[发明专利]一种具有发射分集的低复杂度正交空间调制球形译码检测算法

说明书

本发明公开了一种具有发射分集的低复杂度正交空间调制球形译码检测算法(DQSM‑SD)，该方法是在传统QSM激活天线的基础上，转化为激活空时矩阵以实现发射分集，同时结合空域矩阵的激活组合，增加搜索零点来缩短树形球形译码的搜索过程，从而降低检测复杂度。

技术领域

本发明属于通信技术领域，涉及一种无线通线系统发射端信号的构造方法与接收端信号检测方法，尤其涉及一种具有发射分集的低复杂度正交空间调制球形译码检测算法(DQSM-SD)。

背景技术

正交空间调制(Quadrature spatial modulation QSM)不仅几乎保留了SM的所有优点，还通过增加一个空间维度，即将调制符号的实部虚部加载到两个载波上分开传输，提高了空间调制的传输效率m，即m＝log₂(N_t²M)。其中N_t为传输天线，M为星座图维度。在高信噪比时，QSM与SM相比性能要更好。与广义空间调制(Generalized spatial modulation,GSM)产生信道干扰(Inter channel interference ICI)不同，QSM虽然也使用了两根传输天线，却成功避免了ICI。这是由于两根天线上传输的符号具有正交性，即在调制载波发射的时候，一部分加载到余弦载波传输，一部分加载到正弦载波传输。另外，与GSM相比QSM提高了传输效率。QSM相比SM对于信道估计错误具有更强的鲁棒性。基于这些优点，目前QSM已被应用于认知通信系统与放大转发协作通信系统。并在Nakagami-m衰落信道下、各种小尺度衰落信道环境下以及信道间的干扰方面展开分析。研究结果表明，QSM系统相对于SM系统和GSM系统具有更优越的性能。但是QSM系统存在着两个缺点：(1)从QSM渐进平均错误概率表达式可以看出，QSM只有接收分集，但没有发射分集；(2)目前检测方法采用的是ML遍历搜索方法，这个方法的复杂度会比较大，且要检测4个变量，分别是携带符号实部的天线索引、携带符号虚部的天线索引、符号实部、符号虚部。为了降低QSM的检测复杂度，提出了基于压缩感知的检测算法，虽然复杂度有了很大的降低，但是在低信噪比下，与ML检测算法还是在同一个数量级下，且与门限设置有很大的关系。

对此，本发明对QSM系统进行改进，算法将激活天线转化为激活空时矩阵以实现发射分集，同时针对ML遍历检测复杂度过大的问题提出一种低复杂度球形译码检测算法。其特点是进行深度优先球形译码同时判断激活空域矩阵组合，并根据空域矩阵的激活特点更改搜索节点的数目，而在保证性能不损失的前提下降低算法的复杂度。

发明内容

本发明针对正交空间调制系统的传输端没有发射分集以及ML检测复杂过大的问题，提出了一种具有发射分集的低复杂度正交空间调制球形译码检测算法(DQSM-SD)。

本发明具有发射分集的低复杂度正交空间调制球形译码检测算法，包括下列步骤：

1)首先设定QSM系统发射天线个数为N_t，接收天线个数为N_r，采用M-QAM调制。根据QSM系统特性每次激活N_t中的两根进行传输调制符号的实部和虚部。由QSM渐进平均错误概率表达式可以看出，QSM只有接收分集，没有发射分集。对此该发明方案提出将激活传输天线转化为激活空域矩阵A来增加发射分集，A＝(A₁,A₂,...,A_Q)为N_t行T列且每行每列只有一个非零元素的天线阵，个数为Q。