[发明专利]基于空时矩阵星座图的空移键控通信方法

权利要求书

1.一种基于空时矩阵星座图的空移键控通信方法，运行于通信系统中，其特征在于，该方法包括以下步骤：

通信系统的发射装置离线构建空时矩阵星座图，所述空时矩阵星座图包括M个空时矩阵X_i，

所述空时矩阵X_i的取值満足以下三个条件：(1)X_i的每一列有且只有一个元素不为0；(2)X_i满足功率约束条件为：其中，tr(·)表示矩阵的迹，E(·)表示均值；(3)X_i的取值使通信系统发射分集增益与编码增益最大化；

所述通信系统的发射装置找出所述空时矩阵中发射天线的所在位置，然后确定该位置上的发送值来构建空时矩阵星座图；

所述构建空时矩阵星座图的方式包括如下步骤：

依据系统的分集度要求，确定所述发射装置的发射天线的发射位置；及

依据发射位置，最大化系统编码增益，选取发送值；

其中，所述确定所述发射装置的发射天线的发射位置，包括：

找出所有可用发射天线位置矩阵A的集合C_a，对于发射天线的数量为N_t，传输时隙为T的通信系统，C_a的元素个数为N_t^T；

根据集合C_a，生成空时矩阵集合C_x，其中，对于任意发射天线位置矩阵A_i,A_j∈C_a，将发射天线位置矩阵A_i,A_j中值为1的元素用随机数代替，值为0的元素保持不变，生成空时矩阵X_i,X_j，对应的空时矩阵集合为C_x；

对于任意X_i,X_j∈C_x，记矩阵E₁＝(X_i-X_j)(X_i-X_j)^H，计算E₁的秩rank(E₁)；

用方阵R表示所述发射天线位置矩阵是否满足分集度要求，并根据矩阵E的秩来设定R元素的值；

将方阵R的对角元素的值设为1；

统计方阵R每行为0的元素个数之和，找出最大值所在的行对应的系数，在方阵R中，去掉该系数对应的行、列；

检查方阵R的元素取值是否存在为0的元素，直至所有元素值全为1；

找出方阵R每行系数所对应的发射天线位置矩阵A_s，A_s的集合C_as′即为系统可选的天线发射位置；

所述选取发送值，包括：

(a)在可选的天线发射位置的集合C_as′中随机选取M个元素组成集合C_as，并初始化集合C及数值λ，其中，C＝0，λ＝0；

(b)根据集合C_as，搜索空时矩阵X_i的集合C_t；

(c)对空时矩阵集合C_t中X_i的能量进行归一化处理，即：其中，||·||_F表示Frobenius范数，X_i∈C_t；

(d)对于任意X_i,X_j∈C_t，记矩阵E₂＝(X_i-X_j)(X_i-X_j)^H，计算E₂的行列式值det(E₂)，找出其中的最小行列式值及

(e)若λ_min大于λ，记录当前λ_min的值及空时矩阵集合C_t的值，并将λ赋值为λ_min，C赋值为C_t，当搜索次数没有达到上限时，返回步骤(b)；

(f)当搜索次数达到上限时，停止搜索，集合C即为发送空时矩阵集，所述发送值从发送空时矩阵集合中选取；及

依据构建的空时矩阵星座图，将所述发射装置输入的信息比特进行分组，将每组中的信息比特映射到所述空时矩阵星座图中的一个空时矩阵进行信号发射，通信系统的接收装置采用最大似然解调，接收发射装置传送过来的信号。