[发明专利]一种基于可靠性判决的空间调制检测方法

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、HL-ML(Hard-Limiter based ML)检测算法、MIMO(Multiple Input Multiple Output)等技术，具体为一种基于可靠性判决的空间调制检测方法。

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，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。

目前应用于SM技术中的检测方法中，性能最优的为最大似然(Maximum Likelihood，ML)检测方法，但是其复杂度随着天线数和调制阶数的增加呈指数增长，即其复杂度极高，甚至当天线数目较大、信号调制阶数较高时，ML检测方法不具有实用性。因此，寻找性能与复杂度折中的检测算法成为我们研究的重点。

发明内容

本发明的目的在于针对ML检测方法复杂度极高的问题，提供一种用于SM系统的可靠性判决检测方法。本发明提供的检测方法采用门限对硬判决信号进行可靠性判决，当低于门限时，判定可靠，则判为调制信号，相应的索引位置即为激活天线位置；当高于门限时，判定不可靠，则采用性能较好的HL-ML(Hard-Limiter based ML)方法，在保证系统BER(Bit ErrorRatio)性能的前提下，降低检测的复杂度。该算法能近似达到最大似然检测的性能并极大地降低复杂度，在误码率性能与复杂度中取得较好的折中。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种基于可靠性判决的空间调制检测方法，包括以下步骤：

步骤1.数字化信源信息经过SM调制映射后通过信道发射到接收端；

步骤2.接收端接收到信号后采用迫零均衡，进而对均衡后的信号进行硬判决，并对检测到的天线索引位置和调制信号的可靠性进行判决，具体步骤为：

步骤2a)，获取N_r维接收向量y，对接收信号采用迫零均衡，得到N_t个均衡信号，均衡后的信号为如下：

其中，h_i为信号矩阵H的第i列；

步骤2b)，对均衡后的信号进行硬判决，得到信号

步骤2c)，可靠性判决，

当接收信号与硬判决信号差值小于N_rσ²则判定为可靠，即其中，N_r为接收天线数目、σ²为接收信号的噪声；跟据均衡信号的表达式可以将判决简化，具体如下：

其中为取x的实部，x^*为x的共轭；由于||y||²为常量，可靠性判决条件简化为那么满足可靠性条件的硬判决信号为调制信号，i为激活天线位置；

当均衡信号与硬判决信号高于门限值N_rσ²，即判定不可靠，则采用性能较好的HL-ML检测算法检测激活天线位置以及调制信号，数学描述为：

即为对N_t个均衡信号和硬判决信号的差值进行遍历，找到取值最小所对应的索引位置和符号作为检测到的激活天线位置和调制信号；

步骤3.根据检测得到的调制符号和天线索引位置，进行空间调制解映射，恢复出发送数据。

本发明的有益效果为：

本发明提供了一种基于SM系统的新检测方法，该检测方法通过设置可靠性判决门限，若低于门限，直接将当前的调制符号和天线索引位置送入空间调制解映射，恢复出发送数据；若高于门限值，则采用性能较好的HL-ML检测算法，确定调制符号和天线索引位置送入空间调制解映射，恢复出发送数据；在保证系统BER(Bit Error Ratio)性能的前提下，降低检测的复杂度。本发明能够近似达到最大似然检测的性能并极大地降低复杂度。

附图说明

图1是传统SM系统框图。

图2是空间调制映射表。