准正交分组空时码的低复杂度快速译码方法

摘要

本发明公开了一种准正交分组空时码的低复杂度快速译码方法，主要解决现有技术复杂度过高的问题。其实现步骤为：首先，对系统模型里的等效信道矩阵进行QR分解以简化接收端的等效形式，实现部分信号的解耦；然后，对等效信道矩阵进行左右翻转变换，得到变换信道矩阵；再对变换信道矩阵进行QR分解以简化接收端的变换形式，实现剩下部分信号的解耦；最后，针对解耦后的式子进行并行译码，得到所需要的信息。本发明具有复杂度低，译码速度快的优点，可用于准正交分组空时码信息的传送。

主权项

一种准正交分组空时码的低复杂度快速译码方法，包括以下步骤：(1)接收端在接收到准正交分组空时码的码字信息后，构造准正交分组空时码系统的等效信道矩阵H，得到接收端的等效形式y₁＝Hs+n，其中s为发送的信息矩阵，表示为$s={\left[\begin{array}{cccc}{s}_1& s_2& s_3& s_4\end{array}\right]}^T,$n为等效噪声矩阵，“T”表示转置运算；(2)对等效信道矩阵H进行QR分解，将其分为原正交矩阵Q₁与原上三角矩阵R₁的积，表示为H＝Q₁R₁，其中$R_1=\left[\begin{array}{cccc}a& 0& b& 0\\ 0& a& 0& b\\ 0& 0& c& 0\\ 0& 0& 0& c\end{array}\right],$a,b,c为数值不同的实数值；(3)在接收端的等效形式y₁＝Hs+n的两边同时左乘原正交矩阵Q₁的共轭转置，得到原化简式y'＝R₁s+n'，其中Q₁右上角的“+”表示对矩阵取共轭转置操作；(4)对等效信道矩阵H进行左右翻转变换，得到变换信道矩阵H'，并且得到接收端的变换形式y₂＝H's'+n，其中$s^{\prime }={\left[\begin{array}{cccc}{s}_4& s_3& s_2& s_1\end{array}\right]}^T,$“T”表示转置运算；(5)对变换信道矩阵H'进行QR分解，将其分为变换正交矩阵Q₂与变换上三角矩阵R₂的积，表示为H'＝Q₂R₂，其中$R_2=\left[\begin{array}{cccc}m& 0& n& 0\\ 0& m& 0& n\\ 0& 0& k& 0\\ 0& 0& 0& k\end{array}\right],$m,n,k为数值不同的实数值；(6)对接收端的变换形式y₂＝H's'+n两边同时左乘变换正交矩阵Q₂的共轭转置，得到变换后的化简式其中Q₂右上角的“+”表示对矩阵取共轭转置操作；(7)根据原化简式y'＝R₁s+n'和变换后的化简式进行译码，得到所需要的信息：(7a)取出原化简式y'＝R₁s+n'的第三、四行，得到原判决式：$\left[\begin{array}{c}{y}_3^{\prime }\\ y_4^{\prime }\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cccc}0& 0& c& 0\\ 0& 0& 0& c\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{s}_1\\ s_2\\ s_3\\ s_4\end{array}\right]+\left[\begin{array}{c}{n}_3^{\prime }\\ n_4^{\prime }\end{array}\right],$其中，$\left[\begin{array}{c}{y}_3^{\prime }\\ y_4^{\prime }\end{array}\right]$为y'的第三、四行，$\left[\begin{array}{c}{n}_3^{\prime }\\ n_4^{\prime }\end{array}\right]$为n'的第三、四行；(7b)取出变换化简式的第三、四行，得到变换后的判决式：$\left[\begin{array}{c}{\tilde{y}}_3^{\prime }\\ {\tilde{y}}_4^{\prime }\end{array}\right]\left[\begin{array}{cccc}0& 0& k& 0\\ 0& 0& 0& k\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{s}_4\\ s_3\\ s_2\\ s_1\end{array}\right]+\left[\begin{array}{c}{\tilde{n}}_3^{\prime }\\ {\tilde{n}}_4^{\prime }\end{array}\right],$其中，$\left[\begin{array}{c}{\tilde{y}}_3^{\prime }\\ {\tilde{y}}_4^{\prime }\end{array}\right]$为的第三、四行，$\left[\begin{array}{c}{\tilde{n}}_3^{\prime }\\ {\tilde{n}}_4^{\prime }\end{array}\right]$为的第三、四行；(7c)利用原判决式和变换后的判决式进行并行译码：${\hat{s}}_1=\arg \underset{s_1\in D}{\min }\left\{{\left|\right|{\tilde{y}}_4^{\prime }-{\mathrm{ks}}_1\left|\right|}^2\right\}$${\hat{s}}_2=\arg \underset{s_2\in D}{\min }\left\{{\left|\right|{\tilde{y}}_3^{\prime }-{\mathrm{ks}}_2\left|\right|}^2\right\}$${\hat{s}}_3=\arg \underset{s_3\in D}{\min }\left\{{\left|\right|y_3^{\prime }-{\mathrm{cs}}_3\left|\right|}^2\right\}$${\hat{s}}_4=\arg \underset{s_4\in D}{\min }\left\{{\left|\right|y_4^{\prime }-{\mathrm{cs}}_4\left|\right|}^2\right\}$其中，分别表示发送的信息矩阵$s={\left[\begin{array}{cccc}{s}_1& s_2& s_3& s_4\end{array}\right]}^T$中各个信号的译码结果，D表示此调制方式下所有星座点的集合，i＝1,2,3,4中的s_i∈D表示s_i取集合D中的所有星座点值进行搜索，arg min{||·||²}表示对其进行平方运算后将取值最小的星座点值作为判决信号。