专利名称：一类基于格并运用最优规划构造高维星座图的方法
技术领域：
本发明属于通信技术领域，具体涉及一类基于格并运用最优规划构造高维星座图的方法。
背景技术：
如今，电磁波的幅度和相位进行调制被广泛地用来传递信息。而为了进一步提高无线通信系统的性能，越来越多的研究[1]_[6]将注意力放在利用电磁波极化参数来携带信息所带来的好处上。Andrews等人在文献[I]中指出电磁波的极化可以在无线通信系统中带来额外的自由度，从而提高系统容量。文献[2]_[4]中讨论了天线的极化分集，这类技术是利用电磁波极化信息的一种途径。Nehorai等人在文献[5]中首次提出了电磁波的幅度、相位和它的两个极化参数可以同时进行调制来传递信息。文献[6]基于空间电磁场的数学表达式，提出了一种在无线通信系统中对电磁波幅度、辅助极化角和极化相位角进行调制的新型三维调试方法。综上，高维星座图的设计便有了实际意义。人们熟知正交幅度调制(quadrature amplitude modulation, QAM)是调制电磁波的幅度和相位来传输信息。QAM星座图中，各星座点构成具有重复地方格形状，这一方格形状在星座图设计中很常见。格作为一种数学结构，能够用来定义上述呈方格状的点。因此，我们可以在格理论的基础上来设计星座图。通常，基于格理论来构造星座图的方法首先会选取一种格，然后再选取一个包含指定星座点数目的边界。关于格和基于格的星座图的性质在文献[7]-[9]中有详细阐述。文献[7]提出了星座图的增益指数(theconstellation figure of merit, CFM)这一概念,它反映了基于格的星座图的效率。在星座图的维数不太大时(三维或四维)，具有较大增益指数的星座图具有很低的误符号率。Proakis等人在文献[9]中证明了星座图的增益指数可以分解成格的编码增益和星座图边界成形增益。因此，分别最大化编码增益和成形增益可以产生具有最大CFM值的星座图。
发明内容
本发明的目的在于提出一类基于格并运用最优规划构造高维星座图的方法，所构造的该类星座图具有功率节省、误符号率低等特点。本发明提出的构造高维星座图的方法，是通过分别最大化格的编码增益和星座图边界的成形增益，使得高维星座图的增益指数达到最大，从而使最终构造出来的高维星座图具有功率节省、误符号率低的优点。本发明所提出的这一类高维星座图的构造主要分为两部分:一是η维格的选取，另一个为/7维边界的选取。一个/ 维空间中的格是R"中一离散的点集，且该点集具有矢量加法下的群结构。通常，一个/7维的格Λ可以由/7个线性无关的基向量晃来表示，故格中的任意一点Z可以表示成
权利要求
1.一类基于格并运用最优规划所构造高维星座图的方法，其特征在于具体步骤为(I)设一个/7维空间中的格是Rfl中一离散的点集，且该点集具有矢量加法下的群结构， In维的格Λ由个线性无关的基向量晃e Η ι “来表示，格中的任意一点ζ可以表示成
全文摘要
本发明属于通信技术领域，具体为一类基于格并运用最优规划所构造高维星座图的方法。该类高维星座图是通过最大化星座图的增益指数所设计出来的。而星座图的增益指数可以分解成格的编码增益与星座图边界的成形增益的乘积，故这类高维星座图的设计过程是将编码增益和成形增益的最大化过程构造为两个优化问题，并将星座图的最小欧氏距离和其对称性分别作为这两个优化问题的约束条件，通过求解优化问题来得到所需的星座图。该方法可作为设计任意维度的星座图的通用方法，而且设计过程简单。此外，较之现有的高维星座图，本发明所提出的这类星座图功率更节省，误符号率更低。
文档编号H04L1/00GK103051587SQ20131001732
公开日2013年4月17日 申请日期2013年1月17日 优先权日2013年1月17日
发明者吴昊, 张建秋, 宋汉斌 申请人:复旦大学