[发明专利]用于OFDM系统的多维联合编码调制的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及数据通信中的分集技术领域，尤其涉及一种用于OFDM系统的联合编码调制的方法及装置。

背景技术

1982年Ungerboeck提出网格编码调制TCM(Trellis Code Modulation)技术后，编码调制CM(Coded Modulation)技术始终是通信领域中的热门研究课题。TCM的基本思想是将编码器和调制器作为一个整体进行综合考虑和设计，使得编码器和调制器级联后产生的编码信号序列具有最大的欧氏距离。目前的理论和实践均已表明TCM在加性白高斯信道(AWGN Channel)中能够达到最佳性能。然而，将TCM用于移动衰落信道时发现其性能变得很差。于是，如何在衰落信道中寻找最佳的编码调制方案就成为近年来的研究热点。

TCM编码方法的优势是将编码信号序列的欧氏距离最大化，这在AWGN信道中能够起到良好的效果。但是对于衰落信道，性能的提高取决于增加分集数和增大积距离，这使得TCM编码方法在衰落信道传输中不存在性能优势。

1992年Zehavi最先提出比特交织编码调制算法BICM(Bit Interleave Code Modulation)，该算法与传统的TCM相比较，在瑞利信道下的性能有显著提高。1996尼娜、G Caire等人在理想交织的情况下计算了BICM方案的容量，证明了具有Gray映射的大多数信号集的容量都与信号集的自身容量几乎相等。这样就从理论上说明了BICM可以获得与TCM相同的编码增益，而不仅仅是原先认为的一种次最佳的编码方案。

在BICM算法中，起决定作用的比特交织技术增大了编码调制的时间分集度，然而，在高斯信道下，它的性能则又因最小欧氏距离的减小而恶化。

正交频分复用OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)是一种宽带多载波技术。它是通过将高速传输的数据流转换为一组低速并行传输的数据流，使得系统对于多径衰落信道频率选择性的敏感度程度大大降低，从而具有良好的抗噪声和抗多径干扰的能力，适用于在频率选择性衰落信道中进行高速数据传输。因此，人们自然地就会想到：如果能够将OFDM与BICM方式相互结合，就会进一步提高通信质量。

众所周知，在衰落信道中，“分集”的作用非常重要。在最佳分集情况下，错误概率会随着平均信噪比的增加而呈指数下降。在BICM算法中，虽然比特交织技术增大了编码调制的时间分集度；但是，由于最小欧氏距离的减小，又使该技术方案在高斯信道下的传输性能变得恶化。因此，如何解决这个技术难题，成为业内科技人员关注的热点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题之一是需要提供一种用于OFDM系统的多维联合编码调制的方法及装置。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种用于OFDM系统的多维联合编码调制的方法，该方法包括：旋转调制步骤，发送端针对各个用户的发送数据分别进行编码和调制以得到各个用户的调制符号，并依照设定的旋转矩阵对所得到的由所述各个用户的调制符号构成的调制符号块进行多维旋转调制以得到符号分量块；以及交织步骤，发送端按照设定的OFDM模式给所述符号分量块分配OFDM时频资源，得到OFDM符号，再对各个所述OFDM符号中的每个用户的符号分量块进行Q路交织处理得到交织符号。

根据本发明另一方面的用于OFDM系统的多维联合编码调制的方法，按照如下处理来确定所述设定的旋转矩阵：生成设定数量的N维正交矩阵，所述设定数量大于1，N为所述设定的旋转矩阵的维数，N≥2；分别基于所述设定数量的N维正交矩阵中的各个N维正交矩阵进行多维旋转调制以得到相应的符号分量块X_i，并分别计算各个所述符号分量块X_i的最小间隔值，1≤i≤所述设定数量；将与所述最小间隔值最大的符号分量块X_i对应的N维正交矩阵确定为所述设定的旋转矩阵；其中，通过如下步骤来确定所述符号分量块X_i的最小间隔值：针对所述符号分量块X_i的N个符号分量中的各个符号分量，确定符号分量的M^N/2个不同取值并计算各不同取值之间的最小间隔，作为最小分量间隔值，M表示调制阶数；将N个符号分量的最小分量间隔值中的最小值作为所述符号分量块X_i的最小间隔值。