[發(fā)明專利]一種基于星型16QAM調(diào)制的閉環(huán)雙空時(shí)發(fā)射分集方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210295435.4
• 申請日: 2012-08-17
• 公開（公告）號: CN102780546A
• 公開（公告）日: 2012-11-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱雪梅;吳越;張海霞;郭帥帥
• 申請（專利權(quán)）人: 山東大學(xué)
• 主分類號: H04L1/06
• 分類號: H04L1/06;H04L27/34
• 代理公司: 濟(jì)南金迪知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37219
• 代理人: 王緒銀

1.一種基于星型16QAM調(diào)制的閉環(huán)雙空時(shí)發(fā)射分集方法，發(fā)射端根據(jù)映射到星型16QAM內(nèi)外圈的點(diǎn)數(shù)和反饋回的信道狀態(tài)度量對發(fā)射符號進(jìn)行排序，排序原則是將內(nèi)圈的符號分配在信道狀態(tài)較好的信道發(fā)射，外圈的符號分配在信道狀態(tài)較差的信道發(fā)射，然后將這些排序后的符號通過雙空時(shí)發(fā)射分集的編碼矩陣發(fā)射出去；其特征在于，閉環(huán)雙空時(shí)發(fā)射分集方法如下：

第一步，映射到星型16QAM的內(nèi)外圈點(diǎn)數(shù)的統(tǒng)計(jì)

星型16QAM調(diào)制的星座圖的信號點(diǎn)分布在2個(gè)同心圓上，內(nèi)圈外圈各8個(gè)星座點(diǎn)，信號只有2個(gè)電平值；相鄰的內(nèi)圈點(diǎn)之間的歐氏距離和同相位的內(nèi)圈與外圈點(diǎn)之間的歐式距離相等，同為星座的最小歐式距離；星型16QAM星座圖的內(nèi)圈半徑為0.697，外圈半徑為1.2305；

根據(jù)內(nèi)、外圈的半徑值，發(fā)射端統(tǒng)計(jì)經(jīng)過星型16QAM調(diào)制的發(fā)射符號在內(nèi)外圈的點(diǎn)數(shù)，或稱作個(gè)數(shù)；

第二步，發(fā)射端信道狀態(tài)度量M的獲得

在4根發(fā)射天線和4根接收天線組成的系統(tǒng)中，雙空時(shí)發(fā)射分集（DSTTD）的編碼矩陣C是由STBC₁和STBC₂兩個(gè)空時(shí)編碼塊構(gòu)成，每個(gè)空時(shí)編碼塊是通過阿拉謀提（Alamouti）編碼矩陣實(shí)現(xiàn)；C具體表示為，

其中，C的每一列符號在兩個(gè)時(shí)隙內(nèi)從左至右依次從4根發(fā)射天線發(fā)射出去；

根據(jù)斯戴凡尼·若奎提來威于2003年發(fā)表在國際通信技術(shù)會議上的文章《空時(shí)分組碼中的空分復(fù)用（Spatial?Division?Multiplexing?of?Space-time?Block?Codes）》,接收信號Y表示為：

其中，*表示共軛，y₁和y₂代表時(shí)隙1和時(shí)隙2接收到的4x1的符號矩陣。H代表平衰落的瑞利MIMO信道的信道矩陣,h_i（i=1,2,3,4）表示第i根發(fā)射天線和4根接收天線之間的4x1信道矩陣。N’表示噪聲矩陣，n₁和n₂是時(shí)隙1和時(shí)隙2的加性高斯白噪聲，都服從獨(dú)立同分布的復(fù)高斯隨機(jī)過程，噪聲方差為σ²；

利用信道矩陣H的偽逆H^#對(1)式的接收信號Y進(jìn)行譯碼，譯碼方法分別采用迫零算法（ZF）和最小均方誤差算法（MMSE）：

a)迫零譯碼算法：

b)最小均方誤差譯碼算法：

其中，H^H表示信道矩陣H的埃爾米特矩陣，I₄為4×4的單位矩陣；

從(2)、(3)式看出，疊加在發(fā)射符號S上的干擾部分為或?qū)⑵湔归_得：

或其中，α_kj為或中的系數(shù)

本發(fā)明利用等比接收的思想,令N'中的每個(gè)元素都為1，可得：或HMMSE#N′=α11+α12+...+α18α21+α22+...+α28α31+α32+...+α38α41+α42+...+α48=α1Σα2Σα3Σα4Σ]]>其中，α_k∑＝α_k1+α_k2+...+α_k8,k＝1,2,3,4(4)

即，信道狀態(tài)度量M=(a_1∑?a_2∑?a_3∑?a_4∑)^T?（4x1的矩陣），?(5)

這里，(5)式的符號T表示矩陣轉(zhuǎn)置；

從(5)式看出：信道狀態(tài)度量M中元素的值越大，該信道的干擾越大，也就是信道狀態(tài)越差。從而將MIMO信道矩陣轉(zhuǎn)化為4個(gè)并行子信道來判斷各個(gè)信道狀態(tài)，并且將信道狀態(tài)度量M反饋回發(fā)射端；

第三步，發(fā)射端利用反饋回的信道狀態(tài)度量M和映射到星型16QAM內(nèi)外圈的點(diǎn)數(shù)對發(fā)射符號進(jìn)行排序，將內(nèi)圈的符號分配在信道狀態(tài)較好的信道發(fā)射，外圈的符號分配在信道狀態(tài)較差的信道發(fā)射，然后通過雙空時(shí)發(fā)射分集的編碼矩陣發(fā)射出去即可。