[发明专利]用于MIMO系统中的基于发射天线选择的空间调制方法

说明书

技术领域

本发明属于通信技术领域，特别涉及基于空间调制的多输入-多输出系统（MIMO，Multiple-Input Multiple-Output）的空间调制方法。

背景技术

空间调制（SM,Spatial Modulation）是多输入-多输出（MIMO）系统中特有的一种调制方式。它的基本思想是：将二维的星座信号(如振幅和相位调制)扩展为三维，新增的一维为空间维数，即天线序号，空间维数的大小即发射天线的数目。空间调制中，每个时刻只有一根天线被激活用来发送数据，输入的数据可以映射为两个部分：激活天线的序号和激活的天线发射的联合幅度/相位调制星座点。因此，使用空间调制方法可以有效地避免传统MIMO技术中的信道间干扰和信道间同步问题(IAS)，并且可以通过空间维携带信息提升系统的频谱效率。此外，空间调制适用于任意数目发射天线和接收天线场景，尤其是发射天线数远大于接收天线数的不对称MIMO信道。具体可参考文献：R.Mesleh、H.Haas,S.Sinanovic,C.W.Ahn,S.Yun,Spatial modulation,IEEE Trans on Vehicular Technology，Vol57(4),2228-2241,2008.07。虽然空间调制具有如上的诸多优点，但是现有文献资料已经证明，空间调制不能充分利用发射端搭载多天线所带来的潜在的空间分集，因此其对抗信道衰落的能力较弱。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有的基于空间调制的MIMO系统的抗干扰的能力较弱的问题，提出了一种用于MIMO系统中的基于发射天线选择的空间调制方法。

本发明的技术方案是：一种用于MIMO系统中的基于发射天线选择的空间调制方法，具体包括如下步骤：

步骤1：发射端根据接收端反馈的当前信道下的最佳发射天线集合对传输数据进行空间调制映射，映射到对应的发射天线单元，得到发射信号，进行发射；所述最佳发射天线集合为用于进行空间调制映射的发射天线集合，具体通过如下过程得到：

步骤31：接收端获取当前信道状态信息和发射端的备选天线集合，所述备选天线集合中的每一个元素均作为一个备选发射天线子集，即收发两端共用同样的备选发射天线子集；

步骤32：接收端根据当前信道状态信息，计算得到最佳发射天线集合，最佳发射天线集合从空集开始，每次从未被选择的天线中选出符合要求的天线添加到最佳发射天线集合中；具体步骤如下：

步骤321：在选择第一条发射天线时采用信道Frobenius模值最大的方法，计算所有发射天线对应的信道列向量的Frobenius模值，选出其中Frobenius模值最大的天线作为选择的第一条发射天线，放入最佳发射天线集合中，更新最佳发射天线集合；

步骤322：分别计算每条未被选择天线对应的信道列向量与最佳发射天线集合中各个已被选择天线的信道列向量间的夹角，选取每条未被选择天线得到的所有夹角中的最小值，将该最小值同与其对应的未被选择天线的信道列向量的Frobenius模值相乘，选取所有相乘的结果中的最大值，将该最大值对应的天线放入最佳发射天线集合中，更新最佳发射天线集合；

步骤323：重复步骤322直至最佳发射天线集合中天线的个数达到备选发射天线子集中元素的个数。

进一步的，还包括步骤2：为每个备选发射天线子集规定固定的索引值，即建立与最佳发射天线集合中元素一一对应的索引表。

本发明的有益效果：本发明的空间调制方法充分考虑了各发射天线对应信道的差异和空间调制的特点，根据信道的状态来调整传输数据所用的发射天线集合；本发明的方法通过有限反馈开销和低复杂度的发射天线选择能够充分利用无线信道的自由度，抵抗信道衰落，降低系统误码率，同时能够保证空间调制系统发射端只需一个射频单元以及其带来的其它优势。本发明的方法通过将发射天线选择引入到空间调制系统中，能够更有效对抗发射-接收信道衰落的影响，降低空间调制系统数据传输的误码率。

附图说明

图1是本发明的用于MIMO系统中的基于发射天线选择的空间调制方法的示意图。

具体实施方式

下面将结合附图，给出本发明的具体实施例。