[发明专利]基于空时矩阵星座图的空移键控通信方法

说明书

一种基于空时矩阵星座图的空移键控通信方法，包括步骤：通信系统的发射装置离线构建空时矩阵星座图，所述通信系统的发射装置找出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；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。本发明可使空移键控系统取得发射分集增益，提高系统性能；突破原有空移键控系统发射天线数必须为2的幂次方的限定，提高系统设计灵活性；同时保持原有空移键控系统单链路传输特性，降低多天线系统复杂度。

技术领域

本发明属于无线通信领域，尤其涉及基于空时矩阵星座图的空移键控通信方法。

背景技术

随着通信技术的不断发展，有限的频谱资源逐渐成为制约无线通信系统的瓶颈。采用多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)无线通信系统是提高无线通信频谱效率的有效途径。在众多MIMO技术中，空移键控(Space Shift Keying,SSK)是近期提出的一种低复杂度、高能效的MIMO技术。其核心思想是，使用天线位置传递信息，在任一时隙，激发多根天线中的一根传送信息，避免了天线间的同步以及同信道间的干扰；同时，整个系统只需要单根射频链，大幅降低了系统复杂度以及系统成本。

空移键控虽然降低了多天线系统的复杂度，但是，同时也损失了部分系统性能。分集增益是衡量系统性能的重要指标。传统的分集增益包括时间分集、频率分集。多天线技术的引入，使得系统可取得空间分集。空间分集又包括发射分集以及接收分集。研究表明，空移键控只能取得接收分集，而不能取得发射分集。

发明内容

鉴于以上内容，有必要提供一种基于空时矩阵星座图的空移键控通信方法，该通信方法能使空移键控系统取得发射分集增益，提高系统性能，突破原有空移键控系统发射天线数必须为2的幂次方的限定，提高了系统设计灵活性，并保持了原有空移键控系统单链路传输特性，降低了多天线系统复杂度。

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多个空时矩阵，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；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。

具体地说，考虑一个具有N_t根发射天线，N_r根接收天线的无线通信系统，使用H表示接收端到发射端的信道矩阵。在发射端，对输入的信息比特进行分组，每组包含m＝log₂N_t个比特用于选取多根发送天线中的一根进行信号传输。其数学模型可以表示为：

y＝Hx_j+z

其中，y为接收信号向量，z为系统噪声，x_j＝[0,0,…,1,0,…]^T为发送信号向量，其第j个元素不为1，其余元素都为0，表示选取第j根天线进行信号发送。从本质上看，空移键控将信息比特映射到单个一维的向量x_j上，x_j有仅只有一个非零元素保证了系统的单链路发射。

在本发明中，将输入信息比特映射到一个二维的空时矩阵上，其接收信号向量可以表示为：

Y＝HX+Z；

其中，X为N_t×T维空时矩阵。通过合理的选择矩阵的取值，能使系统在保持单链路发送的同时，获得接收分集与发射分集，提高系统性能。