[發(fā)明專利]一種預(yù)編碼輔助的信號(hào)發(fā)送和接收方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010736529.5
• 申請(qǐng)日: 2020-07-28
• 公開（公告）號(hào): CN111901022B
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 方舒;黃潤;王慧;張紹芳;謝俊;朱鵬飛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): H04B7/0456
• 分類號(hào): H04B7/0456;H04B7/06;H04B7/08
• 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)明屬于無線通信技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種預(yù)編碼輔助的信號(hào)發(fā)送和接收方法。本發(fā)明的方案與傳統(tǒng)TSM相比，在采用原編碼技術(shù)之后，接收端的的噪聲變?yōu)榱擞衫碚摲治隹傻?，?dāng)NtN_r1時(shí)，β1，所以起到了減小噪聲的作用，從而獲得了預(yù)編碼所帶來的發(fā)射分集增益，在不改變發(fā)射功率的前提下增大信噪比，提高系統(tǒng)的誤碼性能。同時(shí)與傳的RSM相比，接收端的APM符號(hào)經(jīng)過了這樣的等效信道，有著多條獨(dú)立路徑增益，可以采用最大似然檢測，從而帶來接收分集增益。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于無線通信技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種預(yù)編碼輔助的信號(hào)發(fā)送和接收方法。

背景技術(shù)

空間調(diào)制(Spatial Modulation，SM)是近年來提出的一種新型多天線傳輸技術(shù)，根據(jù)輸入信息來選擇相應(yīng)的傳輸天線，每一時(shí)隙只有一根天線被激活，所以空間調(diào)制具有單射頻的特性，從而避免了天線間的干擾，同時(shí)也使得接收端的信號(hào)檢測較為簡單，空間調(diào)制逐漸地成為了MIMO技術(shù)研究的熱點(diǎn)之一。在未來5G大規(guī)模MIMO場景下如何使得空間調(diào)制技術(shù)能夠更好的被應(yīng)用是未來研究重點(diǎn)所在。傳統(tǒng)的空間調(diào)制實(shí)際上是一種發(fā)射天線空間調(diào)制(Transmitter SM，TSM)，其單射頻性的特點(diǎn)也帶來一定的缺陷，由于發(fā)射天線僅用于調(diào)制比特信息，所以不能帶來像全射頻鏈路MIMO系統(tǒng)那樣的多天線發(fā)射分集增益，增加發(fā)射天線只能增加頻譜效率，TSM的性能增益來源于接收天線，增加接收天線，在采用最大似然接收機(jī)的情況下，會(huì)帶來接收分集增益，但實(shí)際系統(tǒng)接收端天線數(shù)量往往較少，這樣也大大限制了TSM系統(tǒng)的性能。

一種預(yù)編碼輔助的接收空間調(diào)制(Receiver Spatial Modulation，RSM)是近年來提出的一種新型多天線傳輸技術(shù)，該模式舍棄了傳統(tǒng)空間調(diào)制的單射頻性特點(diǎn)，通過引入預(yù)編碼算法帶來了發(fā)射分集增益，同時(shí)進(jìn)一步降低接收端的復(fù)雜度，該方法與TSM相反，通過接收天線索引來調(diào)制比特信息，其發(fā)射天線越多，接收天線越少，帶來的性能增益會(huì)越強(qiáng)，比較適合未來大規(guī)模MIMO的場景。類似地，其接收天線并不能帶來接收分集增益，隨著接收天線數(shù)量增加，頻譜效率會(huì)增加，預(yù)編碼算法帶來的發(fā)射分集增益也會(huì)隨之減小，RSM系統(tǒng)必須要求發(fā)射天線數(shù)量不小于接收天線，有著比較嚴(yán)格地限制?，F(xiàn)在提出一種空間調(diào)制新模型，其同時(shí)具有TSM和RSM的部分特性，是一種折中的模式，它能同時(shí)帶來發(fā)射和接收分集增益。

但不論是TSM還是預(yù)編碼輔助的RSM，都只能帶來一種增益，即TSM只存在接收分集增益，RSM只存在發(fā)射分集增益，且分別增大其發(fā)射天線或者接收天線數(shù)量只能帶來頻譜效率的增加和性能的下降，并不會(huì)帶來別的優(yōu)勢(shì)，所以在未來大規(guī)模MIMO場景下并不能很好的被使用。如何能夠讓傳統(tǒng)的空間調(diào)制技術(shù)同時(shí)存在收發(fā)天線分集增益是本專利的研究重點(diǎn)，有效地解決該問題可以使得空間調(diào)制成為未來具有潛力的新技術(shù)之一。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)多發(fā)多收的空間調(diào)制下行鏈路，所要解決的就是通過采用預(yù)編碼的方式同時(shí)激活所有發(fā)射天線來傳輸信號(hào)，使得能夠帶來發(fā)射分集增益，發(fā)射機(jī)采用特殊的空間信道符號(hào)來調(diào)制其中部分比特使其構(gòu)成特殊的發(fā)射信號(hào)，在接收機(jī)采用最大似然檢測下能夠帶來接收分集增益。同時(shí)為了進(jìn)一步增加其頻譜效率，權(quán)衡收發(fā)分集性能，還引入了接收天線選擇技術(shù)。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是，采用多輸入多輸出系統(tǒng)二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)空間調(diào)制方法，假設(shè)發(fā)射端已知信道狀態(tài)信息。所述系統(tǒng)具有N_t根發(fā)射天線和N_r根接收天線，用于傳輸每組b₁+b₂+b₃比特的數(shù)字信號(hào)。其中前b₁比特映射為空間符號(hào)，即某根發(fā)射天線和接收天線之間的信道增益系數(shù)，b₂比特用來選擇接收?qǐng)D樣，最后b₃比特映射為APM符號(hào)。并對(duì)所有符號(hào)進(jìn)行預(yù)編碼處理，最后激活所有天線傳輸信號(hào)，同時(shí)在接收端進(jìn)行最大似然檢測并譯碼輸出。