[发明专利]一种基于双重交织的空间调制方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于双重交织的空间调制方法及装置，属于无线通信系统技术领域。

背景技术

在无线通信的发展过程中，多输入多输出(Multiple Input Multiple Output，MIMO)系统极大地提高了系统的流量和频谱利用率，同时为了克服MIMO系统多天线之间的干扰，波束成形(Beamforming,BF)和空时分组编码(Space Time Block Code，STBC)被广泛应用。但采用闭环反馈机制的BF提高了系统的复杂度，以及非正交空时编码或全速率正交空时编码较大的编码时延也限制了系统的扩展。为了进一步提高系统的频谱利用率和克服多天线之间的干扰，空间调制(Spatial Modulation，SM)的技术逐渐被研究和应用。

在空间调制发展中，结合空间调制自身接收端天线序号对数据解调的影响的特点，出现了几种提高性能的方案：1)在空间调制映射前只对天线比特进行纠错编码的方案，以纠正天线序号解调错误的比特来提高系统的误比特率性能；2)对天线比特和数据比特都进行纠错编码的方案，也可以纠正误码提高系统的误比特率性能；3)在空间调制映射之前进行交织的方案，也达到了降低系统误比特率的目的。但使用的都是常规的交织方案，并没有结合空间调制映射自身的特点进行交织。

本发明充分利用空间调制映射自身特点，提出了一种基于双重交织的空间调制的方法和装置，本发明专利在不提高系统复杂度的情况下充分适应天线数，调制方式灵活地进行交织，可以在明显提高频谱利用率的前提下明显改善系统性能。

发明内容

发明目的：为了纠正突发性差错，改善空间调制通信系统的传输质量，本发明提出了一种基于双重交织的空间调制方法及装置，在发送机和接收机中利用发射天线数、低密度奇偶校验码(Low Density Parity Check Code，LDPC)码字长度和调制方式的信息计算映射比特块的大小和决定采用的交织方式，以实现自适应地块内交织和块间交织的结合。

技术方案：一种基于双重交织的空间调制方法，发送端采用LDPC编码并通过空间调制方法将发送帧从多个天线发射，发送端在空间调制之前还结合空间调制特点对发送帧的数据部分做块交织操作，接收端通过解空间调制和解块交织恢复发送端LDPC编码后的比特数据，具体包括如下步骤：

步骤1：发送端根据发射天线数T、调制方式对应的调制阶数M和LDPC码字长度L_CW确定块交织和空间调制参数，参数包括：映射比特块包含的比特数m，其包含天线序号映射比特数T_b和数据星座映射比特数D_b；每个LDPC码字中含有的空间映射块数P以及需要补零的比特数z；

具体的计算公式为：

m＝T_b+D_b＝log₂(T)+log₂(M)(公式1)

z＝m-mod(L_cw,m) (公式3)

其中表示向下取整，mod(a,b)表示a对b取余。

步骤2：发送端根据补零的比特数z来决定对每个LDPC码字的补零操作，并根据T_b和D_b的大小关系确定每个LDPC码字内按映射比特块大小进行的块内和块间的联合交织的方式并完成块交织；

交织的方式具体包括：当T_b＝D_b时，对每个LDPC码字按映射比特块大小进行块内和块间双重交织；当T_b＜D_b时，只对每个LDPC码字按映射比特块大小进行块间交织；当T_b＞D_b时，只对每个LDPC码字按映射比特块大小进行块内交织。

所述块内交织的方法为：将T_b对应比特的第一位与D_b对应比特的第一位互换；

所述块间交织的方法为：当一个LDPC码字补零后的空间调制映射块数为偶数时，第一块的T_b对应比特与第块的D_b对应比特交换位置，依次这样直到第块的T_b对应比特与第块的D_b对应块交织；当为奇数时，第一块的T_b对应比特与第块的D_b对应比特交换位置，依次这样直到第块的T_b对应比特与第块的D_b对应块交织；