[发明专利]用于编码传输的多维星座图的旋转

说明书

本申请是申请日为2009年03月31日、申请号为200980111604.0、发明名称为“用于编码传输的多维星座图的旋转”的中国专利申请的分案申请。

相关申请

本专利申请要求享有2008年3月31日递交的名称为“Multi-dimensional Constellations for Coded Transmission in Fading Channels”的临时申请No.61/041,131的优先权，其转让给本申请受让人，并通过引用将其全部内容明确并入本文。

技术领域

概括而言，本发明涉及无线通信，具体而言，涉及用于在无线通信系统中旋转并发送多维星座图的技术。

背景技术

在高数据速率正交频分复用(OFDM)系统中(例如但不限于WiMedia超宽带(UWB))，信道分集是主要关注的问题。在这种系统中，相关码字可以跨越多个子载波。第一码字和第二相关码字之间的距离可能没有跨越足够多的子载波来保持高效通信。如果部分子载波衰落，则可能难以区分码字。

已经研究了各种技术来增加码字分集但没有提供完全的解决方案。由Boutros和Viterbo在“Signal space diversity：A power-and bandwidth-efficient diversity technique for the Rayleigh fading channel”IEEE Trans.Inform.Theroy，1996年3月，42卷，502-518页中讨论的；以及由M.L.McCloud在“Analysis and design of short block OFDM spreading matrices for use on multipath fading channels”IEEE Trans.Comm.，2005年4月，53卷，656-665页中讨论的一种技术将若干不相关的子载波分组以构成多维星座图。在这种系统中，可以将子载波建模为或视为星座图的轴。

然而，多维星座图的任何子载波/轴出现衰退或衰落会导致星座点沿非衰落轴落在彼此的上方。从而星座点不再是可辨别的且传输中的误差率也会增加。在另一方面，如果多维星座图适当地旋转，则星座点可以在一个子载波衰退时保持为可区别的。如果多维星座图适当地旋转，则星座图可以在不增加发射功率或带宽的情况下改善码字分集。

公知的用于旋转多维星座图的技术包括：(1)对于空时码(STC)，按照表示为Θ的旋转矢量来最小化比特差错率(BER)，同时将BER表示为加权平均；(2)最小化符号差错率(SER)；以及(3)最小化所有矢量的修正的Chernoff近似值的最大值。用于旋转多维星座图的技术可以包括假设维度是复数。

由M.Brehler和M.K.Varanasi在“Training-codes for the noncoherent multi-antenna block-Rayleigh-fading channel”Proc.第37次会议，信息科学与系统，Baltimore，MD，Mar.1214，2003中讨论了如下技术：通过按照旋转矢量Θ来最小化BER同时将BER表示为加权平均来旋转用于STC的多维星座图。该技术可以应用在存在编码的情况下，在该编码情况下软比特进入接收机后续阶段。

由M.L.McCloud在“Analysis and design of short block OFDM spreading matrices for use on multipath fading channels”IEEE Trans.Comm，2005年4月，53卷，656-665页中讨论了通过最小化SER来旋转多维星座图，在本文中并入了上述文献的全部内容。当具有BRE的未编码系统不具有数据包差错率(PER)需求时，该技术可以应用于该系统。

Boutros和Viterbo在上述参考文献中讨论了如下技术：通过最小化所有矢量的修正的Chernoff近似值的最大值来旋转多维星座图。该技术可能不会改善平均差错率，并且该技术使得一些码字几乎没有较小分集，从而当发生子载波衰落时容易出现误差。在该技术的变体中，可以使分集阶数最大化以应对衰落，这样可以使得大多数误差矢量跨越多个维度。该变体可以适用于具有PER而非BER的未编码调制需求。该变体可以确保最弱的(最差情况)码字得到足够保护。