一種基于雙重交織的空間調(diào)制方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種基于雙重交織的空間調(diào)制方法及裝置，所述方法為：發(fā)送端根據(jù)發(fā)射天線數(shù)、調(diào)制方式和LDPC碼字長(zhǎng)度確定塊交織和空間調(diào)制參數(shù)，在LDPC的每個(gè)碼字內(nèi)，按映射比特塊大小進(jìn)行塊內(nèi)和塊間的雙重交織后再通過(guò)空間調(diào)制方式發(fā)送數(shù)據(jù)；接收端對(duì)接收數(shù)據(jù)進(jìn)行天線序號(hào)解調(diào)和數(shù)據(jù)均衡，并從接收幀的信令部分解析得到發(fā)送端的相關(guān)參數(shù)，然后再利用與發(fā)送端相同的計(jì)算方法還原映射比特塊大小，對(duì)接收數(shù)據(jù)進(jìn)行雙重或單重解交織，恢復(fù)出發(fā)送數(shù)據(jù)。本發(fā)明還提供了一種采用上述方法的裝置，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明在不提高系統(tǒng)復(fù)雜度的情況下充分適應(yīng)天線數(shù)，調(diào)制方式靈活地進(jìn)行交織，可以在明顯提高頻譜利用率的前提下明顯改善系統(tǒng)性能。
【專利說(shuō)明】一種基于雙重交織的空間調(diào)制方法及裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于雙重交織的空間調(diào)制方法及裝置，屬于無(wú)線通信系統(tǒng)【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]在無(wú)線通信的發(fā)展過(guò)程中，多輸入多輸出(Multiple Input Multiple Output,ΜΙΜΟ)系統(tǒng)極大地提高了系統(tǒng)的流量和頻譜利用率，同時(shí)為了克服MMO系統(tǒng)多天線之間的干擾，波束成形(Beamforming, BF)和空時(shí)分組編碼(Space Time Block Code, STBC)被廣泛應(yīng)用。但采用閉環(huán)反饋機(jī)制的BF提高了系統(tǒng)的復(fù)雜度，以及非正交空時(shí)編碼或全速率正交空時(shí)編碼較大的編碼時(shí)延也限制了系統(tǒng)的擴(kuò)展。為了進(jìn)一步提高系統(tǒng)的頻譜利用率和克服多天線之間的干擾，空間調(diào)制(Spatial Modulat1n, SM)的技術(shù)逐漸被研究和應(yīng)用。
[0003]在空間調(diào)制發(fā)展中，結(jié)合空間調(diào)制自身接收端天線序號(hào)對(duì)數(shù)據(jù)解調(diào)的影響的特點(diǎn)，出現(xiàn)了幾種提高性能的方案:1)在空間調(diào)制映射前只對(duì)天線比特進(jìn)行糾錯(cuò)編碼的方案，以糾正天線序號(hào)解調(diào)錯(cuò)誤的比特來(lái)提高系統(tǒng)的誤比特率性能；2)對(duì)天線比特和數(shù)據(jù)比特都進(jìn)行糾錯(cuò)編碼的方案，也可以糾正誤碼提高系統(tǒng)的誤比特率性能；3)在空間調(diào)制映射之前進(jìn)行交織的方案，也達(dá)到了降低系統(tǒng)誤比特率的目的。但使用的都是常規(guī)的交織方案，并沒(méi)有結(jié)合空間調(diào)制映射自身的特點(diǎn)進(jìn)行交織。
[0004]本發(fā)明充分利用空間調(diào)制映射自身特點(diǎn)，提出了一種基于雙重交織的空間調(diào)制的方法和裝置，本發(fā)明專利在不提高系統(tǒng)復(fù)雜度的情況下充分適應(yīng)天線數(shù)，調(diào)制方式靈活地進(jìn)行交織，可以在明顯提高頻譜利用率的前提下明顯改善系統(tǒng)性能。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]發(fā)明目的:為了糾正突發(fā)性差錯(cuò)，改善空間調(diào)制通信系統(tǒng)的傳輸質(zhì)量，本發(fā)明提出了一種基于雙重交織的空間調(diào)制方法及裝置，在發(fā)送機(jī)和接收機(jī)中利用發(fā)射天線數(shù)、低密度奇偶校驗(yàn)碼(Low Density Parity Check Code, LDPC)碼字長(zhǎng)度和調(diào)制方式的信息計(jì)算映射比特塊的大小和決定采用的交織方式，以實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)地塊內(nèi)交織和塊間交織的結(jié)合。
[0006]技術(shù)方案:一種基于雙重交織的空間調(diào)制方法，發(fā)送端采用LDPC編碼并通過(guò)空間調(diào)制方法將發(fā)送幀從多個(gè)天線發(fā)射，發(fā)送端在空間調(diào)制之前還結(jié)合空間調(diào)制特點(diǎn)對(duì)發(fā)送幀的數(shù)據(jù)部分做塊交織操作，接收端通過(guò)解空間調(diào)制和解塊交織恢復(fù)發(fā)送端LDPC編碼后的比特?cái)?shù)據(jù)，具體包括如下步驟:
[0007]步驟1:發(fā)送端根據(jù)發(fā)射天線數(shù)T、調(diào)制方式對(duì)應(yīng)的調(diào)制階數(shù)M和LDPC碼字長(zhǎng)度Lcw確定塊交織和空間調(diào)制參數(shù)，參數(shù)包括:映射比特塊包含的比特?cái)?shù)m，其包含天線序號(hào)映射比特?cái)?shù)Tb和數(shù)據(jù)星座映射比特?cái)?shù)Db ;每個(gè)LDPC碼字中含有的空間映射塊數(shù)P以及需要補(bǔ)零的比特?cái)?shù)z ；
[0008]具體的計(jì)算公式為:
[0009]m = Tb+Db = 1g2 (T)+1g2 (M)(公式 I)

【權(quán)利要求】
1.一種基于雙重交織的空間調(diào)制方法，發(fā)送端采用LDPC編碼并通過(guò)空間調(diào)制方法將發(fā)送幀從多個(gè)天線發(fā)射，其特征在于，發(fā)送端在空間調(diào)制之前還結(jié)合空間調(diào)制特點(diǎn)對(duì)發(fā)送幀的數(shù)據(jù)部分做塊交織操作，接收端通過(guò)解空間調(diào)制和解塊交織恢復(fù)發(fā)送端LDPC編碼后的比特?cái)?shù)據(jù)，具體包括如下步驟: (1)發(fā)送端根據(jù)發(fā)射天線數(shù)T、調(diào)制方式對(duì)應(yīng)的調(diào)制階數(shù)M和LDPC碼字長(zhǎng)度Laf確定塊交織和空間調(diào)制參數(shù)，所述參數(shù)包括:映射比特塊包含的比特?cái)?shù)m，其包含天線序號(hào)映射比特?cái)?shù)Tb和數(shù)據(jù)星座映射比特?cái)?shù)Db ;每個(gè)LDPC碼字中含有的空間映射塊數(shù)P以及每個(gè)LDPC碼字需要補(bǔ)零的比特?cái)?shù)z ; (2)發(fā)送端根據(jù)補(bǔ)零的比特?cái)?shù)z來(lái)決定對(duì)每個(gè)LDPC碼字的補(bǔ)零操作，并根據(jù)Tb和Db的大小關(guān)系確定每個(gè)LDPC碼字內(nèi)按映射比特塊大小進(jìn)行的塊內(nèi)和塊間的聯(lián)合交織的方式并完成塊交織； (3)發(fā)送端根據(jù)空間調(diào)制參數(shù)按空間調(diào)制映射的規(guī)則對(duì)交織后的比特?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行空間調(diào)制； (4)接收端對(duì)接收數(shù)據(jù)進(jìn)行解空間調(diào)制，并從接收幀的信令部分解析得到空間調(diào)制映射時(shí)所采用的調(diào)制方式； (5)接收端根據(jù)發(fā)射天線數(shù)T、調(diào)制方式對(duì)應(yīng)的調(diào)制階數(shù)M和LDPC碼字長(zhǎng)度Laf確定塊交織和空間調(diào)制相關(guān)參數(shù)； (6)接收端根據(jù)Tb和Db的大小關(guān)系確定每個(gè)LDPC碼字內(nèi)按映射比特塊大小進(jìn)行的塊內(nèi)和塊間的解交織的方式并完成解交織，并根據(jù)補(bǔ)零的比特?cái)?shù)z來(lái)決定對(duì)每個(gè)LDPC碼字的去零操作，恢復(fù)交織前的LDPC編碼后的比特?cái)?shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于雙重交織的空間調(diào)制方法，其特征在于: 步驟(1)的塊交織和空間調(diào)制參數(shù)的計(jì)算公式為:
其中[J表示向下取整，mod (a, b)表示a對(duì)b取余。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于雙重交織的空間調(diào)制方法，其特征在于: 步驟(2)中根據(jù)Tb和Db的大小關(guān)系確定每個(gè)LDPC碼字內(nèi)按映射比特塊大小進(jìn)行的塊內(nèi)和塊間的聯(lián)合交織的方式具體為:當(dāng)Tb = Db時(shí)，對(duì)每個(gè)LDPC碼字按映射比特塊大小進(jìn)行塊內(nèi)和塊間雙重交織；當(dāng)Tb < Db時(shí)，只對(duì)每個(gè)LDPC碼字按映射比特塊大小進(jìn)行塊間交織；當(dāng)Tb > Db時(shí)，只對(duì)每個(gè)LDPC碼字按映射比特塊大小進(jìn)行塊內(nèi)交織。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于雙重交織的空間調(diào)制方法，其特征在于: 所述塊內(nèi)交織的方法為:將Tb對(duì)應(yīng)比特的第一位與Db對(duì)應(yīng)比特的第一位互換； 所述塊間交織的方法為:當(dāng)一個(gè)LDPC碼字補(bǔ)零后的空間調(diào)制映射塊數(shù)#為偶數(shù)時(shí)，第一塊的Tb對(duì)應(yīng)比特與第I +1塊的Db對(duì)應(yīng)比特交換位置，依次這樣直到第-塊的Tb對(duì)應(yīng)比




p+1特與第J夬的Db對(duì)應(yīng)塊交織；當(dāng).為偶數(shù)時(shí)，第一塊的Tb對(duì)應(yīng)比特與第131+1塊的Db對(duì) PP2應(yīng)比特交換位置，依次這樣直到第塊的Tb對(duì)應(yīng)比特與第Λ塊的Db對(duì)應(yīng)塊交織； 2P 所述塊內(nèi)和塊間雙重交織的方法為:先按照上述塊內(nèi)交織方法進(jìn)行塊內(nèi)交織再按照上述塊間交織方法進(jìn)行塊間交織，或者先按照上述塊間交織方法進(jìn)行塊間交織再按照上述塊內(nèi)交織方法進(jìn)行塊內(nèi)交織。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于雙重交織的空間調(diào)制方法，其特征在于:所述步驟(4)接收端對(duì)接收數(shù)據(jù)進(jìn)行解空間調(diào)制，并從接收幀的信令部分解析得到空間調(diào)制映射時(shí)所采用的調(diào)制方式的具體步驟包括: (4.1)接收端對(duì)接收的符號(hào)序列進(jìn)行天線序號(hào)的判決和數(shù)據(jù)的均衡處理，得到天線序號(hào)和數(shù)據(jù)星座點(diǎn)的估計(jì)； (4.2)按照發(fā)送端空間調(diào)制映射的規(guī)則將天線序號(hào)和數(shù)據(jù)星座逆向映射為原始的數(shù)據(jù)比特； (4.3)從步驟(4.2)得出的原始的數(shù)據(jù)中的信令部分獲取空間調(diào)制映射時(shí)所采用的調(diào)制方式。
6.一種采用如權(quán)利要求1-5所述的基于雙重交織的空間調(diào)制方法的基于雙重交織的空間調(diào)制裝置，包括發(fā)送端和接收端，其特征在于: 發(fā)送端包括交織與空間調(diào)制信息計(jì)算模塊、塊交織模塊和空間調(diào)制映射模塊，接收端包括解空間調(diào)制模塊、交織與空間調(diào)制信息解析模塊和比特解交織模塊； 所述交織與空間調(diào)制信息計(jì)算模塊根據(jù)發(fā)射天線數(shù)Τ、調(diào)制方式對(duì)應(yīng)的調(diào)制階數(shù)M和LDPC碼字長(zhǎng)度Lcw計(jì)算塊交織和空間調(diào)制參數(shù)。參數(shù)包括:映射比特塊包含的比特?cái)?shù)m，其包含天線序號(hào)映射比特?cái)?shù)Tb和數(shù)據(jù)星座映射比特?cái)?shù)Db ;每個(gè)LDPC碼字中含有的空間映射塊數(shù)P以及補(bǔ)零的比特?cái)?shù)z ; 所述塊交織模塊根據(jù)補(bǔ)零的比特?cái)?shù)z來(lái)決定對(duì)每個(gè)LDPC碼字的補(bǔ)零操作，并根據(jù)Tb和Db的大小關(guān)系確定在每個(gè)LDPC碼字內(nèi)的按映射比特塊大小進(jìn)行的塊內(nèi)和塊間的雙重交織； 所述空間調(diào)制模塊根據(jù)空間調(diào)制參數(shù)對(duì)交織后的比特?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行空間調(diào)制； 所述解空間調(diào)制模塊用于對(duì)接收數(shù)據(jù)進(jìn)行解空間調(diào)制； 所述交織與空間調(diào)制信息解析模塊用于從接收幀的信令部分解析得到空間調(diào)制映射時(shí)所采用的調(diào)制方式，并根據(jù)發(fā)射天線數(shù)T、調(diào)制方式對(duì)應(yīng)的調(diào)制階數(shù)M和LDPC碼字長(zhǎng)度Lew計(jì)算塊交織和空間調(diào)制相關(guān)參數(shù)； 所述比特解交織模塊用于根據(jù)Tb和Db的大小關(guān)系確定每個(gè)LDPC碼字內(nèi)按映射比特塊大小進(jìn)行的塊內(nèi)和塊間的解交織的方式并完成解交織，并根據(jù)補(bǔ)零的比特?cái)?shù)z來(lái)決定對(duì)每個(gè)LDPC碼字的去零操作，恢復(fù)交織前的LDPC編碼后的比特?cái)?shù)據(jù)。
【文檔編號(hào)】H04L1/00GK104168088SQ201410416270
【公開(kāi)日】2014年11月26日 申請(qǐng)日期:2014年8月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月21日
【發(fā)明者】何世文, 馬士民, 王海明, 黃永明, 張軍 申請(qǐng)人:江蘇中興微通信息科技有限公司