[發明專利]一種基于酉空時碼獲得靈活發射分集的空間調制方法

有效

• 申請號: 201610552199.8
• 申請日: 2016-07-13
• 公開（公告）號: CN106130613B
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發明（設計）人: 高貞貞;程度活;廖學文
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: H04B7/0413
• 分類號: H04B7/0413;H04B7/06
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司61200
• 代理人: 陸萬壽

技術領域

本發明屬于無線MIMO系統的空間調制技術領域，涉及一種基于酉空時碼獲得靈活發射分集的空間調制方法。

背景技術

空間調制(Spatial modulation，SM)的概念由Mesleh首次提出。空間調制的基本思想是將信息比特流分成兩個部分，一部分是在信號域中從信號星座圖中選擇一個星座點符號，另一部分是在空間域中選擇一個空間星座點。在每個發送時隙中，從總的天線選出一根天線激活，因此只需要一個射頻鏈路，從而避免了接收機處的信道間干擾(Inter-channel Interference，ICI)和嚴格的同步要求。已有文獻表明，空間調制技術的性能優于傳統的MIMO技術，例如BLAST。然而，盡管原始的空間調制技術與傳統的MIMO技術相比具有優勢，卻沒有任何的發射分集。

為了在空間調制中獲得發射分集，研究者們提出了大量的SM方案。Di Renzo等人在發送端利用時間正交成型濾波器，在單個射頻鏈路的情況下，可以獲得兩階的發射分集。Basar等人提出了以Alamouti碼作為核心碼的空時分組碼空間調制(STBC-SM)方案，因為Alamouti碼的分集性和正交性，STBC-SM方案具有兩階的發送分集，且有較低的譯碼復雜度。為了提高STBC-SM方案的頻譜效率，李曉峰提出了一種基于循環結構的STBC-SM方案——STBC-CSM方案，該方案具有更高速率并且能獲得兩階的發送分集。Minh-Tuan等人在STBC-SM方案中引入空間星座矩陣，提出一種適用于4根和6根發送天線的高速STBC-CM的方案，稱為H-STBC-SM方案?；诳臻g星座矩陣的概念，Le等人提出了針對發送天線數目為偶數且大于3的空間調制正交空時分組碼方案(SM-OSTBC)，它的發送碼字是由空間星座矩陣與Alamouti碼相乘得到。由于SM-OSTBC方案只能用于天線數目大于或等于4的缺陷，王磊提出一個對角空時碼空間調制(SM-DC)方案，SM-DC對于總的發送天線數目為4時，可以激活4以內的任意天線數。SM-DC方案利用對角碼作為空時分組碼的核心碼，利用空間星座矩陣激活天線，能獲得兩階的發射分集。綜上所述，幾乎所有可以獲得分集的空時碼空間調制方案都需要多根發送天線。然而，使用多根發送天線，也就意味著原始SM技術中的無信道間干擾和無同步的優勢不復存在，獲得分集的同時卻帶來了不利條件。

現有的將SM與空時碼結合的大部分研究通常具有以下特征：

a)獲得兩階發射分集；

b)都是假設總的發送天線數目為偶數；

c)需要多根發送天線。

從以上特征可以看出，這些特征是現有的SM與空時碼集合方案的一個約束。如何去掉這些約束，設計一個發射分集靈活的，對任意發射天線數目與單個射頻鏈路均能使用的方案，是值得研究的問題。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術的缺點，提供了一種基于酉空時碼獲得靈活發射分集的空間調制方法，該方法能夠靈活獲得發射分集，且能夠對任意天線數目及單個射頻鏈路使用。

為達到上述目的，本發明所述的基于酉空時碼獲得靈活發射分集的空間調制方法，在每一次信息的發送時，將比特序列分為兩部分，其中，第一部分比特用于選擇Unitary碼，第二部分比特用于選擇空間星座矩陣，整個比特序列在M個連續時隙上發送，第一部分比特從循環信號星座集合v＝{V₀,…,V_L-1}中選出Unitary碼V_l，其中，V_l＝diag{x₁,…,x_m,…,x_M}，u₁,…,u_M∈{0,1,…,L-1}，Unitary碼的總數目R_u為Unitary碼的比特速率；

令N_t×M維矩陣S為空間調制矩陣，該空間調制矩陣中的元素代表在M個連續時隙中天線的激活狀態，則天線發送的空時碼字X為：

X＝SV_l(6)

通過增加Unitary碼的數目和空間調制矩陣的數目來增加發送的碼字數目，其中，空間調制矩陣數目的增加通過循環激活天線陣中的天線來實現，循環激活天線陣列中的天線的具體操作包括以下步驟：

1)定義N_t×M維空間調制矩陣基S_k及N_t×N_t維的右移矩陣R；