊碼(DSTBC)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼的方法，其中由瞬時(shí)信息矩陣(Sk)與前一代碼矩陣(Ck-1)遞歸地計(jì)算代碼矩陣(Ck)來(lái)作為具有待傳輸?shù)姆?hào)(c1，k，c2，k)的DSTBC塊，該信息矩陣(Sk)由至少兩個(gè)要傳輸?shù)男畔⒎?hào)(s1，k，s2，k)形成，而且執(zhí)行振幅調(diào)制。特征在于，該振幅調(diào)制的信息被編碼到每單個(gè)DSTBC塊內(nèi)的至少兩個(gè)信息符號(hào)(s1，k，s2，k)的振幅差中。
文檔編號(hào)H04L1/06GK101248610SQ200680030623
公開(kāi)日2008年8月20日 申請(qǐng)日期2006年8月21日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月24日
發(fā)明者A·瓦內(nèi)夫, H·羅林 申請(qǐng)人:西門(mén)子公司