CN105282085B - 编解码方法和设备 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供编解码方法和设备，包括：获取经过多进制正交振幅调制的第一调制信号集合，其中该第一调制信号集合包括P个调制信号，该P个调制信号满足格雷调制映射规则；从该P个调制信号中确定K个调制信号；确定对应于该K个调制信号的K个中间信号，每个中间信号在星座图上映射的比特位与对应的调制信号在该星座图上映射的比特位完全相异；根据该K个中间信号和信道矩阵，通过判决统计公式，确定K个变形信号；确定对应于该第一调制信号集合的第一变形码矩阵，其中该第一变形码矩阵包括该K个变形信号中的L个变形信号。上述技术方案能够有效地保护合法的通信双方的通信内容。
Description
技术领域
本发明实施例涉及无线通信技术领域，并且更具体地，涉及编解码方法和设备。
背景技术
无线通信技术的普及使得人与人的沟通越来方便。但是无线通信技术在赋予用户通信自由的同时也具有一定的安全隐患。无线通信的广播特性使得无线网络没有物理边界，这就使得对无线通信内容的窃听更加容易。窃听者除了可以窃听通信内容外，还可以通过截获合法用户的身份信息，伪装成合法用户获得不公开的信息服务，或者篡改信息来达到破坏无线服务的目的。因此，如何对通信双方的通信内容进行加密是本领域需要解决的重要问题。
传统的安全传输机制是依赖上层密码机制，其设计的原理是基于计算不可破特性。但是随着计算机技术的发展，计算机的性能越来越高。这就导致需要共享的密钥长度也越来越长，密钥分发的时间也随之增加，利用密钥对通信内容进行计算的复杂度也会提高。同时，不同的无线通信终端的性能不同。例如，手机或平板电脑等无线通信终端的数据处理能力远远低于便携性计算机。因此不能保证同样复杂的密钥适用于所有类型的无线通信终端。
发明内容
本发明实施例提供编解码方法和设备，能够有效地保护合法的通信双方的通信内容。
第一方面，本发明实施例提供一种编码方法，该方法包括：获取经过多进制正交振幅调制的第一调制信号集合，其中该第一调制信号集合包括P个调制信号，该P个调制信号满足格雷调制映射规则；从该P个调制信号中确定K个调制信号，其中K为小于或等于P的正整数；确定对应于该K个调制信号的K个中间信号，每个中间信号在星座图上映射的比特位与对应的调制信号在该星座图上映射的比特位完全相异；根据该K个中间信号和信道矩阵，通过判决统计公式，确定K个变形信号；确定对应于该第一调制信号集合的第一变形码矩阵，其中该第一变形码矩阵包括该K个变形信号中的L个变形信号，其中L为小于或等于K的正整数。
结合第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，从该P个调制信号中确定K个调制信号之前，该方法还包括：读取预存的编码控制指示序列，确定当前指示值；该从该P个调制信号中确定K个调制信号，包括：在确定该当前指示值为第一值的情况下，从该P个调制信号中确定该K个调制信号。
结合第一方面的第一种可能的实现方式，在第一方面的第二种可能的实现方式中，该方法还包括：获取经过该多进制正交振幅调制的第二调制信号集合，该第二调制信号集合包括Q个调制信号，该Q个调制信号满足格雷调制映射规则；读取该预存的编码控制指示序列，确定当前指示值；在确定该当前指示值为第二值情况下，对该第二调制信号集合进行正交空时分组编码，确定对应于该第二调制信号集合的第二常规码矩阵。
第二方面，本发明实施例提供一种解码方法，该方法包括：获取第一接收信号集合；对该第一接收信号集合进行解码，确定第一估计信号集合，其中该第一估计信号集合包括P个第一估计信号；对该P个第一估计信号中的K个第一估计信号进行还原操作，获取K个还原信号，该还原操作为对该K个第一估计信号中的该每个第一估计信号的每个比特位取异，K为小于或等于P的正整数；确定该第一估计信号集合对应的第一目标估计信号集合，该第一目标估计信号集合包括该K个还原信号与未进行该还原操作的(P-K)个第一估计信号。
结合第二方面，在第二方面的第一种可能的实现方式中，确定该P个第二处理信号中的K个变形信号之前，该方法还包括：读取预存的编码控制指示序列，确定当前指示值；该确定该P个第二处理信号中的K个变形信号，包括：在确定该当前指示值为第一值情况下，对该P个第一估计信号中的该K个第一估计信号进行该还原操作。
结合第二方面的第一种可能的实现方式，在第二方面的第二种可能的实现方式中，该方法还包括：获取第二接收信号集合；对该第二接收信号集合进行解码，确定第二估计信号集合，其中该第二估计信号集合包括Q个第二估计信号；读取该预存的编码控制指示序列，确定当前指示值；在确定该当前指示值为第二值的情况下，确定该第二估计信号集合对应的第二目标估计信号集合包括该Q个第二估计信号。
第三方面，本发明实施例提供一种设备，该设备包括：获取单元，用于获取经过多进制正交振幅调制的第一调制信号集合，其中该第一调制信号集合包括P个调制信号，该P个调制信号满足格雷调制映射规则；确定单元，用于从该P个调制信号中确定K个调制信号，其中K为小于或等于P的正整数；该确定单元，还用于确定对应于该K个调制信号的K个中间信号，每个中间信号在星座图上映射的比特位与对应的调制信号在该星座图上映射的比特位完全相异；该确定单元，还用于根据该K个中间信号和信道矩阵，通过判决统计公式，确定K个变形信号；该确定单元，还用于确定对应于该第一调制信号集合的第一变形码矩阵，其中该第一变形码矩阵包括该K个变形信号中的L个变形信号，其中L为小于或等于K的正整数。
结合第三方面，在第三方面的第一种可能的实现方式中，该获取单元，还用于读取预存的编码控制指示序列，确定当前指示值；该确定单元，具体用于在该获取单元确定该当前指示值为第一值的情况下，从该P个调制信号中确定该K个调制信号。
结合第三方面的第一种可能的实现方式，在第三方面的第二种可能的实现方式中，该获取单元，还用于获取经过该多进制正交振幅调制的第二调制信号集合，该第二调制信号集合包括Q个调制信号，该Q个调制信号满足格雷调制映射规则；该获取单元，还用于读取该预存的编码控制指示序列，确定当前指示值；该确定单元，还用于在该获取单元确定该当前指示值为第二值的情况下，对该第二调制信号集合进行正交空时分组编码，确定对应于该第二信号集合的第二常规码矩阵。
第四方面，本发明实施例提供一种设备，该设备包括：获取单元，用于获取第一接收信号集合；解码单元，用于对该第一接收信号集合进行解码，确定第一估计信号集合，其中该第一估计信号集合包括P个第一估计信号；确定单元，用于对该P个第一估计信号中的K个第一估计信号进行还原操作，获取K个还原信号，该还原操作为对该K个第一估计信号中的该每个第一估计信号的每个比特位取异，K为小于或等于P的正整数；该确定单元，还用于确定该第一估计信号对应的第一目标估计信号集合，该第一目标估计信号集合包括K个还原信号与为进行该还原操作的(P-K)个第一估计信号。
结合第四方面，在第四方面的第一种可能的实现方式中，该获取单元，还用于读取预存的编码控制指示序列，确定当前指示值；该确定单元，具体用于在该获取单元确定调度当前指示值为第一值的情况下，对该P个第一估计信号中的该K个第一估计信号进行还原操作。
结合第四方面的第一种可能的实现方式，在第四方面的第二种可能的实现方式中，该获取单元，还用于获取第二接收信号集合；该解码单元，还用于对该第二接收信号集合进行解码，确定第二估计信号集合，其中该第二估计信号集合包括Q个第二估计信号；该获取单元，还用于读取该预存的编码控制指示序列，确定当前指示值；该确定单元，还用于在获取单元确定该当前指示值为第二值的情况下，确定该第二估计信号集合对应的第二目标估计信号集合包括该Q个第二估计信号。
上述技术方案中，发送端设备可以通过多根天线发送该第一变形码矩阵。将该第一调制信号集合进行编码以获取该第一变形码矩阵的策略，合法的接收端设备可以对该第一变形码矩阵进行准确的译码，获取该第一调制信号集合中的调制信号，并对获取到的调制信号进行解调。但是，非法的接收端设备并不知晓第一变形码矩阵是如何获得的，因此非法的接收端设备无法对该第一变形码矩阵进行准确的译码，从而无法将第一变形码矩阵还原为编码前的第一调制信号集合。因此，上述技术方案能够有效地保护合法的通信双方的通信内容。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本发明实施例提供的编码方法的示意性流程图。
图2是根据本发明实施例提供的另一编码方法的示意性流程图。
图3是一种满足格雷映射规则的16QAM的调制信号的星座图。
图4是根据本发明实施例提供的解码方法的示意性流程图。
图5是根据本发明实施例提供的另一解码方法的示意性流程图。
图6是根据本发明实施例提供的设备的结构框图。
图7是根据本发明实施例提供的另一设备的结构框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。
本发明实施例所提供的方法能够应用于多输入多输出(Multiple InputMultiple Output，MIMO)系统，例如，可以应用于四发一收二分之一码率的MIMO系统、四发nR收二分之一码率的MIMO系统、四发一收全码率MIMO系统、四发nR收全码率的MIMO系统等，其中nR为正整数。
本发明实施例中的设备(即发送端设备和接收端设备)，可以是支持MIMO的移动终端(Mobile Terminal，MT)、移动用户设备等，例如该设备可以是便携式、袖珍式、手持式、计算机内置的或者车载的移动装置。该设备也可以是指支持MIMO的基站、接入点(AccessPoint)等。
图1是根据本发明实施例提供的编码方法的示意性流程图。图1所示的方法由MIMO系统中的发送端设备执行。
101，获取经过多进制正交振幅调制(M-ary Quadrature Amplitude Modulation，M-QAM)调制的第一调制信号集合，其中该第一调制信号集合包括P个调制信号，该P个调制信号满足格雷调制映射规则。
102，从该P个调制信号中确定K个调制信号，其中K为小于或等于P的正整数。
103，确定对应于该K个调制信号的K个中间信号，每个中间信号中在星座图上映射的比特位与对应的调制信号在该星座图上映射的比特位完全相异。
104，根据该K个中间信号和信道矩阵，通过判决统计公式，确定K个变形信号。
105，确定对应于该第一调制信号集合的第一变形码矩阵，其中该第一变形码矩阵包括该K个变形信号中的L个变形信号，L为小于或等于K的正整数。
根据图1所示的方法，发送端设备可以通过多根天线发送该第一变形码矩阵。将该第一调制信号集合进行编码以获取该第一变形码矩阵的策略合法的接收端设备可以对该第一变形码矩阵进行准确的译码，获取该第一调制信号集合中的调制信号，并对获取到的调制信号进行解调。但是，非法的接收端设备并不知晓第一变形码矩阵是如何获得的，因此非法的接收端设备无法对该第一变形码矩阵进行准确的译码，从而无法将第一变形码矩阵还原为编码前的第一调制信号集合。因此，图1所示的方法能够有效地保护合法的通信双方的通信内容。
图2是根据本发明实施例提供的另一编码方法的示意性流程图。图2所示的方法由多输入多输出(Multiple Input Multiple Output，MIMO)系统中的发送端设备执行。
201，获取经过M-QAM调制的第一调制信号集合，其中该第一调制信号集合包括P个调制信号，该P个调制信号满足格雷调制映射规则。
本领域技术人员可以知道，为了保证接收端设备接收信号的性能最优，在M-QAM调制得到的P个调制信号满足格雷调制映射规则，即该P个调制信号中星座图上每个调制信号与相邻的调制信号的汉明距离为1。换句话说，相邻调制信号对应的比特位仅一位相异。
202，读取预存的编码控制指示序列，确定当前指示值。
203，在确定该当前指示值为第一值的情况下，从该P个调制信号中确定K个调制信号，其中K为小于或等于P的正整数。
204，确定对应于该K个调制信号的K个中间信号，该K个中间信号中的每个中间信号在星座图上映射的比特位与对应的调制信号在该星座图上映射的比特位完全相异。由于每个调制信号与相邻的调制信号的汉明距离为1，因此各个中间信号与对应的调制信号的汉明距离是在相同的情况下最大。这样，可以使得非法接收端进行窃听时获取到的信号的错误概率最大化。
图3是一种满足格雷映射规则的16QAM的调制信号的星座图。如图3所示，4个调制信号x1、x2、x3和x4在星座图上的位置分别为1110、1010、1111和1011。在此情况下，对应于x1、x2、x3和x4的4个中间信号 和在该星座图上的位置分别为0001、0101、0000和0100。可以看出，各个中间信号与对应的调制信号的汉明距离是在相同的情况下最大的。
205，根据该K个中间信号和信道矩阵，通过判决统计公式，确定K个变形信号。
具体来说，该信道矩阵可以是发送端设备自己确定的，也可以是由接收端设备确定后发送给该发送端设备的。
206，确定对应于该第一调制信号集合的第一变形码矩阵，其中该第一变形码矩阵包括该K个变形信号中的L个变形信号，L为小于或等于K的正整数。
可以理解的是，该判决统计公式是根据正交空时分组码的判决统计公式确定的。因此，相同调制信号进行正交空时分组编码后得到的矩阵对于发送端设备是已知的。并且，该第一变形码矩阵与对该第一调制信号集合进行正交空时分组编码后得到的矩阵形式上是相似的。但可以理解，发送端设备可以之前确定该第一变形码矩阵，而并非需要先对该第一调制信号集合进行正交空时编码得到对应的常规码矩阵后再根据该常规码矩阵确定该第一变形码矩阵。
207，获取经过该M-QAM调制的第二调制信号集合，该第二调制信号集合包括Q个调制信号，该Q个调制信号满足格雷调制映射规则。
与第一信号集合类似，为了保证接收端设备接收信号的性能最优，在M-QAM调制得到的该Q个调制信号满足格雷调制映射规则，即该Q个调制信号中每个调制信号与相邻的调制信号的汉明距离为1。
208、读取预存的编码控制指示序列，确定当前指示值。
209，在确定该当前指示值为第二值的情况下，对该第二调制信号集合进行该正交空时分组编码，确定对应于第二调制信号集合的第二常规码矩阵。
可以理解，步骤202中的当前指示值中的“当前”与步骤208中的当前指示值中的“当前”并不是同一时刻。例如，如果该第一调制信号集合是在第一时刻获取的，则步骤202中的当前指示值中的“当前”是指对应于第一时刻的“当前”。如果该第二调制信号集合是在第二时刻获取的，则步骤208中的当前指示值中的“当前”是指对应于第二时刻的“当前”。
该编码控制指示序列可以是一个由“1”“0”组成的序列，“1”可以是该第一值，“0”可以是该第二值。发送端设备和接收端设备均保存有该编码控制指示序列，且双方保存的编码控制指示序列是相同的。
为了方便描述，以下将通过获取变形码确定调制信号集合的变形码矩阵的编码方法简称为变形空时分组编码。
根据图2所示的方法，发送端设备能够通过编码控制指示序列的不同指示值，选择不同的编码方法对获取到的调制信号集合进行编码。该编码控制指示序列中的不同指示值同时保存在合法的通信双方(即合法的发送端设备和合法的接收端设备)。因此，合法的接收端设备可以知道合法的发送端设备是采用哪种编码方法对调制信号集合中的信号进行编码。但是非法的接收端设备并不知道发送该编码控制指示序列。因此，非法的接收端设备不知道发送端设备所发送的信号采用的是变形空时分组编码还是正交空时分组编码。同时，发送端设备可以通过多根天线发送该第一变形码矩阵。将该第一调制信号集合进行编码以获取该第一变形码矩阵的策略对于合法通信双方是公知的。这样，合法的接收端设备可以对该第一变形码矩阵进行准确的译码，获取该第一调制信号集合中的调制信号，并对获取到的调制信号进行解调。但是，非法的接收端设备并不知晓第一变形码矩阵是如何获得的，因此非法的接收端设备无法对该第一变形码矩阵进行准确的译码，从而无法将第一变形码矩阵还原为编码前的第一调制信号集合。综上所述，合法的通信双方采用了两层机制(编码控制指示序列与变形空时分组编码)对通信内容进行保护，使得非法的接收端设备正确解码的概率大大降低，能够有效保证通信内容的安全。
可以理解的是，第一调制信号集合和第二调制信号集合中的“第一”和“第二”仅是为了区分不同的调制信号集合，并非对调制信号集合的限制。例如，如果接收到第一调制信号集合后，获取的编码控制指示序列的当前指示值为第二值，则对该第一调制信号集合进行正交空时分组编码。如果接收到第二调制信号集合后，获取的编码控制指示序列的当前指示值为第一值，则对该第二调制信号集合进行变形空时分组编码。
图4是根据本发明实施例提供的解码方法的示意性流程图。图4所示的方法由多输入多输出(Multiple Input Multiple Output，MIMO)系统中的接收端设备执行。
401，获取第一接收信号集合。
402，对该第一接收信号集合进行解码，确定第一估计信号集合，其中该第一估计信号集合中包括P个第一估计信号。
403，对该P个第一估计信号中的K个第一估计信号进行还原操作，获取K个还原信号，该还原操作为对每个第一估计信号中的每个比特位取异，K为小于或等于P的正整数。
404，确定该第一估计信号集合对应的第一目标估计信号集合，该第一目标估计信号集合包括该K个还原信号与未进行该还原操作的(P-K)个第一估计信号。
根据图4所示的方法，接收端设备可以对经过变形空时分组编码后发送的变形码矩阵进行准确的译码，对发送端设备发送的信号进行准确的估计。但是，非法的接收端设备并不知晓第一变形码矩阵是如何获得的，因此非法的接收端设备无法对该第一变形码矩阵进行准确的译码，从而无法将第一变形码矩阵还原为编码前的第一调制信号集合。因此，图4所示的方法能够有效地保护合法的通信双方的通信内容。
图5是根据本发明实施例提供的另一解码方法的示意性流程图。图5所示的设备由多输入多输出(Multiple Input Multiple Output，MIMO)系统中的接收端设备执行。
501，获取第一接收信号集合。
502，对该第一接收信号集合进行解码，确定第一估计信号集合，其中该第一估计信号集合包括P个第一估计信号。
具体地，可以使用最大似然译码算法对该第一接收信号集合进行译码，得到P个第一判决统计信号。然后，确定每个第一判决统计信号最近的星座点，该星座点即为该第一判决统计信号对应的第一估计信号。这样，可以完成对该第一接收信号集合进行解码，得到该第一估计信号集合。
503，读取预存的编码控制指示序列，确定当前指示值。
504，在确定该当前指示值为第一值的情况下，对该P个第一估计信号进行还原操作，获取K个还原信号，该还原操作为对每个第一估计信号中的每个比特位取异，K为小于或等于P的正整数。
505，确定该第一估计信号集合对应的额第一目标估计信号集合，该第一目标估计信号集合包括该K个还原信号与为进行该还原操作的(P-K)个第一估计信号。
该第一目标估计信号集合中的信号即为发送端设备对应的调制后的信号的估计值。
506，获取第二接收信号集合。
507，对该第二接收信号集合进行解码，确定第二估计信号集合，其中该第二估计信号集合包括Q个第二估计信号。
对该第二接收信号集合进行解码的过程与对该第一接收信号集合进行解码的过程类似，区别在于不需要最后一步的还原操作，对该第二接收信号集合进行解码的过程对于通信研究人员公知，在此就不必赘述。
508，读取预存的编码控制指示序列，确定当前指示值。
509，在确定该当前指示值为第二值的情况下，确定该第二估计信号集合对应的第二目标估计信号集合包括该Q个第二估计信号。
可以理解，步骤503中的当前指示值中的“当前”与步骤508中的当前指示值中的“当前”并不是同一时刻。例如，如果该第一接收信号集合是在第一时刻获取的，则步骤508中的当前指示值中的“当前”是指对应于第一时刻的“当前”。如果该第二接收信号集合是在第二时刻获取的，则步骤508中的当前指示值中的“当前”是指对应于第二时刻的“当前”。
该编码控制指示序列可以是一个由“1”“0”组成的序列，“1”可以是该第一值，“0”可以是该第二值。发送端设备和接收端设备均保存有该编码控制指示序列，且双方保存的编码控制指示序列是相同的。
该第二目标估计信号集合中的信号即为发送端设备对应的调制后的信号的估计值。
为了方便描述，以下将通过进行还原操作确定目标估计信号集合解码方法简称为变形空时分组解码。
可以理解的是，第一估计信号集合和第二估计信号集合中的“第一”和“第二”仅是为了区分不同的估计信号集合，并非对估计信号集合的限制。例如，如果确定第一估计信号集合后，获取的编码控制指示序列的当前指示值为第二值，则对该第一估计信号集合进行正交空时分组解码。如果确定第二估计信号集合后，获取的编码控制指示序列的当前指示值为第一值，则对该第二调制信号集合进行变形空时分组解码。
根据图5所示的方法，该编码控制指示序列中的不同指示值同时保存在合法的通信双方(即合法的发送端设备和合法的接收端设备)。因此，合法的接收端设备可以知道合法的发送端设备是采用哪种编码方法对调制信号集合中的信号进行编码。但是非法的接收端设备并不知道发送该编码控制指示序列。因此，非法的接收端设备不知道发送端设备所发送的信号采用的是变形空时分组编码还是正交空时分组编码。合法的接收端设备知道发送端设备是如何进行变形分组编码的。因此，合法的接收端设备可以利用变形空时分组解码对发送端发送的信号进行准确的解码，获取对应的估计信号，然后对该估计信号进行解调。但是，非法的接收端设备并不知晓第一变形码矩阵是如何获得的，因此非法的接收端设备无法对接收到的信号进行准确的译码，从而无法获取准确的估计信号。综上所述，合法的通信双方采用了两层机制(编码控制指示序列与变形空时分组解码)对通信内容进行保护，使得非法的接收端设备正确解码的概率大大降低，能够有效保证通信内容的安全。
下面，将结合具体实施例对本发明进行进一步描述。需要说明的是，下面的实施例仅是为了帮助本领域技术人员更好的理解本发明，而并非是对本发明的限制。
实施例一
实施例一中的通信双方采用的是四发一收二分之一码率的MIMO系统，即发送端设备采用四根天线发送信号，接收端设备采用一根天线接收信号。
发送端设备获取经过M-QAM调制后的第一调制信号集合，该第一调制信号集合包括四个调制信号，分别为x1、x2、x3和x4。可以理解，为了保证接收端设备接收信号的性能最优，该第一调制信号集合中的四个调制信号满足格雷调制映射规则，即该四个调制信号中每个调制信号与相邻的调制信号的汉明距离为1。
在发送端设备读取的预存的编码控制指示序列为第一值的情况下，需要对该第一调制信号集合进行变形空时分组编码。
在本实施例中，对该第一调制信号集合进行变形空时分组编码具体包括以下步骤。
确定该四个调制信号中每一个调制信号的中间信号，调制信号x1、x2、x3和x4的中间信号分别为和
和中的每个中间信号的比特位与对应的调制信号的比特位完全相异。各个中间信号与对应的调制信号的汉明距离是在相同的情况下最大的。当该M-QAM调制方式是2n进制的QAM调制的情况下，每个中间信号与对应的调制信号之间的汉明距离为n。例如，在该M-QAM为16QAM的情况下，每个调制信号与对应的中间信号的汉明距离为4。
具体来说，调制信号x1、x2、x3和x4和对应的中间信号和的对应关系如公式1.1所示。
……………………………………………公式1.1
其中，表示与x1之间的汉明距离，S为M-QAM调制星座点集合。
根据四个中间信号与信道矩阵，通过判决统计公式，确定四个变形信号。信道矩阵H＝[h1 h2 h3 h4]。
具体来说，可以通过以下的统计判决公式确定该四个变形信号：
…公式1.2
其中，r1、r2、r3、r4、r5、r6、r7、r8如以下公式所示：
…………………………………………公式1.3
其中，为对应于信号x1的变形信号s1的共轭，类似的，为对应于信号x2的变形信号s2的共轭，为对应于信号x3的变形信号s3的共轭，为对应于信号x4的变形信号s4的共轭。
可以看出，公式1.1和公式1.2、公式1.3中，x1、x2、x3和x4， 和以及h1、h2、h3和h4都是已知的。因此，可以利用公式1.1和公式1.2、1.3计算出对应于四个调制信号的四个变形信号的共轭，并根据四个变形信号的共轭计算出四个变形信号s1、s2、s3和s4。
确定对应于该第一调制信号集合的第一变形码矩阵，其中该第一变形码矩阵包括该四个变形信号。该第一变形码矩阵X'4可以是如下所示的矩阵：
进一步，如果对该第一调制信号集合进行正交空时分组编码，则X'4与对该第一调制信号集合进行正交空时编码得到的X4是相似的。X4如下所示：
可以看出，X'4与X4的区别在于X4中x1、x2、x3和x4的共轭被替换为s1、s2、s3和s4的共轭。
在发送端设备还可以获取经过M-QAM调制后的第二调制信号集合，并且发送端设备读取的预存的编码控制指示序列为第二值，在此情况下需要对该第二调制信号集合进行正交空时分组编码。
接收端设备接收的第一接收信号集合并对第一接收到的信号集合进行解码，确定第一估计信号集合。具体过程如下，接收信号如公式1.4所示：
R＝HX+n=[r1 r2 r3 r4 r5 r6 r7 r8],…………………………..公式1.4
其中，H表示信道矩阵，X表示发送端设备发送的矩阵，n表示信道复高斯白噪声向量。信道矩阵H＝[h1 h2 h3 h4]。
对接收信号R采用最大似然译码算法，判决统计结果如公式1.5所示：
……………………..公式1.5
其中，和分别表示四个判决统计信号。在确定了四个判决统计信号后，找到距离每个判决统计信号最近的星座点，该最近的星座点即为对应于该判决统计信号的第一估计信号。具体如公式1.6所示。
……………..公式1.6
和为分别对应于和的四个第一估计信号。
接收端设备通过公式1.5和公式1.6完成了对第一接收信号集合的解码后，接收端设备读取预存的编码控制指示序列的当前指示值。在该当前指示值为第一值时，接收端设备需要对该四个第一估计信号中的每个第一估计信号进行还原操作，得到四个还原信号，该还原操作是将每个第一估计信号的每个比特位取异。该四个还原信号分别为和该四个还原信号即为对应于该第一接收信号集合的第一目标估计信号。该第一目标估计信号就是对发送端设备的第一调制信号集合x1、x2、x3和x4的估计值。
可以看出，从第一估计信号到还原信号的过程相当于从调制信号到中间信号的逆过程。
接收端设备还可以接收第二接收信号集合，并对该第二接收信号集合进行解码。具体解码过程与对第一接收信号集合的解码过程相似，在此就不必赘述。接收端设备读取预存的编码控制指示序列的当前指示值。在该当前指示值为第二值时，对该第二接收信号集合进行解码得到的第二估计信号集合即为对应于第二接收信号的第二目标估计信号集合。该第二目标估计信号集合就是对发送端设备的调制信号集合的估计值。
可以理解的是，X'4仅是该第一变形码矩阵的一个示例。该第一变形码矩阵还可以是使用该四个变形信号中的任一个或多个替换X4中对应的信号。例如，可以使用s1和s2替换X4中的x1和x2，s3和s4的共轭替换x3和x4的共轭。再如，可以使用s1和s2替换X4中的x1和x2。需要说明的是，这里所说的“替换”仅是指形式上使用变形信号替换对应的调制信号，并非是指先进行正交空时编码得到如X4所示的矩阵，再使用变形信号替换对应的调制信号。在实现时，可以直接通过变形信号得到第一变形码矩阵。
可以理解的是，X'4和X4仅是一组常规码矩阵和变形码矩阵的示意。常规码矩阵中任意两列信号可以互换，并且在常规码矩阵中任意两列信号互换的情况下，对应的变形码矩阵的对应列的位置也需要进行相同的调整。
实施例二
实施例二中的通信双方采用的是四发nR收二分之一码率的MIMO系统，即发送端设备采用四根天线发送信号，接收端设备采用nR根天线接收信号。
发送端设备获取经过M-QAM调制后的第一调制信号集合，该第一调制信号集合包括四个调制信号，分别为x1、x2、x3和x4。可以理解，为了保证接收端设备接收信号的性能最优，该第一调制信号集合中的四个调制信号满足格雷调制映射规则，即该四个调制信号中每个调制信号与相邻的调制信号的汉明距离为1。
在发送端设备读取的预存的编码控制指示序列为第一值的情况下，需要对该第一调制信号集合进行变形空时分组编码。
在本实施例中，对该第一调制信号集合进行变形空时分组编码具体包括以下步骤。
确定该四个调制信号中每一个调制信号的中间信号，调制信号x1、x2、x3和x4的中间信号分别为和
调制信号x1、x2、x3和x4和对应的中间信号和的关系与实施例一中的中间信号与调制信号的关系相同，即满足公式1.1。
根据四个中间信号与信道矩阵，通过判决统计公式，确定四个变形信号。在nR根接收天线的情况下，信道矩阵H如下所示：
式中，hi,j(i＝1,…,nR j＝1,…,3)表示第i根接收天线与第j根发射天线间的信道衰落系数。
在本实施例中，可以通过以下判决统计公式确定该四个变形信号：
…………………………….公式1.7
其中，在信号xi属于X4的第t列时，的取值为rj,t，的取值为在信号属于X4的第t列时，的取值为(rj,t)*，的取值为∈t表示从编码矩阵第一列到第t列的符号排列，第t列中xi的行位置由∈t(i)表示，第t列中xi的符号用sgnt(i)表示。
可以理解的是，该判决统计公式是根据正交空时分组码的判决统计公式确定的。因此，相同调制信号进行正交空时分组编码后得到的矩阵对于发送端设备是已知的。因此，信号xi属于X4的第t列也就相当于信号xi属于X'4的第t列，其中X'4为第一调制信号集合的变形码矩阵，X4为对该第一调制信号集合进行正交空时分组编码后得到的矩阵。
rj,t是根据信道矩阵H与调制信号x1、x2、x3和x4以及变形变形信号s1、s2、s3和s4确定的矩阵R'中的第j行第t列信号。矩阵R'如下所示：
矩阵R'中的每个信号都是一个关于xi和h的等式，可以将其中四个信号中的xi替换为对应的变形信号。具体来说，替换后的矩阵R'中的信号如以下公式所示：
……………………………….公式1.8
这样，利用公式1.7与公式1.8可以得到四个变形信号s1、s2、s3和s4。确定对应于该第一调制信号集合的变形码矩阵X'4。同样，如果对该第一调制信号集合进行正交空时分组编码，则X'4与对第一该调制信号集合进行正交空时编码得到的X4是相似的，X4矩阵形式与实施例一中的X4相同。
在发送端设备还可以获取经过M-QAM调制后的第二调制信号集合，并且发送端设备读取的预存的编码控制指示序列为第二值，在此情况下需要对该第二调制信号集合进行正交空时分组编码。
接收端设备对接收信号进行解码以及还原操作的过程与实施例一中的类似，在此就不必赘述。
与实施例一类似，X'4仅是该第一变形码矩阵的一个示意图。该第一变形码矩阵还可以是使用该四个变形信号中的任一个或多个替换X4中对应的信号。例如，可以使用s1和s2替换X4中的x1和x2，s3和s4的共轭替换x3和x4的共轭。再如，可以使用s1和s2替换X4中的x1和x2。需要说明的是，这里所说的“替换”仅是指形式上使用变形信号替换对应的调制信号，并非是指先进行正交空时编码得到如X4所示的矩阵，再使用变形信号替换对应的调制信号。在实现时，可以直接通过变形信号得到第一变形码矩阵。同时，可以理解的是，X'4和X4仅是一组常规码矩阵和变形码矩阵的示意。常规码矩阵中任意两列信号可以互换，并且在常规码矩阵中任意两列信号互换的情况下，对应的变形码矩阵的对应列的位置也需要进行相同的调整。
实施例三
实施例三中的通信双方采用的是四发一收全码率MIMO系统，即发送端设备采用四根天线发送信号，接收端设备采用一根天线接收信号。
实施例三中对经过M-QAM调制的第一调制信号集合进行变形空时分组编码的过程与实施例一相同，在此就不必赘述。
实施例三得到的第一变形码矩阵X'4如下所示：
进一步，如果对该第一调制信号集合进行正交空时分组编码，则第一变形码矩阵X'4与采用正交空时分组编码得到的矩阵X4相似。X4如下所示：
接收端设备对接收信号进行解码以及还原操作的过程与实施例一中的类似，在此就不必赘述。
与实施例一类似，X'4仅是该第一变形码矩阵的一个示意图。该第一变形码矩阵还可以是使用该四个变形信号中的任一个或多个替换X4中对应的信号。例如，可以使用s1和s2替换X4中的x1和x2。需要说明的是，这里所说的“替换”仅是指形式上使用变形信号替换对应的调制信号，并非是指先进行正交空时编码得到如X4所示的矩阵，再使用变形信号替换对应的调制信号。在实现时，可以直接通过变形信号得到第一变形码矩阵。同时，可以理解的是，X'4和X4仅是一组常规码矩阵和变形码矩阵的示意。常规码矩阵中任意两列信号可以互换，并且在常规码矩阵中任意两列信号互换的情况下，对应的变形码矩阵的对应列的位置也需要进行相同的调整。
实施例四
实施例四中的通信双方采用的是四发nR收全码率的MIMO系统，即发送端设备采用四根天线发送信号，接收端设备采用nR根天线接收信号。
实施例四中对经过M-QAM调制的第一调制信号集合进行变形空时分组编码的过程与实施例二相同，在此就不必赘述。
实施例四得到的第一变形码矩阵X'4矩阵形式可以是与实施例三是相同的，在此就不必赘述。同样，如果对该第一调制信号集合进行正交空时分组编码，则第一变形码矩阵X'4与采用正交空时分组编码得到的矩阵X4相似，X4与实施例三中的X4矩阵形式相同。
接收端设备对接收信号进行解码以及还原操作的过程与实施例一中的类似，在此就不必赘述。
与实施例一类似，X'4仅是该第一变形码矩阵的一个示意图。该第一变形码矩阵还可以是使用该四个变形信号中的任一个或多个替换X4中对应的信号。例如，可以使用s1和s2替换X4中的x1和x2。需要说明的是，这里所说的“替换”仅是指形式上使用变形信号替换对应的调制信号，并非是指先进行正交空时编码得到如X4所示的矩阵，再使用变形信号替换对应的调制信号。在实现时，可以直接通过变形信号得到第一变形码矩阵。同时，可以理解的是，X'4和X4仅是一组常规码矩阵和变形码矩阵的示意。常规码矩阵中任意两列信号可以互换，并且在常规码矩阵中任意两列信号互换的情况下，对应的变形码矩阵的对应列的位置也需要进行相同的调整。
实施例五
实施例一中的通信双方采用的是三发一收全码率的MIMO系统，即发送端设备采用三根天线发送信号，接收端设备采用一根天线接收信号。
发送端设备获取经过M-QAM调制后的第一调制信号集合，该第一调制信号集合包括四个调制信号，分别为x1、x2、x3和x4。可以理解，为了保证接收端设备接收信号的性能最优，该第一调制信号集合中的四个调制信号满足格雷调制映射规则，即该四个调制信号中每个调制信号与相邻的调制信号的汉明距离为1。
在发送端设备读取的预存的编码控制指示序列为第一值的情况下，需要对该第一调制信号集合进行变形空时分组编码。
在本实施例中，对该第一调制信号集合进行变形空时分组编码具体包括以下步骤。
将第一调制信号集合中的三个调制信号变换为中间信号。例如，本实施例中，可以将x1、x2和x3变换为对应的中间信号为
和中的每个中间信号的比特位与对应的调制信号的比特位完全相异。各个中间信号与对应的调制信号的汉明距离是在相同的情况下最大的。当该M-QAM调制方式是2n进制的QAM调制的情况下，每个中间信号与对应的调制信号之间的汉明距离为n。例如，在该M-QAM为16QAM的情况下，每个调制信号与对应的中间信号的汉明距离为4。
具体来说，调制信号x1、x2和x3与对应的中间信号和的对应关系如公式1.9所示。
…………………………………………..公式1.9
其中，表示与x1之间的汉明距离，S为M-QAM调制星座点集合。
根据三个中间信号与信道矩阵，通过判决统计公式，确定三个变形信号。信道矩阵H＝[h1 h2 h3]。
具体来说，可以通过以下的统计判决公式确定该三个变形信号：
…………公式1.10
其中，r1、r2、r3、r4如以下公式所示：
………………………………………………公式1.11
其中，s1为对应于调制信号x1的变形信号，类似的，s2为对应于调制信号x2的变形信号，s3为对应于调制信号x3的变形信号。
可以看出，公式1.9、公式1.10和公式1.11中，x1、x2、x3和x4，和以及h1、h2和h3都是已知的。因此，可以利用公式1.9、公式1.10和公式1.11计算出对应于三个调制信号的三个变形信号的共轭，并根据三个变形信号的共轭计算出三个变形信号s1、s2和s3。
确定对应于该第一调制信号集合的第一变形码矩阵，其中该第一变形码矩阵包括该三个变形信号。该第一变形码矩阵X'3可以是如下所示的矩阵：
进一步，如果对该第一调制信号集合进行正交空时分组编码，则X'3与对该第一调制信号集合进行正交空时编码得到的X3是相似的。X3如下所示：
在发送端设备还可以获取经过M-QAM调制后的第二调制信号集合，并且发送端设备读取的预存的编码控制指示序列为第二值，在此情况下需要对该第二调制信号集合进行正交空时分组编码。
接收端设备对接收信号进行解码以及还原操作的过程与实施例一中的类似，在此就不必赘述。
与实施例一类似，X'3仅是该第一变形码矩阵的一个示意图。该第一变形码矩阵还可以是使用该三个变形信号中的任一个或多个替换X3中对应的信号。例如，可以使用s1和s2替换X3中的x1和x2。需要说明的是，这里所说的“替换”仅是指形式上使用变形信号替换对应的调制信号，并非是指先进行正交空时编码得到如X3所示的矩阵，再使用变形信号替换对应的调制信号。在实现时，可以直接通过变形信号得到第一变形码矩阵。同时，可以理解的是，X'3和X3仅是一组常规码矩阵和变形码矩阵的示意。常规码矩阵中任意两列信号可以互换，并且在常规码矩阵中任意两列信号互换的情况下，对应的变形码矩阵的对应列的位置也需要进行相同的调整。
实施例六
实施例六中的通信双方采用的是五发一收的全码率的MIMO系统。即发送端设备采用五根天线发送信号，接收端设备采用一根天线接收信号。
实施例六发送端设备对经过M-QAM调制后的调制信号进行变形空时分组编码的方法与实施例五类似。作为一个具体实施例，可以从第一调制信号集合中的8个调制信号中选择5个调制信号进行变形，获取5个变形信号。得到的第一变形码矩阵由该5个变形信号与未进行变形的3个调制信号组成。具体地，该第一变形码矩阵X'5如下所示：
进一步，如果对该第一调制信号集合进行正交空时分组编码，则X'5与对该第一调制信号集合进行正交空时编码得到的X5是相似的。X5如下所示：
在发送端设备还可以获取经过M-QAM调制后的第二调制信号集合，并且发送端设备读取的预存的编码控制指示序列为第二值，在此情况下需要对该第二调制信号集合进行正交空时分组编码。
接收端设备对接收信号进行解码以及还原操作的过程与实施例一中的类似，在此就不必赘述。
实施例一类似，X'5仅是该第一变形码矩阵的一个示意图。该第一变形码矩阵还可以是使用该5个变形信号中的任一个或多个替换X5中对应的信号。例如，可以使用s1和s2替换X5中的x1和x2。需要说明的是，这里所说的“替换”仅是指形式上使用变形信号替换对应的调制信号，并非是指先进行正交空时编码得到如X5所示的矩阵，再使用变形信号替换对应的调制信号。在实现时，可以直接通过变形信号得到第一变形码矩阵。同时，可以理解的是，X'5和X5仅是一组常规码矩阵和变形码矩阵的示意。常规码矩阵中任意两列信号可以互换，并且在常规码矩阵中任意两列信号互换的情况下，对应的变形码矩阵的对应列的位置也需要进行相同的调整。
实施例七
实施例七中的通信双方采用的是六发一收的全码率的MIMO系统。即发送端设备采用六根天线发送信号，接收端设备采用一根天线接收信号。
实施例七发送端设备对经过M-QAM调制后的第一调制信号进行变形空时分组编码的方法与实施例五类似。作为一个具体实施例，可以从第一调制信号集合中的8个调制信号中选择6个调制信号进行变形，获取6个变形信号。得到的第一变形码矩阵由该6个变形信号与未进行变形的2个调制信号组成。具体地，该第一变形码矩阵X'6如下所示：
进一步，如果对该第一调制信号集合进行正交空时分组编码，则X'6与对该第一调制信号集合进行正交空时编码得到的X6是相似的。X6如下所示：
在发送端设备还可以获取经过M-QAM调制后的第二调制信号集合，并且发送端设备读取的预存的编码控制指示序列为第二值，在此情况下需要对该第二调制信号集合进行正交空时分组编码。
接收端设备对接收信号进行解码以及还原操作的过程与实施例一中的类似，在此就不必赘述。
实施例一类似，X'6仅是该第一变形码矩阵的一个示意图。该第一变形码矩阵还可以是使用该6个变形信号中的任一个或多个替换X6中对应的信号。例如，可以使用s1和s2替换X6中的x1和x2。需要说明的是，这里所说的“替换”仅是指形式上使用变形信号替换对应的调制信号，并非是指先进行正交空时编码得到如X6所示的矩阵，再使用变形信号替换对应的调制信号。在实现时，可以直接通过变形信号得到第一变形码矩阵。同时，可以理解的是，X'6和X6仅是一组常规码矩阵和变形码矩阵的示意。常规码矩阵中任意两列信号可以互换，并且在常规码矩阵中任意两列信号互换的情况下，对应的变形码矩阵的对应列的位置也需要进行相同的调整。
实施例八
实施例八中的通信双方采用的是七发一收的全码率的MIMO系统。即发送端设备采用七根天线发送信号，接收端设备采用一根天线接收信号。
实施例八发送端设备对经过M-QAM调制后的第一调制信号进行变形空时分组编码的方法与实施例五类似。作为一个具体实施例，可以从第一调制信号集合中的8个调制信号中选择7个调制信号进行变形，获取7个变形信号。得到的第一变形码矩阵由该7个变形信号与未进行变形的1个调制信号组成。具体地，该第一变形码矩阵X'7如下所示：
进一步，如果对该第一调制信号集合进行正交空时分组编码，则X'7与对该第一调制信号集合进行正交空时编码得到的X7是相似的。X7如下所示：
在发送端设备还可以获取经过M-QAM调制后的第二调制信号集合，并且发送端设备读取的预存的编码控制指示序列为第二值，在此情况下需要对该第二调制信号集合进行正交空时分组编码。
接收端设备对接收信号进行解码以及还原操作的过程与实施例一中的类似，在此就不必赘述。
实施例一类似，X'7仅是该第一变形码矩阵的一个示意图。该第一变形码矩阵还可以是使用该7个变形信号中的任一个或多个替换X7中对应的信号。例如，可以使用s1和s2替换X7中的x1和x2。需要说明的是，这里所说的“替换”仅是指形式上使用变形信号替换对应的调制信号，并非是指先进行正交空时编码得到如X7所示的矩阵，再使用变形信号替换对应的调制信号。在实现时，可以直接通过变形信号得到第一变形码矩阵。同时，可以理解的是，X'7和X7仅是一组常规码矩阵和变形码矩阵的示意。常规码矩阵中任意两列信号可以互换，并且在常规码矩阵中任意两列信号互换的情况下，对应的变形码矩阵的对应列的位置也需要进行相同的调整。
实施例九
实施例九中的通信双方采用的是三发nR收全码率的MIMO系统，即发送端设备采用三根天线发送信号，接收端设备采用nR根天线接收信号。
实施例九中将经过M-QAM调制后的调制信号集合进行变形空时分组编码的过程与实施例五中的过程类似。不同之处在于nR根天线的信道矩阵H以及判决统计公式发生变化。
对于nR根接收天线的情形，信道矩阵H为：
式中，hi,j(i＝1,…,nR j＝1,…,3)表示第i根接收天线与第j根发射天线间的信道衰落系数。
使用以下判决统计公式确定该三个变形信号。
………公式1.12
rj,t是根据信道矩阵H与调制信号以及变形信号s1、s2和s3确定的矩阵R'中的第j行第t列信号。矩阵R'如下所示：
矩阵R'中的每个信号都是一个关于xi和h的等式，可以将其中三个信号中的xi替换为对应的变形信号。这样，利用公式1.12可以得到三个变形信号s1、s2和s3。确定对应于该第一调制信号集合的变形码矩阵。
实施例九中进行变形空时分组编码后的变形码矩阵与实施例五中的第一变形码矩阵X'3矩阵形式相同，进一步，如果对该第一调制信号集合进行正交空时分组编码，则X'3与对该第一调制信号集合进行正交空时编码得到的X3是相似，X3矩阵形式也与实施例五中的X3相同。
接收端设备对接收信号进行解码以及还原操作的过程与实施例一中的类似，在此就不必赘述。
进一步，实施例九中的方法还可以推广到五发nR收全码率的MIMO系统、六发nR收全码率的MIMO系统、七发nR收全码率的MIMO系统，其方法与三发nR收全码率的MIMO系统的方法相似，在此就不必赘述。
实施例十一
实施例十一中的通信双方采用的是八发一收全码率的MIMO系统，即发送端设备采用四根天线发送信号，接收端设备采用一根天线接收信号。
发送端设备获取经过M-QAM调制后的第一调制信号集合，该第一调制信号集合包括八个调制信号，分别为x1、x2、x3、x4、x5、x6、x7和x8。可以理解，为了保证接收端设备接收信号的性能最优，该第一调制信号集合中的八个调制信号满足格雷映射规则，即该八个调制信号中每个调制信号与相邻的调制信号的汉明距离为1。
在发送端设备读取的预存的编码控制指示序列的当前指示值为第一值的情况，发送端设备需要对该第一调制信号集合进行变形空时分组编码。
在本实施例中，对该第一调制信号集合进行变形空时分组编码具体包括以下步骤。
确定该八个调制信号中每个调制信号的中间信号，调制信号x1、x2、x3、x4、x5、x6、x7和x8对应的中间信号分别为和
和中的每个中间信号的比特位与对应的调制信号的比特位完全相异。各个中间信号对应的调制信号的汉明距离是在相同的情况下最大的。当该M-QAM调制方式是2n进制的QAM调制的情况下，每个中间信号与对应的调制信号之间的汉明距离为n。例如，在该M-QAM为16QAM的情况下，每个调制信号与对应的中间信号的汉明距离为4。
具体来说，调制信号x1、x2、x3、x4、x5、x6、x7和x8对应的中间信号 和的对应关系如公式1.13所示：
……………………………………………公式1.13
其中，表示与x1之间的汉明距离，S为M-QAM调制星座点集合。
根据八个中间信号与信道矩阵，通过判决统计公式，确定八个变形信号。信道矩阵H＝[h1 h2 h3 h4 h5 h6 h7 h8]。
具体来说，可以通过以下的统计判决公式确定该八个变形信号：
…………公式1.14
其中，r1、r2、r3、r4、r5、r6、r7、r8如以下公式所示：
…………………公式1.15
可以看出，公式1.13和公式1.14、公式1.15中，x1、x2、x3、x4、x5、x6、x7和和以及h1、h2、h3、h4、h5、h6、h7和h8都是已知的。因此，可以利用公式1.13和公式1.14、公式1.15计算出对应于八个调制信号的八个变形信号s1、s2、s3、s4、s5、s6、s7和s8。
确定对应于该第一调制信号集合的第一变形码矩阵，其中该第一变形码矩阵包括该八个变形信号。该第一变形码矩阵X'8可以是如下所示的矩阵：
进一步，进一步，如果对该第一调制信号集合进行正交空时分组编码，则X'8与对该第一调制信号集合进行正交空时编码得到的X8是相似的。X8如下所示：
接收端设备对接收信号进行解码以及还原操作的过程与实施例一中的类似，在此就不必赘述。
实施例一类似，X'8仅是该第一变形码矩阵的一个示意图。该第一变形码矩阵还可以是使用该八个变形信号中的任一个或多个替换X8中对应的信号。例如，可以使用s1和s2替换X8中的x1和x2。需要说明的是，这里所说的“替换”仅是指形式上使用变形信号替换对应的调制信号，并非是指先进行正交空时编码得到如X8所示的矩阵，再使用变形信号替换对应的调制信号。在实现时，可以直接通过变形信号得到第一变形码矩阵。同时，可以理解的是，X'8和X8仅是一组常规码矩阵和变形码矩阵的示意。常规码矩阵中任意两列信号可以互换，并且在常规码矩阵中任意两列信号互换的情况下，对应的变形码矩阵的对应列的位置也需要进行相同的调整。
实施例十二
实施例十二中的通信双方采用的是八发nR收全码率的MIMO系统，即发送端设备采用四根天线发送信号，接收端设备采用nR根天线接收信号。
发送端设备获取经过M-QAM调制后的第一调制信号集合，该第一调制信号集合包括八个调制信号，分别为x1、x2、x3、x4、x5、x6、x7和x8。可以理解，为了保证接收端设备接收信号的性能最优，该第一调制信号集合中的八个调制信号满足格雷映射规则，即该八个调制信号中每个调制信号与相邻的调制信号的汉明距离为1。
在发送端设备读取的预存的编码控制指示序列的当前指示值为第一值的情况，发送端设备需要对该第一调制信号集合进行变形空时分组编码。
在本实施例中，对该第一调制信号集合进行变形空时分组编码具体包括以下步骤。
确定该八个调制信号中每个调制信号的中间信号，调制信号x1、x2、x3、x4、x5、x6、x7和x8对应的中间信号分别为和
和中的每个中间信号的比特位与对应的调制信号的比特位完全相异。各个中间信号对应的调制信号的汉明距离是在相同的情况下最大的。当该M-QAM调制方式是2n进制的QAM调制的情况下，每个中间信号与对应的调制信号之间的汉明距离为n。例如，在该M-QAM为16QAM的情况下，每个调制信号与对应的中间信号的汉明距离为4。
具体来说，调制信号x1、x2、x3、x4、x5、x6、x7和x8对应的中间信号 和的对应关系与实施例十二相同，即满足公式1.13所示。
根据八个中间信号与信道矩阵，通过判决统计公式，确定八个变形信号。信道矩阵如下所示：
式中，hi,j(i＝1,…,nR j＝1,…,8)表示第i根接收天线与第j根发射天线间的信道衰落系数。
具体来说，可以通过以下的统计判决公式确定该八个变形信号：
………………………….公式1.16
其中，在信号xi属于X8的第t列时，的取值为rj,t，的取值为在信号属于X4的第t列时，的取值为(rj,t)*，的取值为∈t表示从编码矩阵第一列到第t列的符号排列，第t列中xi的行位置由∈t(i)表示，第t列中xi的符号用sgnt(i)表示。
可以理解的是，该判决统计公式是根据正交空时分组码的判决统计公式确定的。因此，相同调制信号进行正交空时分组编码后得到的矩阵对于发送端设备是已知的。因此，信号xi属于X8的第t列也就相当于信号xi属于X'8的第t列，其中X'8为第一调制信号集合的变形码矩阵，X8为对该第一调制信号集合进行正交空时分组编码后得到的矩阵。
rj,t是根据信道矩阵H与调制信号x1、x2、x3、x4、x5、x6、x7和x8以及变形变形信号s1、
s2、s3、s4、s5、s6、s7和s8确定的矩阵R'中的第j行第t列信号。矩阵R'如下所示：
矩阵R'中的每个信号都是一个关于xi和h的等式，可以将其中八个信号中的xi替换为对应的变形信号。具体来说，替换后的矩阵R'中的信号如以下公式所示：
公式1.17
可以根据公式1.16和公式1.17计算出对应于八个调制信号的八个变形信号s1、s2、s3、s4、s5、s6、s7和s8。确定对应于该第一调制信号集合的变形码矩阵。该变形码矩阵形式可以是与实施例十一中的X'8相同的矩阵。同样，如果对该第一调制信号集合进行正交空时分组编码，则X'8与对第一该调制信号集合进行正交空时编码得到的X8是相似的，X8与实施例十一中的X8矩阵形式相同。
接收端设备对接收信号进行解码以及还原操作的过程与实施例一中的类似，在此就不必赘述。
实施例一类似，X'8仅是该第一变形码矩阵的一个示意图。该第一变形码矩阵还可以是使用该八个变形信号中的任一个或多个替换X8中对应的信号。例如，可以使用s1和s2替换X8中的x1和x2。需要说明的是，这里所说的“替换”仅是指形式上使用变形信号替换对应的调制信号，并非是指先进行正交空时编码得到如X8所示的矩阵，再使用变形信号替换对应的调制信号。在实现时，可以直接通过变形信号得到第一变形码矩阵。同时，可以理解的是，X'8和X8仅是一组常规码矩阵和变形码矩阵的示意。常规码矩阵中任意两列信号可以互换，并且在常规码矩阵中任意两列信号互换的情况下，对应的变形码矩阵的对应列的位置也需要进行相同的调整。
需要注意的是，本发明实施例中，在根据中间信号和信道矩阵，通过判决统计公式确定K个变形信号时，忽略了噪声影响。
图6是根据本发明实施例提供的设备的结构框图。如图6所示，设备600包括获取单元601和确定单元602。
获取单元601，用于获取经过多进制正交振幅调制的第一调制信号集合，其中该第一调制信号集合包括P个调制信号，该P个调制信号满足格雷调制映射规则。
确定单元602，用于从该P个调制信号中确定K个调制信号，其中K为小于或等于P的正整数。
确定单元602，还用于确定对应于该K个调制信号的K个中间信号，每个中间信号在星座图上映射的比特位与对应的调制信号在该星座图上映射的比特位完全相异。
确定单元602，还用于根据该K个中间信号和信道矩阵，通过判决统计公式，确定K个变形信号。
确定单元602，还用于确定对应于该第一调制信号集合的第一变形码矩阵，其中该第一变形码矩阵包括该K个变形信号中的L个变形信号，其中L为小于或等于K的正整数。
图6所示的设备600可以通过多根天线发送该第一变形码矩阵。将该第一调制信号集合进行编码以获取该第一变形码矩阵的策略对于通信双方是公知的。这样，合法的接收端设备可以对该第一变形码矩阵进行准确的译码，获取该第一调制信号集合中的调制信号，并对获取到的调制信号进行解调。但是，非法的接收端设备并不知晓第一变形码矩阵是如何获得的，因此非法的接收端设备无法对该第一变形码矩阵进行准确的译码，从而无法将第一变形码矩阵还原为编码前的第一调制信号集合。因此，图6所示的设备600能够有效地保护合法的通信双方的通信内容。
进一步，获取单元601，还用于读取预存的编码控制指示序列，确定当前指示值。在此情况下，确定单元602，具体用于在获取单元601确定该当前指示值为第一值的情况下，从该P个调制信号中确定该K个调制信号。
进一步，获取单元601，还用于获取经过该多进制正交振幅调制的第二调制信号集合，该第二调制信号集合包括Q个调制信号。获取单元601，还用于读取该预存的编码控制指示序列，确定当前指示值。确定单元602，还用于在获取单元601确定该当前指示值为第二值的情况下，对该第二调制信号集合进行正交空时分组编码，确定对应于该第二信号集合的第二常规码矩阵。
设备600能够通过编码控制指示序列的不同指示值，选择不同的编码方法对获取到的调制信号集合进行编码。该编码控制指示序列中的不同指示值同时保存在合法的通信双方(即合法的发送端设备和合法的接收端设备)。因此，合法的接收端设备可以知道合法的发送端设备是采用哪种编码方法对调制信号集合中的信号进行编码。但是非法的接收端设备并不知道发送该编码控制指示序列。因此，非法的接收端设备不知道发送端设备所发送的信号采用的是变形空时分组编码还是正交空时分组编码。这样，合法的通信双方采用了两层机制(编码控制指示序列与变形空时分组编码)对通信内容进行保护，使得非法的接收端设备正确解码的概率大大降低，能够有效保证通信内容的安全。
图6所示的设备600可以执行图1或图2所示的方法的各个步骤。同时，可以理解图6所示的设备是支持MIMO系统的设备。
图7是根据本发明实施例提供的另一设备的结构框图。如图7所示，设备700包括：获取单元701、解码单元702和确定单元703。
获取单元701，用于获取第一接收信号集合。
解码单元702，用于对该第一接收信号集合进行解码，确定第一估计信号集合，其中该第一估计信号集合包括P个第一估计信号。
确定单元703，用于对该P个第一估计信号中的K个第一估计信号进行还原操作，获取K个还原信号，该还原操作为对该K个第一估计信号中的该每个第一估计信号的每个比特位取异，K为小于或等于P的正整数；
确定单元703，还用于确定该第一估计信号对应的第一目标估计信号集合，该第一目标估计信号集合包括该K个还原信号与为进行该还原操作的(P-K)个第一估计信号。
根据图7所示设备700可以对经过变形空时分组编码后发送的变形码矩阵进行准确的译码，对发送端设备发送的信号进行准确的估计。但是，非法的接收端设备并不知晓第一变形码矩阵是如何获得的，因此非法的接收端设备无法对该第一变形码矩阵进行准确的译码，从而无法将第一变形码矩阵还原为编码前的第一调制信号集合。因此，图7所示的设备能够有效地保护合法的通信双方的通信内容。
进一步，获取单元701，还用于读取预存的编码控制指示序列，确定当前指示值。在此情况下，确定单元703，具体用于在该获取单元确定调度当前指示值为第一值的情况下，对该P个第一估计信号中的该K个第一估计信号进行该还原操作。
进一步，获取单元701，还用于获取第二接收信号集合。解码单元702，还用于对该第二接收信号集合进行解码，确定第二估计信号集合，其中该第二估计信号集合包括Q个第二估计信号。获取单元701，还用于读取该预存的编码控制指示序列，确定当前指示值。确定单元703，还用于在该获取单元确定该当前指示值为第二值的情况下，确定该第二估计信号集合对应的第二目标估计信号集合包括该Q个第二估计信号。
该编码控制指示序列中的不同指示值同时保存在合法的通信双方，即合法的发送端设备和合法的接收端设备(即设备700)。因此，合法的接收端设备(即设备700)可以知道合法的发送端设备是采用哪种编码方法对调制信号集合中的信号进行编码。但是非法的接收端设备并不知道发送该编码控制指示序列。因此，非法的接收端设备不知道发送端设备所发送的信号采用的是变形空时分组编码还是正交空时分组编码。因此，合法的通信双方采用了两层机制(编码控制指示序列与变形空时分组解码)对通信内容进行保护，使得非法的接收端设备正确解码的概率大大降低，能够有效保证通信内容的安全。
图7所示的设备700可以执行图3或图4所示的方法的各个步骤。同时，可以理解，图7所示的设备是支持MIMO系统的设备。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或处理器(processor)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内，因此本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (12)
1.一种编码方法，其特征在于，所述方法包括：
获取经过多进制正交振幅调制的第一调制信号集合，其中所述第一调制信号集合包括P个调制信号，所述P个调制信号满足格雷调制映射规则；
从所述P个调制信号中确定K个调制信号，其中K为小于或等于P的正整数；
确定对应于所述K个调制信号的K个中间信号，每个中间信号在星座图上映射的比特位与对应的调制信号在所述星座图上映射的比特位完全相异；
根据所述K个中间信号和信道矩阵，通过判决统计公式，确定K个变形信号；
确定对应于所述第一调制信号集合的第一变形码矩阵，其中所述第一变形码矩阵包括所述K个变形信号中的L个变形信号，其中L为小于或等于K的正整数。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，从所述P个调制信号中确定K个调制信号之前，所述方法还包括：
读取预存的编码控制指示序列，确定当前指示值；
所述从所述P个调制信号中确定K个调制信号，包括：
在确定所述当前指示值为第一值的情况下，从所述P个调制信号中确定所述K个调制信号。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
获取经过所述多进制正交振幅调制的第二调制信号集合，所述第二调制信号集合包括Q个调制信号，所述Q个调制信号满足格雷调制映射规则；
读取所述预存的编码控制指示序列，确定当前指示值；
在确定所述当前指示值为第二值情况下，对所述第二调制信号集合进行正交空时分组编码，确定对应于所述第二调制信号集合的第二常规码矩阵。
4.一种解码方法，其特征在于，所述方法包括：
获取第一接收信号集合；
对所述第一接收信号集合进行解码，确定第一估计信号集合，其中所述第一估计信号集合包括P个第一估计信号；
对所述P个第一估计信号中的K个第一估计信号进行还原操作，获取K个还原信号，所述还原操作为对所述K个第一估计信号中的每个第一估计信号的每个比特位取异，K为小于或等于P的正整数；
确定所述第一估计信号集合对应的第一目标估计信号集合，所述第一目标估计信号集合包括所述K个还原信号与未进行所述还原操作的(P-K)个第一估计信号。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述确定所述P个第二处理信号中的K个变形信号之前，所述方法还包括：
读取预存的编码控制指示序列，确定当前指示值；
所述确定所述P个第二处理信号中的K个变形信号，包括：
在确定所述当前指示值为第一值情况下，对所述P个第一估计信号中的所述K个第一估计信号进行所述还原操作。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
获取第二接收信号集合；
对所述第二接收信号集合进行解码，确定第二估计信号集合，其中所述第二估计信号集合包括Q个第二估计信号；
读取所述预存的编码控制指示序列，确定当前指示值；
在确定所述当前指示值为第二值的情况下，确定所述第二估计信号集合对应的第二目标估计信号集合包括所述Q个第二估计信号。
7.一种设备，其特征在于，所述设备包括：
获取单元，用于获取经过多进制正交振幅调制的第一调制信号集合，其中所述第一调制信号集合包括P个调制信号，所述P个调制信号满足格雷调制映射规则；
确定单元，用于从所述P个调制信号中确定K个调制信号，其中K为小于或等于P的正整数；
所述确定单元，还用于确定对应于所述K个调制信号的K个中间信号，每个中间信号在星座图上映射的比特位与对应的调制信号在所述星座图上映射的比特位完全相异；
所述确定单元，还用于根据所述K个中间信号和信道矩阵，通过判决统计公式，确定K个变形信号；
所述确定单元，还用于确定对应于所述第一调制信号集合的第一变形码矩阵，其中所述第一变形码矩阵包括所述K个变形信号中的L个变形信号，其中L为小于或等于K的正整数。
8.如权利要求7所述的设备，其特征在于，
所述获取单元，还用于读取预存的编码控制指示序列，确定当前指示值；
所述确定单元，具体用于在所述获取单元确定所述当前指示值为第一值的情况下，从所述P个调制信号中确定所述K个调制信号。
9.如权利要求8所述的设备，其特征在于，
所述获取单元，还用于获取经过所述多进制正交振幅调制的第二调制信号集合，所述第二调制信号集合包括Q个调制信号，所述Q个调制信号满足格雷调制映射规则；
所述获取单元，还用于读取所述预存的编码控制指示序列，确定当前指示值；
所述确定单元，还用于在所述获取单元确定所述当前指示值为第二值的情况下，对所述第二调制信号集合进行正交空时分组编码，确定对应于第二信号集合的第二常规码矩阵。
10.一种设备，其特征在于，所述设备包括：
获取单元，用于获取第一接收信号集合；
解码单元，用于对所述第一接收信号集合进行解码，确定第一估计信号集合，其中所述第一估计信号集合包括P个第一估计信号；
确定单元，用于对所述P个第一估计信号中的K个第一估计信号进行还原操作，获取K个还原信号，所述还原操作为对所述K个第一估计信号中的每个第一估计信号的每个比特位取异，K为小于或等于P的正整数；
所述确定单元，还用于确定所述第一估计信号对应的第一目标估计信号集合，所述第一目标估计信号集合包括所述K个还原信号与为进行所述还原操作的(P-K)个第一估计信号。
11.如权利要求10所述的设备，其特征在于，
所述获取单元，还用于读取预存的编码控制指示序列，确定当前指示值；
所述确定单元，具体用于在所述获取单元确定调度当前指示值为第一值的情况下，对所述P个第一估计信号中的所述K个第一估计信号进行所述还原操作。
12.如权利要求11所述的设备，其特征在于，
所述获取单元，还用于获取第二接收信号集合；
所述解码单元，还用于对所述第二接收信号集合进行解码，确定第二估计信号集合，其中所述第二估计信号集合包括Q个第二估计信号；
所述获取单元，还用于读取所述预存的编码控制指示序列，确定当前指示值；
所述确定单元，还用于在所述获取单元确定所述当前指示值为第二值的情况下，确定所述第二估计信号集合对应的第二目标估计信号集合包括所述Q个第二估计信号。
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