[发明专利]基于增强型六维64PSK星座的正交频分复用方法

权利要求书

1.一种基于增强型六维64PSK星座的正交频分复用方法，其特征在于：包括调制方法和解调方法，其中，

(1)调制方法包括以下步骤：

(1-1)对于一串比特流输入信息x_b，对其进行串/并转换，以将其分成N个由6个比特码元组成的并联比特流，各个并联比特流用x_b,k表示，0≤k≤N-1；

(1-2)对于并联x_b,k，将其6个比特码元中的前3个比特码元映射到用三维直角坐标系表示的三维8PSK信号调制星座图中：当前3个码元分别为000、011、101、110、001、010、100和111时，分别将其映射为三维8PSK信号调制星座图中的信号点符号A(0，-0.82，0.58)、B(0，0.82，0.58)、C(-0.82，0，-0.58)、D(0.82，0，-0.58)、E(-0.82，0，0.58)、F(0.82，0，0.58)、G(0，-0.82，-0.58)和H(0，0.82，-0.58)，信号点符号A、B、C、D、E、F、G和H构成B₀⁽³⁾星座，且B₀⁽³⁾星座为单位球的内接正六面体；

将B₀⁽³⁾星座划分为两个正四面体C₀⁽³⁾和C₁⁽³⁾，其中正四面体C₀⁽³⁾对应B₀⁽³⁾星座中的符号子集{A，B，C，D}，C₁⁽³⁾对应B₀⁽³⁾星座中的信号点符号子集{E，F，G，H}；

前3个比特码元映射后得到信号点符号即第k个子载波的第一个发送符号R_k(1)，其坐标用(x_k，y_k，z_k)表示；

将6个比特码元中的后3个码元根据前3个码元进行映射：

如果前3个比特码元映射为符号子集{A，B，C，D}中的符号，则后3个比特码元按照以下方式映射：当后3个比特码元分别为000、001、010、011、100、101、110和111时，分别映射为三维8PSK信号调制星座图中的信号点符号a(0，0.86，0.51)、b(0.86，0，0.51)、c(0，-0.86，0.51)、d(-0.86，0，0.51)、e(-0.61，0.61，-0.51)、f(0.61，0.61，-0.51)、g(0.61，-0.61，-0.51)和h(-0.61，-0.61，-0.51)；信号点符号a、b、c、d、e、f、g和h构成B₁⁽³⁾星座，B₁⁽³⁾星座为一种三维的8PSK星座；

如果前3个比特码元映射为符号子集{E，F，G，H}中的符号，则后3个比特码元按照以下方式映射：当后3个比特码元分别为000、001、010、011、100、101、110和111时，分别映射为三维8PSK信号调制星座图中的信号点符号a1(-0.61，0.61，0.51)、b1(0.61，0.61，0.51)、c1(0.61，-0.61，0.51)、d1(-0.61，-0.61，0.51)、e1(-0.86，0，-0.51)、f1(0，0.86，-0.51)、g1(0.86，0，-0.51)和h1(0，-0.86，-0.51)；信号点符号a1、b1、c1、d1、e1、f1、g1和h1构成B₂⁽³⁾星座，则B₂⁽³⁾星座由B₁⁽³⁾星座中各信号点绕Z轴旋转45°得到；

后3个比特码元映射后得到信号点符号即第k个子载波的第二个发送符号R_k(2)，其坐标用(u_k，v_k，w_k)表示；

根据第一个发送符号R_k(1)和第二个发送符号R_k(2)，得到第k个子载波S_k，其坐标表示为(x_k，y_k，z_k，u_k，v_k，w_k)；

(1-3)对每个比特流x_b,k重复步骤(1-2)，得到N个子载波，各个子载波的坐标组成矩阵S：

S=(S0TS1T...SN-1T)=x0x1...xN-1y0y1...yN-1z0z1...zN-1u0u1...uN-1v0v1...vN-1w0w1...wN-1]]>

(1-4)通过以下公式对矩阵S进行二维傅里叶逆变换得到发送符号矩阵s：

s=16NW6-1(S·WN-1)]]>

其中，W₆^-1是6×6的二维傅里叶逆变换，W_N^-1是N×N的二维傅里叶逆变换，则矩阵s中的每个元素通过以下公式得到：

s(m2,m1)=16NΣq2=05Σq1=0N-1S(q2,q1)e[j2π(m2q26+m1q1N)]=16NΣq2=05ej2πm2q2/6[Σq1NS(q2,q1)ej2πm1q1/N]]]>

其中，j为虚数单位，0≤m₁≤N-1，0≤m₂≤5，q₁和q₂为矩阵S的列号和行号；

(2)解调方法包括以下步骤：

(2-1)在高斯信道下接收发送符号，得到接收符号r＝s+n，n为高斯噪声；r用(r₀^Tr₁^T···r_N-1^T)表示，

(2-2)通过以下公式接收符号r进行二维傅里叶变换：

R(q2,q1)=Σm2=05Σm1=0N-1r(m2,m1)e[-j2π(q2m26+q1m1N)=Σm2=05e-j2πq2/m2/6[Σq1=0N-1r(m2,m1)e-j2πq1m1/N]]]>

其中，R(q₂,q₁)中的元素为S+n；矩阵S包含各个子载波的第一个发送符号R_k(1)和第二个发送符号R_k(2)；

(2-3)对于第k个子载波的第一个发送符号R_k(1)和第二个发送符号R_k(2)，计算R_k(1)到B₀⁽³⁾星座上各点的三维欧氏距离，再计算R_k(2)到B₁⁽³⁾和B₂⁽³⁾星座上各点的三维欧氏距离，然后将这两个欧氏距离分别相加，最后按照这两个欧氏距离的和的最小值通过以下公式进行解调判决：

i＝argmin{d(R_k,S_(i))},0≤i≤63

其中，

d(Rk,S(i))=dRk(1)(1)+dRk(2)(1),Rk(1)∈C0(3)andRk(2)∈B1(3)dRk(1)(2)+dRK(2)(2),Rk(1)∈C1(3)andRk(2)∈B2(3)]]>

其中，和分别表示第k子载波的第一个发送符号R_k(1)到星座C₀⁽³⁾和C₁⁽³⁾的三维欧氏距离，和分别表示第k子载波的第二个发送符号R_k(2)到星座B₁⁽³⁾和B₂⁽³⁾的三维欧氏距离；

根据解调判决进行解调，得到第k个子载波的并联比特流x_b,k；

(2-4)重复步骤(2-3)得到N个子载波的并联比特流，最后串联得到比特流输入信息x_b。