[發(fā)明專利]一種新型調(diào)制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910646902.5
• 申請(qǐng)日: 2019-07-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110289894B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-07-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 方舒;黃潤(rùn);張邵芳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): H04B7/0413
• 分類號(hào): H04B7/0413;H04B7/0456;H04B7/06;H04L27/34;H04L1/00
• 代理公司: 成都點(diǎn)睛專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51232
• 代理人: 孫一峰

本發(fā)明屬于無(wú)線通信技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種基于空間信道的新型調(diào)制方法。本發(fā)明的主要是在發(fā)射端獲得下行信道后，基于MIMO信道的空間信息進(jìn)行調(diào)整，即根據(jù)信道構(gòu)造基于空間信道的星座圖，然后對(duì)信號(hào)進(jìn)行編碼發(fā)送和解調(diào)。本發(fā)明的方案相比傳統(tǒng)QAM調(diào)制星座圖，在高階調(diào)制，即M較大時(shí)能獲得更好的性能，同時(shí)具有更好的保密性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于無(wú)線通信技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種基于空間信道的新型調(diào)制方法。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)通信系統(tǒng)里面的調(diào)制技術(shù)有調(diào)幅(AM：Amplitude Modulation)、調(diào)頻(FM:Frequency Modulatoin)、調(diào)相(PSK：Phase shift Keying)、正交幅度調(diào)制QAM(QuadratureAmplitude Modulation)。而QAM調(diào)制由于具有良好的頻譜效率和性能被廣泛應(yīng)用于4G、5G以及未來(lái)通信系統(tǒng)中。

多輸入多輸出(Multiple Input Multiple Output，MIMO)技術(shù)作為未來(lái)無(wú)線通信領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)之一，極大地提高了鏈路可靠性和系統(tǒng)頻譜效率(Spectrum Efficient，SE)。在MIMO架構(gòu)下，一種新MIMO調(diào)制技術(shù)空間調(diào)制(Spatial Modulation，SM)被提出。

在空間調(diào)制技術(shù)中，每個(gè)時(shí)刻只有一根天線被激活用以發(fā)送數(shù)據(jù)。輸入的數(shù)據(jù)比特被映射為兩個(gè)部分，一部分映射為激活天線的序號(hào)，其余部分映射為激活天線上發(fā)射的調(diào)制星座點(diǎn)。因此，空間調(diào)制能有效地避免傳統(tǒng)多輸入多輸出技術(shù)中的信道間干擾和發(fā)送端天線同步問(wèn)題。假如輸入比特全部映射為激活天線序號(hào)，則該技術(shù)成為空移鍵控調(diào)制技術(shù)(SSK：spatial shift keying)。

空移鍵控調(diào)制技術(shù)獨(dú)創(chuàng)性地將輸入比特與發(fā)射天線序號(hào)構(gòu)成一種映射關(guān)系，即運(yùn)用傳輸比特來(lái)選擇激活對(duì)應(yīng)序號(hào)的天線。在每一個(gè)時(shí)隙，只有一根發(fā)射天線承載信息，其他若干天線處于空閑狀態(tài)。其映射方式為傳輸比特?cái)?shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的十進(jìn)制加一為發(fā)送的天線指數(shù)即天線序號(hào)。則在發(fā)送端，不攜帶任何信息的符號(hào)1在對(duì)應(yīng)天線指數(shù)的天線上發(fā)送。圖1為空移鍵控調(diào)制技術(shù)SSK的系統(tǒng)框圖。

接收端采用最大似然檢測(cè)(ML)算法，把解調(diào)出天線序號(hào)和發(fā)送信號(hào)譯碼即可得到原始數(shù)據(jù)。其對(duì)應(yīng)的一個(gè)典型的碼本如表1：

表1空移鍵控映射碼表

圖2為空間調(diào)制SM的系統(tǒng)框圖?？臻g調(diào)制技術(shù)與空移鍵控調(diào)制技術(shù)相比，空間調(diào)制技術(shù)把輸入比特分塊，其中一部分?jǐn)?shù)據(jù)采用APM調(diào)制映射到天線上發(fā)送的符號(hào)，另一部分比特?cái)?shù)據(jù)類似于SSK調(diào)制被映射為激活天線的序號(hào)。因此空間調(diào)制技術(shù)的比空移鍵控調(diào)制技術(shù)獲得更高的頻譜效率。在接收端，接收的信號(hào)可以通過(guò)最大似然檢測(cè)或其它檢測(cè)方法經(jīng)過(guò)符號(hào)反映射獲得發(fā)送數(shù)據(jù)。表2為空間調(diào)制的一個(gè)典型碼本，其中發(fā)送天線為4，前兩比特采用M＝4維的SSK調(diào)制，最后1比特采用BPSK調(diào)制。

表2空間調(diào)制技術(shù)碼表M＝4BPSK

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出一種全新的基于空間信道的調(diào)制方法，定義為空間信道調(diào)制SCM(Spatial Channel Modulation)。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：假如發(fā)射端獲得了下行信道CSI(Channel StateInformation)，在發(fā)射端即可基于MIMO信道的空間信道信息進(jìn)行調(diào)制。典型場(chǎng)景如TDD模式下，通過(guò)上下行互易性，基站可通過(guò)上行的SRS(Sounding Reference Signal)獲知下行MIMO信道的信息。

本發(fā)明基于MIMO系統(tǒng)，所述系統(tǒng)具有N_t根發(fā)射天線和N_r根接收天線，如圖3所示。