[发明专利]一种用于空间相位调制的预编码方法

说明书

技术领域

本发明属于通信抗干扰技术领域，涉及空间调制(Spatial Modulation,SM)技术，发射端的预编码技术(Transmit Precoding)，相位旋转技术(Phase Rotation,PR)，相移键控(Phase Shifting Keying，PSK)调制技术，及其相关的MIMO(Multiple Input Multiple Output)技术。

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，SM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。

在很多传输方案下，同样的数据传输速率下，基于PSK调制技术的的SM系统性能要优于基于QAM调制技术的的SM系统。然而，在基于PSK调制技术的的SM系统中，信道列向量的夹角对系统的性能影响较大。

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，提供一种用于空间相位调制的预编码方法。

本发明的技术方案：一种用于空间相位调制的预编码方法，其特征在于，包括以下步骤：

a.接收端根据估计得到的信道矩阵H，得到预编码向量θ；具体步骤为：

a1.获取星座图中任意两点间的最小距离d_min(H,θ)，具体方法为采用公式：

其中，H为信道矩阵，θ为长度为N_t、初始值全为1的预编码向量，Λ表示PSK调制符号集合，x_i，x_j为Λ中的符号；

a2.对于Λ中的每个元素都会对应一根发射天线，我们可以根据最小距离d_min(H,θ)确定出相近最近的两个星座点，同时找出他们所对应的发射天线的序号m和n，判断m是否等于n，若是，则采用初始的θ值作为预编码向量，若否，则进入步骤a3；

a3.设角度偏移值△θ＝2π/N，备选的预编码向量的集合为：

θ_k＝diag{1,…,kΔθ,…,1},k＝1,…,N

其中N为正整数；

根据公式

选取最优的θ向量作为预编码向量；

b.由数字化信源产生m＝m₁+m₂位信息比特，其中前m₁位作为SM调制的天线索引比特，后m₂位根据M的取值做M-QAM调制，其中M为调制阶数；对这m位信息比特进行SM调制；得到调制后的符号向量x后，对其进行预编码，即x’＝θx。将x’经射频发送；

c.调制信号经过信道后，接收端得到接收信号y；

d.接收端结合预编码向量和信道信息对接收到的信号y进行检测。

本发明的有益效果为，本发明提供了一种基于SM-PSK系统提出一种新的预编码算法，该技术通过对相关性最大的两根天线的其中一根天线所发射的符号进行相位旋转，能够使星座点间最小欧式距离变大，在使系统在引入极小的反馈量和增加很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SM系统框图。

图2是本发明提出的相位预编码算法的SM系统框图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细的描述

下面结合附图对本发明的具体实施方式进行描述，以便本领域的技术人员更好地理解本发明。需要特别提醒注意的是，在以下的描述中，当已知功能和设计的详细描述也许会淡化本发明的主要内容时，这些描述在这里讲被忽略。

为更好地对本发明进行说明，先介绍本发明技术方案所用到的术语和空间调制系统发射机结构。