CN102075487B - 基于多维星座映射的编码调制方法、解调解码方法及*** - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于多维星座映射的编码调制方法、解调解码方法及***，该编码调制方法包括步骤：对输入信息比特进行信道编码及比特交织，得到编码交织比特；对所述编码交织比特进行K维脉冲幅度调制的星座映射，得到K维实数向量的星座映射符号，其中，K为正整数；对所述星座映射符号进行星座旋转，得到K维实数向量的多维已旋转星座映射符号；对所述多维已旋转星座映射符号进行维数转换及通用实数交织，得到编码调制符号并输出。该方法及***可在AWGN和衰落信道条件下，使得编码调制***及其对应的解调解码***的性能在中低频谱效率下均逼近信道容量，同时兼顾***的吞吐能力。

Description

基于多维星座映射的编码调制方法、解调解码方法及***

技术领域

本发明涉及数字信息传输领域，尤其涉及一种基于多维星座映射的编码调制方法、解调解码方法及***。 

背景技术

数字通信***，特别是无线通信***的根本任务是利用有限带宽提供数字信息的高速、高效的无误传输。为了适应数字信息在常见模拟信道下的传输需求，信道编码技术通常需要与数字调制技术结合。编码调制技术是实现无线通信***根本任务的有效方法和重要手段。信道编码与调制的结合构成编码调制***，它是数字通信***发射端的子***，也是其核心模块之一，对应的编码调制技术也是数字通信***的核心技术。与编码调制***相对应，解调和信道解码的结合构成数字通信***接收端的解调解码***，对应的解调解码技术也是数字通信***的核心技术。 

一般来说，信道编码是针对无记忆信道设计和优化的，为了适应接收端的信道解码，提高编码调制***的分集阶数(Diversity Order)，最常见的手段是采用交织技术使得输入解调器和解码器的信息体现出近似无记忆特性。 

所谓调制，表示对输入数据或信号进行变换处理，以得到适于信道传输的信号，包括各种模拟调制和数字调制技术。对典型的数字通信***，数字调制技术主要包括星座映射技术以及后续处理技术，如多载波调制技术和成型滤波技术。所谓星座映射，就是将携带数字信息的有限域“比特”序列映射成适于传输的“符号”序列。每个符号的取值空间可以是一维实数空间、二维实数空间(即复数空间或复数平面)、或更高维的实数空间(例如多天线MIMO***信号传输对应的 空间)。星座映射包含两个要素，即星座图和星座点映射方式。星座图代表星座映射输出符号的所有取值组成的集合，其中，星座图的每个点对应输出符号的一种取值。星座点映射方式代表输入比特(组)到星座点的特定映射关系，或者星座点到比特(组)的特定映射关系，通常每个星座点与一个比特或多个比特组成的比特组一一对应。目前最为常见以及实用的复数空间的星座图主要有QAM(QuadratureAmplitude Modulation，正交幅度调制)、PSK(Phase Shift Keying，相移键控)、和APSK(Amplitude-Phase Shift Keying，幅度相移键控)调制技术；实数空间的星座图主要为PAM(Pulse AmplitudeModulation，脉冲幅度调制)。在接收端的解码解调***中，对应星座映射的是星座解映射，简称解映射。通常，星座解映射依据星座图和星座点映射方式，结合信道状态信息得到对应接收符号的一个或多个比特的比特软信息。 

衡量编码调制技术的一个根本指标是：给定频谱效率和差错控制目标的条件下，所需信噪比门限距离信息论界的差距。频谱效率通常以星座图M维实数空间的每一维能传输的有效信息比特表示，例如，对于不加信道编码的传统64QAM***，其频谱效率为3比特/符号/维度，其中，每星座符号由两维实数组成，可携带6比特信息。差错控制目标通常以比特错误率或者码字错误率(又称误块率)表示。信息论界通常以达到无误传输所需的最低信噪比表示。根据信息论基本知识，对于给定的编码调制***以及给定的信道条件，信息论界(假设以信噪比表示)是频谱效率的单调递增函数，由频谱效率唯一确定。 

编码调制技术的基础理论是香农信息论，主要是点对点的单用户信息论，其核心思想是：从互信息最大化的角度来看，在加性白高斯噪声(Additive White Gaussian Noise，AWGN)信道下，当发射功率受限时，只有当编码调制***的输出满足白高斯分布时，才能达到信道容量。同时信息论中信道编码定理指出，只要传信率小于信道容量， 则必然存在无误传输的编码调制***。然而基础理论只解决编码调制的存在性问题，如何构造一个逼近极限的切实可行的编码调制***是数十年来通信领域一直努力追求的目标。 

对典型的功率和带宽均受限制的恶劣传输信道，如宽带无线移动通信和地面数字广播***的传输信道，编码调制技术是传输可靠性和***频谱效率的重要保证，因此，最新的宽带无线移动通信和地面数字广播***采用的作为工业界标准的编码调制技术代表了当前实际应用的编码调制技术的最高水平。欧洲第二代地面数字电视广播标准(DVB-T2)采用了低密度奇偶校验(Low Density Parity Check，LDPC)编码技术、比特交织技术、和高阶QAM调制技术(包括星座旋转技术和IQ交织技术)；欧洲第二代卫星数字电视广播标准(DVB-S2)采用了比特交织技术、LDPC编码技术、和高阶APSK调制技术；3GPP组织的LTE V8.1提案采用了Turbo编码技术、比特交织技术、和高阶QAM调制技术。 

在学术界，经过几十年的发展，编码调制技术取得了长足发展，最为典型的当数G.Ungerboeck提出网格编码调制(Trellis CodedModulation，TCM)，参见文献G.Ungerboeck.“Channel coding withmultilevel phase signals.”IEEE Trans.Inform.Theory，no.28，pp55-67，1982.)，以及E.Zehavi提出的比特交织编码调制(Bit-InterleavedCoded Modulation，BICM)，参见文献E.Zehavi，“8PSK trellis codes fora Rayleigh channel，”IEEE Trans.Commun.，vol.40，no.5，pp.873-884，May 1992。TCM通过最大化欧氏距离，使得其在AWGN信道下性能表现优异，但是在衰落信道下并不理想；而BICM则刚好相反，其在AWGN信道下较TCM有所损失，但在衰落信道下有不俗的表现。接收端迭代解映射和解码的BICM***，即BICM-ID***(BICM withIterative Demapping and Decoding，简称BICM-ID)由Xiaodong Li等人和Ten Brink等人独立提出，参见文献X.Li and J.A.Ritcey， “Bit-interleaved coded modulation with iterative decoding using softfeedback，”Electronics Letters，vol.34，no.10，pp.942-943，May 1998.和S.T.Brink，J.Speidel，and R.-H.Yan，“Iterative demapping and decodingfor multilevel modulation，”in Globecom’98，1998，pp.579-584.BICM-ID***通过将解码输出的信息反馈回来作为解映射的先验信息，增大了欧氏距离，从而在AWGN信道下获得了与TCM同样好的误码性能。但是，传统BICM-ID有一个较高的误码平台，这是因为即使所有反馈的比特信息都是无误的，***的误码率依然由外码的特性(对于线性码，主要取决于码本中最小非零码重及其个数)和解映射时的Harmonic欧氏距离决定，而传统码字的最小码距较小且其对应的个数非常多。 

然而，通常来说BICM-ID***需要采用高阶星座映射以更好地通过迭代解映射传递信息，因此BICM-ID***通常便于提供较高的频谱效率。为了使得BICM-ID***满足低频谱效率的需求，一种方法是在BICM-ID***中采用低码率的外码(比如采用1/4码率的码字)，另一种方法就是采用多维星座图。同时，传统的BICM-ID***的鲁棒性不够，即不能适用于多种信道传输条件，比如在AWGN信道下性能优秀的BICM-ID***在衰落信道下表现不佳。信号空间分集(Signal Space Diversity，SSD)技术最先由J.Boutros提出(参见J.Boutros and E.Biterbo，“Signal space diversity：a power-andbandwidth-efficient diversity technique for the Rayleigh fading channel，”IEEE Trans.Inform.Theory，vol.44，no.4，pp.1453-1467，July 1998.)，结合适当的星座图旋转可以有效对抗衰落，但其中最优旋转矩阵一直是个公开的难题。SSD技术的基本操作为：将经过星座旋转后信号的每一维坐标进行交织，然后重新组合成所需维数的信号后送给后端模块。通过坐标交织(Coordinate Interleaving)，SSD使得衰落信道下原本属于同一个符号中的各维度经历了独立衰落，结合星座图旋转可以有效提高分集阶数。 

发明内容

本发明的目的是提供一种基于多维星座映射的编码调制方法、解调解码方法及***，该方法及***可在AWGN和衰落信道条件下，使得编码调制***的及其对应的解调解码***的性能在中低频谱效率下均逼近信道容量，同时兼顾***的吞吐能力，可克服现有技术的不足。 

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案。 

本发明提供的一种基于多维星座映射的编码调制及解调解码方法，其中编码调制方法包括步骤： 

S1.对输入信息比特进行信道编码及比特交织，得到编码交织比特； 

S2.对所述编码交织比特进行已旋转的K维脉冲幅度调制星座映射，或进行K维脉冲幅度调制星座映射及星座旋转，得到多维已旋转星座映射符号，其中，K为正整数； 

S3.对所述多维已旋转星座映射符号进行维数转换及通用实数交织，得到编码调制符号并输出； 

其中解调解码方法包括步骤： 

S4.利用外部输入的信道状态信息的相位信息，对接收信号进行相位校正； 

S5.对所述相位校正后的信号进行维数转换和通用实数解交织，得到解交织信号，对外部输入的信道状态信息的幅度信息也进行通用实数解交织； 

S6.若为第一次解映射，则直接对所述解交织信号进行多维已旋转星座的解映射，得到解映射后软信息，否则，利用上一次信道解码输出的外信息作为先验信息，进行多维已旋转星座的解映射，得到解映射后软信息； 

S7.对所述解映射后软信息进行解交织及信道解码； 

S8.若达到设定迭代次数或信道解码校验成功，则输出信道解码结果，否则，对信道解码结果进行再交织，得到信道解码输出的外信息，并返回步骤S6。 

其中，步骤S2进一步包括： 

S2.1对K维脉冲幅度调制星座点进行星座旋转，得到已旋转的K维脉冲幅度调制星座点； 

S2.2对所述编码交织比特进行已旋转的K维脉冲幅度调制星座映射，得到K维实数向量的多维已旋转星座映射符号； 

或包括： 

S2.1对所述编码交织比特进行K维脉冲幅度调制星座映射，得到K维实数向量的星座映射符号； 

S2.2对所述星座映射符号进行星座旋转，得到K维实数向量的多维已旋转星座映射符号。 

其中，步骤S2中：当K=1时，所述星座映射为脉冲幅度调制星座映射；当K=2时，所述星座映射为正交幅度调制星座映射；当K=3时，所述星座映射为三维脉冲幅度调制星座映射；当K=4时，所述星座映射为四维脉冲幅度调制星座映射。 

其中，步骤S2.2中，所述星座旋转的方法为使用满秩矩阵对所述K维实数向量进行矩阵变换。 

其中，所述满秩矩阵为正交矩阵。 

K=2时，所述正交矩阵为 $R=\left[\begin{array}{cc}a& b\\ -b& a\end{array}\right],$ 其中， $a=1/\sqrt{1+{\mathrm{\λ}}^2},$ $b=\mathrm{\λ}/\sqrt{1+{\mathrm{\λ}}^2},$ λ为实数； 

K=3时，所述正交矩阵为 $R=\left[\begin{array}{ccc}a& b& c\\ b& c& a\\ -c& -a& -b\end{array}\right],$ 其中，a=(1+λ)/(1+λ+λ²)，b=(λ+λ²)/(1+λ+λ²)，c=-λ/(1+λ+λ²)，λ为实数； 

K=4时，所述正交矩阵为 $R=\left[\begin{array}{cc}{M}_1& -M_2\\ M_2& M_1\end{array}\right],$ 其中， $M_1=\left[\begin{array}{cc}a& b\\ -b& a\end{array}\right],$ $M_2=\left[\begin{array}{cc}c& d\\ -d& c\end{array}\right],$ 且 $a=\frac{1}{\sqrt{1+{\mathrm{\γ}}^2}}\·\frac{1}{\sqrt{1+{\mathrm{\λ}}^2}},$ $b=\frac{1}{\sqrt{1+{\mathrm{\γ}}^2}}\·\frac{\mathrm{\λ}}{\sqrt{1+{\mathrm{\λ}}^2}},$ $c=\frac{\mathrm{\γ}}{\sqrt{1+{\mathrm{\γ}}^2}}\·\frac{1}{\sqrt{1+{\mathrm{\λ}}^2}},$ $d=\frac{\mathrm{\γ}}{\sqrt{1+{\mathrm{\γ}}^2}}\·\frac{\mathrm{\λ}}{\sqrt{1+{\mathrm{\λ}}^2}},$ λ、γ均为实数。 

其中，步骤S3进一步包括： 

S31.对所述多维已旋转星座映射符号进行维数转换，得到第一一维实数符号； 

S32.对所述第一一维实数符号进行通用实数交织，得到第二一维实数符号； 

S33.对所述第二一维实数符号进行维数转换，得到编码调制符号，并输出。 

其中，步骤S3中，所述维数转换将输入的K_in维实数向量转换为K_out维实数向量，其方法为，将N_in个K_in维实数向量每一维上所有的共N_inK_in个实数符号重新组成N_out个K_out维实数向量，其中，N_inK_in=N_outK_out，K_in和K_out为正整数。 

本发明还提供一种基于多维星座映射的编码调制及解调解码***，其中编码调制***包括： 

编码交织模块，用于对输入信息比特进行信道编码及比特交织，得到编码交织比特； 

星座映射模块，用于对所述编码交织比特进行已旋转的K维脉冲幅度调制星座映射，或进行K维脉冲幅度调制星座映射及星座旋转，得到多维已旋转星座映射符号，其中，K为正整数； 

维数转换及交织模块，用于对所述多维已旋转星座映射符号进行维数转换及通用实数交织，得到编码调制符号并输出； 

其中解调解码***包括： 

相位校正模块，用于利用外部输入的信道状态信息的相位信息，对接收信号进行相位校正； 

维数逆转换及解交织模块，用于对所述相位校正后的信号进行维 数转换和通用实数解交织，得到解交织信号，对外部输入的信道状态信息的幅度信息也进行通用实数解交织； 

解映射模块，若为第一次解映射，则直接对所述解交织信号进行多维已旋转星座解映射，得到解映射后软信息，否则，利用上一次信道解码输出的外信息作为先验信息，进行多维已旋转星座的解映射，得到解映射后软信息； 

解交织解码模块，用于对所述解映射后软信息进行解交织及信道解码，得到信道解码结果； 

控制模块，若达到设定迭代次数或信道解码校验成功，则输出信道解码结果，否则，将信道解码输出的外信息进行再交织，作为先验信息，反馈给解映射模块。 

本发明的方法及***通过使用多维脉冲幅度调制星座图的星座旋转技术并结合维数转换的通用实数交织技术，极大地提高了衰落信道下的分集阶数；结合接收端解调解码方法，使得BICM-ID***在中低频谱效率时、多种信道条件下逼近信道容量。 

附图说明

图1为依照本发明一种实施方式的基于多维星座映射的编码调制方法流程图； 

图2为依照本发明一种实施方式的基于多维星座映射的解调解码方法流程图； 

图3为依照本发明一种实施方式的3D-2PAM编码调制的星座图； 

图4为依照本发明一种实施方式的3D-2PAM编码调制***在独立Rayleigh衰落信道下和不同λ取值下的互信息； 

图5为依照本发明一种实施方式的基于最优变换矩阵的编码调制***在独立Rayleigh衰落信道下的互信息； 

图6为实施例1的采用多维星座图的BICM-ID发射端编码调制***框图； 

图7为实施例1的采用多维星座图的BICM-ID接收端解调解码***框图； 

图8（a）-图8（b）为实施例2中采用级联信道编码的BICM-ID***发射端的编码调制方框图； 

图9为依照本发明一种实施方式的基于最优变换矩阵的编码调制***的误码性能； 

图10（a）-图10（b）实施例3中采用级联信道编码的BICM-ID***发射端的编码调制方框图。 

具体实施方式

本发明提出的基于多维星座映射的编码调制方法、解调解码方法及***，结合附图和实施例说明如下。 

如图1所示，依照本发明一种实施方式的基于多维星座映射的编码调制方法包括步骤： 

S1.对输入信息比特进行信道编码及比特交织，得到编码交织比特； 

其中，信道编码方法包括奇偶校验编码、CRC编码、BCH分组编码、RS分组编码、卷积码、凿孔卷积码、Turbo编码、LDPC编码、串行级联信道编码、并行级联信道编码、或以上各种编码方式的组合。 

S2.对编码交织比特进行已旋转的K维脉冲幅度调制星座映射，或进行K维脉冲幅度调制星座映射及星座旋转，得到多维已旋转星座映射符号，其中，K为正整数； 

其中，步骤S2进一步包括： 

S2.1对K维脉冲幅度调制星座点进行星座旋转，得到已旋转的K维脉冲幅度调制星座点； 

S2.2对编码交织比特进行已旋转的K维脉冲幅度调制星座映射，得到K维实数向量的多维已旋转星座映射符号； 

或包括： 

S2.1对编码交织比特进行K维脉冲幅度调制星座映射，得到K维实数向量的星座映射符号； 

S2.2对星座映射符号进行星座旋转，得到K维实数向量的多维已旋转星座映射符号。 

多维脉冲幅度调制星座映射（记为KD-PAM，其中K表示维数）是一种将比特或比特组规则映射到多维实数空间点的星座映射，其每一维均为传统的脉冲幅度调制星座映射（即PAM）。当维数K=1时，KD-PAM即为传统PAM；当K=2时，KD-PAM即为传统QAM；当K=3时，记每一维含有n个星座点的3D-PAM星座图为3D-nPAM；以下叙述中星座图集合的大小（即星座点数）用字母M表示，通常M=n^K。一种简单有效的多维星座图构建方式是：直接扩展一维星座图至K维（K>1），即可得到K维脉冲幅度调制星座图（简称为KD-PAM），其中K=2时即可得到K维脉冲幅度调制星座图（2D-PAM），即QAM星座图。结合SSD技术，一维星座图扩展得到的多维星座图通常进行星座图旋转（等效为星座点旋转，简称星座旋转），可提高BICM-ID***在衰落信道下的性能。 

用于星座映射的比特组包含的比特数m由星座点数M决定，对于等概率星座映射，m=log₂(M)。对M=2的特例，得到m=1，即比特组只包含一个比特。K维实数空间的每个星座点是K个实数组成的K维实数向量（即K维实数符号），以x=[x₁ x₂…x_K]表示，其中x_i(1≤i≤K)为实数。 

S3.对步骤S2得到的星座映射符号进行星座旋转，得到K维实数向量的多维已旋转星座映射符号； 

星座旋转的方法为使用变换矩阵（即星座旋转矩阵）R对K维实数向量α进行矩阵变换，得到新的K维实数向量β，即 

β=αR， 

其中α=[α₁ α₂…α_k]是星座旋转前的K维实数向量，β=[β₁ β₂…β_k]是星座旋转后的K维实数向量。经过星座旋转后向量的每一维，即β_i，均由星座旋转前向量α的K维分量经线性组合得到，因此星座旋转可以有效地提高整个***的分集阶数。变换矩阵R是满秩矩阵，并且为了保证星座旋转前后符号的平均能量及空间结构特性的一致，变换矩阵R优选正交矩阵，例如可以选择K维实数空间中一组正交基的K个正交向量作为变换矩阵R的K行或K列。不进行星座旋转是星座旋转的一个特例，此时，变换矩阵为单位矩阵。 

当K=2时，正交矩阵优选为 $R=\left[\begin{array}{cc}a& b\\ -b& a\end{array}\right]$

其中， $a=1/\sqrt{1+{\mathrm{\λ}}^2},$ $b=\mathrm{\λ}/\sqrt{1+{\mathrm{\λ}}^2},$ λ为实数； 

当K=3时，正交矩阵优选为 $R=\left[\begin{array}{ccc}a& b& c\\ b& c& a\\ -c& -a& -b\end{array}\right]$

其中，a=(1+λ)/(1+λ+λ²)，b=(λ+λ²)/(1+λ+λ²)，c=-λ/(1+λ+λ²)，λ为实数； 

当K=4时，正交矩阵优选为 $R=\left[\begin{array}{cc}{M}_1& -M_2\\ M_2& M_1\end{array}\right]$

其中， $M_1=\left[\begin{array}{cc}a& b\\ -b& a\end{array}\right],$ $M_2=\left[\begin{array}{cc}c& d\\ -d& c\end{array}\right],$ 且 $a=\frac{1}{\sqrt{1+{\mathrm{\γ}}^2}}\·\frac{1}{\sqrt{1+{\mathrm{\λ}}^2}},$ $b=\frac{1}{\sqrt{1+{\mathrm{\γ}}^2}}\·\frac{\mathrm{\λ}}{\sqrt{1+{\mathrm{\λ}}^2}},$ $c=\frac{\mathrm{\γ}}{\sqrt{1+{\mathrm{\γ}}^2}}\·\frac{1}{\sqrt{1+{\mathrm{\λ}}^2}},$ $d=\frac{\mathrm{\γ}}{\sqrt{1+{\mathrm{\γ}}^2}}\·\frac{\mathrm{\λ}}{\sqrt{1+{\mathrm{\λ}}^2}},$ λ、γ均为实数。 

S3.对步骤S2得到的多维已旋转星座映射符号进行维数转换及通用实数交织，得到编码调制符号并输出。 

维数转换将输入的K_in维实数向量转换为K_out维实数向量，其方法为，将N_in个K_in维实数向量每一维上所有的共N_inK_in个实数符号重新组成N_out个K_out维实数向量，其中，N_inK_in=N_outK_out，K_in和K_out为正整数。 

定义频谱效率r为平均每个符号每个维度传输的信息比特数，单位为“比特每符号每维度（bits/sym/dim）”。对码率为rate的信道编码和M点的K维等概率星座映射，频谱效率为 

r=rate*m/K (bits/sym/dim) 

实际通常每次传输一个复数信号，即二维实数信号，因此每个维度频谱效率为r意味着每次传输所携带的信息比特数为2r，即2r bits/channel use，通常对应着编码调制***频谱效率为2r bits/s/Hz。针对不同的频谱效率需求，通常选择M=2^m个星座点，其中m为正整数。 

其中，步骤S1可进一步包括： 

S11.对输入信息比特进行第一分量码编码或第一分量码组编码，得到第一编码比特； 

S12.对输入信息比特进行比特交织，再进行第二分量码或第二分量码组编码，得到第二编码比特； 

S13.合并第一编码比特及第二编码比特，得到编码交织比特。 

步骤S1还可进一步包括： 

S11’.对输入信息比特进行第一分量码或第一分量码组编码，得到第一编码比特； 

S12’.对第一编码比特进行比特交织，得到交织比特； 

S13’.对交织比特进行第二分量码或第二分量码组编码，得到编码交织比特。 

此外，步骤S3进一步包括： 

S31.对多维已旋转星座映射符号进行维数转换，得到第一一维实数符号； 

S32.对第一一维实数符号进行通用实数交织，得到第二一维实数符号； 

S32.对第二一维实数符号进行维数转换，得到编码调制符号并 输出。 

如图2所示，依照本发明一种实施方式的基于多维星座映射的编码调制方法对应的解调解码方法包括步骤： 

S4.利用外部输入的信道状态信息的相位信息，对接收信号进行相位校正； 

S5.对所述相位校正后的信号进行维数转换和通用实数解交织，得到解交织信号，外部输入的信道状态信息的幅度信息后也进行通用实数解交织，以便于后续的星座解映射； 

S6.若为第一次解映射，则直接对解交织信号进行多维已旋转星座解映射，得到解映射后软信息，否则，利用上一次信道解码输出的外信息作为先验信息，进行多维已旋转星座的解映射，得到解映射后软信息； 

S7.对解映射后软信息进行解交织及信道解码； 

S8.若达到设定迭代次数或信道解码校验成功，则输出信道解码结果，否则，对信道解码结果进行再交织，得到信道解码输出的外信息，并返回步骤S6。 

本发明还提供了一种对应上述编码调制方法的基于多维星座映射的编码调制***，该***包括：编码交织模块，用于对输入信息比特进行信道编码及比特交织，得到编码交织比特；星座映射模块，用于对所述编码交织比特进行已旋转的K维脉冲幅度调制星座映射，或进行K维脉冲幅度调制星座映射及星座旋转，得到多维已旋转星座映射符号，其中，K为正整数；维数转换及交织模块，用于对所述多维已旋转星座映射符号进行维数转换及通用实数交织，得到编码调制符号并输出。 

其中，星座映射模块还可进一步包括：星座旋转单元，用于对K维脉冲幅度调制星座点进行星座旋转，得到已旋转的K维脉冲幅度调制星座点；星座映射单元，用于对编码比特进行已旋转的K维脉冲幅 度调制星座映射，得到K维实数向量的多维已旋转星座映射符号； 

或包括：星座映射单元，用于对编码比特进行K维脉冲幅度调制星座映射，得到K维实数向量的星座映射符号；星座旋转单元，用于对星座映射符号进行星座旋转，得到K维实数向量的多维已旋转星座映射符号。 

维数转换及交织模块可进一步包括：第一维数转换单元，用于对星座旋转符号进行维数转换，得到第一一维实数符号；通用实数交织单元，用于对第一一维实数符号进行通用实数交织，得到第二一维实数符号，显然，其输入输出均为一维实数符号；第二维数转换单元，用于对所述第二一维实数符号进行维数转换，得到编码调制符号，并输出。其中，维数转换将输入的K_in维实数符号转换为输出的K_out维实数符号，K_in和K_out均为正整数，取值由外部控制信号确定。 

本发明还提供了一种与上述解调解码方法对应的基于多维星座映射的解调解码***，该***包括：相位校正模块，用于利用外部输入的信道状态信息的相位信息，对接收信号进行相位校正；维数逆转换及解交织模块，用于对相位校正后的信号进行维数转换和通用实数解交织，得到解交织信号，对外部输入的信道状态信息的幅度信息也进行通用实数解交织；解映射模块，若为第一次解映射，则直接对所述解交织信号进行多维已旋转星座解映射，得到解映射后软信息，否则，利用上一次信道解码输出的外信息作为先验信息，进行多维已旋转星座解映射，得到解映射后软信息；解交织解码模块，用于对解映射后软信息进行解交织及信道解码，得到信道解码结果；控制模块，若达到设定迭代次数或信道解码结果正确，则输出信道解码结果，否则，将信道解码输出的外信息进行再交织，作为先验信息，反馈给解映射模块。 

另外，在本发明中，采用最大互信息准则选取最优变换矩阵：假设信号经过平坦性衰落，经过维数变换和通用实数交织后，接收端解 调解码***中解映射模块的输入信号星座信号可以模型化为Y=H·X+N，其中X表示多维已旋转星座映射的信号输出，H表示该星座符号各维的信道增益，N表示多维噪声，·表示逐元素相乘，Y为收到的多维信号。在已旋转多维星座图限制条件下，以及接收端已知CSI（Channel State Information,信道状态信息）的情况下，互信息可以计算为： 

$I(X;Y|H)={\log }_2\left|\mathrm{\χ}\right|-E_{x,y,h}\left[{\log }_2\frac{{\mathrm{\Σ}}_{\tilde{x}\∈\mathrm{\χ}}p\left(y\right|\tilde{x},h)}{p\left(y\right|x,h)}\right]---\left(1\right)$

其中，χ表示已旋转的星座点集合，|χ|表示星座点集合的大小，例如3D-2PAM星座图含有8个点，如附图3所示，那么3D-2PAM星座点集合大小为8。对相同的星座映射，不同的星座旋转矩阵得到不同的χ，从而影响上式所示的互信息。本发明选择最优变换矩阵的准则为使得上述互信息达到最大。 

对于二维星座图，本发明中的正交变换矩阵具有如下形式： 

$R=\left[\begin{array}{cc}a& b\\ -b& a\end{array}\right]$

其中， $a=1/\sqrt{1+{\mathrm{\λ}}^2},$ $b=\mathrm{\λ}/\sqrt{1+{\mathrm{\λ}}^2},$ λ为实数。对于2D-PAM信号、常用码率（码率≤3/4）、以及独立Rayleigh信道，λ=±1为最优解。 

对于三维星座图，本发明中的正交变换矩阵可以表示为： 

$R=\left[\begin{array}{ccc}a& b& c\\ b& c& a\\ -c& -a& -b\end{array}\right]$

其中，a=(1+λ)/(1+λ+λ²)，b＝(λ+λ²)/(1+λ+λ²)，c＝-λ/(1+λ+λ²)，λ为实数。不同的λ对应不同的变换矩阵R，对于不同的信道条件或者不同的编码码率，最优变换矩阵（以R^*表示）不同。在本发明中考虑对于独立Rayleigh衰落信道，只考虑常用码率（码率≤3/4），尤其关注1/2码率。对于3D-2PAM，由于它含有8个不同星座点，因此在未编 码***中每个星座符号可以携带3bit信息，采用1/2码率时，可携带的有用信息比特为1.5比特每符号，等效于0.5比特每维度。因此，设定信噪比（Signal to Noise Ratio，SNR）为1.5dB，那么对于3D-2PAM以及独立Rayleigh衰落信道下，使得（1）式所示互信息大约为1.5比特每符号。在星座图、衰落信道以及信噪比给定的情况下，（1）式所示的互信息即为λ的函数，可写为I(λ)。根据3D-2PAM星座图的对称性，以及各维衰落所呈现的对称性，不难得到I(1/λ)=I(λ)，且I(-1-λ)=I(λ)。不同λ值条件下的I(λ)值如图3所示，从图中不难看出，λ=1或者λ=-0.5在图中所示的λ取值范围内为局部最优解。而根据上述性质，可以判断λ=1、-0.5或-2均为全局最优解。上述最优解对于其他三维正交星座图，比如3D-4PAM、3D-8PAM等均为优选解。同样的方法也可以应用于别的场景，比如其他星座图、其他信道以及其他码率。 

对于四维星座图，本发明中的正交变换矩阵具有如下形式： 

$R=\left[\begin{array}{cc}{M}_1& -M_2\\ M_2& M_1\end{array}\right]$

其中， $M_1=\left[\begin{array}{cc}a& b\\ -b& a\end{array}\right],$ $M_2=\left[\begin{array}{cc}c& d\\ -d& c\end{array}\right],$ 且 $a=\frac{1}{\sqrt{1+{\mathrm{\γ}}^2}}\·\frac{1}{\sqrt{1+{\mathrm{\λ}}^2}},$ $b=\frac{1}{\sqrt{1+{\mathrm{\γ}}^2}}\·\frac{\mathrm{\λ}}{\sqrt{1+{\mathrm{\λ}}^2}},$ $c=\frac{\mathrm{\γ}}{\sqrt{1+{\mathrm{\γ}}^2}}\·\frac{1}{\sqrt{1+{\mathrm{\λ}}^2}},$ $d=\frac{\mathrm{\γ}}{\sqrt{1+{\mathrm{\γ}}^2}}\·\frac{\mathrm{\λ}}{\sqrt{1+{\mathrm{\λ}}^2}},$ λ、γ均为实数。 

显然，对于给定的信道条件、给定的信噪比和给定的未旋转四维星座图，（1）式所示的互信息可以写为γ和λ的函数I(γ,λ)。对于4D-nPAM星座图，同样可得到如下性质：I(γ,λ)=I(λ，γ)、I(1/γ,λ)=I(-γ,λ)=I(γ,λ)且I(γ,1/λ)=I(γ,-λ)=I(γ,λ)。如此，寻找最优变换矩阵时只需要把γ和λ的取值范围设定在三角形区域0≤γ≤1,0≤λ≤γ即可。针对4D-2PAM，独立Rayleigh信道以及1/2 码率条件下，当λ=γ=1时为最优解。从而得到的R矩阵即为归一化Hadamard矩阵的一个初等行列变换。于是本发明提出，对于4D-2PAM、独立Rayleigh信道和常用码率（≤3/4），4×4的Hadamard矩阵及其初等行列变换均可认为是最优变换矩阵。这一最优变换矩阵对于其他四维正交星座图比如4D-4PAM、4D-8PAM等均有效。 

为了更好地反映最优星座旋转在Rayleigh衰落信道下所能带来的增益，本发明提出并选取了最优的变换矩阵，并给出了2D-2PAM（即QPSK）/3D-2PAM/4D-2PAM限制下（1）式所示的互信息值随着信噪比的变化趋势，如图4所示。图中列举了解调解码***已知CSI条件下Rayleigh信道的信道容量，以及星座图不旋转情况下2D-2PAM（即QPSK）/3D-2PAM/4D-2PAM星座图限制条件下的互信息值作为参考；中间的三条曲线即为上述三种星座图限制条件下，选取合适的变换矩阵所得到的互信息值。从图中可以看出，选择最优的变换矩阵在衰落信道下带来明显的增益，且维数越高，互信息越逼近衰落信道的信道容量。 

实施例1-采用多维星座图的BICM-ID*** 

本实施例提出了一种依照本发明一种实施方式的采用多维星座图的BICM-ID***。为了使得BICM-ID***在中低频谱效率下，能同时在AWGN和衰落信道下提供逼近香农极限的性能，本实施例提出在BICM-ID编码调制***中采用星座旋转的多维星座图，同时结合SSD技术。 

如图6所示为该BICM-ID***发射端的编码调制***及方法示意图： 

S101.对输入信息比特进行信道编码及比特交织，得到编码交织比特； 

S102.对编码交织比特进行K维脉冲幅度调制的星座映射，得到 K维实数向量的星座映射符号，其中，K为正整数； 

S103.对星座映射符号进行星座旋转，得到K维实数向量的多维已旋转星座映射符号； 

S104.对多维已旋转星座映射符号进行维数转换得到第一一维实数符号； 

S105.对第一一维实数符号进行通用实数交织，得到第二一维实数符号； 

S106.对第二一维实数符号进行维数转换，得到编码调制符号并输出。 

其中，步骤S101中的信道编码可以是卷积码、分组码、LDPC码、Turbo码、串行级联信道编码、或并行级联信道编码； 

图6所示为采用多维星座图进行星座映射并结合SSD技术的BICM-ID发送端的编码调制***框图。待传输信息先经过编码交织模块进行信道编码和比特交织之后，在星座映射模块进行多维星座映射，然后在星座旋转模块进行星座旋转，随后进行维数转换1使得多维实数信号转换为一维实数信号，之后进行通用实数交织，交织后的信号将进行维数转换2后得到所需维度的信号（通常是二维实数信号），并送给发射端后续模块。 

该编码调制***的特征在于： 

1.步骤S101中的信道编码包括但不限于Turbo码、串行级联码、并行级联码、LDPC码、卷积码等； 

2.步骤S101中的比特交织在特殊情况下可以取消，比如信道编码码长已经足够长，或者信道编码为内部有比特交织的级联编码； 

3.步骤S102中多维星座映射和步骤S103中的星座旋转可以合二为一，只需要完成针对已旋转星座的多维星座映射（简称多维已旋转星座映射，接收端相应地简称为多维已旋转星座解 映射）即可。 

如图7所示为采用高维星座图并结合SSD技术的BICM-ID***接收端的解调解码***框图。在接收端，通常接收到的信号在步骤S201先经过相位校正模块进行相位校正后送给维数转换模块的维数转换单元2’（与发送端维数转换2对应）在步骤S202转换为一维实数信号，之后在步骤S203进行通用实数解交织并在步骤S204完成维数转换1’（与发送端维数转换1对应）以恢复多维信号，同时CSI的幅度信息也同样经过解交织和维数转换后送给解映射模块。在CSI的幅度信息辅助下，在步骤S205-步骤S207根据已旋转星座对解交织后的多维信号进行星座解映射，之后的操作与传统BICM-ID接收端一致。 

该接收端解调解码***的特征在于： 

1.接收信号在CSI的相位信息辅助下完成步骤S201相位校正。 

2.仅将CSI的幅度信息进行步骤S203通用实数解交织和步骤S204维数转换1’，之后送给解映射模块以辅助完成多维已旋转星座解映射。 

3.步骤S205星座解映射和步骤S206信道解码通过步骤S206解交织和步骤S208再交织形成一个环路，迭代进行。 

实施例2 

为了进一步显示本发明提出的采用多维星座图并结合最优变换矩阵的BICM-ID***的性能优势，本实施例给出一个采用3D-nPAM的带有各项具体参数的BICM-ID***，并给出该***的误码性能。 

该***的编码调制方法包括步骤： 

S301.对输入比特进行信道编码和比特交织，得到编码交织比特； 

该***采用级联信道编码技术，包括并行级联和串行级联两种技术。如图8（a）和8（b）所示，分别表示采用并行级联和串行级联信道编码的BICM和BICM-ID***发射端的编码调制方框图。其中， 并行级联信道编码的典型实例是以卷积码作为分量码的并行级联Turbo码，串行级联信道编码的典型实例是以卷积码作为分量码的串行级联Turbo码。编码调制方框图采用了两个交织单元，包括级联信道编码内部的交织单元和级联信道编码与星座映射之间的比特交织单元，增加了编码调制和解调解码的复杂度，在某些条件下可以将第二个交织单元去除。信道编码及比特交织的具体步骤如下： 

S301.a对信息比特进行第一分量码编码，得到第一编码比特； 

S301.b对信息比特进行比特交织后进行第二分量码编码，得到第二编码比特； 

S301.c将第一编码比特和第二编码比特合并得到编码比特； 

或者，该信道编码及比特交织的具体步骤如下: 

S301.d对信息比特进行第一分量码编码，得到第一编码比特； 

S301.e对第一编码比特进行比特交织，得到交织比特； 

S301.f对交织比特进行第二分量码编码，得到第二编码比特，第二编码比特就是编码交织比特； 

S302.对编码比特进行三维脉冲幅度调制的星座映射，得到三维实数向量的星座映射符号； 

多维脉冲幅度调制星座映射是一种将比特或比特组规则映射到多维实数空间点的星座映射。当维数K=3时，K维实数空间蜕化为三维空间，为3D-nPAM，其中n表示每一维空间的星座点数，显然星座点数M=n³。 

针对不同的频谱效率需求，通常选择M=2^m个星座点，其中m为正整数。 

S303.对步骤S302得到的星座映射符号进行星座旋转，得到三维实数向量的星座旋转符号； 

其中，星座旋转将输入的三维实数向量（即三维实数符号）进行矩阵变换，得到输出的三维实数向量（即三维实数符号），其中变换 矩阵优选为正交矩阵；进一步，变换矩阵可以选择为单位矩阵（即不旋转），还可以选择实施例2中描述的最优变换矩阵： 

$R=\left[\begin{array}{ccc}a& b& c\\ b& c& a\\ -c& -a& -b\end{array}\right]$

其中a=(1+λ)/(1+λ+λ²)，b=(λ+λ²)/(1+λ+λ²)，c=-λ/(1+λ+λ²)，λ为实数，且优选λ=1、-0.5或-2； 

S304.对步骤S303得到的星座旋转符号进行维数转换和通用实数交织，得到编码调制符号并输出。 

为了与星座旋转输出的三维实数向量进行接口，设置了第一维数转换步骤；为了与编码调制***需要输出的二维实数向量进行接口，设置了第二维数转换步骤。维数转换将输入的三维实数向量转换为二维实数向量，其操作为，将N₁个三维实数向量每一维上的所有实数符号（共3N₁个）重新组成N₂个二维实数向量，其中，3N₁=2N₂，N₁、N₂为正整数。 

为了展示本发明所提出***的性能，本实施例中给出一个采用3D-2PAM星座图的具体编码调制***，给出其各项详细参数：包括外码、Doping码字、星座映射方式、码长等。在给定的迭代次数情况下，详细给出了其误码性能，如附图9所示。该***的具体参数如下： 

●外码：码率为1/2的[7,5]₈非***卷积码； 

●比特交织：伪随机交织； 

●Doping码字：码率为1的2状态***卷积码，Doping率设为100，即每第100个信息比特被校验比特取代； 

●码长：192,000比特； 

●迭代次数：100； 

●星座旋转参数：λ=1； 

●映射方式：令未旋转的3D-2PAM星座集合为{x₀=(-1,-1,-1),x₁=(-1,-1,+1),x₂=(-1,+1,-1),…,x₇=(+1,+1,+1)}，映射方式为0→x₇,1→x₁,2→x₀,3→x₆,4→x₄,5→x₂,6→x₃以及7→x₅。 

实施例3 

为了进一步显示本发明提出的采用多维星座图并结合最优旋转矩阵的BICM-ID***的性能优势，本实施例给出一个采用4D-nPAM的带有各项具体参数的BICM-ID***。 

该***发送端的编码调制方法包括步骤： 

S401.对输入比特进行信道编码和比特交织，得到编码交织比特； 

如图10（a）和10（b），分别表示本实施例提出的两种BICM-ID***发射端编码调制方框图，采用具有并行特征的分量码组取代传统的单个分量码，其中，图10（a）表示采用并行级联信道编码的***方框图，图10（b）表示采用串行级联信道编码的***方框图。所述的信道编码及比特交织的具体步骤如下： 

S401.a对信息比特进行第一分量码或第一分量码组的编码，得到第一编码比特； 

S401.b对第一编码比特进行比特交织，得到交织比特； 

S401.c对交织比特进行第二分量码或第二分量码组的编码，得到第二编码比特，第二编码比特就是编码交织比特； 

或者，所述的信道编码及比特交织的具体步骤如下： 

S401.d对信息比特进行第一分量码或第一分量码组编码，得到第一编码比特； 

S401.e对信息比特进行比特交织后进行第二分量码或第二分量码组编码，得到第二编码比特； 

S401.f将第一编码比特和第二编码比特合并得到编码交织比特； 

其中，分量码可以是卷积码或分组码；分量码组由多个分量码并行组成，分量码组的每个分量码可以是卷积码或分组码。 

S402.对编码交织比特进行四维脉冲幅度调制的星座映射，得到四维实数向量的星座映射符号； 

S403.对所述星座映射符号进行星座旋转，得到四维实数向量的星座旋转符号； 

其中，星座旋转将输入的四维实数向量（即四维实数符号）进行矩阵变换，得到输出的四维实数向量（即四维实数符号），其中变换矩阵优选为正交矩阵；进一步，变换矩阵可以选择为单位矩阵（即不旋转），还可以选择实施例2中描述的最优变换矩阵： 

$R=\left[\begin{array}{cc}{M}_1& -M_2\\ M_2& M_1\end{array}\right]$

其中 $M_1=\left[\begin{array}{cc}a& b\\ -b& a\end{array}\right],$ $M_2=\left[\begin{array}{cc}c& d\\ -d& c\end{array}\right],$ 且 $a=\frac{1}{\sqrt{1+{\mathrm{\γ}}^2}}\·\frac{1}{\sqrt{1+{\mathrm{\λ}}^2}},$ $b=\frac{1}{\sqrt{1+{\mathrm{\γ}}^2}}\·\frac{\mathrm{\λ}}{\sqrt{1+{\mathrm{\λ}}^2}},$ $c=\frac{\mathrm{\γ}}{\sqrt{1+{\mathrm{\γ}}^2}}\·\frac{1}{\sqrt{1+{\mathrm{\λ}}^2}},$ $d=\frac{\mathrm{\γ}}{\sqrt{1+{\mathrm{\γ}}^2}}\·\frac{\mathrm{\λ}}{\sqrt{1+{\mathrm{\λ}}^2}},$ γ和λ均为实数，且优选γ=λ=1。 

S404.对所述星座旋转符号进行维数转换和通用实数交织，得到编码调制符号并输出。 

为了与星座旋转输出的四维实数向量进行接口，设置了第一维数转换步骤；为了与编码调制***需要输出的二维实数向量进行接口，设置了第二维数转换步骤。维数转换将输入的四维实数向量转换为二维实数向量，其操作为，将N₁个四维实数向量每一维上的所有实数符号（共4N₁个）重新组成N₂个2维实数向量，其中，4N₁=2N₂，N₁、N₂为正整数。 

以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。 

Claims (9)

1.一种基于多维星座映射的编码调制及解调解码方法，其中编码调制方法包括步骤：

S1.对输入信息比特进行信道编码及比特交织，得到编码交织比特；

S2.对所述编码交织比特进行已旋转的K维脉冲幅度调制星座映射，或进行K维脉冲幅度调制星座映射及星座旋转，得到多维已旋转星座映射符号，其中，K为正整数；

S3.对所述多维已旋转星座映射符号进行维数转换及通用实数交织，得到编码调制符号并输出；

其中解调解码方法包括步骤：

S4.利用外部输入的信道状态信息的相位信息，对接收信号进行相位校正；

S5.对所述相位校正后的信号进行维数转换和通用实数解交织，得到解交织信号，对外部输入的信道状态信息的幅度信息也进行通用实数解交织；

S6.若为第一次解映射，则直接对所述解交织信号进行多维已旋转星座的解映射，得到解映射后软信息，否则，利用上一次信道解码输出的外信息作为先验信息，进行多维已旋转星座的解映射，得到解映射后软信息；

S7.对所述解映射后软信息进行解交织及信道解码；

S8.若达到设定迭代次数或信道解码校验成功，则输出信道解码结果，否则，对信道解码结果进行再交织，得到信道解码输出的外信息，并返回步骤S6。

2.如权利要求1所述的基于多维星座映射的编码调制及解调解码方法，其特征在于，步骤S2进一步包括：

S2.1对K维脉冲幅度调制星座点进行星座旋转，得到已旋转的K维脉冲幅度调制星座点；

S2.2对所述编码交织比特进行已旋转的K维脉冲幅度调制星座映射，得到K维实数向量的多维已旋转星座映射符号；

或包括：

S2.1对所述编码交织比特进行K维脉冲幅度调制星座映射，得到K维实数向量的星座映射符号；

S2.2对所述星座映射符号进行星座旋转，得到K维实数向量的多维已旋转星座映射符号。

3.如权利要求2所述的基于多维星座映射的编码调制及解调解码方法，其特征在于，步骤S2中：

当K=1时，所述星座映射为脉冲幅度调制星座映射；

当K=2时，所述星座映射为正交幅度调制星座映射；

当K=3时，所述星座映射为三维脉冲幅度调制星座映射；

当K=4时，所述星座映射为四维脉冲幅度调制星座映射。

4.如权利要求2所述的基于多维星座映射的编码调制及解调解码方法，其特征在于，步骤S2.2中，所述星座旋转的方法为使用满秩矩阵对所述K维实数向量进行矩阵变换。

5.如权利要求4所述的基于多维星座映射的编码调制及解调解码方法，其特征在于，所述满秩矩阵为正交矩阵。

6.如权利要求3-5任一项所述的基于多维星座映射的编码调制及解调解码方法，其特征在于，

K=2时，所述正交矩阵为 $R=\left[\begin{array}{cc}a& b\\ -b& a\end{array}\right],$ 其中， $a=1/\sqrt{1+{\mathrm{\λ}}^2},$ $b=\mathrm{\λ}/\sqrt{1+{\mathrm{\λ}}^2},$ λ为实数；

K=3时，所述正交矩阵为 $R=\left[\begin{array}{ccc}a& b& c\\ b& c& a\\ -c& -a& -b\end{array}\right],$ 其中，a=(1+λ)/(1+λ+λ²)，b=(λ+λ²)/(1+λ+λ²)，c=-λ/(1+λ+λ²)，λ为实数；

K=4时，所述正交矩阵为 $R=\left[\begin{array}{cc}{M}_1& -M_2\\ M_2& M_1\end{array}\right],$ 其中， $M_1=\left[\begin{array}{cc}a& b\\ -b& a\end{array}\right],$ $M_2=\left[\begin{array}{cc}c& d\\ -d& c\end{array}\right],$ 且 $a=\frac{1}{\sqrt{1+{\mathrm{\γ}}^2}}\·\frac{1}{\sqrt{1+{\mathrm{\λ}}^2}},$ $b=\frac{1}{\sqrt{1+{\mathrm{\γ}}^2}}\·\frac{\mathrm{\λ}}{\sqrt{1+{\mathrm{\λ}}^2}},$ $c=\frac{\mathrm{\γ}}{\sqrt{1+{\mathrm{\γ}}^2}}\·\frac{1}{\sqrt{1+{\mathrm{\λ}}^2}},$ $d=\frac{\mathrm{\γ}}{\sqrt{1+{\mathrm{\γ}}^2}}\·\frac{\mathrm{\λ}}{\sqrt{1+{\mathrm{\λ}}^2}},$ λ、γ均为实数。

7.如权利要求1所述的基于多维星座映射的编码调制及解调解码方法，其特征在于，步骤S3进一步包括：

S31.对所述多维已旋转星座映射符号进行维数转换，得到第一一维实数符号；

S32.对所述第一一维实数符号进行通用实数交织，得到第二一维实数符号；

S33.对所述第二一维实数符号进行维数转换，得到编码调制符号，并输出。

8.如权利要求2或7所述的基于多维星座映射的编码调制及解调解码方法，其特征在于，步骤S3中，所述维数转换将输入的K_in维实数向量转换为K_out维实数向量，其方法为，将N_in个K_in维实数向量每一维上所有的共N_inK_in个实数符号重新组成N_out个K_out维实数向量，其中，N_inK_in=N_outK_out，K_in和K_out为正整数。

9.一种基于多维星座映射的编码调制及解调解码***，其中编码调制***包括：

编码交织模块，用于对输入信息比特进行信道编码及比特交织，得到编码交织比特；

星座映射模块，用于对所述编码交织比特进行已旋转的K维脉冲幅度调制星座映射，或进行K维脉冲幅度调制星座映射及星座旋转，得到多维已旋转星座映射符号，其中，K为正整数；

维数转换及交织模块，用于对所述多维已旋转星座映射符号进行维数转换及通用实数交织，得到编码调制符号并输出；

其中解调解码***包括：

相位校正模块，用于利用外部输入的信道状态信息的相位信息，对接收信号进行相位校正；

维数逆转换及解交织模块，用于对所述相位校正后的信号进行维数转换和通用实数解交织，得到解交织信号，对外部输入的信道状态信息的幅度信息也进行通用实数解交织；

解映射模块，若为第一次解映射，则直接对所述解交织信号进行多维已旋转星座解映射，得到解映射后软信息，否则，利用上一次信道解码输出的外信息作为先验信息，进行多维已旋转星座的解映射，得到解映射后软信息；

解交织解码模块，用于对所述解映射后软信息进行解交织及信道解码，得到信道解码结果；

控制模块，若达到设定迭代次数或信道解码校验成功，则输出信道解码结果，否则，将信道解码输出的外信息进行再交织，作为先验信息，反馈给解映射模块。

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