[发明专利]一种采用压缩感知技术的正交空间调制系统检测方法

说明书

本发明请求保护一种采用压缩感知技术的正交空间调制系统检测方法，属于移动通信信号检测技术领域，本发明从稀疏信号求解的角度出发，根据正交空间调制(QSM)系统发送端生成向量的特点，利用压缩感知(CS)理论知识，提出了一种采用压缩感知技术的正交空间调制系统检测方法(S‑OMP)。本发明避免了联合检测方法中对所有可能的联合空间的搜索，极大地价低了复杂度。本发明不仅接近最大似然检测(ML)的性能，而且具有较低的复杂度，有极好的理论和实际意义。本发明在天线技术和绿色通信技术中有较好的实际应用意义。

技术领域

本发明涉及移动通信领域，具体涉及到一种采用压缩感知技术的正交空间调制系统检测方法。

背景技术

正交空间调制(QSM)作为多输入多输出(MIMO)系统中的新技术之一，该技术能够利用发送天线序号来传递信道比特，同时避免信道间干扰，因此成为大家研究的热点之一。QSM系统中，将信息比特分成三部分，一部分映射到传统的数字调制符号上，剩下两部分映射到激活的天线索引上，因此能够有效的利用发送天线序号所形成的空间维来传输信息比特。此外，QSM系统每一时隙激活一根或两根天线(其它天线保持静默状态)发送的调制符号实部和虚部是正交的，所以QSM系统在提高系统频谱利用率的同时也避免了信道间干扰(ICI)问题。

在QSM系统中频谱效率计算公式为：R＝log₂(N_t²M)。即输入的信息比特流按照log₂(N_t²M)的长度划分为若干帧，其中N_t表示发送天线数，M表示调制信号点数。在每一帧信息比特中，前log₂M个比特映射到传统的数字星座图上的一点s，后log₂N_t个比特映射到激活的天线索引l_R用来发送数字调制符号s的实部s_R，剩下的log₂N_t个比特映射到激活的天线索引l_I用来发送数字调制符号s的虚部s_I。

空间调制技术是随着大规模MIMO技术的研究在近年兴起的，信号检测、调制技术甚至是信道估计技术都大部分沿用MIMO的相关准则，虽然系统模型和原理大致相同，但是毕竟空间调制技术有所改进，因而沿用MIMO技术中的相关方法缺乏空间调制自身特点和属性，更多空间调制技术本身的优点和特性仍待研究。检测方法的研究趋势呈现为如何通过改进研究降低方法计算复杂度、提高检测性能。因此，在正交空间调制的MIMO系统中，对检测方法进行研究，通过研究和改进使得信号检测方法的检测准确度有一定的保障，同时方法流程、计算过程又不复杂是十分有意义的。最大似然估计(ML)的原理在于搜索所有的发送符号的可能，找到最合适的天线序号与调制符号的组合，因此能获得最接近误码率性能，称得上是性能最优的检测方法。但是这种方法搜索目标过多，实现起来步骤十分复杂，在大规模天线系统中难以实际应用。因此，本发明提出了一种采用压缩感知技术的正交空间调制系统检测方法，该方法能够有效的降低接收端的计算复杂度，该方法达到最优检测时计算复杂度较ML降低了95％，并且随着发射天线的扩大，相对于ML所占的百分比随之降低。ML方法的计算复杂度为(12N_r-1)×N_t²×M，而本发明提出的检测方法计算复杂度仅为复杂度随着S选取不同而改变，具体为

(8N_r-2)N_t+(8N_r-1)S²+(6N_r-1)S-1+(12N_r-1)S²M。

发明内容

本发明旨在解决以上现有技术的问题。提出了一种降低计算复杂度并且取得次优性能的采用压缩感知技术的正交空间调制系统检测方法。本发明的技术方案如下：

一种采用压缩感知技术的正交空间调制系统检测方法，其包括以下步骤：