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1、10申请公布号CN104158571A43申请公布日20141119CN104158571A21申请号201410397552022申请日2010081709168370620090821EP201080036099020100817H04B7/02200601H04L27/36200601H04L27/3820060171申请人松下电器产业株式会社地址日本大阪府72发明人米海尔皮特洛夫木村知弘74专利代理机构永新专利商标代理有限公司72002代理人张晰王英54发明名称发送装置、接收装置、发送方法、接收方法和用于产生多维星座的方法57摘要本发明涉及数字数据通信，并且提供一种用于产生具有高调制分。
2、集度的数字数据调制的多维星座的有效方法，提供一种用于基于这样的星座来发送和接收数据的方法和对应的装置。通过仅考虑在对角线上的所有元素具有相同的第一绝对值并且所有其他元素具有相同的第二绝对值的多维旋转矩阵来实现这一点。以这种方式，可以产生具有单个独立参数和尽可能规则的结构的多维旋转矩阵。该独立参数可以被配置以使得各种星座大小的错误概率最小。30优先权数据62分案原申请数据51INTCL权利要求书3页说明书21页附图14页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书3页说明书21页附图14页10申请公布号CN104158571ACN104158571A1/3页21一种用于通过多个发送。
3、信道来发送数据块的发送装置，所述发送装置包括调制器，其可操作以用于根据要发送的所述数据块来产生多个旋转星座点中的一个，所述多个旋转星座点中的每一个具有N个分量；以及发送器，其可操作以用于通过所述多个发送信道中的不同的一个来发送所产生的旋转星座点的每一个分量，其中，通过向多个具有N个分量的初始星座点中的每一个应用正交变换，获得所述多个旋转星座点，N是四的倍数，所述正交变换具有以下中的一个INN矩阵表示，在主对角线上的所有元素的绝对值等于第一值，而不在所述主对角线上的所有元素的绝对值等于非零的第二值，以及II通过置换所述NN矩阵表示中的行和列中的一者或两者而获得的矩阵表示，并且当所述NN矩阵表示由。
4、R表示时，A和B表示实数参数，每一个符号值SI,J满足SI,J1,1，并且所述实数参数A和B满足A2N1B21。2一种用于通过多个发送信道来接收数据块的接收装置，所述接收装置包括接收器，其可操作以用于通过所述多个发送信道来接收N个分量信号；以及解调器，其可操作以用于根据多个所接收到的N个分量信号来选择多个旋转星座点中的一个，其中，通过向多个具有N个分量的初始星座点中的每一个应用正交变换，获得所述多个旋转星座点，N是四的倍数，并且所述正交变换具有以下中的一个INN矩阵表示，在主对角线上的所有元素的绝对值等于第一值，而不在所述主对角线上的所有元素的绝对值等于非零的第二值，以及II通过置换所述NN矩。
5、阵表示中的行和列中的一者或两者而获得的矩阵表示，并且当所述NN矩阵表示由R表示时，A和B表示实数参数，每一个符号值SI,J满足SI,J1,1，并且所述实数参数A和B满足A2N1B21。3一种用于通过多个发送信道来发送数据块的发送方法，所述发送方法包括以下步权利要求书CN104158571A2/3页3骤根据要发送的所述数据块来产生多个旋转星座点中的一个，所述多个旋转星座点中的每一个具有N个分量；以及通过所述多个发送信道中的不同的一个来发送所产生的旋转星座点的每一个分量，其中，通过向多个具有N个分量的初始星座点中的每一个应用正交变换，获得所述多个旋转星座点，N是四的倍数，并且所述正交变换具有以下中。
6、的一个INN矩阵表示，在主对角线上的所有元素的绝对值等于第一值，而不在所述主对角线上的所有元素的绝对值等于非零的第二值，以及II通过置换所述NN矩阵表示中的行和列中的一者或两者而获得的矩阵表示，并且当所述NN矩阵表示由R表示时，A和B表示实数参数，每一个符号值SI,J满足SI,J1,1，并且所述实数参数A和B满足A2N1B21。4一种用于通过多个发送信道来接收数据块的接收方法，所述接收方法包括以下步骤通过所述多个发送信道来接收N个分量信号；以及根据多个所接收到的N个分量信号来选择多个旋转星座点中的一个，其中，通过向多个具有N个分量的初始星座点中的每一个应用正交变换，获得所述多个旋转星座点，N是。
7、四的倍数，并且所述正交变换具有以下中的一个INN矩阵表示，在主对角线上的所有元素的绝对值等于第一值，而不在所述主对角线上的所有元素的绝对值等于非零的第二值，以及II通过置换所述NN矩阵表示中的行和列中的一者或两者而获得的矩阵表示，并且当所述NN矩阵表示由R表示时，A和B表示实数参数，每一个符号值SI,J满足SI,J1,1，并且所述实数参数A和B满足A2N1B21。5一种用于产生在数据通信系统中的数字调制方案的N维旋转星座的产生方法，所述权利要求书CN104158571A3/3页4产生方法包括以下步骤接收N维向量空间的多个向量；并且通过向所接收的多个向量应用正交变换来获得所述N维旋转星座的星座点。
8、，其中，所述正交变换适用于相对于接收的任何两个不同向量的分量中的不同值的最小数量提高在任何两个不同N维旋转星座点的分量中的不同值的最小数量，并且所述正交变换具有以下中的一个INN矩阵表示，N是四的倍数，在主对角线上的所有元素的绝对值等于第一值，而不在所述主对角线上的所有元素的绝对值等于非零的第二值，以及II通过置换所述NN矩阵表示中的行和列中的一者或两者而获得的矩阵表示，并且当所述NN矩阵表示由R表示时，A和B表示实数参数，每一个符号值SI,J满足SI,J1,1，并且所述实数参数A和B满足A2N1B21。权利要求书CN104158571A1/21页5发送装置、接收装置、发送方法、接收方法和用于。
9、产生多维星座的方法0001本申请是申请日为2010年8月17日、申请号为2010800360990、发明名称为“发送装置、接收装置、发送方法、接收方法和用于产生多维星座的方法”的申请的分案申请。技术领域0002本发明涉及数字数据通信，具体地说涉及用于产生用于数字数据调制的多维星座的方法、用于基于多维星座来调制和发送数据的方法以及对应的装置。背景技术0003衰落是在通信系统中的主要问题之一。它表示因为多径传播导致的在接收信号的幅度上的随机波动。如果信道的延迟传播大于信号的码元周期，则衰落也是频率选择的。通过瑞利分布来近似衰落的幅度。这样的衰落被称为瑞利衰落。0004在数字通信系统中，信息被编码为。
10、属于被称为星座CONSTELLATION的离散字母表的码元的序列。这样的星座具有N维，并且每维编码B个信息比特。也称为星座点的可能值的数量因此是2NB。每维的比特数量B直接确定以比特/HZ给出的发送的谱效率。维数N对于谱效率没有影响。在图1A中说明了N2并且B1的示例星座。0005传统上，例如，在图1A中所示的正交调幅QAM星座中，每一个发送的比特仅影响一维。参见图1A，每一个星座点“B1B2“00“,“01“,“10“和“11“的“B1“仅影响由水平轴表示的维，而每一个星座点“B1B2“的“B2“仅影响由垂直轴表示的维。如果由发送的比特影响的维经历强衰落，则调制这个维的所有比特将极为不可靠，。
11、这提高了错误概率。在图1A中通过错误来说明这个效果。例如，如果由垂直轴表示的信道逐渐衰落，则星座点“00“,“01“,“10“和“11“将接近水平轴沿着图1A的实线箭头。结果，星座点“00“和“01“以及星座点“10“和“11“将是难以识别的。0006如果修改星座使得每一个比特影响所有维，则对于衰落的弹性提高。在维中的一个上的强衰落将影响星座的所有比特；然而，这个效果不像在传统情况下那样有害，因此平均而言，错误概率降低。这在文献中被称为调制分集。0007旋转星座0008用于实现调整分集的一种方式是旋转超立体星座以传播在所有其的维上的信道衰落的效果。在图1B中对于其中N2和B1的情况说明这一点。。
12、例如，如图1B中所示，如果由垂直轴表示的信道衰落，则星座点“00“、“01“、“10“和“11“将接近水平轴沿着图1B的实线箭头。然而，这些星座点在由水平轴表示的维中仍然难以识别。同样，即使在由垂直轴表示的信道的强衰落之后，星座点“00“、“01“、“10“和“11“也仍然难以识别。0009可以通过将N元素信号向量乘以方矩阵NN来实现多维旋转。方矩阵是旋转矩阵或反射矩阵的充要条件是它是正交的，即，满足下面的数学式1的等式。0010数学式10011RRTI说明书CN104158571A2/21页60012注意在上面的数学式1中，矩阵R是方矩阵，矩阵RT是该矩阵R的转置矩阵，并且矩阵I是单位矩阵。。
13、0013这表示关于上面的数学式1，行/列向量必须是正交单位向量，即，满足下面的数学式2的等式。0014数学式200150016注意在数学式2中，如果JK，则J,K1，并且如果JK，则J,K0。0017这保留了在星座的任何两个点之间的欧几里得距离，并且保证在具有加性白高斯噪声的信道AWGN信道中的性能不被影响。0018显然，不是所有的旋转都获得改善的调制分集的效果。从NPL1，已知用于16QAM的最佳旋转角度满足在下面的数学式3中所示的等式。对应的2D二维旋转矩阵R满足在数学式4中所示的等式。0019数学式30020/80021数学式400220023找到超过二维的星座的最佳旋转更复杂，因为没有。
14、单个最佳参数，诸如与在2D星座中的旋转角相关的那个。在4D四维星座的情况下，例如，存在6个独立的旋转角，每一个具有其自己的子旋转矩阵。子旋转角在NPL2中也被称为GIVENS角。通过将6个GIVENS旋转矩阵即在下面的数学式5中所示的6个矩阵相乘来获得最后的4D旋转矩阵。0024数学式5002500260027说明书CN104158571A3/21页70028从NPL2，已知可以在具有在下面的数学式6中所示的6个元素的向量上执行优化。0029数学式600301,2,1,3,1,4,2,3,2,4,3,40031根据NPL2，用于每维具有两个比特的4D星座的结果产生的最佳旋转角具有在下面的数学式。
15、7中所示的值。0032数学式700330034这种方法的缺点是参数的数量，特别是对于大量的维。对于N维，子旋转角的数量等于一组N中的两个的可能组合的数量，即，由下面的数学式8给出的值。0035数学式800360037因此，旋转角的数量随着维的数量的平方而增加，因此，当维的数量大时，优化问题变得很难。0038NPL3公开了依赖于代数数论的两种不同的手段，它们具有减少参数数量的优点。0039第一种手段允许通过向代数数域应用“正则嵌入”CANONICALEMBEDDING来构造旋转矩阵。提出了两种方法。第一种方法对于维数N2E23E3产生具有分集LN/2的点阵LATTICE，其中，E2,E30,1,。
16、2,。分集表示在星座的任何两个不同点的分量中的不同值的最小数量。第二种方法产生具有分集LN的点阵。N的可能值很有限，诸如3、5、9、11和15。0040从NPL3也已知用于产生N维旋转星座的这种方法的变型。通过下面的数学式9来表达旋转矩阵R。0041数学式9说明书CN104158571A4/21页800420043注意上标字母“T”表示矩阵的转置。0044对于N4，通过下面的数学式10来给出旋转矩阵R的值。0045数学式1000460047虽然结果产生的旋转矩阵是对于任何N正交的旋转矩阵，但是仅当N是2的幂时实现完全的调制分集。0048这些方法的每一种都可以保证特定的分集度。然而，结果产生的旋。
17、转矩阵是固定，没有允许针对不同的星座大小的优化的参数。因此，这些方法的严重缺点是不能根据不同的星座大小来最大化调制分集的效果。0049第二种手段首先构造具有两个和三个维的旋转矩阵，该旋转矩阵可以用作用于使用在下面的数学式11中所示的HADAMARD状堆叠传播来构造具有更多维的矩阵的基础矩阵。0050数学式1100510052基础2D和3D三维旋转矩阵具有单个独立参数，该单独独立参数被选择以使得最大化星座的乘积距离。根据上面的数学式11从两个2D旋转矩阵构造4D旋转矩阵。因为较小的维，所以有可能找到在两个2D旋转矩阵的参数之间的代数关系，使得最大化乘积距离。对于较大的维，这样的优化变得棘手，这是。
18、第二种手段的主要缺点。0053映射星座分量以保证独立衰落0054另一个方面涉及旋转星座的N维的分离和映射，以使它们经历独立的衰落。这是用于实现预期的分集性能所需的关键方面。0055通过在每维基础上分离N维旋转星座而获得的N个星座分量可以通过不同时隙、频率、发送器天线或其组合来被发送。在发送之前，可以进行进一步的信号处理。关键方面是由N维的每一个经历的衰落必须与由N维的任何其他一个经历的衰落不同或理想地与其不相关。0056可以例如通过适当的交织和映射来实现在不同时隙、频率和天线上的N维的传播。0057将星座分量映射到发送的复合单元0058另一个方面涉及旋转星座的N个实际维向用于发送的复合码元的映。
19、射。为了保证期望的分集，N维必须被映射到不同的复合码元。然后，如前面所描述的例如通过交织和映射来传播复合码元，以使得在接收时，由N维的每一个经历的衰落与N维的任何其他一个的说明书CN104158571A5/21页9衰落不相关。0059图2是发送装置的框图。0060发送装置由下述部分构成FEC编码器210、比特交织器220、旋转星座映射器230、复合码元映射器240、码元交织器/映射器250、调制链2601至260M和发送器天线2701至270M。0061FEC编码器210对于向其的输入执行前向纠错FEC编码。注意迄今已知的最佳FEC代码其也是在新标准中最多地使用的是TURBO码和低密度奇偶校验。
20、LDPC码。0062比特交织器220对于来自FEC编码器210的输入执行比特交织。在此，比特交织可以是分组BLOCK交织或卷积交织。0063旋转星座映射器230将来自比特交织器220的输入映射到旋转星座。0064通常，向旋转星座映射器230的输入是FEC编码器210经由执行可选的比特交织的比特交织器220的输出。当每维有多于一个比特B1时，通常需要比特交织。由FEC编码器210执行的FEC编码以受控方式引入了冗余比特，使得可以在接收装置中纠正传播误差。虽然整体谱效率降低，但是发送整体上变得更健壮，即，比特误差率BER随着信噪比SNR更快地衰减。0065注意，关于在不旋转的超立体星座上的信息比特。
21、的原始映射，通过使用二进制或格雷映射分别将每一个维调制B比特，因此离散值的数量是2B，并且星座点的数量是2BN。0066复合码元映射器240将N个星座分量的每一个映射到复合码元的不同的一个，该N个星座分量表示从旋转星座映射器230输入的N维旋转星座码元。0067存在由复合码元映射器240执行的映射的多种可能，该映射即N个星座分量的每一个向复合码元的不同的一个的映射，该N个星座分量表示N维旋转星座码元。在图3中说明了这种可能中的一些。复合码元映射器240的基本功能是将一个旋转星座码元的N个星座分量中的每一个映射到复合码元中的不同的一个。0068例如，图3示出四维的情况。参见图3，示出相同数例如“。
22、1”的框表示一组4D旋转星座码元。由每一个框示出的数指示对应的组的组编号。而且，每一个框指示一维的星座分量。0069在图3中的“星座码元”下面示出的是排列6组4D旋转星座码元的状态。在图3中的“复合码元”下面示出的是12个复合码元，通过重新布置在图3中的“星座码元”下面示出的6组4D旋转星座码元来获得该12个复合码元。注意，图3示出作为示例的三种形式的“复合码元”。在实际发送时，在“复合码元”下垂直地排列的一对两个星座分量重新布置的结果被调制，并且作为一个复合码元被发送。0070码元交织器/映射器250对于从复合码元映射器240输入的复合码元执行码元交织，并且其后，将复合码元映射到不同的时隙、。
23、频率、发送器天线或其组合。在此，码元交织可以是分组交织或卷积交织。0071与发送器天线2701至270M一对一对应地提供了调制链2601至260M。调制链2601至260M的每一个向来自码元交织器/映射器250的对应的输入内插入用于估计衰落系数的导频PILOT，并且也对于对应的输入执行各种处理，诸如转换为时域、数模D/A转换、发送滤波和正交调制。然后，调制链2601至260M的每一个经由发送器天线2701至270M的对应的一个来将发送信号发送。说明书CN104158571A6/21页100072接收器侧0073在接收器侧上，必须执行由发送装置执行的步骤的精确的逆步骤。图4示出与其框图在图2中示。
24、出的发送装置对应的接收装置的框图。0074接收装置由下述部分构成接收器天线4101至410M、解调链4201至420M、码元去映射器/去交织器430、复合码元去映射器440、旋转星座去映射器450、比特去交织器460和FEC解码器470。0075与接收器天线4101至410M一对一对应地提供了解调链4201至420M。解调链4201至420M的每一个对于由图2的发送装置发送和由接收器天线4101至410M的对应的一个接收的信号执行处理，诸如A/D转换、接收滤波和正交解调。然后，解调链4201至420M估计I通过使用导频的信道特性的振幅值衰落系数和II噪声方差，并且将估计的振幅值和噪声方差与相位。
25、纠正的接收信号一起输出。0076码元去映射器/去交织器430对于来自解调链4201至420M的输入执行由在发送装置中的码元交织器/映射器230执行的处理的逆处理。0077复合码元去映射器440对于来自码元去映射器/去交织器430的输入执行由在发送装置中的复合码元映射器240执行的处理的逆处理。通过这个处理，可以获得N维旋转星座码元。0078旋转星座去映射器450对于N维旋转星座码元执行去映射处理，并且输出在N维旋转星座中包括的每一个比特的确定结果。0079比特去交织器460对于来自旋转星座去映射器450的输入执行由在发送装置中的比特交织器220执行的处理的逆处理。0080FEC解码器470对于。
26、来自比特去交织器470的输入执行FEC解码。0081下面，给出了旋转星座去映射器450的进一步说明。0082旋转星座去映射器450可以以下面两种方式I和II来执行去映射N维旋转星座码元的处理。0083I首先对星座进行去旋转，然后分别提取每一个维的比特。0084II在一个步骤中解码所有维的比特。0085虽然第一解决方案上面的I是最简单的，但是其性能是次最佳的，并且甚至对于旋转星座比对于不旋转星座更差。因为其简单性，可以在一些低成本接收装置中使用这个解决方案。0086虽然第二解决方案上面的II更复杂，但是它在给定的SNR下在BER方面提供了更好的性能。下面，将更详细地描述第二解决方案。0087与发。
27、送装置一样，接收装置的优选实施例包括在旋转星座去映射器450之后的FEC解码器470，并且在它们之间具有可选的比特去交织器460，如图4中所示。更精确地，对旋转星座执行去映射的旋转星座去映射器450接收N维码元向量Y1,YN和估计的衰落系数向量H1,HN，并且从每一个码元提取NB比特B1,BNB的数据，如图5中所示。0088当使用FEC解码时，不再通过硬决策的方式来执行去映射N维旋转星座码元的处理，因为纠错的性能将是次最佳的。相反，可以使用以概率形式或以对数似然比LLR形式的“软比特”。LLR表示是优选的，因为可以将概率相乘方便地表达为和。通过定义，在下面说明书CN104158571A107/。
28、21页11的数学式12中示出了比特BK的LLR。0089数学式1200900091注意，在数学式12中，PBK0Y和PBK1Y是当接收到码元向量Y时发送BK0和BK1的先验概率。根据已知理论，星座的比特BK的LLR具有在下面的数学式13中示出的精确的表达式。0092数学式1300930094注意在数学式13中，K是比特索引，Y是接收的码元向量，H是将相关联的估计的衰落系数作为主对角线上的元素的对角矩阵，S是星座点向量，|2是范数的平方，并且2是噪声方差。0095对于N维星座，范数的平方表示在N维空间中从接收的码元向量Y至衰落的星座码元向量HS的平方欧几里得距离。通过下面数学式14来表示范数的平。
29、方。0096数学式1400970098每一个比特BK将星座划分为相等大小的两个分区SK0和SK1，该两个分区对应于BK分别是0和1的那些点。在图6A和6B中示出具有格雷编码的经典16QAM星座的示例。图6A示出星座编码，并且图6B示出每一个比特BK的两个分区。0099用于LLR的精确的表达式上面的数学式13因为指数、相除和对数而难以计算。实际上，进行被称最大对数MAXLOG的在下面的数学式15中所示的近似，其引入了可忽略的误差。0100数学式1501010102通过使用上面的数学式15，上面的数学式13导致在下面的数学式16中所示的LLR的简单得多的表达。0103数学式1601040105对于。
30、每一个接收的码元向量Y，必须计算到所有2BN个星座点的距离，并且，确定每一个分区的对应的最小值。0106图7示出用于16QAM旋转星座N2,B2的LLR去映射器的优选的硬件实说明书CN104158571A118/21页12现方式在图4中所示的旋转星座去映射器450的一个示例。0107LLR去映射器由下述部分构成计数器710、旋转星座映射器720、平方欧几里得距离计算器730、最小化器MINIMIZER7401至7404和加法器7501至7504。0108对于每一个接收的码元向量Y，计数器710重复地产生所有2416个星座点，并且向旋转星座映射器720输出用于指示星座点的四个比特B1、B2、B3。
31、和B4。0109旋转星座映射器720通过使用由计数器710提供的计数值作为索引来从查找表中选择2D旋转星座点，并且向平方欧几里得距离计算器730输出通过该选择获得的两个星座分量S1和S2。0110平方欧几里得距离计算器730计算平方欧几里得距离参见图8。0111对于每一个比特，最小化器7401至7404保持两个分区的对应的最小平方欧几里得距离参见图9。每一个比特的两个星座分区被计数器710的对应的比特简单地指示。0112加法器7501至7504的每一个从MIN0的输出对应于比特0减去MIN1的输出对应于比特1，其中，在最小化器7401至7404的每一个中提供了MIN1和MIN0。其后，加法器7。
32、501至7504分别将相减的结果输出为LB1至LB4。0113图8是计算N维平方欧几里得距离的平方欧几里得距离计算器的电路图。注意，平方欧几里得距离计算器730的电路结构已经对在图8中所示的那个进行了修改，以便满足N2。0114该平方欧几里得距离计算器由下述部分构成乘法器8101至810N，加法器8201至820N、乘法器8301至830N、加法器840和乘法器850。0115乘法器8101至810N将H1至HN分别乘以S1至SN。加法器8201至820N分别从Y1至YN减去H1S1至HNSN。乘法器8301至830N分别将Y1H1S1至YNHNSN乘以Y1H1S1至YNHNSN。0116加法。
33、器840将乘法器8301至830N的输出相加在一起。乘法器850将加法器840的输出乘以1/22。乘法器850的输出是N维平方欧几里得距离。0117图9是最小化器7401至7404的电路图，最小化器7401至7404的每一个计算每一个比特的最小平方欧几里得距离。1比特子集或分区输入指示当前位置。0118最小化器7401至7404的每一个由下述部分构成比较器910、选择器920、反相器930、D触发器9400和9401与选择器950。0119下面描述当子集值从计数器710输入的值是“0”时在图9的情况下执行的操作。0120从D触发器9400的输出和D乘法器9401的输出中，选择器950选择和输出。
34、前者。0121比较器910将指示由平方欧几里得距离计算器730计算的平方欧几里得距离的DINA与选择器950的输出B进行比较。在B小于A的情况下，比较器910输出“0“。在该情况下，从DIN和选择器950的输出，选择器920基于从比较器910接收的“0“来选择和输出后者。另一方面，在A小于B的情况下，比较器910输出“1“。在该情况下，从DIN和选择器950的输出，选择器920基于从比较器910接收的“1“来选择和输出前者。注意在A等于B的情况下，不论选择器920是选择DIN还是选择器950的输出，都将获得相同结果。说明书CN104158571A129/21页13因此，在该情况下，比较器910。
35、可以输出“0“和“1“中的任何一个。0122反相器930将子集值“0“反相。因此，将“1“输入到D触发器9400的启动端。当启动D触发器9400时，它锁存选择器920的输出。同时，向D乘法器9401的启动端输入“0“。由于D触发器9401被禁止，因此它不锁存选择器920的输出。0123下面描述当子集值是“1“时在图9的情况下执行的操作。0124从D触发器9400的输出和D触发器9401的输出，选择器950选择和输出后者。0125比较器910将DINA与来自选择器950的输出B作比较。在B小于A的情况下，比较器910输出“0“。在该情况下，从DIN和选择器950的输出，选择器920基于从比较器9。
36、10接收的“0“选择和输出后者。另一方面，在A小于B的情况下，比较器910输出“1“。在该情况下，从DIN和选择器950的输出，选择器920基于从比较器910接收的“1“选择和输出前者。注意，在A等于B的情况下，不论选择器920选择DIN还是选择器950的输出，都将获得相同的结果。因此，在该情况下，比较器910可以输出“0“和“1“的任何一个。0126“1“被输入到D触发器9401的启动端。当启动D触发器9401时，它锁存选择器920的输出。同时，反相器930将子集值“1“反相。因此，向D触发器9400的启动端输入“0“。当禁止D触发器9400时，它不锁存选择器920的输出。0127可以通过使。
37、用迭代解码来实现在接收装置的性能上的显著改善。如图10中所示，被配置来使用这样的迭代解码的接收装置由下述部件构成旋转星座去映射器1010、比特去交织器1020、FEC解码器1030、加法器1040和比特交织器1050。在此，旋转星座去映射器1010和FEC解码器1030以环路连接。0128旋转星座去映射器1010对于N维旋转星座码元执行去映射处理，并且输出L参见图11。比特去交织器1020对于来自旋转星座去映射器1010的输入执行在发送装置中的比特交织器220执行的处理的逆处理。FEC解码器1030对于来自比特去交织器1020的输入执行FEC解码。0129加法器1040从FEC解码器1030的。
38、输出中减去来自FEC解码器1030的输入。比特交织器1050对于加法器1040的输出执行与由在发送装置中的比特交织器220执行的处理相同的处理，然后输出LE。也被称为外部信息的LE被反馈到旋转星座去映射器1010，以便帮助由旋转星座去映射器1010执行的去映射处理，即，对N维旋转星座码元去映射的处理。在该情况下，必要的是，FEC解码产生例如LLR的形式的软比特。0130如在文献中已知的，通过下面的数学式17来给出用于计算比特BK的LLR的公式。0131数学式1701320133在数学式17中，X表示与每一个星座点相关联的KNB比特，并且XK0和XK1表示与比特K相关联的两个星座分区，每一个星座。
39、点由NB比特而不是整数坐标的N比特表说明书CN104158571A1310/21页14示。此外S被表达为SX，并且表示星座映射功能。0134例如，在下面的数学式18中示出了X30和X31。0135数学式1801360137000001000138000101010139001001100140001101110141100011000142100111010143101011100144101111110145图11示出了用于迭代解码的旋转星座去映射器1010的结构的示例。注意，用于迭代解码的旋转星座去映射器1010类似于用于非迭代解码的旋转星座去映射器。下面，与如上所述的元件相同的元件被分配。
40、与其相同的附图标记，并且省略其的详细描述。0146旋转星座去映射器1010由下述部件构成计数器710、旋转星座映射器720、平方欧几里得距离计算器730、最小化器7401至7404、加法器7501至7504、逻辑与运算器11101至11104、加法器1120、加法器11301至11304与加法器11401至11404。0147逻辑与运算器11101至11104对于比特交织器1050的输出即LEB1至LEB4和计数器710的输出即B1至B4执行逻辑与运算。加法器1120将逻辑与运算器11101至11104的输出相加在一起。加法器11301至11304的每一个从加法器1120的输出减去逻辑与运算器。
41、11101至11104中的对应的一个的输出。加法器11401至11404的每一个从平方欧几里得距离计算器730的输出减去加法器11301至11304的对应的一个的输出。然后，加法器11401至11404的每一个向最小化器7401至7404的对应的一个的DIN输出通过该相减获得的值。0148引用列表0149非专利文献0150NPL1KBOULLEANDJCBELFIORE“MODULATIONSCHEMEDESIGNEDFORTHERAYLEIGHFADINGCHANNEL“PRESENTEDATCISS19920151NPL2BDJELICICANDSROY“DESIGNOFTRELLISCO。
42、DEDQAMFORFLATFADINGANDAWGNCHANNELS“IEEETRANSACTIONSONVEHICULARTECHNOLOGY,VOL44FEB19950152NPL3JBOUTROSANDEVITERBO“SIGNALSPACEDIVERSITYAPOWERANDBANDWIDTHEFCIENTDIVERSITYTECHNIQUEFORTHERAYLEIGHFADINGCHANNEL“IEEETRANSACTIONSONINFORMATIONTHEORY,VOL44JUL19980153NPL4MODAMEN,KABEDMERAIM,ANDJCBELFIORE“DIAGON。
43、ALALGEBRAICSPACETIMEBLOCKCODES“IEEETRANSACTIONSONINFORMATIONTHEORY,VOL48MAR2002说明书CN104158571A1411/21页15发明内容0154技术问题0155如上所述，虽然已经作出了关于用于旋转星座的旋转矩阵的大量建议，但是迄今已经作出的建议未提供产生用于具有相对于各种星座大小的高调制分集度的数字调制的多维旋转星座多维旋转矩阵的任何有效方法。0156NPL2介绍了利用GIVENS旋转的手段。这种手段的问题是用于产生最佳多维旋转星座的参数的数量以在星座中的维数的平方的数量级增大。0157NPL3介绍了两种手段。第一。
44、种手段利用正则嵌入。根据这种手段，用于产生多维旋转矩阵的方法基于维的数量而被唯一地确定，并且没有使得能够针对不同星座大小进行优化的参数。因此，这种手段的问题是它不允许最大化各种星座大小的调制分集的效果。0158由NPL3介绍的第二种手段通过使用其中2D和3D旋转矩阵被堆叠的堆叠传播来产生具有大量的维的多维旋转矩阵。这种手段的问题是当维数增大时，在堆叠的旋转矩阵之间的代数关系变得更复杂，使得优化困难。0159本发明的目的是提供一种产生用于具有相对于各种星座大小的高调制分集度的数字发送的多维旋转星座多维旋转矩阵的有效方法。本发明的目的也是提供用于基于通过使用上面的方法获得的多维旋转星座来发送数据的。
45、发送装置和发送方法，以及用于基于通过使用上面的方法获得的多维旋转星座来接收数据的接收装置和接收方法。0160问题的解决方案0161本发明的发送装置通过多个发送信道来发送数据块。发送装置包括调制器，可用于根据要发送的数据的块来选择多个星座点之一，所述多个星座点的每一个具有多个分量；以及，发送器，可用于通过所述多个发送信道的不同的一个来发送所述选择的星座点的每一个分量，其中，I通过在N维空间内的其位置来定义所述多个星座点，通过向01620163的子集应用正交变换而获得所述位置，所述子集是N维整数点阵，IIN是四的倍数，并且III所述正交变换具有NN矩阵表示，在主对角线上的所有元素的绝对值等于第一值。
46、，并且不在所述主对角线上的所有元素的绝对值等于非零的第二值。0164本发明的有益效果0165上面的发送装置允许有效地产生用于具有相对于各种星座大小的高调制分集度的数字发送的多维旋转星座多维旋转矩阵。因为通过使用产生的多维旋转矩阵而获得的多维旋转星座，上面的发送装置还使得能够进行产生高调制分集度的效果的数据发送。附图说明0166图1A说明了2D示例星座和衰落的效果。0167图1B说明了通过旋转图1A的星座而获得的2D示例星座和衰落的效果。0168图2示出传统发送装置的框图。0169图3是说明星座码元向复合码元的映射的示意图。0170图4是传统接收装置的框图。说明书CN104158571A1512。
47、/21页160171图5是旋转星座去映射器的输入和输出的说明。0172图6A示出具有格雷编码的传统16QAM星座的示例。0173图6B说明图6A的星座的每一个比特的两个分区。0174图7示出用于16QAM旋转星座的LLR去映射器的示例硬件实现方式。0175图8示出计算N维平方欧几里得距离的平方欧几里得距离计算器的示例硬件实现方式。0176图9示出计算最小平方欧几里得距离的最小化器的示例硬件实现方式。0177图10示出执行迭代解码的电路的框图。0178图11示出用于迭代解码的旋转星座去映射器的示例硬件实现方式。0179图12示出根据本发明的实施例的发送装置的框图。0180图13示出根据本发明的实。
48、施例的接收装置的框图。0181图14是在图13中所示的旋转星座去映射器的框图。具体实施方式0182本发明提供了第一发送装置，用于通过多个发送信道来发送数据块，所述第一发送装置包括调制器，可用于根据要发送的数据的块来选择多个星座点中的一个，所述多个星座点的每一个具有多个分量；以及，发送器，可用于通过所述多个发送信道的不同的一个来发送所述选择的星座点的每一个分量，其中，I通过在N维空间内的其位置来定义所述多个星座点，通过向01830184的子集应用正交变换来获得所述位置，所述子集是N维整数点阵，IIN是四的倍数，并且III所述正交变换具有NN矩阵表示，在主对角线上的所有元素的绝对值等于第一值，并且。
49、不在所述主对角线上的所有元素的绝对值等于非零的第二值。0185本发明还提供了第一发送方法，用于通过多个发送信道来发送数据块，所述第一发送方法包括以下步骤根据要发送的数据的块来选择多个星座点中的一个，所述多个星座点的每一个具有多个分量；以及，通过所述多个发送信道的不同的一个来发送所述选择的星座点的每一个分量，其中，I通过在N维空间内的其位置来定义所述多个星座点，通过向01860187的子集应用正交变换而获得所述位置，所述子集是N维整数点阵，IIN是四的倍数，并且III所述正交变换具有NN矩阵表示，在主对角线上的所有元素的绝对值等于第一值，并且不在所述主对角线上的所有元素的绝对值等于非零的第二值。0188上面的发送装置和发送方法允许有效地产生用于具有相对于各种星座大小的高调制分集度的数字发送的多维旋转星座多维旋转矩阵。因为通过使用产生的多维旋转矩阵而获得的多维旋转星座，因此上面的发送装置和发送方法也使能进行产生高调制分集说明书CN104158571A1613/21页17度的效果的数据发送。0189本发明还提供了第二发送装置和第二发送方法，它们分别是第一发送装置和第二发送装置，其中，取代NN矩阵表示，所述正交变换具有通过置换在所述NN矩阵表示中的行和。