[發明專利]天線調制方法和發射器

有效

• 申請號: 201410330297.8
• 申請日: 2014-07-11
• 公開（公告）號: CN104283598B
• 公開（公告）日: 2017-11-07
• 發明（設計）人: 郭秉衡
• 申請（專利權）人: 財團法人工業技術研究院
• 主分類號: H04L1/06
• 分類號: H04L1/06;H04B7/06
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產權代理有限公司11205
• 代理人: 臧建明

技術領域

本發明涉及無線發射器，尤其涉及一種天線調制方法和發射器。

背景技術

將大規模天線陣列并入到無線收發器中已被作為針對未來蜂窩式網絡的規格(例如，長期演進(Long Term Evolution，簡稱LTE)第12版和更高版本)經由波束成形來提高鏈路增益的可能技術之一來討論。利用大規模天線陣列的可能性在包含第三代合作伙伴計劃(third generation partnership project，簡稱3GPP)的標準化論壇中得到討論。使用大規模多輸入多輸出(multi input multiple output，簡稱MIMO)天線技術的益處可包含省電、高波束成形增益、低干擾產生、信號發射的穩健性等。為了通過結合大規模天線陣列使用大規模MIMO天線技術經由波束成形來實現極大的鏈路增益，使用此技術的發射器將需要知曉極準確的信道狀態信息(channel state information，簡稱CSI)。如果CSI缺乏準確性，那么通過使用大量天線來進行的波束成形將不能發揮其全部潛能。

然而，許多狀況下(例如，在頻分雙工(frequency-division duplex，簡稱FDD)系統的狀況下)，準確的獲取提供給發射器使用的CSI通常將是不切實際的。另一方面，通過結合大規模發射天線陣列使用空間域調制(spatial domain modulation，簡稱SDM)來實現高數據速率最近極受關注。這些SDM方案的兩個實例可包含空間調制(Spatial Modulation，簡稱SM)和廣義空移鍵控(Generalized Space Shift Keying，簡稱GSSK)。在這兩種SDM方案兩者中，在這些SDM方案下操作的發射器可不需要CSI。

對于空間調制(SM)，在每一信令間隔期間，信息可由發射天線的天線空間與發射天線的發射符號的組合來攜帶。舉例來說，假設有四個天線且每一天線位于不同位置處，那么天線的空間可用于攜帶信息。因為有四個天線且每信令間隔，將僅有一個天線接通，所以四個天線可輸送四個不同符號。對于每一天線，額外信息可通過數字調制方案來輸送。假設二進制相移鍵控(binary phase shift keying，簡稱BPSK)用于所有四個天線，那么可由每一天線輸送兩個額外符號。因此，8個不同符號可由四個天線使用BPSK調制方案來輸送，且8個不同符號可由三個比特來表示。因此，可表示的符號的數量可通過增加天線的數量或通過將較高階調制方案用于每一天線來增加。

另一方面，對于GSSK，數據可通過不同的所激活的天線的排列來輸送，這是因為映射表可用于在輸入比特與所激活的天線之間映射。

因此，SDM方案具有以下優點。在空間域中輸送信息當前將比在時域或頻域中輸送信息具有成本效益。通過在空間域中輸送信息，高數據速率可由在較低階調制下操作的大量天線實現。舉例來說，前述SM方案將允許通過使用4個發射天線結合每一天線的BPSK調制符號來發射3個比特。因為一次僅可接通一個天線，所以不僅能量消耗將降低，而且硬件成本將降低，這是因為前端收發器的硬件可由所有天線共享。此外，發射器將不需要CSI，這是因為可在不需要CSI的情況下實現復雜波束成形操作。

然而，SM和GSSK仍有若干缺點。如果天線的數量保持恒定，那么出于提高數據速率的目的而對所激活的天線進行較高階IQ調制的發射符號在有噪音的信道中將是不良的。對于GSSK，天線陣列大小和所激活的天線的數量必須增大以便增大符號的比特大小。舉例來說，為了以8個天線來表示64-QAM(6個比特)，應接通至少4個天線。為了以16個天線來表示256-QAM(8個比特)，應接通至少3個天線。此外，已提出最大似然(maximum-likelihood，簡稱ML)檢測作為SM與GSSK兩者的接收器算法，雖然ML的性能理想，但執行ML的計算復雜性實際上將不可接受。對于所屬領域的技術人員來說，前述這些挑戰可成為所關注的問題。

發明內容

本發明提供一種天線調制方法和發射器。

本發明涉及適用于無線發射器的天線調制方法和使用所述方法的發射器。