[发明专利]一种用于空间相位调制的天线选择方法

摘要

本发明属于通信抗干扰技术领域，尤其涉及空间调制(Spatial Modulation，SM)技术、发射端的预编码技术(Transmit Precoding)、相位旋转技术(Phase Rotation，PR)、相移键控(Phase Shifting Keying，PSK)、天线选择技术(Antenna Selection)和多输入多输出(Multiple Input Multiple Output，MIMO)调制技术。接收端根据信道估计得到的信道信息根据本发明提出的算法选择出接收天线集合和发射天线集合，并将发射天线集合反馈给发射端，发射端根据接收端反馈的发射天线集合，对传输数据进行空间调制映射。本发明能够使星座点间最小欧式距离变大，在使系统在引入极小的反馈量和增加很小的复杂度的情况下，使系统的BER性能得到显著的提高。

主权项

一种用于空间相位调制的预编码方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、接收端根据估计得到的N_t×N_r的信道矩阵H得到预编码相位旋转矩阵θ，其中，N_t为发射天线数目，N_r为接收天线数目，所述相位旋转矩阵θ为对角阵，用θ_j表示第j个对角元，即第j根发射天线上发送的符号需要旋转的相位值；S2、进行发射天线数目判定，若N_t＝2则转入S3，若N_t≠2则转入S4；S3、根据公式$\begin{array}{c}{{\mathrm{\θ}}_{opt}}^{\′\′}={\arg }_{\mathrm{\θ}\∈\mathrm{\Θ}}{\mathrm{maxd}}_{\min }(H,\mathrm{\θ})\\ d_{\min }(H,\mathrm{\θ})=\left\{\left|\right|h_1{e}^{j\frac{2k\mathrm{\π}}{L}}-h_2{e}^{{\mathrm{j\θ}}_n-{\mathrm{\θ}}_m}\left|\right|\right\}\end{array}$选出此时最优的θ作为预编码向量，即θ_opt^”，其中，Θ＝{θ|θ_k＝[1,1,...,θ_m,...,1,1]}，k_m＝0,1,2,...,L‑1，k_n＝0,1,2,...,L‑1，k_m≠k_n，L为调制阶数，k＝0,1,2,...,L‑1；S4、求出N_t≠2时的预编码向量θ′_opt，具体为：S41、根据公式计算出星座图中任意两点间的最小距离d_min(H,θ₀)，其中，H为信道矩阵，θ₀为长度为N_t×N_t，对象元初始值全为1的与编码矩阵，Λ表示PSK调制符号集合，x_i和x_j为Λ中的元素；S42、将S41所述Λ中的每一个元素对应一根发射天线，根据S41所得d_min(H,θ₀)确定出距离最近的两个星座点，所述距离最近的两个星座点对应的发射天线的序号记作m和n，其中，m＝1,2,...,N_t，n＝1,2,...,N_t；S43、若m＝n，则采用S41所述θ₀作为预编码向量，转入S5，若m≠n，则转入S44；S44、根据公式$\begin{array}{c}{\mathrm{\θ}}_{opt}={\arg }_{\mathrm{\θ}\∈\mathrm{\Θ}}{\mathrm{maxd}}_{\min }(h_m,h_n,\mathrm{\θ})\\ d_{\min }(h_m,h_n,\mathrm{\θ})=\left\{\left|\right|h_m{e}^{j\frac{2k\mathrm{\π}}{L}}-h_n{e}^{{\mathrm{j\θ}}_n-{\mathrm{\θ}}_m}\left|\right|\right\}\end{array}$选取此时最优的θ作为预编码向量，即θ′_opt；S45、比较d_min(H,θ₀)与d_min(H,θ′_opt)的大小，若d_min(H,θ₀)＜d_min(H,θ′_opt)，则θ′_opt为最终的相位旋转矩阵对角线上的第m个元素θ_m，若d_min(H,θ₀)≥d_min(H,θ′_opt)，则去除发射天线m和n对应的星座点，返回S41；S5、由数字化信源产生m＝m₁+m₂位信息比特，前m₁位作为SM调制的天线索引比特，后m₂位根据M的取值做M‑QAM调制，得到调制后的符号向量x，其中，m₁为经验值，所述M为SM调制的阶数；S6、对S5所述符号向量x进行预编码，即x'＝xθ_opt，其中，θ_opt∈{θ_opt”,θ'_opt}；S7、将S6所述x'经射频发送，通过信道后得到接收信号y，接收端结合θ_opt和信道信息对所述接收信号y进行检测。