[發明專利]用于空間調制多天線系統的導頻放置與信道估計方法

有效

• 申請號: 201911365304.7
• 申請日: 2019-12-26
• 公開（公告）號: CN111163026B
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發明（設計）人: 但黎琳;趙矗;肖悅
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H04L27/26
• 分類號: H04L27/26;H04L5/00;H04B7/0456;H04B7/08
• 代理公司: 成都點睛專利代理事務所(普通合伙) 51232
• 代理人: 孫一峰

本發明屬于無線通信技術領域，涉及一種用于空間調制多天線系統的導頻放置與信道估計方法。本發明首先采用設定的導頻和數據配置方式，然后根據BCJR算法檢測出信道和數據。在此導頻配置方案下，使用不同能量分配的導頻疊加在調制信號后通過同一天線、同一時刻進行發送，在降低導頻傳輸的資源消耗的同時，通過高效信道估計算法保證系統的信道估計性能。本發明通過疊加導頻實現了全天線全時隙的信道估計，并基于最優信道估計信息進行空間調制信號檢測，提供了新的高效導頻傳輸方法及相應的信道估計與數據檢測方法，提高了信道估計在快衰落信道下的性能。

技術領域

本發明屬于通信抗干擾技術領域，具體涉及一種用于空間調制多天線系統的導頻放置與信道估計方法。

背景技術

空間調制(Spatial Modulation,SM)技術是一種多天線無線通信領域的基于索引調制的多天線傳輸技術，其本質是利用發送天線本身攜帶信息來增加系統頻譜效率。此外，由于SM系統對每次傳輸信息時，發送端每次僅有一根天線被激活發送符號，進行信息傳輸，同時利用激活天線的序號攜帶部分信息，提高空間調制系統的頻譜效率。空間調制由于其任何時刻只有一個天線工作的特性，消除了MIMO會有的信道間干擾和多射頻鏈路成本問題，而且由于無源天線也用來傳遞信息，使得空間調制有更高的能量效率；SM對接收端的天線數目沒有任何要求。因此在未來可見光通信和大規模MIMO通信中具有良好的應用前景。

隨著人們對通信業務的需求日益增長，移動通信系統不斷在數據速率和系統容量方面取得突破。然而，昂貴的頻譜資源限制了通信數據速率的進一步提高。如何突破頻譜利用率的瓶頸，提高系統的傳輸速率和系統容量，是當前通信系統亟須解決的問題。

發明內容

本發明基于提高系統性能的目的，提出一種用于空間調制多天線系統的數據與導頻配置方法及其信道估計方法。該方法通過使用不同能量分配的導頻疊加在調制信號后通過同一天線、同一時刻進行發送，在降低導頻傳輸的資源消耗的同時，通過高效信道估計算法保證系統的信道估計性能。

為了便于理解，對空間調制系統進行以下定義：

對于一個N_T×N_R的空間調制系統，N_T是發送天線的數量，N_R是接收端天線的數量，在空間調制的信息以空間星座和符號星座兩種方式傳輸，其中，空間星座的大小等于發射端天線的數目，因此要求發射端天線的數量必須是2ⁿ的形式，而符號星座大小為M，因此空間調制中傳輸比特率可以表示為Rate＝log₂(N_T×M)＝log₂ N_T+log₂M，采用M-PAM(Phaseand amplitude modulation)調制，第一部分表示激活天線的序號，第二部分表示在激活天線上發送的M-PAM調制符號。

本發明的技術方案是：

用于空間調制多天線系統的導頻放置與信道估計方法，包括：

步驟1.產生信息比特流：對于任意一個子塊，信息比特由天線選擇比特和調制信息比特組成，天線選擇比特用于選擇所激活的第j根天線(j∈[1,N_T])，調制信息比特用于在所激活的天線上發送調制數據。天線選擇比特長度為：n₁＝log₂ N_T，調制信息比特長度為：n₂＝log₂M；對于進行M-PAM調制的SM系統而言，天線選擇比特共有m₁＝n₁位，調制信息比特共有m₂＝n₂位，一幀總的比特數為m＝m₁+m₂；因此，一幀數據被分成兩組，第一組為天線選擇比特，用于選擇數據激活天線發送星座點符號，第二組為調制信息比特，經過M-PAM調制得到要發送的星座點符號；

步驟2.數據疊加導頻序列：