CN103516650B - 一种mimo无线通信非相干酉空时调制的对跖解调方法及对跖解调器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于MIMO无线通信的非相干酉空时调制的对跖解调方法和对跖解调器，所述对跖解调方法要求将非相干酉空时星座图划分为两个子星座图，所述各子星座图内不存在成对的对跖点，而在两个子星座图之间存在一一对应的对跖点，所述对跖解调方法只需在任意一个子星座图内遍历L/2个星座点进行基于最大似然的解调计算，找出L/2个四矩阵乘积的迹最大值ψ_max和迹最小值ψ_min，然后根据<maths num="0001"></maths>计算出另一个子星座图中星座点矩阵所对应的四矩阵乘积的迹最大值再将ψ_max和两者中较大值所对应的星座点作为解调信号输出。上述对跖解调方法降低了传统最大似然解调计算的复杂度，将参与解调计算的星座点个数减少一半，但其解调性能与最大似然解调性能保持一致。

Description

一种MIMO无线通信非相干酉空时调制的对跖解调方法及对跖解调器

技术领域

本发明属于通信技术领域，更具体地，涉及一种MIMO无线通信非相干酉空时调制的对跖解调方法及对跖解调器。

背景技术

随着无线通信业务的高速发展，在保证服务质量的前提下尽可能提高数据传输速率已成为下一代无线通信系统需要考虑的核心问题。1995年Telatar的研究表明多输入多输出(MIMO，Multiple-InputMultiple-Output)系统可以线性的增加信道容量，由此激发了无线MIMO通信系统的研究热潮，并促使MIMO技术成为下一代无线通信中的关键技术。3G的LTE长期演进方案也把空时码作为主要传输技术之一。

根据解调时需不需要对信道进行估计，可将MIMO通信系统分为相干通信系统和非相干通信系统。相干通信需要接收端确切的知道信道状态信息，通常采用的方法是发射端发射接收端已知的导频信号，接收端根据接收的导频信号来估计信道状态信息。显然，导频信号会消耗信道带宽，信道估计会增加解调器的延迟和实现复杂度，这些缺陷阻碍了相干通信在瑞利平坦快衰落信道上的应用。非相干通信是根据非相干空时码的结构特征进行解调的，它不需要发送导频信号，也不必进行信道估计，延迟较小。

非相干空时码分为差分空时码和一般酉空时码，本发明主要针对一般非相干酉空时码的研究。目前关于非相干酉空时码结构设计的研究成果并不多，已经发表的酉空时码结构包括：系统设计的、正交设计的、基于三角函数的和基于Grassmannian指数映射的酉空时码，还有以最小Frobenius弦距离达到最大的计算机搜索算法所获得的酉空时码。此外，关于非相干酉空时码解调方法的研究成果就更少了，目前，在非相干酉空时码结构设计的实验用仿真平台中，解调方法主要采用最大似然解调。最大似然解调方法是最优方法，但最大似然解调需要所有星座点均参与似然计算，比较选择似然概率最大的星座点，作为解调器输出的星座点信号。显然这种遍历所有星座点的解调方法，计算工作量较大，特别是当星座图以2的幂次方增大时，星座点的数量为L＝2^RT，码率为R=(1og₂L)／T，其中T为相干时间间隔。解调方法的计算复杂度也随2的幂次方增大，这种计算量难以满足工程需要。为此，研究降低复杂度的酉空时码解调方案是势在必行的工作。

发明内容

本发明提出了一种适用于MIMO非相干酉空时调制的优化解调方法，该方法通过对已有非相干酉空时星座图的分析，得出性能优越的酉空时星座图普遍具有对跖结构，且发现了对跖点在解调过程中的内在关系，由此构造出对跖解调方法，该方法与未经优化的最大似然解调方法相比，在将参与解调过程计算的星座点个数减少一半的同时，其解调性能与最大似然解调方法的性能保持一致。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种MIMO无线通信非相干酉空时调制的对跖解调方法，包括：

1)将基于对跖结构的酉空时星座图划分为两个子星座图和其中L表示星座图中的星座点个数，Φ_l和均为T×M的复数矩阵，其中T是相干时间间隔，M是发射天线根数，矩阵中元素Φ_αβ和表示第β根发射天线在第α时刻发送的信号：所述各子星座图内不存在成对的对跖点，而在两个子星座图之间存在一一对应的对跖点；

2)首先计算子星座图中的L／2个星座点矩阵与接收矩阵Y之间的四矩阵乘积的迹值确定其中的最大值ψ_max和最小值ψ_min，同时计算接收信号矩阵所构成的两矩阵乘积的迹值σ=tr(Y^HY)，并由最大值ψ_max和最小值ψ_min分别确定在子星座图由对应的星座点矩阵Φ_i和Φ_j，根据对跖点关系，求出Φ_j在另一个子星座图中的对跖点然后根据两个互为对跖的星座点矩阵Φ_j和与接收信号矩阵Y三者之间存在的关系 计算另一个子星座图所对应的四矩阵乘积的迹最大值其中接收信号矩阵Y为T×N的复数矩阵，T是相干时间间隔，N是接收天线根数，矩阵中元素y_αγ表示第γ根接收天线在第α时刻接收到的信号，tr(·)表示对括号中的矩阵进行求迹运算；

3)对所述两个子星座图中星座点所对应的两个迹最大值ψ_man与进行比较运算，并作出判决，将两者中较大的一个值所对应的星座点矩阵作为解调信号，即当时，从子星座图中提取ψ_max所对应的发射信号矩阵Φ_i作为输出的解调信号矩阵当时，从子星座图中提取所对应的发射信号矩阵作为输出的解调信号矩阵 $\widehat{\mathrm{\&Phi;}}={\stackrel{\&OverBar;}{\mathrm{\&Phi;}}}_j.$

本方法采用了划分对跖子星座图的技术方法，首先将非相干酉空时码星座图划分为两个对跖的子星座图，其中每个子星座图内，各星座点之间没有对跖关系，在两个子星座图之间，存在一一对跖的星座点；然后利用对跖星座点在的解调过程中存在的内在关系 $\mathrm{tr}\left(Y^H\mathrm{\&Phi;}{\mathrm{\&Phi;}}^{H}Y\right)+\mathrm{tr}\left(Y^H\stackrel{\&OverBar;}{\mathrm{\&Phi;}}{\stackrel{\&OverBar;}{\mathrm{\&Phi;}}}^{H}Y\right)=\mathrm{tr}\left(Y^{H}Y\right),$ 只需在一个子星座图中进行遍历解调计算，找出该子星座图中四矩阵乘积的迹值中的最大值ψ_max和最小值ψ_min，以及并通过计算求出另一个子星座图四矩阵乘积的迹值的最大值选择ψ_max和两者中较大一个值所对应的星座点矩阵做为解调信号输出。因此可以将最大似然解调过程中的解调运算量减少一半，本发明方法与未经优化的最大似然解调相比，在降低解调过程计算复杂度的同时，并没有造成解调性能的损失。

按照本发明的另一方面，还提供了一种MIMO无线通信非相干酉空时调制的对跖解调方法，包括：

1)将基于对跖结构的酉空时星座图划分为两个子星座图和其中L表示星座图中的星座点个数，Φ_l和均为T×M的复数矩阵，其中T是相干时间间隔，M是发射天线根数，矩阵中元素Φ_αβ和表示第β根发射天线在第α时刻发送的信号：所述各子星座图内不存在成对的对跖点，而在两个子星座图之间存在一一对应的对跖点；

2)首先计算子星座图中的L／2个星座点矩阵与接收矩阵Y之间的四矩阵乘积的迹值确定其中的最大值ψ_max和最小值ψ_min，并由最大值ψ_max和最小值ψ_min分别确定在子星座图中对应的星座点矩阵Φ_i和Φ_j，根据对跖点关系，求出Φ_j在另一个子星座图中的对跖点然后根据计算另一个子星座图所对应的四矩阵乘积的迹最大值其中接收信号矩阵Y为T×N的复数矩阵，T是相干时间间隔，N是接收天线根数，矩阵中元素y_αγ表示第γ根接收天线在第α时刻接收到的信号，tr(·)表示对括号中的矩阵进行求迹运算；

3)对所述两个子星座图中星座点所对应的两个迹最大值ψ_max与进行比较运算，并作出判决，将两者中较大的一个值所对应的星座点矩阵作为解调信号，即当时，从子星座图中提取ψ_max所对应的发射信号矩阵Φ_i作为输出的解调信号矩阵当时，从子星座图中提取所对应的发射信号矩阵作为输出的解调信号矩阵 $\widehat{\mathrm{\&Phi;}}={\stackrel{\&OverBar;}{\mathrm{\&Phi;}}}_j.$

本方法采用了划分对跖子星座图的技术方法，首先将非相干酉空时码星座图划分为两个对跖的子星座图，其中每个子星座图内，各星座点之间没有对跖关系，在两个子星座图之间，存在一一对跖的星座点；然后利用对跖星座点在的解调过程中存在的内在关系 $\mathrm{tr}\left(Y^H\mathrm{\&Phi;}{\mathrm{\&Phi;}}^{H}Y\right)+\mathrm{tr}\left(Y^H\stackrel{\&OverBar;}{\mathrm{\&Phi;}}{\stackrel{\&OverBar;}{\mathrm{\&Phi;}}}^{H}Y\right)=\mathrm{tr}\left(Y^{H}Y\right),$ 只需在一个子星座图中进行遍历解调计算，找出该子星座图中四矩阵乘积的迹值中的最大值ψ_max和最小值ψ_min所对应的星座点Φ_j，从而确定Φ_j的对跖点并通过计算求出另一个子星座图四矩阵乘积的迹值的最大值选择ψ_max和两者中较大一个值所对应的星座点矩阵做为解调信号输出。因此可以将最大似然解调过程中的解调运算量减少一半，本发明方法与未经优化的最大似然解调相比，在降低解调过程计算复杂度的同时，并没有造成解调性能的损失。

按照本发明的另一方面，还提供了一种MIMO无线通信非相干酉空时调制的对跖解调器，所述解调器包括输入缓存器、只读存储模块、矩阵迹计算模块、极值计算模块、寄存器组、最大值计算模块、比较选择模块和输出缓存器，其中：

所述输入缓存器接收并缓存接收信号矩阵Y，并将所述接收信号矩阵Y输出到所述矩阵迹计算模块，其中所述接收信号矩阵Y为T×N的复数矩阵，矩阵中元素y_αγ表示第γ根接收天线在第α时刻接收到的信号；

所述只读存储模块用于存储基于对跖结构的非相干酉空时码的星座图的两个子星座图和的所有星座点矩阵，其中L表示星座图中的星座点个数，Φ_l和均为T×M的复数矩阵，矩阵中元素Φ_αβ和表示第β根发射天线在第α时刻发送的信号；

所述矩阵迹计算模块从所述只读存储模块接收所述子星座图中的L／2个星座点矩阵，并从所述输入缓存器接收所述接收信号矩阵Y，计算矩阵迹和矩阵迹σ=tr(Y^HY)，其中，1≤l≤L/2，tr(·)表示对括号中的矩阵进行求迹运算，并将所述矩阵的L／2个迹ψ_l输出到所述极值计算模块，将所述矩阵Y^HY的迹σ输出到所述最大值计算模块；

所述极值计算模块完成矩阵的L/2个迹ψ_l的比较，其中1≤l≤L/，将最大值ψ_max和最小值ψ_min存入所述寄存器组中，并将所述最大值ψ_max所对应的星座点矩阵Φ_i在所述只读存储模块中的地址值i1保存到所述寄存器组中，将所述最小值ψ_min所对应的星座点矩阵Φ_j在另一个子星座图中的对跖点矩阵在所述只读存储模块中的地址值j1保存到所述寄存器组中；

所述最大值计算模块接收所述矩阵迹计算模块输出的所述矩阵Y^HY的迹值σ，并从所述寄存器组中获取所述最小值ψ_min，计算将计算结果保存在所述寄存器组中；

所述比较选择模块从所述寄存器组获取所述ψ_max和比较所述ψ_max和的大小，并输出控制信号contr,所述控制信号contr用于控制所述寄存器组，将所述ψ_max和中的较大值所对应星座点矩阵在所述只读存储模块中的地址值输出到所述只读存储模块；

所述寄存器组存储从所述极值计算模块传来的ψ_max、ψ_min、i1、j1，以及从所述最大值计算模块传来的并根据所述比较选择模块输出的所述控制信号contr，将所述ψ_max和中的较大的一个值所对应星座点矩阵在所述只读存储模块中的地址值addr输出到所述只读存储模块，以控制所述只读存储模块将相应的已解调星座点矩阵，输出到所述输出缓存器；

所述输出缓存器，接收并缓存所述只读存储模块输出的已解调星座点矩阵

优选地，所述只读存储模块保存基于对跖结构的非相干酉空时码的两个子星座图和其中各子星座图内不存在成对的对跖点，而在两个子星座图之间存在一一对应的对跖点，所述只读存储模块输出子星座图中的L／2个星座点矩阵到矩阵迹计算模块；并接收所述寄存器组传来的的地址值addr，由地址值指出所述只读存储模块中的相应星座点矩阵作为解调信号矩阵并将输出给输出缓存器。

优选地，所述极值计算模块，接收所述矩阵迹计算模块中ψ_l计算单元输出的矩阵的L／2个迹值ψ_l，求出其中的最大值ψ_max和最小值ψ_min，将最大值ψ_max和最小值ψ_min输出到所述寄存器组保存，并将由最大值ψ_max所确定的星座点矩阵Φ_i在所述只读存储模块中的地址值i1输出到所述寄存器组中保存，将由最小值ψ_min所确定的星座点矩阵Φ_j在另一个子星座图中的对跖点在所述只读存储模块中的地址值j1输出到所述寄存器组中保存，其中1≤l≤L/2。

优选地，所述最大值计算模块，接收从所述矩阵迹计算模块中σ计算单元输出的所述矩阵Y^HY的迹σ，并从所述寄存器组中获取最小值ψ_min，计算然后将输出到所述寄存器组中保存。

优选地，所述寄存器组接收并保存由所述极值计算模块传来的ψ_max和ψ_min，以及与ψ_max相对应的星座点矩阵Φ_i在所述只读存储模块中的地址值i1和与ψ_min相对应的星座点矩阵Φ_j在另一个子星座图中的对跖点在所述只读存储模块中的地址值j1；所述寄存器组将保存的ψ_min输出给所述最大值计算模块，接收并保存所述最大值计算模块传来的所述寄存器组将保存的ψ_max和输出给所述比较选择模块。

优选地，所述比较选择模块，完成ψ_max和的比较运算，输出用于操作寄存器组的控制信号contr；若则输出控制信号contr到所述寄存器组，以使寄存器组将所述最大值ψ_max所确定的星座点矩阵Φ_i在所述只读存储模块中的地址值i1传递给所述只读存储模块；若则输出控制信号contr到所述寄存器组，以使寄存器组将所述最大值所确定的星座点矩阵在所述只读存储模块中的地址值j1传递给所述只读存储模块。

本方法将非相干酉空时码星座图划分为两个对跖的子星座图，在所述只读存储模块中存储有所述两个子星座图的星座点矩阵；所述矩阵迹计算模块接收其中一个子星座图和接收信号矩阵Y，计算矩阵迹和矩阵迹σ＝tr(Y^HY)，其中1≤l≤L/2；所述极值计算模块完成所述矩阵的L／2个迹ψ_l的比较，得到最大值ψ_max和最小值ψ_min；所述最大值计算模块计算所述比较选择模块比较所述ψ_max和控制所述寄存器组将所述ψ_max和中的较大值所对应星座点矩阵在所述只读存储模块中的地址值输出到所述只读存储模块。通过上述技术方法，首先将非相干酉空时码星座图划分为两个对跖的子星座图，其中每个子星座图内，各星座点之间没有对跖关系，在两个子星座图之间，存在一一对跖的星座点；在解调过程中，只需将其中一个子星座图中的星座点矩阵参与到最大似然解调计算中来，并求出其中的最大值ψ_max和最小值ψ_min，然后利用计算结果以及对跖星座点在的解调过程中存在的内在关系 $\mathrm{tr}\left(Y^H{\mathrm{\&Phi;\&Phi;}}^{H}Y\right)+\mathrm{tr}\left(Y^H\stackrel{\&OverBar;}{\mathrm{\&Phi;}}{\stackrel{\&OverBar;}{\mathrm{\&Phi;}}}^{H}Y\right)=\mathrm{tr}\left(Y^{H}Y\right),$ 可以得出另一个子星座图的最大似然解调计算的最大值选择ψ_max和两者中较大一个值所对应的星座点矩阵做为解调信号输出。因此可以将最大似然解调过程中的解调运算量减少一半，本发明方法与未经优化的最大似然解调相比，在降低解调过程计算复杂度的同时，并没有造成解调性能的损失。

按照本发明的另一方面，还提供了一种MIMO无线通信非相干酉空时调制的对跖解调器，所述对跖解调器包括输入缓存器、只读存储模块、矩阵迹计算模块、极值计算模块、寄存器组、比较选择模块和输出缓存器，其中：

所述输入缓存器接收并缓存接收信号矩阵Y，并将所述接收信号矩阵Y输出到所述矩阵迹计算模块，其中所述接收信号矩阵Y为T×N的复数矩阵，矩阵中元素y_αγ表示第γ根接收天线在第α时刻接收到的信号；

所述只读存储模块用于存储所述非相干酉空时码的星座图的两个子星座图和其中L表示星座图中的星座点个数，Φ_l和均为T×M的复数矩阵，矩阵中元素Φ_αβ和表示第β根发射天线在第α时刻发送的信号；

所述矩阵迹计算模块从所述只读存储模块接收所述子星座图中的L／2个星座点矩阵，并从所述输入缓存器接收所述接收信号矩阵Y，计算矩阵迹其中，1≤l≤L/2，tr(·)表示对括号中的矩阵进行求迹运算，并将所述矩阵的L／2个迹ψ_l输出到所述极值计算模块；所述矩阵迹计算模块从所述只读存储模块接收星座点矩阵计算矩阵迹并将输出到所述寄存器组，其中是所述子星座图中所对应的四矩阵乘积的迹最大值，是与所对应的星座点矩阵；

所述极值计算模块计算所述L／2个矩阵迹ψ_l的比较，其中1≤l≤L/2，寻找出最大值ψ_max和最小值ψ_min，并将最大值ψ_max存入所述寄存器组中，所述极值计算模块将所述最大值ψ_max所对应的星座点矩阵Φ_i在所述只读存储模块中的地址值i1保存到所述寄存器组中，将所述最小值ψ_min所对应的星座点矩阵Φ_j在另一个子星座图中的对跖星座点矩阵在所述只读存储模块中的地址值j1保存到所述寄存器组中；

所述比较选择模块从所述寄存器组获取所述ψ_max和比较所述ψ_max和的大小，并输出控制信号contr，所述控制信号contr用于控制所述寄存器组将所述ψ_max和中的较大值所对应星座点矩阵在所述只读存储模块中的地址值输出到所述只读存储模块；

所述寄存器组用于存储从所述极值计算模块传来的ψ_max、i1和j1，所述寄存器组将星座点矩阵在所述只读存储模块中的地址值j1输出到只读存储模块；根据所述比较选择模块传来的所述控制信号contr，将所述ψ_max和中的较大的一个值所对应星座点矩阵在所述只读存储模块中的地址值addr输出到所述只读存储模块；

所述输出缓存器，接收并缓存所述只读存储模块输出的已解调星座点矩阵

本方法将非相干酉空时码星座图划分为两个对跖的子星座图，在所述只读存储模块中存储有所述两个子星座图的星座点矩阵；所述矩阵迹计算模块接收其中一个子星座图和接收信号矩阵Y，计算矩阵迹和矩阵迹其中1≤l≤L/2；所述极值计算模块完成所述矩阵的L／2个迹ψ_l的比较，得到最大值ψ_max和最小值ψ_min；所述比较选择模块比较所述ψ_max和控制所述寄存器组将所述ψ_max和中的较大值所对应星座点矩阵在所述只读存储模块中的地址值输出到所述只读存储模块。通过上述技术方法，首先将非相干酉空时码星座图划分为两个对跖的子星座图，其中每个子星座图内，各星座点之间没有对跖关系，在两个子星座图之间，存在一一对跖的星座点；在解调过程中，只需将其中一个子星座图中的星座点矩阵参与到最大似然解调计算中来，并求出其中的最大值ψ_max和最小值ψ_min，并确定ψ_min所对应的星座点矩阵Φ_j在另一个子星座图中的对跖星座点矩阵然后利用计算结果以及对跖星座点在的解调过程中存在的内在关系 $\mathrm{tr}\left(Y^H\mathrm{\&Phi;}{\mathrm{\&Phi;}}^{H}Y\right)+\mathrm{tr}\left(Y^H\stackrel{\&OverBar;}{\mathrm{\&Phi;}}{\stackrel{\&OverBar;}{\mathrm{\&Phi;}}}^{H}Y\right)=\mathrm{tr}\left(Y^{H}Y\right),$ 可以得出另一个子星座图的最大似然解调计算的最大值选择ψ_max和两者中较大一个值所对应的星座点矩阵做为解调信号输出。因此可以将最大似然解调过程中的解调运算量减少一半，本发明方法与未经优化的最大似然解调相比，在降低解调过程计算复杂度的同时，并没有造成解调性能的损失。

按照本发明的另一方面，还提供了一种MIMO无线通信非相干酉空时调制的对跖解调器，所述对跖解调器包括输入缓存器、只读存储模块、矩阵迹计算模块、极值计算模块、寄存器组、最大值计算模块、比较选择模块和输出缓存器，其中：

所述输入缓存器接收并缓存接收信号矩阵Y，并将所述接收信号矩阵Y输出到所述矩阵迹计算模块，其中所述接收信号矩阵Y为T×N的复数矩阵，矩阵中元素y_αγ表示第γ根接收天线在第α时刻接收到的信号；

所述只读存储模块用于存储所述非相干酉空时码的星座图的两个子星座图和的所有星座点矩阵及其所对应的二进制信息，其中L表示星座图中的星座点个数，Φ和均为T×M的复数矩阵，矩阵中元素Φ_αβ和表示第β根发射天线在第α时刻发送的信号；

所述矩阵迹计算模块从所述只读存储模块接收所述子星座图中的L／2个星座点矩阵，并从所述输入缓存器接收所述接收信号矩阵Y，计算矩阵迹和矩阵迹σ＝tr(Y^HY)，其中，1≤l≤L/2，tr(·)表示对括号中的矩阵进行求迹运算，并将所述矩阵的L／2个迹ψ_l输出到所述极值计算模块，将所述矩阵Y^HY的迹σ输出到所述最大值计算模块；

所述极值计算模块完成所述L／2个矩阵迹ψ_l的比较，其中1≤l≤L/2，将最大值ψ_max和最小值ψ_min存入所述寄存器组中，并将所述最大值ψ_max所对应的星座点矩阵Φ_i在所述只读存储模块中的地址值i1和／或所述星座点矩阵Φ_i对应二进制信息序列在所述只读存储模块中的地址值i2保存到所述寄存器组中，将最小值ψ_min所对应的星座点矩阵关于另一个子星座图中的对跖星座点矩阵在所述只读存储模块中的地址值j1保存到所述寄存器组中和／或所述星座点矩阵对应二进制信息序列在所述只读存储模块中的地址值j2保存到所述寄存器组中；

所述最大值计算模块接收所述矩阵迹计算模块输出的矩阵迹σ，并从所述寄存器组中获取所述最小值ψ_min，计算将计算结果保存在所述寄存器组中；

所述比较选择模块从所述寄存器组获取所述ψ_max和比较所述ψ_max和的大小，并输出控制信号contr到所述寄存器组；

所述寄存器组由7个寄存器构成，用于存储从所述极值计算模块传来的ψ_max、ψ_min、i1和／或i2、j1和／或j2，以及从所述最大值计算模块传来的并根据所述比较选择模块输出的所述控制信号contr，将所述ψ_max和中的较大的一个值所对应星座点矩阵和／或该点所对应二进制信息序列在所述只读存储模块中的地址值输出到所述只读存储模块；

所述输出缓存器，接收并缓存所述只读存储模块输出的已解调星座点矩阵及该点所对应已解调二进制信息序列。

本方法将非相干酉空时码星座图划分为两个对跖的子星座图，在所述只读存储模块中存储有所述两个子星座图的星座点矩阵及其所对应的二进制信息；所述矩阵迹计算模块接收其中一个子星座图和接收信号矩阵Y，计算矩阵迹和矩阵迹σ＝tr(Y^HY)，其中1≤l≤L/2；所述极值计算模块完成所述矩阵的L／2个迹ψ_l的比较，得到最大值ψ_max和最小值ψ_min；所述最大值计算模块计算所述比较选择模块比较所述ψ_max和控制所述寄存器组将所述ψ_max和中的较大值所对应星座点矩阵在所述只读存储模块中的地址值输出到所述只读存储模块。通过上述技术方法，首先将非相干酉空时码星座图划分为两个对跖的子星座图，其中每个子星座图内，各星座点之间没有对跖关系，在两个子星座图之间，存在一一对跖的星座点；在解调过程中，在解调过程中，只需将其中一个子星座图中的星座点矩阵参与到最大似然解调计算中来，并求出其中的最大值ψ_max和最小值ψ_min，然后利用计算结果以及对跖星座点在的解调过程中存在的内在关系 $\mathrm{tr}\left(Y^H\mathrm{\&Phi;}{\mathrm{\&Phi;}}^{H}Y\right)+\mathrm{tr}\left(Y^H\stackrel{\&OverBar;}{\mathrm{\&Phi;}}{\stackrel{\&OverBar;}{\mathrm{\&Phi;}}}^{H}Y\right)=\mathrm{tr}\left(Y^{H}Y\right),$ 可以得出另一个子星座图的最大似然解调计算的最大值选择ψ_max和两者中较大一个值所对应的星座点矩阵和/或该点所对应二进制信息序列做为解调信号输出。因此可以将最大似然解调过程中的解调运算量减少一半，本发明方法与未经优化的最大似然解调相比，在降低解调过程计算复杂度的同时，并没有造成解调性能的损失。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案，首先将非相干酉空时码星座图划分为两个对跖的子星座图，其中每个子星座图内，各星座点之间没有对跖关系，在两个子星座图之间，存在一一对跖的星座点。然后利用非相干酉空时码的最大似然解调，此时只需在一个子星座图中进行遍历计算，因此可以将最大似然解调过程中的解调运算量减少一半，本发明方法与未经优化的最大似然解调相比，在降低解调过程计算复杂度的同时，并没有造成性能的损失。

附图说明

图1为本发明设计的一种对跖点解调方法的流程图；

图2为本发明设计的另一种对跖点解调方法的流程图；

图3为本发明一个优选实施例所构建的对跖点解调器的总体结构示意图；

图4为本发明另一个优选实施例所构建的对跖点解调器的总体结构示意图；

图5为本发明另一个优选实施例所构建的对跖点解调器的总体结构示意图；

图6为本发明设计的对跖点解调方法与最大似然解调方法的性能比较示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

如图1所示，本发明提出了一种基于对跖结构的非相干酉空时码对跖解调方法，具体包括：

1)将基于对跖结构的酉空时星座图划分为两个子星座图和其中L表示星座图中的星座点个数，Ф_l和均为T×M的复数矩阵，其中T是相干时间间隔，M是发射天线根数，矩阵中元素Ф_αβ和表示第β根发射天线在第α时刻发送的信号：所述各子星座图内不存在成对的对跖点，而在两个子星座图之间存在一一对应的对跖点；

2)首先计算子星座图中的L/2个星座点矩阵与接收矩阵Y之间的四矩阵乘积的迹值确定其中的最大值ψ_max和最小值ψ_min，同时计算接收信号矩阵所构成的两矩阵乘积的迹值σ＝tr(Y^HY)，并由最大值ψ_max和最小值ψ_min分别确定在子星座图中对应的星座点矩阵Ф_i和Ф_j，根据对跖点关系，求出Ф_j在另一个子星座图中的对跖点然后根据两个互为对跖的星座点矩阵Ф_j和与接收信号矩阵Y三者之间存在的关系 计算另一个子星座图所对应的四矩阵乘积的迹最大值其中接收信号矩阵Y为T×N的复数矩阵，T是相干时间间隔，N是接收天线根数，矩阵中元素y_αγ表示第γ根接收天线在第α时刻接收到的信号，tr(·)表示对括号中的矩阵进行求迹运算；

3)对所述两个子星座图中星座点所对应的两个迹最大值ψ_max与进行比较运算，并作出判决，将两者中较大的一个值所对应的星座点矩阵作为解调信号，即当时，从子星座图中提取ψ_max所对应的发射信号矩阵Ф_i作为输出的解调信号矩阵当时，从子星座图中提取所对应的发射信号矩阵作为输出的解调信号矩阵 $\widehat{\mathrm{\&Phi;}}={\stackrel{\&OverBar;}{\mathrm{\&Phi;}}}_j.$

下面对上述本发明方法的基本原理做具体阐述：

(-)最大似然解调

相干空时码具有传递导频信号消耗信道带宽和进行信道估计增加传输延迟等缺陷，非相干酉空时码虽然具有克服这些缺陷的优势，但目前非相干酉空时码的瓶颈是没有行之有效的简化解调方法。因此，本发明提出了一种基于对跖结构的非相干酉空时码最大似然解调方法的优化方法，称为对跖解调器。该方法的设计思路是将非相干星座图分为两个对跖的子星座图，在每个子星座图内，各星座点之间没有对跖关系，在两个子星座图之间，每对星座点一一对应，互为对跖点，最大似然解调只需在一个子星座图中进行遍历计算，这样做可以将最大似然解调算法的星座点计算量减少一半。仿真实验表明，虽然参与似然计算的星座点数减少一半，但与遍历所有星座点的最大似然解调方法相比，并没有造成性能的损失。

考虑一个MIMO无线通信系统：M根发射天线，N根接收天线，发射符号间隔为T，在一个周期T内，信道衰落系数维持不变，从一个T变化到另一个T时，信道衰落系数发生变化。Zheng等人给出了一些基于信息论的具有指导意义的结论，在高信噪比下，非相干酉空时码达到信道容量的条件是：发射符号间隔T必须满足T≥min{M，N}+N；当给定M和N后，非相干酉空时码的信道容量会随着T的增加逼近相干信道的容量；在给定N和T的条件下，为了获得最大的通信自由度，发射天线数目M必须满足本发明将利用上述结论，给出所提出的对跖解调器的参数约束是：在T＝2M条件下，构造的非相干酉空时码。

设Ф表示T×M的发射信号酉矩阵，也是一个发射符号，Y表示T×N的接收信号矩阵，也是一个接收符号，H是M×N维的信道衰落系数矩阵，W是T×N维的加性高斯白噪声(AWGN)矩阵，H和W中的所有元素都是独立同分布的随机变量，服从CN(0，1)分布，ρ代表每根接收天线处的信噪比(SNR)，归一化系数能保证每根接收天线的平均信噪比是ρ。瑞利平坦快衰落信道模型为：

$Y=\sqrt{\frac{\mathrm{\&rho;T}}{M}}\mathrm{\&Phi;H}+W---\left(1\right)$

设表示非相干酉空时星座图；tr(·)表示矩阵的矩阵迹计算；(·)^H表示矩阵或向量的复共轭转置；p(Y|Ф_l)表示发射符号为Ф_l的情况下接收符号为Y的条件概率；表示解调后的信号输出矩阵；argmaxtr()表示如下的一种操作，即首先对arg右边的矩阵求迹表达式进行遍历星座点矩阵的计算，求出最大值，然后将参与最大值计算的发射信号星座点矩阵取出，记为Ψ_l表示条件概率或四矩阵乘积的矩阵迹计算值。接收端在不需要进行信道估计情况下的最大似然解调算法为：

$\widehat{\mathrm{\&Phi;}}=\arg \underset{{\mathrm{\&Phi;}}_l\&Element;C}{\max }p\left(Y\right|{\mathrm{\&Phi;}}_l)=\arg \underset{{\mathrm{\&Phi;}}_l\&Element;C}{\max }\mathrm{tr}\left(Y^H{\mathrm{\&Phi;}}_l{\mathrm{\&Phi;}}_l^{H}Y\right)---\left(2\right)$

其中，设四矩阵乘积的矩阵迹计算为

${\mathrm{\&psi;}}_l=\mathrm{tr}\left(Y^H{\mathrm{\&Phi;}}_l{\mathrm{\&Phi;}}_l^{H}Y\right)---\left(3\right)$

其中1≤l≤L。

从(2)式可以看出，接收端需要知道发射信号星座图C中L个信号星座点矩阵Ф_l和接收信号矩阵Y，并使星座图C中的每个发射星座点矩阵均参与(3)式条件概率的计算，共有L个ψ_l被计算出来，比较后选择其中最大的值所对应的星座点矩阵作为最大似然解调的解调信号矩阵

(二)对跖星座图

本发明设计的最大似然解调方法的优化方法适用于对跖结构的非相干酉空时星座图，首先说明什么是对跖结构的非相干酉空时星座图。

设U，V是复数域空间上的两个T×M(其中T＝2M)维矩阵，U的M个T维列向量和V的M个T维列向量之间，两两形成的夹角称为主角。设u_i和v_i分别为U和V的第i个列向量，<·>表示两个向量间的夹角(也称为主角)，那么U和V之间有M个主角(Principleangles)θ₁，…，θ_M，可表示为：

θ_i＝<u_i，v_i>，i＝1，…，M(4)

研究表明非相干酉空时发射星座点矩阵Ф的列向量所张成的线性子空间是Grassmann流形上的一个点，因此，非相干酉空时星座图的设计问题，可等效于在Grassmann流形上寻找最优包络点集合的问题。Gohary等人介绍了构造酉空时星座图的最佳测度准则。设表示矩阵U^HV的奇异值构成的对角矩阵，d(U，V)表示U和V之间的Frobenius弦距离，那么设计酉空时星座图的最佳测度准则为下列的Frobenius弦距离达到最大值。

$d(U,V)=\sqrt{\underset{i=1}{\overset{M}{\mathrm{\&Sigma;}}}{4\sin }^2\frac{1}{2}{\mathrm{\&theta;}}_i}=\sqrt{2M-2\mathrm{tr}\left({\mathrm{\&Sigma;}}_{U^{H}V}\right)}---\left(5\right)$

由于酉空时星座图的结构可以用Grassmann流形上满足确定的Frobenius弦距离的点集合来表示，而Grassmann流形本身可以看做是一个超球包络，Grassmann流形上任意一个点可视为星座图中的一个发射信号酉矩阵。与三维空间球体通过球心的直径两端的端点类似，在Grassmann流形上Frobenius弦距离最大的两个点Ф_α和Ф_β被定义为对跖点，表示为其中符号表示左边和右边的两个元素互为对跖关系，显然，Φ_α和Ф_β之间的Frobenius弦距离为为了简化符号表示，可以用来表示Ф的对跖点，设φ_i和分另为Ф和的第i个列向量，那么可以写出从数学的角度来看，若Ф和互为对跖点，则Ф的M个列向量张成的空间与的M个列向量张成的空间互为正交补空间，也就二者之间的M个主角均满足可以这样定义对跖星座图：若酉空时星座图是由L/2对的对跖点构成，则称这类星座图为对跖星座图。

通过计算已有酉空时结构中星座点间的距离，不难发现，性能优越的酉空时星座图都具有对跖结构。Gohary所采用的构造星座图的方法是：计算机每搜索到一个星座点，则将该点的对跖点也纳入星座图中。

(三)对跖星座点矩阵与接收信号矩阵的关系

申请人发现在对跖星座图中，两个互为对跖的星座点矩阵Ф和与接收信号矩阵Y三者之间存在下列关系：

$\mathrm{tr}\left(Y^H\mathrm{\&Phi;}{\mathrm{\&Phi;}}^{H}Y\right)+\mathrm{tr}\left(Y^H\stackrel{\&OverBar;}{\mathrm{\&Phi;}}{\stackrel{\&OverBar;}{\mathrm{\&Phi;}}}^{H}Y\right)=\mathrm{tr}\left(Y^{H}Y\right)---\left(6\right)$

其中，设σ表示输出矩阵Y的自相关Y^HY的求迹表达式的值，那么有

σ＝tr(Y^HY)(7)

表达式(6)可以证明如下：设Ф＝[φ₁φ₂…φ_M]， $\stackrel{\&OverBar;}{\mathrm{\&Phi;}}=\left[\begin{array}{cccc}{\stackrel{\&OverBar;}{\mathrm{\&phi;}}}_1& {\stackrel{\&OverBar;}{\mathrm{\&phi;}}}_2& \&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;& {\stackrel{\&OverBar;}{\mathrm{\&phi;}}}_M\end{array}\right],$ Ф和是一对对跖点，其中φ_i和分另为Ф和的T维列向量，由对跖点的定义可知，Ф和之间的列向量，两两相互单位正交，也即也可以写成矩阵的形式，即两个相互正交的矩阵应该满足 $\mathrm{\&Phi;}{\mathrm{\&Phi;}}^H+\stackrel{\&OverBar;}{\mathrm{\&Phi;}}{\stackrel{\&OverBar;}{\mathrm{\&Phi;}}}^H=\left[\begin{array}{cc}\mathrm{\&Phi;}& \stackrel{\&OverBar;}{\mathrm{\&Phi;}}\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{\mathrm{\&Phi;}}^H\\ {\stackrel{\&OverBar;}{\mathrm{\&Phi;}}}^H\end{array}\right]=I,$ 其中I为T×T的单位矩阵。从(6)式的左边开始推导，得

$\mathrm{tr}\left(Y^H\mathrm{\&Phi;}{\mathrm{\&Phi;}}^{H}Y\right)+\mathrm{tr}\left(Y^H\stackrel{\&OverBar;}{\mathrm{\&Phi;}}{\stackrel{\&OverBar;}{\mathrm{\&Phi;}}}^{H}Y\right)=\mathrm{tr}\left(Y^H(\mathrm{\&Phi;}{\mathrm{\&Phi;}}^H+\stackrel{\&OverBar;}{\mathrm{\&Phi;}}{\stackrel{\&OverBar;}{\mathrm{\&Phi;}}}^H)Y\right)=\mathrm{tr}\left(Y^H\mathrm{IY}\right)=\mathrm{\&sigma;}.$

(四)对跖解调方法

基于对跖结构的非相干酉空时码对跖解调方法描述如下：将对跖结构的酉空时星座图划分为两个子星座图和划分规则是：在各子星座图内不存在成对的对跖点，而在两个子星座图之间存在一一对应的对跖点。

利用(3)式遍历计算子星座图中L/2个星座点与接收信号矩阵Y之间的四矩阵乘积的迹Ψ_l，1≤l≤L/2。然后，找出这L/2个ψ_l，1≤l≤L/2值中的最大值ψ_max和最小值ψ_min，设最大值ψ_max对应的星座点是Ф_i，设最小值ψ_min对应的星座点是Ф_j。根据(6)式可以计算出的对跖点子星座图的最大后验概率值且最大值对应的星座点是Ф_j的对跖点那么

${\stackrel{\&OverBar;}{\mathrm{\&psi;}}}_{\max }=\mathrm{tr}\left(Y^H{\stackrel{\&OverBar;}{\mathrm{\&Phi;}}}_j{\stackrel{\&OverBar;}{\mathrm{\&Phi;}}}_j^{H}Y\right)=\mathrm{tr}\left(Y^{H}Y\right)-\mathrm{tr}\left(Y^H{\mathrm{\&Phi;}}_j{\mathrm{\&Phi;}}_j^{H}Y\right)=\mathrm{\&sigma;}-{\mathrm{\&psi;}}_{\min }---\left(8\right)$

将(8)式的计算结果与ψ_max进行比较，两者中较大的一个所对应的星座点即是解调信号。这就是当时，输出解调信号矩阵为当时，到此为止，即完成了将遍历L个星座点的最大似然解调方法转化为遍历L/2个星座点的最大似然优化解调方法。

如果将两个子星座图和事先存入ROM中，并将每个星座点矩阵对应的二进制信息序列，用表示，也存入ROM中，那么当时，可以计算最大值ψ_max所对应的星座点矩阵Φ_i在ROM中的地址值i1，以及Φ_i所对应的二进制信息序列在ROM中的地址值i2；当时，可以计算最大值所对应的星座点矩阵在ROM中的地址值j1，以及所对应的二进制信息序列在ROM中的地址值j2。由地址值i1、i2、j1和j2来确定ROM中的输出内容，那么输出可以是解调信号矩阵或者是对应的二进制信息序列。

本方法采用了划分对跖子星座图的技术方法，首先将非相干酉空时码星座图划分为两个对跖的子星座图，其中每个子星座图内，各星座点之间没有对跖关系，在两个子星座图之间，存在一一对跖的星座点；然后利用对跖星座点在的解调过程中存在的内在关系 $\mathrm{tr}\left(Y^H\mathrm{\&Phi;}{\mathrm{\&Phi;}}^{H}Y\right)+\mathrm{tr}\left(Y^H\stackrel{\&OverBar;}{\mathrm{\&Phi;}}{\stackrel{\&OverBar;}{\mathrm{\&Phi;}}}^{H}Y\right)=\mathrm{tr}\left(Y^{H}Y\right),$ 只需在一个子星座图中进行遍历解调计算，找出该子星座图中四矩阵乘积的迹值中的最大值ψ_max和最小值ψ_min，以及并通过计算求出另一个子星座图四矩阵乘积的迹值的最大值选择ψ_max和两者中较大一个值所对应的星座点矩阵做为解调信号输出。因此可以将最大似然解调过程中的解调运算量减少一半，本发明方法与未经优化的最大似然解调相比，在降低解调过程计算复杂度的同时，并没有造成解调性能的损失。

如图2所示，为本发明实施例提供的另一种MIMO无线通信非相干酉空时调制的对跖解调方法，包括：

1)将基于对跖结构的酉空时星座图划分为两个子星座图和其中L表示星座图中的星座点个数，Φ_l和均为T×M的复数矩阵，其中T是相干时间间隔，M是发射天线根数，矩阵中元素Φ_αβ和表示第β根发射天线在第α时刻发送的信号：所述各子星座图内不存在成对的对跖点，而在两个子星座图之间存在一一对应的对跖点；

2)首先计算子星座图中的L/2个星座点矩阵与接收矩阵Y之间的四矩阵乘积的迹值确定其中的最大值ψ_max和最小值ψ_min，并由最大值ψ_max和最小值ψ_min分别确定在子星座图中对应的星座点矩阵Φ_i和Φ_j，根据对跖点关系，求出Φ_j在另一个子星座图中的对跖点然后根据计算另一个子星座图所对应的四矩阵乘积的迹最大值其中接收信号矩阵Y为T×N的复数矩阵，T是相干时间间隔，N是接收天线根数，矩阵中元素y_αγ表示第γ根接收天线在第α时刻接收到的信号，tr(·)表示对括号中的矩阵进行求迹运算；

3)对所述两个子星座图中星座点所对应的两个迹最大值ψ_max与进行比较运算，并作出判决，将两者中较大的一个值所对应的星座点矩阵作为解调信号，即当时，从子星座图中提取ψ_max所对应的发射信号矩阵Φ_i作为输出的解调信号矩阵当时，从子星座图中提取所对应的发射信号矩阵作为输出的解调信号矩阵 $\widehat{\mathrm{\&Phi;}}={\stackrel{\&OverBar;}{\mathrm{\&Phi;}}}_j.$

本方法采用了划分对跖子星座图的技术方法，首先将非相干酉空时码星座图划分为两个对跖的子星座图，其中每个子星座图内，各星座点之间没有对跖关系，在两个子星座图之间，存在一一对跖的星座点；然后利用对跖星座点在的解调过程中存在的内在关系 $\mathrm{tr}\left(Y^H\mathrm{\&Phi;}{\mathrm{\&Phi;}}^{H}Y\right)+\mathrm{tr}\left(Y^H\stackrel{\&OverBar;}{\mathrm{\&Phi;}}{\stackrel{\&OverBar;}{\mathrm{\&Phi;}}}^{H}Y\right)=\mathrm{tr}\left(Y^{H}Y\right),$ 只需在一个子星座图中进行遍历解调计算，找出该子星座图中四矩阵乘积的迹值中的最大值ψ_max和最小值ψ_min所对应的星座点Φ_j，从而确定Φ_j的对跖点并通过计算求出另一个子星座图四矩阵乘积的迹值的最大值选择ψ_max和两者中较大一个值所对应的星座点矩阵做为解调信号输出。因此可以将最大似然解调过程中的解调运算量减少一半，本发明方法与未经优化的最大似然解调相比，在降低解调过程计算复杂度的同时，并没有造成解调性能的损失。

基于上述对跖解调方法，本发明提出了一种MIMO无线通信非相干酉空时调制的对跖解调器，用于对基于对跖结构的非相干酉空时码进行最大似然优化解调，具体地，如图3所示，所述解调器主要包括输入缓存器、只读存储模块、矩阵迹计算模块、极值计算模块、寄存器组、最大值计算模块、比较选择模块和输出缓存器，其中：

所述输入缓存器接收并缓存接收信号矩阵Y，并将所述接收信号矩阵Y输出到所述矩阵迹计算模块，其中所述接收信号矩阵Y为T×N的复数矩阵，矩阵中元素y_αγ表示第γ根接收天线在第α时刻接收到的信号；

所述只读存储模块用于存储基于对跖结构的非相干酉空时码的星座图的两个子星座图和的所有星座点矩阵，其中L表示星座图中的星座点个数，Φ和均为T×M的复数矩阵，矩阵中元素Φ_αβ和表示第β根发射天线在第α时刻发送的信号；

所述矩阵迹计算模块从所述只读存储模块接收所述子星座图中的L/2个星座点矩阵，并从所述输入缓存器接收所述接收信号矩阵Y，计算矩阵迹和矩阵迹σ＝tr(Y^HY)，其中，1≤l≤L/2，tr(·)表示对括号中的矩阵进行求迹运算，并将所述矩阵的L/2个迹ψ_l输出到所述极值计算模块，将所述矩阵Y^HY的迹σ输出到所述最大值计算模块；

所述极值计算模块完成矩阵的L/2个迹ψ_l的比较，其中1≤l≤L/2，将最大值ψ_max和最小值ψ_min存入所述寄存器组中，并将所述最大值ψ_max所对应的星座点矩阵Φ_i在所述只读存储模块中的地址值i1保存到所述寄存器组中；

所述最大值计算模块接收所述矩阵迹计算模块输出的所述矩阵Y^HY的迹σ，并从所述寄存器组中获取所述最小值ψ_min，计算将计算结果保存在所述寄存器组中，并将值所对应的星座点矩阵在所述只读存储模块中的地址值j1保存到所述寄存器组中；

所述比较选择模块从所述寄存器组获取所述ψ_max和比较所述ψ_max和的大小，并输出控制信号contr，所述控制信号contr用于控制所述寄存器组将所述ψ_max和中的较大值所对应星座点矩阵在所述只读存储模块中的地址值输出到所述只读存储模块；

所述寄存器组存储从所述极值计算模块接收的ψ_max、ψ_min、i1，以及从所述最大值计算模块传来的j1，并根据所述比较选择模块输出的所述控制信号contr，将所述ψ_max和中的较大的一个值所对应星座点矩阵在所述只读存储模块中的地址值输出到所述只读存储模块，以控制所述只读存储模块将相应的已解调星座点矩阵，输出到所述输出缓存器；

所述输出缓存器，接收并缓存所述只读存储模块输出的已解调星座点矩阵

具体地，分别存储所述基于对跖结构的非相干酉空时码的两个子星座图和其中所述各子星座图内不存在成对的对跖点，而在两个子星座图之间存在一一对应的对跖点，所述只读存储模块输出子星座图中的L/2个星座点矩阵到矩阵迹计算模块；并接收所述寄存器组在所述比较选择模块的所述控制信号contr的控制下所输入的地址值addr，从星座图选出相应的星座点矩阵作为解调信号矩阵并将输出给输出缓存器。

具体地，所述矩阵迹计算模块包括ψ_l计算单元和σ计算单元，其中：

所述ψ_l计算单元接收来自输入缓存器的Y和来自只读存储模块的L/2个星座点矩阵Φ_l，完成的矩阵迹计算，并将计算得到的所述矩阵的L/2个迹ψ_l输出到极值计算模块，其中1≤l≤L/2；

所述σ计算单元接收来自输入缓存器的Y，完成σ＝tr(Y^HY)的矩阵迹计算，并将计算得到的所述矩阵Y^HY的迹σ输出到最大值计算模块。

具体地，所述极值计算模块，接收所述矩阵迹计算模块中ψ_l计算单元输出的所述矩阵的L/2个迹ψ_l，求出最大值ψ_max和最小值ψ_min，将最大值ψ_max和最小值ψ_min输出到所述寄存器组保存，并将由最大值ψ_max所确定的星座点矩阵Φ_i在所述只读存储模块中的地址值i1输出到所述寄存器组中保存，其中1≤l≤L/2。

具体地，所述最大值计算模块，接收从所述矩阵迹计算模块中σ计算单元输出的所述矩阵Y^HY的迹σ，并从所述寄存器组中获取最小值ψ_min，计算然后将输出到所述寄存器组中保存，并将由最大值所确定的星座点矩阵在所述只读存储模块中的地址值j1保存到所述寄存器组中。

具体地，所述寄存器组接收并保存由所述极值计算模块传来的ψ_max和ψ_min，以及与ψ_max相对应的星座点矩阵Φ_i在所述只读存储模块中的地址值i1；所述寄存器组将保存的ψ_min输出给所述最大值计算模块，接收并保存所述最大值计算模块传来的以及与相对应的星座点矩阵在所述只读存储模块中的地址值j1；所述寄存器组将保存的ψ_max和输出给所述比较选择模块，所述比较选择模块将ψ_max和的比较结果以控制信号contr的形式来控制所述寄存器组，选出ψ_max和两者中较大值所对应的星座点矩阵在所述只读存储模块中的地址值输出给所述只读存储模块。

具体地，所述比较选择模块，完成ψ_max和的比较运算，输出用于操作寄存器组的控制信号contr；若则输出控制信号contr到所述寄存器组，以使寄存器组将所述最大值ψ_max所确定的星座点矩阵Φ_i在所述只读存储模块中的地址值i1传递给所述只读存储模块；若则输出控制信号contr到所述寄存器组，以使寄存器组将所述最大值所确定的星座点矩阵在所述只读存储模块中的地址值j1传递给所述只读存储模块。

上述对跖解调器中，将非相干酉空时码星座图划分为两个对跖的子星座图，在只读存储模块中存储有所述两个子星座图的星座点矩阵；矩阵迹计算模块接收其中一个子星座图和接收信号矩阵Y，计算矩阵迹和矩阵迹σ＝tr(Y^HY)；极值计算模块完成所述矩阵的L/2个迹ψ_l的比较，得到最大值ψ_max和最小值ψ_min；所述最大值计算模块计算所述比较选择模块比较所述ψ_max和控制所述寄存器组将所述ψ_max和中的较大值所对应星座点矩阵在所述只读存储模块中的地址值输出到所述只读存储模块。通过上述技术方法，首先将非相干酉空时码星座图划分为两个对跖的子星座图，其中每个子星座图内，各星座点之间没有对跖关系，在两个子星座图之间，存在一一对跖的星座点；在解调过程中，只需将其中一个子星座图中的星座点矩阵参与到解调计算中来，然后利用计算结果以及对跖星座点在的解调过程中存在的内在关系 $\mathrm{tr}\left(Y^H\mathrm{\&Phi;}{\mathrm{\&Phi;}}^{H}Y\right)+\mathrm{tr}\left(Y^H\stackrel{\&OverBar;}{\mathrm{\&Phi;}}{\stackrel{\&OverBar;}{\mathrm{\&Phi;}}}^{H}Y\right)=\mathrm{tr}\left(Y^{H}Y\right),$ 可以得出另一个子星座图的解调结果，经过简单的比较便能得出最终的解调信号矩阵。因此可以将最大似然解调过程中的解调运算量减少一半，本发明方法与未经优化的最大似然解调相比，在降低解调过程计算复杂度的同时，并没有造成解调性能的损失。

如图4所示，本发明还提出了一种MIMO无线通信非相干酉空时调制的对跖解调器，用于对基于对跖结构的非相干酉空时码进行最大似然优化解调，具体地，如图4所示，所述解调器主要包括输入缓存器、只读存储模块、矩阵迹计算模块、极值计算模块、寄存器组、最大值计算模块、比较选择模块和输出缓存器，其中：

所述输入缓存器接收并缓存接收信号矩阵Y，并将所述接收信号矩阵Y输出到所述矩阵迹计算模块，其中所述接收信号矩阵Y为T×N的复数矩阵，矩阵中元素y_αγ表示第γ根接收天线在第α时刻接收到的信号；

所述只读存储模块用于存储所述非相干酉空时码的星座图的两个子星座图和的所有星座点矩阵及其所对应的二进制信息，其中Ｌ表示星座图中的星座点个数，Φ和均为T×M的复数矩阵，矩阵中元素Φ_αβ和表示第β根发射天线在第α时刻发送的信号；

所述矩阵迹计算模块从所述只读存储模块接收所述子星座图中的Ｌ/2个星座点矩阵，并从所述输入缓存器接收所述接收信号矩阵Y，计算矩阵迹和矩阵迹σ＝tr(Y^HY)，其中，1≤l≤L/2，tr(·)表示对括号中的矩阵进行求迹运算，并将所述矩阵的L/2个迹ψ_l输出到所述极值计算模块，将所述矩阵Y^HY的迹σ输出到所述最大值计算模块；

所述极值计算模块完成所述Ｌ/2个矩阵迹ψ_l的比较，其中1≤l≤L/2，将最大值ψ_max和最小值ψ_min存入所述寄存器组中，并将所述最大值ψ_max所对应的星座点矩阵Φ_i在所述只读存储模块中的地址值i1和/或所述星座点矩阵Φ_i对应二进制信息序列在所述只读存储模块中的地址值i2保存到所述寄存器组中；

所述最大值计算模块接收所述矩阵迹计算模块输出的矩阵迹σ，并从所述寄存器组中获取所述最小值ψ_min，计算将计算结果保存在所述寄存器组中，并将值所对应的星座点矩阵在所述只读存储模块中的地址值j1和/或该点对应的二进制信息序列在所述只读存储模块中的地址值j2保存到所述寄存器组中；

所述比较选择模块从所述寄存器组获取所述ψ_max和比较所述ψ_max和的大小，并输出控制信号contr，所述控制信号contr用于控制所述寄存器组将所述ψ_max和中的较大值所对应星座点矩阵和/或该点所对应二进制信息序列在所述只读存储模块中的地址值输出到所述只读存储模块；

所述寄存器组用于存储从所述极值计算模块接收的ψ_max、ψ_min、i1和/或i2，以及从所述最大值计算模块传来的j1和/或j2，并根据所述比较选择模块输出的所述控制信号contr，将所述ψ_max和中的较大的一个值所对应星座点矩阵和/或该点所对应二进制信息序列在所述只读存储模块中的地址值输出到所述只读存储模块，以控制所述只读存储模块将相应的已解调星座点矩阵，和/或已解调的二进制信息序列输出到所述输出缓存器；

所述输出缓存器，接收并缓存所述只读存储模块输出的已解调星座点矩阵及该点所对应已解调二进制信息序列。

上述对跖解调器中，将非相干酉空时码星座图划分为两个对跖的子星座图，在所述只读存储模块中存储有所述两个子星座图的星座点矩阵；所述矩阵迹计算模块接收其中一个子星座图和接收信号矩阵Y，计算矩阵迹和矩阵迹其中1≤l≤L/2；所述极值计算模块完成所述矩阵的Ｌ/2个迹ψ_l的比较，得到最大值ψ_max和最小值ψ_min；所述比较选择模块比较所述ψ_max和控制所述寄存器组将所述ψ_max和中的较大值所对应星座点矩阵在所述只读存储模块中的地址值输出到所述只读存储模块。通过上述技术方法，首先将非相干酉空时码星座图划分为两个对跖的子星座图，其中每个子星座图内，各星座点之间没有对跖关系，在两个子星座图之间，存在一一对跖的星座点；在解调过程中，只需将其中一个子星座图中的星座点矩阵参与到最大似然解调计算中来，并求出其中的最大值ψ_max和最小值ψ_min，并确定ψ_min所对应的星座点矩阵Φ_j在另一个子星座图中的对跖星座点矩阵然后利用计算结果以及对跖星座点在的解调过程中存在的内在关系 $\mathrm{tr}\left(Y^H\mathrm{\&Phi;}{\mathrm{\&Phi;}}^{H}Y\right)+\mathrm{tr}\left(Y^H\stackrel{\&OverBar;}{\mathrm{\&Phi;}}{\stackrel{\&OverBar;}{\mathrm{\&Phi;}}}^{H}Y\right)=\mathrm{tr}\left(Y^{H}Y\right),$ 可以得出另一个子星座图的最大似然解调计算的最大值选择ψ_max和两者中较大一个值所对应的星座点矩阵做为解调信号输出。因此可以将最大似然解调过程中的解调运算量减少一半，本发明方法与未经优化的最大似然解调相比，在降低解调过程计算复杂度的同时，并没有造成解调性能的损失。

如图5所示，本发明还提出了一种MIMO无线通信非相干酉空时调制的对跖解调器，用于对基于对跖结构的非相干酉空时码进行最大似然优化解调，具体地，如图5所示，所述对跖解调器包括输入缓存器、只读存储模块、矩阵迹计算模块、极值计算模块、寄存器组、最大值计算模块、比较选择模块和输出缓存器，其中：

所述输入缓存器接收并缓存接收信号矩阵Y，并将所述接收信号矩阵Y输出到所述矩阵迹计算模块，其中所述接收信号矩阵Y为T×N的复数矩阵，矩阵中元素y_αγ表示第γ根接收天线在第α时刻接收到的信号；

所述只读存储模块用于存储所述非相干酉空时码的星座图的两个子星座图和的所有星座点矩阵及其所对应的二进制信息，其中Ｌ表示星座图中的星座点个数，Φ和均为T×M的复数矩阵，矩阵中元素Φ_αβ和表示第β根发射天线在第α时刻发送的信号；

所述矩阵迹计算模块从所述只读存储模块接收所述子星座图中的Ｌ/2个星座点矩阵，并从所述输入缓存器接收所述接收信号矩阵Y，计算矩阵迹和矩阵迹σ＝tr(Y^HY)，其中，1≤l≤L/2，tr(·)表示对括号中的矩阵进行求迹运算，并将所述矩阵的Ｌ/2个迹ψ_l输出到所述极值计算模块，将所述矩阵Y^HY的迹σ输出到所述最大值计算模块；

所述极值计算模块完成所述Ｌ/2个矩阵迹ψ_l的比较，其中1≤l≤Ｌ/2，将最大值ψ_max和最小值ψ_min存入所述寄存器组中，并将所述最大值ψ_max所对应的星座点矩阵Φ_i在所述只读存储模块中的地址值i1和/或所述星座点矩阵Φ_i对应二进制信息序列在所述只读存储模块中的地址值i2保存到所述寄存器组中，将最小值ψ_min所对应的星座点矩阵关于另一个子星座图中的对跖星座点矩阵在所述只读存储模块中的地址值j1保存到所述寄存器组中和/或所述星座点矩阵对应二进制信息序列在所述只读存储模块中的地址值j2保存到所述寄存器组中；

所述最大值计算模块接收所述矩阵迹计算模块输出的矩阵迹σ，并从所述寄存器组中获取所述最小值ψ_min，计算将计算结果保存在所述寄存器组中；

所述比较选择模块从所述寄存器组获取所述ψ_max和比较所述ψ_max和的大小，并输出控制信号contr到所述寄存器组；

所述寄存器组由7个寄存器构成，用于存储从所述极值计算模块传来的ψ_max、ψ_min、i1和/或i2、j1和/或j2，以及从所述最大值计算模块传来的并根据所述比较选择模块输出的所述控制信号contr，将所述ψ_max和中的较大的一个值所对应星座点矩阵和/或该点所对应二进制信息序列在所述只读存储模块中的地址值输出到所述只读存储模块；

所述输出缓存器，接收并缓存所述只读存储模块输出的已解调星座点矩阵及该点所对应已解调二进制信息序列。

上述对跖解调器中，将非相干酉空时码星座图划分为两个对跖的子星座图，在所述只读存储模块中存储有所述两个子星座图的星座点矩阵及其所对应的二进制信息；所述矩阵迹计算模块接收其中一个子星座图和接收信号矩阵Y，计算矩阵迹和矩阵迹σ＝tr(Y^HY)，其中1≤l≤L/2；所述极值计算模块完成所述矩阵的Ｌ/2个迹ψ_L的比较，得到最大值ψ_max和最小值ψ_min；所述最大值计算模块计算所述比较选择模块比较所述ψ_max和控制所述寄存器组将所述ψ_max和中的较大值所对应星座点矩阵在所述只读存储模块中的地址值输出到所述只读存储模块。通过上述技术方法，首先将非相干酉空时码星座图划分为两个对跖的子星座图，其中每个子星座图内，各星座点之间没有对跖关系，在两个子星座图之间，存在一一对跖的星座点；在解调过程中，在解调过程中，只需将其中一个子星座图中的星座点矩阵参与到最大似然解调计算中来，并求出其中的最大值ψ_max和最小值ψ_min，然后利用计算结果以及对跖星座点在的解调过程中存在的内在关系 $\mathrm{tr}\left(Y^H\mathrm{\&Phi;}{\mathrm{\&Phi;}}^{H}Y\right)+\mathrm{tr}\left(Y^H\stackrel{\&OverBar;}{\mathrm{\&Phi;}}{\stackrel{\&OverBar;}{\mathrm{\&Phi;}}}^{H}Y\right)=\mathrm{tr}\left(Y^{H}Y\right),$ 可以得出另一个子星座图的最大似然解调计算的最大值选择ψ_max和两者中较大一个值所对应的星座点矩阵和/或该点所对应二进制信息序列做为解调信号输出。因此可以将最大似然解调过程中的解调运算量减少一半，本发明方法与未经优化的最大似然解调相比，在降低解调过程计算复杂度的同时，并没有造成解调性能的损失。

如图6所示为基于本发明所述方法的仿真实验，基于对跖点的解调方法仿真实验条件为酉空时码结构参数为M＝N＝2，T＝4，L＝16，采用目前已经发表的三种非相干酉空时码——即基于系统设计的、基于正交设计的和基于三角函数设计的酉空时矩阵作为发射星座点矩阵，这几种酉空时码的结构均为对跖结构。采用最大似然解调和本发明提出的基于对跖点星座图的最大似然解调的优化方法进行非相干解调。

由图6的数值仿真结果可以看出，只要发射信号星座图是对跖点星座图，采用本发明所提出的对跖点星座图的最大似然解调优化方法，能获得与最大似然解调方法相同的解调性能，但根据式确定的由最大似然解调遍历Ｌ个星座点矩阵的计算量下降为本发明的对跖解调方法L/2个星座点矩阵的计算量。由此可见，与性能最优的最大似然解调方法相比，对跖点解调方法是一种计算量减少一半但性能保持最优的解调方法。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种MIMO无线通信非相干酉空时调制的对跖解调方法，其特征在于，包括：

1)将基于对跖结构的酉空时星座图划分为两个子星座图和其中L表示星座图中的星座点个数，Φ_l和均为T×M的复数矩阵，其中T是相干时间间隔，M是发射天线根数，矩阵中元素Φ_αβ和表示第β根发射天线在第α时刻发送的信号：所述各子星座图内不存在成对的对跖点，而在两个子星座图之间存在一一对应的对跖点；

2)首先计算子星座图中的L/2个星座点矩阵与接收矩阵Y之间的四矩阵乘积的迹值确定其中的最大值ψ_max和最小值ψ_min，同时计算接收信号矩阵所构成的两矩阵乘积的迹值σ＝tr(Y^HY)，并由最大值ψ_max和最小值ψ_min分别确定在子星座图中对应的星座点矩阵Φ_i和Φ_j，根据对跖点关系，求出Φ_j在另一个子星座图中的对跖点然后根据两个互为对跖的星座点矩阵Φ_j和与接收信号矩阵Y三者之间存在的关系 计算另一个子星座图所对应的四矩阵乘积的迹最大值其中接收信号矩阵Y为T×N的复数矩阵，T是相干时间间隔，N是接收天线根数，矩阵中元素y_αγ表示第γ根接收天线在第α时刻接收到的信号，tr(·)表示对括号中的矩阵进行求迹运算；

3)对所述两个子星座图中星座点所对应的两个迹最大值ψ_max与进行比较运算，并作出判决，将两者中较大的一个值所对应的星座点矩阵作为解调信号，即当时，从子星座图中提取ψ_max所对应的发射信号矩阵Φ_i作为输出的解调信号矩阵当时，从子星座图中提取所对应的发射信号矩阵作为输出的解调信号矩阵 $\widehat{\mathrm{\&Phi;}}={\stackrel{\&OverBar;}{\mathrm{\&Phi;}}}_j.$

2.一种MIMO无线通信非相干酉空时调制的对跖解调方法，其特征在于，包括：

1)将基于对跖结构的酉空时星座图划分为两个子星座图和其中L表示星座图中的星座点个数，Φ_l和均为T×M的复数矩阵，其中T是相干时间间隔，M是发射天线根数，矩阵中元素Φ_αβ和表示第β根发射天线在第α时刻发送的信号：所述各子星座图内不存在成对的对跖点，而在两个子星座图之间存在一一对应的对跖点；

2)首先计算子星座图中的L/2个星座点矩阵与接收矩阵Y之间的四矩阵乘积的迹值确定其中的最大值ψ_max和最小值ψ_min，并由最大值ψ_max和最小值ψ_min分别确定在子星座图中对应的星座点矩阵Φ_i和Φ_j，根据对跖点关系，求出Φ_j在另一个子星座图中的对跖点然后根据计算另一个子星座图所对应的四矩阵乘积的迹最大值其中接收信号矩阵Y为T×N的复数矩阵，T是相干时间间隔，N是接收天线根数，矩阵中元素y_αγ表示第γ根接收天线在第α时刻接收到的信号，tr(·)表示对括号中的矩阵进行求迹运算；

3)对所述两个子星座图中星座点所对应的两个迹最大值ψ_max与进行比较运算，并作出判决，将两者中较大的一个值所对应的星座点矩阵作为解调信号，即当时，从子星座图中提取ψ_max所对应的发射信号矩阵Φ_i作为输出的解调信号矩阵当时，从子星座图中提取所对应的发射信号矩阵作为输出的解调信号矩阵 $\widehat{\mathrm{\&Phi;}}={\stackrel{\&OverBar;}{\mathrm{\&Phi;}}}_j.$

3.一种MIMO无线通信非相干酉空时调制的对跖解调器，其特征在于，所述解调器包括输入缓存器、只读存储模块、矩阵迹计算模块、极值计算模块、寄存器组、最大值计算模块、比较选择模块和输出缓存器，其中：

所述输入缓存器接收并缓存接收信号矩阵Y，并将所述接收信号矩阵Y输出到所述矩阵迹计算模块，其中所述接收信号矩阵Y为T×N的复数矩阵，矩阵中元素y_αγ表示第γ根接收天线在第α时刻接收到的信号；

所述只读存储模块用于存储基于对跖结构的非相干酉空时码的星座图的两个子星座图和的所有星座点矩阵，其中L表示星座图中的星座点个数，Φ_l和均为T×M的复数矩阵，矩阵中元素Φ_αβ和表示第β根发射天线在第α时刻发送的信号；

所述矩阵迹计算模块从所述只读存储模块接收所述子星座图中的L/2个星座点矩阵，并从所述输入缓存器接收所述接收信号矩阵Y，计算矩阵迹和矩阵迹σ＝tr(Y^HY)，其中，1≤l≤L/2，tr(·)表示对括号中的矩阵进行求迹运算，并将所述矩阵的L/2个迹ψ_l输出到所述极值计算模块，将所述矩阵Y^HY的迹σ输出到所述最大值计算模块；

所述极值计算模块完成矩阵的L/2个迹ψ_l的比较，其中1≤l≤L/2，将最大值ψ_max和最小值ψ_min存入所述寄存器组中，并将所述最大值ψ_max所对应的星座点矩阵Φ_i在所述只读存储模块中的地址值i1保存到所述寄存器组中，将所述最小值ψ_min所对应的星座点矩阵Φ_j在另一个子星座图中的对跖点矩阵在所述只读存储模块中的地址值j1保存到所述寄存器组中；

所述最大值计算模块接收所述矩阵迹计算模块输出的所述矩阵Y^HY的迹值σ，并从所述寄存器组中获取所述最小值ψ_min，计算将计算结果保存在所述寄存器组中；

所述比较选择模块从所述寄存器组获取所述ψ_max和比较所述ψ_max和的大小，并输出控制信号contr，所述控制信号contr用于控制所述寄存器组，将所述ψ_max和中的较大值所对应星座点矩阵在所述只读存储模块中的地址值输出到所述只读存储模块；

所述寄存器组存储从所述极值计算模块传来的ψ_max、ψ_min、i1、j1，以及从所述最大值计算模块传来的并根据所述比较选择模块输出的所述控制信号contr，将所述ψ_max和中的较大的一个值所对应星座点矩阵在所述只读存储模块中的地址值addr输出到所述只读存储模块，以控制所述只读存储模块将相应的已解调星座点矩阵，输出到所述输出缓存器；

所述输出缓存器，接收并缓存所述只读存储模块输出的已解调星座点矩阵

4.如权利要求3所述的对跖解调器，其特征在于，所述只读存储模块保存基于对跖结构的非相干酉空时码的两个子星座图和其中各子星座图内不存在成对的对跖点，而在两个子星座图之间存在一一对应的对跖点，所述只读存储模块输出子星座图中的L/2个星座点矩阵到矩阵迹计算模块；并接收所述寄存器组传来的的地址值addr，由地址值指出所述只读存储模块中的相应星座点矩阵作为解调信号矩阵并将输出给输出缓存器。

5.如权利要求3所述的对跖解调器，其特征在于，所述极值计算模块，接收所述矩阵迹计算模块中ψ_l计算单元输出的矩阵的L/2个迹值ψ_l，求出其中的最大值ψ_max和最小值ψ_min，将最大值ψ_max和最小值ψ_min输出到所述寄存器组保存，并将由最大值ψ_max所确定的星座点矩阵Φ_i在所述只读存储模块中的地址值i₁输出到所述寄存器组中保存，将由最小值ψ_min所确定的星座点矩阵Φ_j在另一个子星座图中的对跖点在所述只读存储模块中的地址值j1输出到所述寄存器组中保存，其中1≤l≤L/2。

6.如权利要求3所述的对跖解调器，其特征在于，所述最大值计算模块，接收从所述矩阵迹计算模块中σ计算单元输出的所述矩阵Y^HY的迹σ，并从所述寄存器组中获取最小值ψ_min，计算然后将输出到所述寄存器组中保存。

7.如权利要求3所述的对跖解调器，其特征在于，所述寄存器组接收并保存由所述极值计算模块传来的ψ_max和ψ_min，以及与ψ_max相对应的星座点矩阵Φ_i在所述只读存储模块中的地址值i1和与ψ_min相对应的星座点矩阵Φ_j在另一个子星座图中的对跖点在所述只读存储模块中的地址值j1；所述寄存器组将保存的ψ_min输出给所述最大值计算模块，接收并保存所述最大值计算模块传来的所述寄存器组将保存的ψ_max和输出给所述比较选择模块。

8.如权利要求3至7任一项所述的对跖解调器，其特征在于，所述比较选择模块，完成ψ_max和的比较运算，输出用于操作寄存器组的控制信号contr；若则输出控制信号contr到所述寄存器组，以使寄存器组将所述最大值ψ_max所确定的星座点矩阵Φ_i在所述只读存储模块中的地址值i1传递给所述只读存储模块；若则输出控制信号contr到所述寄存器组，以使寄存器组将所述最大值所确定的星座点矩阵在所述只读存储模块中的地址值j1传递给所述只读存储模块。

9.一种MIMO无线通信非相干酉空时调制的对跖解调器，其特征在于，所述对跖解调器包括输入缓存器、只读存储模块、矩阵迹计算模块、极值计算模块、寄存器组、比较选择模块和输出缓存器，其中：

所述输入缓存器接收并缓存接收信号矩阵Y，并将所述接收信号矩阵Y输出到所述矩阵迹计算模块，其中所述接收信号矩阵Y为T×N的复数矩阵，矩阵中元素y_αγ表示第γ根接收天线在第α时刻接收到的信号；

所述只读存储模块用于存储所述非相干酉空时码的星座图的两个子星座图和其中L表示星座图中的星座点个数，Φ_l和均为T×M的复数矩阵，矩阵中元素Φ_αβ和表示第β根发射天线在第α时刻发送的信号；

所述矩阵迹计算模块从所述只读存储模块接收所述子星座图中的L/2个星座点矩阵，并从所述输入缓存器接收所述接收信号矩阵Y，计算矩阵迹其中，1≤l≤L/2，tr(·)表示对括号中的矩阵进行求迹运算，并将所述矩阵的L/2个迹ψ_l输出到所述极值计算模块；所述矩阵迹计算模块从所述只读存储模块接收星座点矩阵计算矩阵迹并将输出到所述寄存器组，其中是所述子星座图中所对应的四矩阵乘积的迹最大值，是与所对应的星座点矩阵；

所述极值计算模块计算所述L/2个矩阵迹ψ_l的比较，其中1≤l≤L/2，找出最大值ψ_max和最小值ψ_min，并将最大值ψ_max存入所述寄存器组中，所述极值计算模块将所述最大值ψ_max所对应的星座点矩阵Φ_i在所述只读存储模块中的地址值i₁保存到所述寄存器组中，将所述最小值ψ_min所对应的星座点矩阵Φ_j在另一个子星座图中的对跖星座点矩阵在所述只读存储模块中的地址值j1保存到所述寄存器组中；

所述比较选择模块从所述寄存器组获取所述ψ_max和比较所述ψ_max和的大小，并输出控制信号contr，所述控制信号contr用于控制所述寄存器组将所述ψ_max和中的较大值所对应星座点矩阵在所述只读存储模块中的地址值输出到所述只读存储模块；

所述寄存器组用于存储从所述极值计算模块传来的ψ_max、i1和j1，所述寄存器组将星座点矩阵在所述只读存储模块中的地址值j1输出到只读存储模块；根据所述比较选择模块传来的所述控制信号contr，将所述ψ_max和中的较大的一个值所对应星座点矩阵在所述只读存储模块中的地址值addr输出到所述只读存储模块；

所述输出缓存器，接收并缓存所述只读存储模块输出的已解调星座点矩阵

10.一种MIMO无线通信非相干酉空时调制的对跖解调器，其特征在于，所述对跖解调器包括输入缓存器、只读存储模块、矩阵迹计算模块、极值计算模块、寄存器组、最大值计算模块、比较选择模块和输出缓存器，其中：

所述输入缓存器接收并缓存接收信号矩阵Y，并将所述接收信号矩阵Y输出到所述矩阵迹计算模块，其中所述接收信号矩阵Y为T×N的复数矩阵，矩阵中元素y_αγ表示第γ根接收天线在第α时刻接收到的信号；

所述只读存储模块用于存储所述非相干酉空时码的星座图的两个子星座图和的所有星座点矩阵及其所对应的二进制信息，其中L表示星座图中的星座点个数，Φ和均为T×M的复数矩阵，矩阵中元素Φ_αβ和表示第β根发射天线在第α时刻发送的信号；

所述矩阵迹计算模块从所述只读存储模块接收所述子星座图中的L/2个星座点矩阵，并从所述输入缓存器接收所述接收信号矩阵Y，计算矩阵迹和矩阵迹σ＝tr(Y^HY)，其中，1≤l≤L/2，tr(·)表示对括号中的矩阵进行求迹运算，并将所述矩阵的L/2个迹ψ_l输出到所述极值计算模块，将所述矩阵Y^HY的迹σ输出到所述最大值计算模块；

所述极值计算模块完成所述L/2个矩阵迹ψ_l的比较，其中1≤l≤L/2，将最大值ψ_max和最小值ψ_min存入所述寄存器组中，并将所述最大值ψ_max所对应的星座点矩阵Φ_i在所述只读存储模块中的地址值i1和/或所述星座点矩阵Φ_i对应二进制信息序列在所述只读存储模块中的地址值i2保存到所述寄存器组中，将最小值ψ_min所对应的星座点矩阵关于另一个子星座图中的对跖星座点矩阵在所述只读存储模块中的地址值j1保存到所述寄存器组中和/或所述星座点矩阵对应二进制信息序列在所述只读存储模块中的地址值j2保存到所述寄存器组中；

所述最大值计算模块接收所述矩阵迹计算模块输出的矩阵迹σ，并从所述寄存器组中获取所述最小值ψ_min，计算将计算结果保存在所述寄存器组中；

所述比较选择模块从所述寄存器组获取所述ψ_max和比较所述ψ_max和的大小，并输出控制信号contr到所述寄存器组；

所述寄存器组由7个寄存器构成，用于存储从所述极值计算模块传来的ψ_max、ψ_min、i1和/或i2、j1和/或j2，以及从所述最大值计算模块传来的并根据所述比较选择模块输出的所述控制信号contr，将所述ψ_max和中的较大的一个值所对应星座点矩阵和/或这个较大值所对应星座点所映射成的二进制信息序列在所述只读存储模块中的地址值输出到所述只读存储模块；

所述输出缓存器，接收并缓存所述只读存储模块输出的已解调星座点矩阵及这个已解调星座点所对应已解调二进制信息序列。