[发明专利]一种基于天线选择的广义空间调制系统及其调制方法

权利要求书

1.一种基于天线选择的广义空间调制系统，包括信号发生器，其特征在于：还包括由GSM调制器构成的广义空间调制器、信号接收器、广义空间解调器，信号发生器的输出端接GSM调制器的输入端，GSM调制器的输出端接若干根具有最大信道容量的发射天线，若干根具有最大信道容量的接收天线接信号接收器的输入端，信号接收器的输出端接广义空间解调器的输入端。

2.一种基于天线选择的广义空间调制方法，其特征在于：具体步骤如下：

A、广义空间调制：信号发生器生成原始二进制的信息比特流，其中：log₂M个信息比特流被GSM调制器调制为发射信号，发射信号采用QAM调制方式进行调制，然后进行天线选择，选择的标准是使得系统的信道容量达到最大，即：选择若干根具有最大信道容量的发射天线，然后激活被选中的发射天线，在该发射天线上发送经过调制的QAM星座符号，调制方式为M-QAM；

B、广义空间解调：被调制的QAM星座符号经过无限衰落信道后，到达信号接收器，信号接收器将接收到的QAM星座符号送至广义空间解调器进行解调，广义空间解调器解调出原始二进制的信息比特流，这样就得到了信号发生器生成原始二进制的信息比特流，从而完成了整个信息传输过程。

3.根据权利要求1所述的基于天线选择的广义空间调制方法，其特征在于：在进行广义空间调制时，通过下述的天线选择算法选择的若干根天线发射经过调制的QAM星座符号；

天线选择算法：

A、首先选择第一根天线，这根天线具有最大的信道容量：

表示单位矩阵，E_x表示发射信号功率，QN₀表示噪声功率，表示信道矩阵；

B、确定第一根选择的天线后，进行第二根天线的选择，同样，也是使信道容量最大：

经过M次迭代后，可以得到

C、每次额外增加一根天线，设为天线l，信道容量为：

在简化上式的时候，用到了以下结论：

det(A+uv^H)＝(1+v^HA^-1u)det(A)

log₂det(A+uv^H)＝log₂(1+v^HA^-1u)det(A)＝log₂det(A)+log₂(1+v^HA^-1u)

其中，

增加的第n+1根天线使式的信道容量最大，满足

D、通过不断重复上述过程，直到M根天线都被选定为止，反复迭代上式直到n+1＝Q，在选择的过程中，只需要一次矩阵求逆运算。

对所有可能的天线进行计算，就可以实现M根天线的最优选择。为了实现最大化的系统容量，选择具有最大容量的天线

其中，A_Q表示由Q根天线所有可能的天线组成的集合。即

4.根据权利要求1所述一种结合天线选择的广义空间调制系统，其特征在于选择了信道容量最大的天线后，然后通过广义空间调制器，通过空间星座图和信号星座图实现信息流的调制，发射的信号为

X＝[0，s₁，0，s₂，…s_M，0]^T (6)

X表示广义空间调制器的发射信号向量，该向量中有M个非零元素值，且这些非零元素在发送向量中所处的位置对应了权利2中选择的M根天线所在的位置，即天线序号。s₁，s₂，…，s_M表示M个非零元素，其数值相等，s_i表示第M根天线中的第i根发射天线发射的数据符号，s_i∈S，S表示M-QAM调制星座图中所有的可能的星座点。