[发明专利]一种基于酉空时码获得灵活发射分集的空间调制方法

说明书

技术领域

本发明属于无线MIMO系统的空间调制技术领域，涉及一种基于酉空时码获得灵活发射分集的空间调制方法。

背景技术

空间调制(Spatial modulation，SM)的概念由Mesleh首次提出。空间调制的基本思想是将信息比特流分成两个部分，一部分是在信号域中从信号星座图中选择一个星座点符号，另一部分是在空间域中选择一个空间星座点。在每个发送时隙中，从总的天线选出一根天线激活，因此只需要一个射频链路，从而避免了接收机处的信道间干扰(Inter-channel Interference，ICI)和严格的同步要求。已有文献表明，空间调制技术的性能优于传统的MIMO技术，例如BLAST。然而，尽管原始的空间调制技术与传统的MIMO技术相比具有优势，却没有任何的发射分集。

为了在空间调制中获得发射分集，研究者们提出了大量的SM方案。Di Renzo等人在发送端利用时间正交成型滤波器，在单个射频链路的情况下，可以获得两阶的发射分集。Basar等人提出了以Alamouti码作为核心码的空时分组码空间调制(STBC-SM)方案，因为Alamouti码的分集性和正交性，STBC-SM方案具有两阶的发送分集，且有较低的译码复杂度。为了提高STBC-SM方案的频谱效率，李晓峰提出了一种基于循环结构的STBC-SM方案——STBC-CSM方案，该方案具有更高速率并且能获得两阶的发送分集。Minh-Tuan等人在STBC-SM方案中引入空间星座矩阵，提出一种适用于4根和6根发送天线的高速STBC-CM的方案，称为H-STBC-SM方案。基于空间星座矩阵的概念，Le等人提出了针对发送天线数目为偶数且大于3的空间调制正交空时分组码方案(SM-OSTBC)，它的发送码字是由空间星座矩阵与Alamouti码相乘得到。由于SM-OSTBC方案只能用于天线数目大于或等于4的缺陷，王磊提出一个对角空时码空间调制(SM-DC)方案，SM-DC对于总的发送天线数目为4时，可以激活4以内的任意天线数。SM-DC方案利用对角码作为空时分组码的核心码，利用空间星座矩阵激活天线，能获得两阶的发射分集。综上所述，几乎所有可以获得分集的空时码空间调制方案都需要多根发送天线。然而，使用多根发送天线，也就意味着原始SM技术中的无信道间干扰和无同步的优势不复存在，获得分集的同时却带来了不利条件。

现有的将SM与空时码结合的大部分研究通常具有以下特征：

a)获得两阶发射分集；

b)都是假设总的发送天线数目为偶数；

c)需要多根发送天线。

从以上特征可以看出，这些特征是现有的SM与空时码集合方案的一个约束。如何去掉这些约束，设计一个发射分集灵活的，对任意发射天线数目与单个射频链路均能使用的方案，是值得研究的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种基于酉空时码获得灵活发射分集的空间调制方法，该方法能够灵活获得发射分集，且能够对任意天线数目及单个射频链路使用。

为达到上述目的，本发明所述的基于酉空时码获得灵活发射分集的空间调制方法，在每一次信息的发送时，将比特序列分为两部分，其中，第一部分比特用于选择Unitary码，第二部分比特用于选择空间星座矩阵，整个比特序列在M个连续时隙上发送，第一部分比特从循环信号星座集合v＝{V₀,…,V_L-1}中选出Unitary码V_l，其中，V_l＝diag{x₁,…,x_m,…,x_M}，u₁,…,u_M∈{0,1,…,L-1}，Unitary码的总数目R_u为Unitary码的比特速率；

令N_t×M维矩阵S为空间调制矩阵，该空间调制矩阵中的元素代表在M个连续时隙中天线的激活状态，则天线发送的空时码字X为：

X＝SV_l(6)

通过增加Unitary码的数目和空间调制矩阵的数目来增加发送的码字数目，其中，空间调制矩阵数目的增加通过循环激活天线阵中的天线来实现，循环激活天线阵列中的天线的具体操作包括以下步骤：

1)定义N_t×M维空间调制矩阵基S_k及N_t×N_t维的右移矩阵R；