CN107425894A - 基于信道范数的广义空间调制系统收发端天线选择方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于通信技术领域，涉及基于信道范数的广义空间调制系统收发端天线选择方法。本发明提供了一种基于信道范数的广义空间调制系统的收发端天线选择方法，该技术根据信道信息，选择合适的收发天线集合，能够最大化接收端的平均SNR，在使系统在引入较少的反馈量和增加较小的复杂度的情况下，使系统的BER性能得到显著的提高。

Description

基于信道范数的广义空间调制系统收发端天线选择方法
技术领域
本发明属于通信抗干扰技术领域，涉及广义空间调制(Generalized SpatialModulation,SM)技术，正交振幅(Quadrature Amplitude Modulation，QAM)调制技术，及其相关的MIMO(Multiple Input Multiple Output)技术，更具体的说是一种基于信道范数的广义空间调制系统收发端天线选择方法。
背景技术
MIMO调制技术是一种无线环境下的高速传输技术，它在发射端和/或接收端配置更多的天线单元，并结合先进的空时编码调制方案，通过对空间自由度的充分利用，可以带来额外的分集，复用和波束成型增益。
近来，空间调制技术作为一种新的MIMO调制方案被提出来作为一种新的调制技术。该技术的基本原理是通过激活不同的天线，将天线索引值用于调制来传输信息比特。这种传输方案的本质是利用MIMO系统中不同信道的独立性。因为每次只有一根天线被激活，进而在发射端只需要一个射频单元且此过程能传输部分比特，所以这种方案提高了传输速率，并降低了MIMO系统的成本和复杂度。广义空间调制系统在空间调制系统的基础上进行了扩展，每一时隙有多根发射天线被激活，提高了系统的频谱利用效率。然而，其BER性能存在一定的损失。
发明内容
本发明的目的，就是针对在上述现有技术存在的问题，提供了一种基于信道范数的广义空间调制系统的收发端天线选择方法，通过增加较少的复杂度为代价，获得BER性能的显著提高。
本发明的技术方案是：基于信道范数的广义空间调制系统收发端天线选择方法，定义所述的广义空间调制系统中每一种接收天线组合包含Nrs根接收天线，每一个发射天线组合包含Nts根发射天线，每一个发射天线组合集包含m个发射天线组合，且m为2的幂次方，本方法目的为选出接收天线组合{R1…Rn}和发射天线组合集合{CT1…CTm}的组合[Ri,CTj]，其特征在于，包括以下步骤：
a、对每一种接收天线组合Ri，计算在该接收天线组合下，与每个发射天线组合构成的信道矩阵的范数，选择对应的信道矩阵范数最大的前Nts个发射天线组合，即为CTi，并求它们对应的范数之和Si；
b、选择这个和值Si最大的接收天线集合Ri和Nts个发射天线组合CTi作为最终的选择结果。
本发明的有益效果为，本发明提供了一种基于信道范数的广义空间调制系统的收发端天线选择方法，该技术根据信道信息，选择合适的收发天线集合，能够最大化接收端的平均SNR，在使系统在引入较少的反馈量和增加较小的复杂度的情况下，使系统的BER性能得到显著的提高。
附图说明
图1是传统GSM系统框图；
图2是本发明提出的基于广义空间调制系统的收发端天线选择方法的系统框图。
具体实施方式
下面结合附图，详细描述本发明的技术方案：
为更好地对本发明进行说明，这里介绍本发明技术方案所用到的术语和广义空间调制系统发射机结构。
广义空间调制：假设GSM-MIMO系统具有Nt根发射天线和Nr根接收天线，每一个时隙发射端只选择Np(Np<Nt)根发射天线发送数据符号。由于在Nt根发射天线中选择Np根天线的组合总共有个，根据比特映射规则，只需要个天线组合用于信息比特的映射，表示向下取整。故此，类似传统空间调制，将待传输的信息比特分成两部分，一部分用于选择发射天线组合，需要的比特长度为另一部分用于选择APM星座符号需要的比特长度为l2＝log2(M)，其中，M为调制阶数，表示APM星座符号集合。设传输的信息比特向量为b，长度为L，则根据传输的信息比特选择出发射天线组合和APM星座点后，激活组合里的发射天线并同时发送符号s，而其余未在选择的组合里的天线则保持静默，不发送任何信号。
如图1，b是需要传输的比特数据，可以被视为一个L×T的矩阵，其中L＝log2(M)+2*log2(Mary)是一个GSM调制符号所携带的比特数量，Mary是正交幅度调制(QuadratureAmplitude Modulation,QAM)阶数，T表示时隙数目。一个GSM调制符号所能携带的比特数量由QAM调制阶数和发射天线组合数量共同决定。GSM调制准则是根据GSM转化表将b转化成为一个M×T的矩阵x。在x中，一列代表一个时刻发送的数据，任意一列只有每个天线组合中的天线数Ns个非零数据，意味着任意时刻只有所选组合的天线发送数据。
本发明的具体实施方案如图2所示的系统图。
发射机结构大致分为如下几步：
步骤1：确定要选择的系统的参数，即确定发射天线个数Nt，接收天线个数Nr，每次被激活的发射天线数目Ns，待选的激活发射天线组数目为Nts，QAM符号调制阶数均值为m，根据
步骤2：采用发明内容中的方法，得到接收天线集合，和发射天线组合集合；
步骤3：使用上述步骤选择接收天线和发射天线组合集合进行信息传输。

Claims (1)

1.基于信道范数的广义空间调制系统收发端天线选择方法，定义所述的广义空间调制系统中每一种接收天线组合包含Nrs根接收天线，每一个发射天线组合包含Nts根发射天线，每一个发射天线组合集包含m个发射天线组合，且m为2的幂次方，本方法目的为选出接收天线组合{R1…Rn}和发射天线组合集合{CT1…CTm}中的目标组合[Ri,CTj]，其特征在于，包括以下步骤：
a、对每一种接收天线组合Ri，计算在该接收天线组合下，与每个发射天线组合构成的信道矩阵的范数，选择对应的信道矩阵范数最大的前Nts个发射天线组合，即为CTi，并求它们对应的范数之和Si；
b、选择和值Si最大的接收天线集合Ri和Nts个发射天线组合CTi作为最终的选择结果。
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