带地面中继的卫星移动通信系统空时码的编码方法
【专利摘要】本发明涉及带地面中继的卫星移动通信系统空时码的编码方法。在卫星移动通信系统中，常引入中继以获得更高的传输可靠性。本发明方法基于带中继卫星移动通信系统设计空时码，可以在不牺牲传输速率的情况下获得更高的传输可靠性。本发明方法先选定要设计的空时码长度，再设计构造矩阵解决发送符号与接收信号之间的平均互信息最大化问题。在构造矩阵的设计过程中遵循的能量分配准则为：信道每一次使用时，各个发送符号分配到相同的发送功率。采用本发明方法设计的空时码，可以获得接近系统遍历容量的平均互信息并具有良好的误码性能。
【专利说明】带地面中继的卫星移动通信系统空时码的编码方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于通信【技术领域】，具体是信道编码领域中的空时编码技术，涉及一种带 地面中继的卫星移动通信系统中采用最大互信息准则进行空时编码的方法。
【背景技术】
[0002] -般情况下，人们可W利用运营商铺设的基站进行移动通信。但是，在某些地点， 如飞机上、长途火车或汽车上、远洋轮船上，基站很难甚至不可能覆盖到；在某些时间，如战 争期间、自然灾害之后，基站无法在短时间内恢复正常工作。在该些特殊情况下，利用卫星 网络来获得移动通信服务成为唯一可行的方式。
[0003] 利用分集技术来构造多输入多输出系统是一种常用的提高频谱利用效率的方法。 卫星移动通信系统中常见的分集技术有利用多个卫星构造多输入多输出系统的轨道分集 技术、利用极化天线构造多输入多输出系统的极化分集技术和利用中继设施构造多输入多 输出系统的合作分集技术。其中利用中继设施构造多输入多输出系统的合作分集技术因其 系统成本低，能有效解决遮挡问题而具有较高的应用价值。
[0004] 引入中继设施后，常用的转发协议有放大转发协议（AF)，译码转发协议值巧，和 非正交放大转发协议（NAF)。和不采用中继的情况相比，放大转发协议和译码转发协议牺牲 了部分传输速率来获得更高的传输可靠性，而非正交放大转发协议则在传输速率保持不变 的情况下能够获得更高的传输可靠性。
[0005] 空时码是一种应用于多输入多输出系统的编码方法，其在时域和多天线的空间域 上进行联合编码W获得更高的传输速率或是传输可靠性。因此，将空时码技术应用于带中 继的卫星移动通信系统中有着较大的实际意义。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的是针对带地面中继的卫星移动通信系统，提出一种空时码设计方 法，设计出的空时码方案在发送符号和接送信号间有最大的平均互信息。卫星移动通信系 统中的地面中继设施只具有转发的功能。
[0007] 本发明方法的具体步骤是：
[000引步骤（1);确定空时码长度T，T为自然数，且T>2;T越大，所设计的空时码的性 能越好，但编译码复杂度也越高；
[000引步骤（2);通过遍历法设计中间变量a，得到构造矩阵Ak :
[0010]
【权利要求】
1.带地面中继的卫星移动通信系统空时码的编码方法，其特征在于该方法具体步骤 是： 步骤（1):确定空时码长度T，T为自然数，且T彡2 ; 步骤（2):通过遍历法设计中间变量a，得到构造矩阵Ak;
利用构造矩阵Ak解决发送符号{sk，k= 1，2…T}与接收到的信号{yk，k= 1，2…T}之 间的平均互信息C (T, Y )最大化；
E( ?)表示针对信道分布求平均，tr( ?)表示求矩阵的迹，I2t为维度为2T的单位矩 阵，Y为平均发送信噪比，豆为等效信道矩阵，由构造矩阵Ak和信道矩阵H计算所得：
其中AK，k表示Ak的实数部分，Atk表示A k的虚数部分，Hk表示H的实数部分，H1表示H 的虚数部分；
【文档编号】H04L1/06GK104363077SQ201410613605
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2014年11月4日 优先权日:2014年11月4日
【发明者】谢磊, 陈惠芳, 齐鲁 申请人:浙江大学