本發(fā)明屬于無線通信技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及廣義空間調(diào)制(generalized spatial modulation，GSM)通信系統(tǒng)中的一種信號迭代檢測方法。

背景技術(shù)：

在GSM系統(tǒng)中，將在N_u個激活的發(fā)射天線上傳輸不同的調(diào)制符號，從而有效地提高系統(tǒng)的頻譜效率。假設(shè)GSM系統(tǒng)采用具有N_t根發(fā)射天線和N_r根接收天線，在每一個時隙只選擇N_u(N_u＜N_t)根發(fā)射天線傳輸調(diào)制符號，用于信息比特映射的發(fā)射天線組合數(shù)為其中，表示二項式系數(shù)，表示取整。待發(fā)送的信息比特流分成兩部分：一部分用于映射發(fā)射天線組合，需要的比特長度為另一部分用于映射調(diào)制星座符號向量需要的比特長度為l₂＝N_u·log₂(M)，其中，M為調(diào)制階數(shù)，表示APM星座符號集合。由此可知，每個時隙傳輸?shù)男畔⒈忍氐目傞L度為L＝l₁+l₂。

假設(shè)GSM系統(tǒng)發(fā)射信號經(jīng)過準(zhǔn)靜態(tài)平坦Rayleigh衰落信道。設(shè)是發(fā)射符號向量，GSM系統(tǒng)的發(fā)射信號可表示為其中，調(diào)制符號s_j所在的位置為映射的發(fā)射天線組合中第j根激活天線的索引，j∈{1,2,...,N_u}，式中所得的發(fā)射符號向量x總共有N_t個元素，但只有N_u個非零值。

GSM系統(tǒng)的接收信號可用數(shù)學(xué)表達式其中，為信道矩陣，其元素是均值為0，方差為1的獨立同分布的高斯隨機變量，n表示N_r×1維的加性高斯白噪聲向量，其各元素相互獨立，均值為0，方差為N₀，h_k表示信道矩陣H的第k列對應(yīng)元素，表示選擇的發(fā)射天線組合，其中，i和分別表示激活天線的索引和符號向量的索引。是信道矩陣中對應(yīng)的N_u列，是發(fā)送的符號向量，分別對應(yīng)索引i和對發(fā)射向量x的檢測可等同為檢測發(fā)射天線組合I_i和激活天線上發(fā)送的APM符號向量

GSM系統(tǒng)的接收端在進行檢測時，既要檢測選取的發(fā)射天線組合，又要檢測每個激活的發(fā)射天線上所攜帶的調(diào)制符號，由于該系統(tǒng)的發(fā)射端激活多根天線同時傳輸數(shù)據(jù)符號，從而相對引入了符號間干擾，因此，GSM系統(tǒng)的接收機的復(fù)雜度相對空間調(diào)制系統(tǒng)較復(fù)雜一些。下面將介紹適用于GSM系統(tǒng)的最佳軟檢測算法：最大后驗概率(MAP)估計。

GSM系統(tǒng)的MAP檢測算法是聯(lián)合估計發(fā)射天線組合和調(diào)制符號向量，對所有可能的發(fā)射信號進行搜索，選擇與接收信號具有最小歐氏距離的等效信號對應(yīng)的發(fā)射信號作為最佳檢測信號。在第m個GSM發(fā)送向量的檢測，每個比特的似然比L_e(b_u),(u＝1,...,l＝l₁+l₂)可以通過下式得到：其中，和分別表示GSM發(fā)射向量的子空間。表示第m個GSM發(fā)送向量的概率度量值，通過以下計算得到：其中，L_a(b_j)是先驗似然比信息。根據(jù)Max-Log MAP算法，似然比的計算可以簡化為：其度量值的計算表示為：用表示激活天線組合的集合，用表示N_u個發(fā)送符號組成的列向量的集合，那么用于調(diào)制激活天線組合的比特的似然比L_e(b_k),k＝(1,...,l₁)可以通過下式計算：其中，和分別表示激活天線組合集合的子空間。類似的，N_u個發(fā)送符號傳輸?shù)膌₂比特的似然比L_e(b_r),r＝(l₁+1,...,l)可以由下式得到：其中，和分別表示集合的子空間。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提出一種低復(fù)雜度廣義空間調(diào)制迭代檢測方法。對于所有的N種可能的激活天線組合，分別通過B-MMSE檢測得到一組候選符號，最終得到一個N元的候選集，然后進行ML檢測，取其中歐氏距離最小的組合作為最終結(jié)果。

低復(fù)雜度廣義空間調(diào)制迭代檢測方法，包括如下步驟：

S1、利用B-MMSE算法得到N個初步估計的符號：其中，是數(shù)字解調(diào)函數(shù)，是N_u×N_u的單位矩陣，N_u為每個時隙選擇的發(fā)射天線個數(shù)，N_u＜N_t，N_t為GSM系統(tǒng)發(fā)射天線的總數(shù)，N_r為GSM系統(tǒng)接收天線總數(shù)，為信道矩陣，其元素是均值為0，方差為1的獨立同分布的高斯隨機變量，N₀為N_r×1維的加性高斯白噪聲向量n的方差，表示選擇的發(fā)射天線組合，i表示激活天線的索引，i＝1,...,N；

S2、檢測天線索引映射的比特，具體步驟如下：

S21、計算對應(yīng)的度量值：其中，j表示第j根激活的發(fā)射天線，L_a(b_j)為先驗似然比信息，j∈{1,2,...,N_u}；

S22、通過得到天線索引映射的比特的似然比，其中，L_e(b_k)為用于調(diào)制激活天線組合的比特的似然比，k＝1,...,l₁，和分別表示激活天線組合集合的子空間；

S3、檢測發(fā)送的符號映射的比特，具體步驟如下：

S31、在S1得到的N元候選集中選擇一個最佳估計：

S32、將S1得到的N個GSM發(fā)送符號解調(diào)為N組信息比特最優(yōu)估計為對應(yīng)于發(fā)送符號其中，i＝1,...,N；

S33、判斷的第r個元素是不是元素1；

S34、如果那么將的第r個元素變?yōu)?，產(chǎn)生新的N組信息比特對應(yīng)地，將這N組信息比特調(diào)制得到N個GSM發(fā)射向量

S35、如果那么將的第r個元素變?yōu)?，產(chǎn)生新的N組信息比特對應(yīng)地，將這N組信息比特調(diào)制得到N個GSM發(fā)射向量

S36、計算度量值：令并且得到映射符號對應(yīng)的比特的似然比L_e(b_r)如下：其中，r＝l₁+1,...,l。

本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明結(jié)合B-MMSE和最大后驗概率檢測，首先通過B-MMSE檢測減小比特的搜索空間，并在檢測符號比特時適當(dāng)擴大搜索空間以提高檢測精度。本發(fā)明相對于最大后驗概率檢測的整體搜索而言，大大縮小了最大后驗概率檢測的搜索空間，從而大大降低了運算復(fù)雜度；并可達到與最大后驗概率檢測近似的檢測精度。

附圖說明

圖1為廣義空間調(diào)制迭代檢測的系統(tǒng)模型。

圖2是不同檢測算法激活2根和3根天線的性能和復(fù)雜度對比圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合實施例和附圖，對本發(fā)明方法進行進一步說明。

本發(fā)明結(jié)合B-MMSE檢測和最大后驗概率檢測，首先通過B-MMSE檢測得到GSM通信系統(tǒng)中發(fā)射天線陣中基于每種可能的激活天線位置的最佳估計符號，然后在這個搜索空間里進行ML判決。本發(fā)明相對于最大后驗概率檢測的整體搜索而言，大大縮小了最大后驗概率檢測的搜索空間，從而大大降低了運算復(fù)雜度；并且性能接近最大后驗概率檢測。

低復(fù)雜度廣義空間調(diào)制迭代檢測方法，包括如下步驟：

S1、利用B-MMSE算法得到N個初步估計的符號：其中，是數(shù)字解調(diào)函數(shù)，是N_u×N_u的單位矩陣，N_u為每個時隙選擇的發(fā)射天線個數(shù)，N_u＜N_t，N_t為GSM系統(tǒng)發(fā)射天線的總數(shù)，N_r為GSM系統(tǒng)接收天線總數(shù)，為信道矩陣，其元素是均值為0，方差為1的獨立同分布的高斯隨機變量，N₀為N_r×1維的加性高斯白噪聲向量n的方差，表示選擇的發(fā)射天線組合，i表示激活天線的索引，i＝1,...,N；

S2、檢測天線索引映射的比特，具體步驟如下：

S21、計算對應(yīng)的度量值：其中，j表示第j根激活的發(fā)射天線，L_a(b_j)為先驗似然比信息，j∈{1,2,...,N_u}；

S22、通過得到天線索引映射的比特的似然比，其中，L_e(b_k)為用于調(diào)制激活天線組合的比特的似然比，k＝1,...,l₁，和分別表示激活天線組合集合的子空間；

可以看到，要計算天線索引比特的似然比，通過減小的候選集合，只需要計算N個后驗概率度量，大大減少了計算復(fù)雜度。

S3、檢測發(fā)送的符號映射的比特，具體步驟如下：

S31、在S1得到的N元候選集中選擇一個最佳估計：

S32、將S1得到的N個GSM發(fā)送符號解調(diào)為N組信息比特最優(yōu)估計為對應(yīng)于發(fā)送符號其中，i＝1,...,N；

S33、判斷的第r個元素是不是元素1；

S34、如果那么將的第r個元素變?yōu)?，產(chǎn)生新的N組信息比特對應(yīng)地，將這N組信息比特調(diào)制得到N個GSM發(fā)射向量

S35、如果那么將的第r個元素變?yōu)?，產(chǎn)生新的N組信息比特對應(yīng)地，將這N組信息比特調(diào)制得到N個GSM發(fā)射向量

S36、計算度量值：令并且得到映射符號對應(yīng)的比特的似然比L_e(b_r)如下：其中，r＝l₁+1,...,l。

圖2中Max-Log MAP表示傳統(tǒng)的最大后驗概率檢測方法，Proposed表示本發(fā)明提供的低復(fù)雜度信號檢測方法。由圖2可以看到本專利提出的檢測方法在大幅度降低了復(fù)雜度的同時性能接近最優(yōu)的MAP檢測。