一種mimo系統(tǒng)中基于廣義空間調(diào)制的信號(hào)檢測(cè)方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于通信【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及多輸入多輸出(Multiple?Input?Multiple?Output，MIMO)通信系統(tǒng)、廣義空間調(diào)制(Generalized?Spatial?Modulation，GSM)和格縮減(Lattice?Reduction，LR)技術(shù)。本發(fā)明在發(fā)送端按照發(fā)射天線組合和發(fā)射星座符號(hào)進(jìn)行比特編碼，通過(guò)格縮減算法對(duì)信道矩陣進(jìn)行處理得到解調(diào)后的比特。本發(fā)明與現(xiàn)有方法相比有效地解決了運(yùn)算復(fù)雜度高的問(wèn)題，同時(shí)提高了在高維發(fā)射天線下的性能。
【專利說(shuō)明】—種MIMO系統(tǒng)中基于廣義空間調(diào)制的信號(hào)檢測(cè)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于通信【技術(shù)領(lǐng)域】,尤其涉及多輸入多輸出(Multiple Input MultipleOutput, ΜΙΜΟ)通信系統(tǒng)、廣義空間調(diào)制(Generalized Spatial Modulat1n, GSM)和格縮減(Lattice Reduct1n, LR)技術(shù)。

【背景技術(shù)】
[0002]MIMO系統(tǒng)大大提高了系統(tǒng)容量和頻譜利用率，使得系統(tǒng)可以在不增加帶寬與發(fā)射功率的情況下傳輸更高速率的數(shù)據(jù)?；贛MO的GSM技術(shù)，它所傳輸?shù)谋忍厥怯商炀€組合和傳輸天線對(duì)應(yīng)的星座點(diǎn)符號(hào)所映射成的兩部分比特組成，在提高頻譜利用率的同時(shí)減少了所需的發(fā)射天線數(shù)目。
[0003]然而，這種通信系統(tǒng)的信號(hào)檢測(cè)確實(shí)相對(duì)困難，針對(duì)以上問(wèn)題，一般有如下兩種方法:一，遍歷所有星座點(diǎn)，找出s.t.min Iy-Hxl |成立的信號(hào)，其中，yeC^是接收信號(hào)，
H €Cn^n',N,, > Nt是信道矩陣，xe 是發(fā)射信號(hào)。二，遍歷所有天線組合，所述天線組合數(shù)目為N，將對(duì)應(yīng)的信號(hào)解調(diào)以后找出s.t.min |y-Hx| |成立的信號(hào)。
[0004]以上兩種方法均得到了很好性能，但是復(fù)雜度呈指數(shù)級(jí)，不適合大規(guī)模的MMO天線信號(hào)處理。為此，有文章提出分塊排序最小均方誤差(OB-MMSE)算法，在低維發(fā)射天線的情況下，可以以低復(fù)雜度并且取得趨近于極大似然(ML)的性能，具體詳見(jiàn):YueXiao,Zongfei Yang, Lilin Dan, Ping Yang, Lu Yin and Wei Xing, ^Low-ComplexitySignal Detect1n for Generalized Spatial Modulat1n，，，Communicat1ns LettersIEEE, vol.18, March 2014.
[0005]然而OB-MMSE算法在高維發(fā)射天線情況下性能并不是很好，為了解決以上問(wèn)題，本專利提出了基于格縮減的最小最大向量最小均方誤差(SLV-MMSE)方法。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明提出了一種MMO系統(tǒng)中基于廣義空間調(diào)制的信號(hào)檢測(cè)方法，能夠解決現(xiàn)有技術(shù)中高維發(fā)射天線下OB-MMSE性能較差以及利用傳統(tǒng)的極大似然方法算法復(fù)雜度高的問(wèn)題。
[0007]為了方便描述，首先對(duì)格縮減算法原理進(jìn)行解釋:
[0008]利用麗SE監(jiān)測(cè)算法，可以計(jì)算出檢測(cè)誤碼率。
[0009]格縮算法是利用矩陣的行或者列的初等變換對(duì)矩陣進(jìn)行處理，使得Cii達(dá)到最小，從而使得誤碼率達(dá)到最小的算法。在運(yùn)算過(guò)程中，產(chǎn)生么模矩陣T，s.t.，其中，Cii為矩陣C的第i個(gè)對(duì)角線元素，C = (HhH)-1, i e [I, NJ，H為信道矩陣，Nt為發(fā)射天線數(shù)。
[0010]接收信號(hào).>.= /&+W= ZirriJC +W = Ai+ W，對(duì)等式兩端乘以《偽逆并進(jìn)行迫零處理得到I = ^ + Λ，其中，W為噪聲,Π = W , X為星座點(diǎn)符號(hào)。[0011 ] 得到檢測(cè)信號(hào)= round(J)。
[0012]一種MIMO系統(tǒng)中基于廣義空間調(diào)制的信號(hào)檢測(cè)方法，包括如下步驟:
[0013]S1、在發(fā)送端按照發(fā)射天線組合和發(fā)射星座符號(hào)進(jìn)行比特編碼，得到發(fā)射比特?cái)?shù)為L(zhǎng) = m!+ms ^ 1g2 + Ntt xlog2 M，其中，Nu是激活天線數(shù)，Hi1是天線組合對(duì)應(yīng)的比特?cái)?shù)，ms是星座符號(hào)所對(duì)應(yīng)的比特?cái)?shù)，天線組合數(shù)為KNc=Tt ,
職I= lOg2I ; , M為調(diào)制階數(shù)；
[0014]S2、根據(jù)信道特征，接收端得到信號(hào)為y = Hx+w，其中，χ為發(fā)射符號(hào)，w是方差為σ2的高斯加性白噪聲；
[0015]S3、得到信號(hào)X = T*X_temp，并解調(diào)輸出比特。
[0016]進(jìn)一步地，SI選用的調(diào)制方式為M元正交調(diào)幅(M-QAM)。
[0017]進(jìn)一步地，S3所述具體如下:
[0018]S31、通過(guò)格縮減算法對(duì)信道矩陣進(jìn)行處理，得到H = H_ELR*T ；
[0019]S32、將S2所述信號(hào)y等價(jià)的寫(xiě)為y = HTT^x+w ；
[0020]S33、對(duì) S32 所述 y = HTT1X +W = M + W 進(jìn)行迫零處理，得到 X_temp，其中 X_temp=T1X,對(duì)所述X_temp進(jìn)行就近取整并進(jìn)行恢復(fù)后得到信號(hào)X = T*X_temp ；
[0021]S34、設(shè)置判決門限V，將S33所述信號(hào)X輸入￡l=||y-(d指檢測(cè)誤差)若
dV，則停止循環(huán)，解調(diào)輸出比特，如d > V，則輸出最小的d所對(duì)應(yīng)的比特，其中，d只檢測(cè)誤差。
[0022]進(jìn)一步地，S34所述判決門限V = 2ΝΚ σ 2。
[0023]本發(fā)明的有益效果是:
[0024]本發(fā)明與現(xiàn)有方法相比有效地解決了運(yùn)算復(fù)雜度高的問(wèn)題，同時(shí)提高了在高維發(fā)射天線下的性能。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0025]圖1是比特映射示意圖。
[0026]圖2是信號(hào)發(fā)送接收示意圖。
[0027]圖3是在9根天線選5根發(fā)送，7根接收情況下的比特誤碼率示意圖。
[0028]圖4是在16根天線選12根發(fā)送，14根接收情況下的比特誤碼率示意圖。
[0029]圖5是在9根天線選5根發(fā)送，7根接收情況下，R與SNR示意圖。
[0030]圖6是在16根天線選12根發(fā)送，14根接收情況下，R與SNR示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0031]下面結(jié)合實(shí)施例和附圖，詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案。
[0032]本實(shí)施例選用的信道模型為瑞利平坦衰落信道。
[0033]S1、如圖1所示，在發(fā)送端按照發(fā)射天線組合和發(fā)射星座符號(hào)進(jìn)行比特編碼，得到
發(fā)射比特?cái)?shù)為

【權(quán)利要求】
1.一種MIMO系統(tǒng)中基于廣義空間調(diào)制的信號(hào)檢測(cè)方法，其特征在于，包括如下步驟: 51、在發(fā)送端按照發(fā)射天線組合和發(fā)射星座符號(hào)進(jìn)行比特編碼，得到發(fā)射比特?cái)?shù)為
其中，Nu是激活天線數(shù)，IIi1是天線組合對(duì)


應(yīng)的比特?cái)?shù)，ms是星座符號(hào)所對(duì)應(yīng)的比特?cái)?shù)，天線組合數(shù)為

，M為調(diào)制階數(shù)； 52、根據(jù)信道特征，接收端得到信號(hào)為= Hx+w，其中，χ為發(fā)射符號(hào)，w是方差為σ 2的高斯加性白噪聲； 53、得到信號(hào)X= T*X_temp，并解調(diào)輸出比特。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種MMO系統(tǒng)中基于廣義空間調(diào)制的信號(hào)檢測(cè)方法，其特征在于:S1選用的調(diào)制方式為M元正交調(diào)幅。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種MMO系統(tǒng)中基于廣義空間調(diào)制的信號(hào)檢測(cè)方法，其特征在于:S31、通過(guò)格縮減算法對(duì)信道矩陣進(jìn)行處理，得到H = H_ELR*T ； 532、將S2所述信號(hào)y等價(jià)的寫(xiě)為y= HTT^x+w ；533、對(duì)S32 所述 j.....//77 1V.u........1h f W進(jìn)行迫零處理,得到 X_temp,其中 X_temp =T1X,對(duì)所述X_temp進(jìn)行就近取整并進(jìn)行恢復(fù)后得到信號(hào)X = T*X_temp ；534、設(shè)置判決門限V，將S33所述信號(hào)X輸入=(d指檢測(cè)誤差)若d < V，則停止循環(huán)，解調(diào)輸出比特，如d > V，則輸出最小的d所對(duì)應(yīng)的比特，其中，d只檢測(cè)誤差。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述一種MMO系統(tǒng)中基于廣義空間調(diào)制的信號(hào)檢測(cè)方法，其特征在于:S34所述判決門限V = 2ΝΚ σ 2。
【文檔編號(hào)】H04B7/04GK104168049SQ201410425886
【公開(kāi)日】2014年11月26日 申請(qǐng)日期:2014年8月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月26日
【發(fā)明者】王兆瑞, 肖悅, 龔麗莎, 邵晉梁, 何旭 申請(qǐng)人:電子科技大學(xué)