[发明专利]基于欧式距离和天线选择的混合空间调制方法

说明书

本发明公开了一种基于欧式距离和天线选择的混合空间调制方法，包括：假设发送端总共有N_s根发送天线，从中选择N_t根发送数据，接收端有N_r根接收天线，接收端采用最大似然法对接收到的符号y进行检测；将基于系统容量的天线选择方法或者基于欧式距离的天线选择方法应用到ESM中，以增大其最小欧式距离；在每次信息发送前，接收端检测信道状态，分别计算出采用SM和ESM方案发送数据时的最小平方欧式距离，选出最小平方欧式距离较大的方案用来实际发送符号。本发明提出的混合空间调制方法通过吸收SM与ESM的优点，使发送天线数不再受限制且避免了天线之间的干扰，尤其是其信道自适应的方法使系统能更好地适应信道的不断变化。

技术领域

本发明属于无线通信调制与编码领域，特别涉及一种MIMO系统中基于欧式距离和天线选择的混合空间调制方法。

背景技术

空间调制(SM)技术作为一种新型的MIMO技术，自提出以来便成为热点研究领域之一。在传统空间调制技术中，任一时隙只有一根发射天线处于工作状态来传输数据，其余发射天线静默，发送的信息比特一部分映射到传统的数字调制星座图上，其余的比特映射到天线序号生成的空间维上。从而，SM完全避免了信道间干扰，不需要发射天线间较高的同步性要求，且任一时隙只需要一条射频链路，大大降低了系统成本。

但传统的SM技术必须保证发射天线数是2的幂次方，这导致了当系统频谱效率较高时，对发射天线数目要求也很大。为了解决以上问题，J.M.Luna-Rivera等人提出一种扩展的空间调制技术(Extended Spatial Modulation简称ESM)，该技术允许所有天线在同一时隙发送数据，使发送天线总数与频谱效率间呈线性关系，大大降低了对发送天线数目的要求。但同时，由于多根天线同时发送数据，势必会造成天线间的干扰。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述问题，提出了一种基于欧式距离和天线选择的混合空间调制方法，该方法结合了SM避免天线间干扰与ESM发送天线数可以为任意整数的优点并且能更好地适应信道的不断变化，进一步降低自适应混合空间调制系统的误比特率。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于欧式距离和天线选择的混合空间调制方法，包括以下步骤：

(1)假设发送端总共有N_s根发送天线，从中选择N_t根发送数据，接收端有N_r根接收天线，则在接收端，接收信号y＝Hx+n，其中，表示发送符号,是独立同分布的标准高斯信道是服从分布的高斯白噪声；

(2)接收端采用最大似然法对接收到的符号y进行检测，判断其对应的发送符号

(3)将基于系统容量的天线选择HSM-COAS方法或者基于欧式距离的天线选择HSM-EDAS方法应用到ESM中，以增大其最小欧式距离；

(4)在每次信息发送前，接收端检测信道状态，分别计算出采用SM和步骤(3)中的ESM方案发送数据时的最小平方欧式距离，选出最小平方欧式距离较大的方案用来实际发送符号。

所述步骤(1)中，接收端采用最大似然法检测的方法为：

其中，表示检测出的发送符号；Λ是所有可能发送符号的集合；x_i表示某个可能的发送符号，m_b表示频谱效率；p_Y(y|x_i,H)表示接收端的条件概率密度函数。

所述步骤(2)，将基于系统容量的天线选择HSM-COAS方法应用到ESM中的具体方法为：

对于给定的信道状态和信噪比SNR，ESM的容量可表示为

C_ESM≥γ