[发明专利]广义空间调制系统在相关信道下的发送天线选择方法

说明书

【技术领域】

本发明属于无线通信技术领域，具体涉及一种广义空间调制系统在相关信道下的发送天线选择方法。

【背景技术】

空间调制（Spatial Modulation，SM)、空移键控（Space Shift Keying，SSK）、广义空间调制（Generalized Spatial Modulation，GSM)以及广义空移键控（Generalized Space Shift Keying，GSSK）技术是近年来提出的一类新兴的无线通信物理层传输技术。该技术能够克服传统Multiple-Input and Multiple-Output(MIMO)技术固有的较大的天线间干扰（inter-channel interference，ICI），较高的信号检测复杂度，以及对于天线间同步（inter-antenna synchronization，IAS)和多射频（radio frequency，RF）链路的高要求等缺陷。它是利用除了幅度和相位之外的空间自由度，通过天线索引及其组合（空间星座图）来承载信息，从而获得复用、分集增益的物理层传输技术。其中，SSK和GSSK是SM和GSM在信息承载中除去幅度相位调制（amplitude phase modulation，APM）星座时的特例。

然而，空间调制技术需要依靠空间星座承载信息，多天线信道的差异性和独立性是接收机能够正确检测出空间星座的基础。在GSM/SM系统中，如果有两个发送天线到接收机经历了相近的衰落，从而其对应的信道列向量十分相近，那么空间星座图集合中至少有两个星座十分接近，使得接收端空间星座图容易混淆，这将导致系统的误码率即平均比特错误概率（average bit error probability，ABEP）和容量性能严重下降。另一方面，在实际的无线环境中，由于发送天线空间相关性的广泛存在，这将导致更多的发送天线所对应的信道列向量的距离减小，从而使系统性能严重恶化。显然，在发送端进行天线选择能够有效克服这一问题，改善系统性能。而且，通过在配置的大量发送天线中选择较少的有效发送天线进行传输，能够进一步降低接收机检测复杂度，并且降低对于RF链路的需求。现有空间调制系统的天线选择方法在下面列出：

W.H.Chung和C.Y.Hung在“Multi-antenna selection using space shift keying in MIMO systems，75th IEEE Conference on Vehicular Technology，1-5，2012.5”中提出了基于L2范数测度的选择(ASC1)和基于欧几里德距离的选择(ASC2)。类似的，R.Rajashekar，K.V.S.Hari和L.Hanzo在“Antenna selection in spatial modulation systems,IEEE Communication Letters,521-524,2013.5”中提出了容量最优的天线选择（Capacity Optimized Antenna Selection，COAS)以及欧氏距离最优的天线选择（Euclidean Distance Optimized AntennaSelection，EDAS）。然而这些方法都是基于独立信道的假设，只是单独考虑信道增益范数或者欧氏距离作为选择判据。J.Wang和A.I.Perez-Neira等人在“Closed-loop spatial modulation with antenna selection，11th IEEE International Conference on Signal Processing，1291-1294，2012.10”中提出了SM系统的联合发送和接收天线选择方法，直接利用对标准MIMO信道容量的优化来进行选择，这不但与GSM/SM系统的实际情况不相符，而且算法的计算复杂度高。另外，P.Yang和Y.Xiao等人在“Link adaptation for spatial modulation with limited feedback，IEEE Transactions on Vehicular Technology，3808-3813，2012.10”中提出了SM系统中将调制阶数选择和发送模式切换相结合的方法。同样该方法也是基于独立信道的假设，并不适合实际系统中具有相关性的场景。

【发明内容】

本发明的目的在于针对相关信道场景中广义空间调制系统的误码率和容量性能严重恶化的问题，提供了一种广义空间调制系统在相关信道下的发送天线选择方法。为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：