[发明专利]一种MIMO通信中多进制FSK非相干检测实现空分复用的方法

权利要求书

1.一种MIMO通信中多进制FSK非相干检测实现空分复用的方法，其特征是，包括如下步骤：

1)调制信号并发送：采用多发射天线和多接收天线构成的V-BLAST-MIMO系统，发送端在多天线上分别采用M元正交信号调制的MFSK调制独立的导频序列X₀(t)和数据流X_w(f)，导频序列X₀(t)采用已知的随机多进制码；

2)通过信道：对于N发L收的MIMO系统，无线信道衰落矩阵为：

其中A_kn表示从第n根发射天线至第k根接收天线的信道衰落幅度系数，n＝1，...N，k＝1，…L，是第n根发射天线至第k根接收天线的信道相位偏移量，是由于多普勒造成的角度偏移，接收信号可以表示为Y＝HX+N₀，其中，Y表示接收信号矩阵，维度为L×T，X代表发送信号矩阵，维度为N×T，N₀表示噪声矩阵；

3)各天线上独立进行MFSK能量检测：接收到的MFSK调制信号可表示为：

其中f_c表示码元c调制的单频信号频率，c＝{0，1，…，M-1}，T表示码元周期，相关器为与对应单频信号做相关的结果，即s(t)在频率f_i输出为：

表示如果码元调制信号的频率与相关器的频率一致，即c＝i，相关器输出为1；如果码元调制的频率与相关器的频率不一致，即c≠i，相关器输出为0，

用X_w表示多天线的第w码元的发送信号矢量，这样在接收端第k根天线的第w个码元的信号y_kw表示为：y_kw＝h_kX_w+n_kw，其中h_k对应接收天线k的信道矢量，k＝1，...，L，n_kw是指接收天线k接收的热噪声信号，将该信号通过频率f_i滤波器后，有：其中表示X_w在频点f_i的分量，n_k，fi是经过f_i滤波器后的热噪声，经过推导有：

为y_kw在频率f_i的能量检测器输出；

4)系统等效处理：将步骤3)中的

等效为公式(1)：

其中等效信道矩阵为公式(2)：

其中i，j∈{1，2，…，N}，l∈{1，2，…，N(N+1)/2}.

等效的输入信元为公式(3)：

其中l_{i，j}＝1，..，N(N+1)/2，是由i＝1，...N，j＝1，...N所组成的不同组合的索引，对应的是索引l_{i，j}等效发射阵元信号，是指在f_i频点下的等效信道矩阵中由第l_{i，j}等效发射信元向第k接收天线传播的信道系数，即等效信元数从原来的N增加到N(N+1)/2；

5)信道估计：按导频序列的等效信元及对应的各天线能量检测的结果采用最小二乘信道估计算法，获得L×(N(N+1)/2)等效矩阵的估计；

6)信号解调：通过步骤5)所估计的等效信道矩阵及待测数据的能量检测输出结合MIMO技术中的最大似然检测方法，获得等效信元的估计依据公式(3)，根据估计信元和的从而计算出X_m。