專利名稱：一種自適應空間調(diào)制方法
技術領域：
本發(fā)明屬于通信技術領域，特別涉及多輸入-多輸出系統(tǒng)(MIMO，Multiple-Input Multiple-Output)的調(diào)制方法。
背景技術：
空間調(diào)制(SM，Spatial Modulation)是多輸入-多輸出系統(tǒng)中特有的一種調(diào)制方 式，它能避免傳統(tǒng)MIMO系統(tǒng)中的信道間干擾和發(fā)射天線信道間同步的問題，成為未來移動 多媒體通信的主要候選技術之一。傳統(tǒng)空間調(diào)制的各個發(fā)射天線一般采用的調(diào)制方法是BPSK、QPSK以及各階 QAM 調(diào)制，具體可參考文獻R. Mesleh、H. Haas，S. Sinanovic, C. W. Ahn, S. Yun, Spatial modulation, IEEE Trans on Vehicular Technology, Vol 57 (4)，2228—2241，2008. 07。具 體調(diào)制時對各個天線攜帶的數(shù)據(jù)比特統(tǒng)一進行相同階數(shù)調(diào)制，或選擇ΜΙΜΟ發(fā)射天線調(diào)制 階數(shù)時沒有考慮與信道狀態(tài)信息的關系?，F(xiàn)有的空間調(diào)制方法的主要缺點在于沒有考慮各發(fā)射-接收信道的差異，對各 發(fā)射天線均采用相同的調(diào)制階數(shù)，從而造成基于空間調(diào)制的MIMO系統(tǒng)的抗干擾的能力較 弱。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有的基于空間調(diào)制的MIMO系統(tǒng)的抗干擾的能力較弱 的問題，提出了一種自適應空間調(diào)制方法。為了方便地描述本發(fā)明的內(nèi)容，首先作以下定義(1)空間調(diào)制是指利用多輸入-多輸出系統(tǒng)的天線索引和幅度相位調(diào)制作為數(shù)據(jù) 信息攜帶載體的調(diào)制方式，在空間調(diào)制中，傳輸數(shù)據(jù)被分割成天線索引部分和幅度相位調(diào) 制部分，每個傳輸時刻只有一根對應索引的天線被激活，并且激活的天線傳輸幅度相位調(diào) 制信號。(2)多輸入-多輸出系統(tǒng)是指發(fā)射端和接收端分別使用多個發(fā)射天線和接收天 線，信號通過發(fā)射端和接收端的多個天線傳送和接收。(3)幅度相位調(diào)制(APM，Amplitude/Phase Modulation)是指將發(fā)送的比特數(shù) 據(jù)映射為載波的幅度和相位，以便于信道傳輸，特別地，正交幅度調(diào)制(QAM，Quadrature Amplitude Modulation)是APM的一種，它利用幅度和相位同時攜帶信息。(4) Frobenius模值，也叫2_模值，若向量χ = [x1; x2，. . .，^cn]，那么向量χ的 Frobenius模值| |x| |F可以表示為IxIIf= (Ix1I2^Ix2I2+...+IxnI2)(1/2),其中“ I * I，，表示求“*”的絕對值大小。(5)內(nèi)積是一種矢量運算，假設矢量 A= [ai,a2,...,an],B= [b1; Iv . . .，bn]，則 矢量A和B的內(nèi)積表示為
權(quán)利要求
1.一種自適應空間調(diào)制方法，其特征在于，包括如下步驟步驟(1)傳輸數(shù)據(jù)根據(jù)接收端反饋的索引信息在發(fā)射端的所有備選自適應方案集合 中選取對應的當前信道下的傳輸方案，即各個發(fā)射天線最佳調(diào)制階數(shù)，并對傳輸數(shù)據(jù)按照 選取的傳輸方案進行調(diào)制，映射到對應的發(fā)射天線單元，得到發(fā)射信號X，進行發(fā)射；其中 備選自適應方案集合根據(jù)MIMO系統(tǒng)當前信息傳輸速率m來確定，具體包括如下步驟步驟(11)確定當前系統(tǒng)可用的調(diào)制階數(shù)集合；步驟(1 利用步驟(11)得到的調(diào)制階數(shù)集合確定在信息傳輸速率為m時可用的信 息自適應傳輸模式方案集合，每個自適應方案元素滿足 1 N^ k=\log表示以2為底的自然對數(shù)，Π表示數(shù)據(jù)的連乘，N表示發(fā)射端發(fā)射天線的數(shù)目，<表 示第η個自適應方案的第k個發(fā)射天線的調(diào)制階數(shù)，L表示備選自適應方案的個數(shù)，<從調(diào) 制階數(shù)集合中選取。步驟(3)利用信道估計方法獲取信道狀態(tài)信息H，計算適應于當前信道狀態(tài)的最佳自 適應方案，即每個發(fā)射天線的最佳調(diào)制階數(shù)，并通過反饋信道反饋給發(fā)射端，以調(diào)整發(fā)射端 下次數(shù)據(jù)映射時采用的傳輸方案，具體步驟如下步驟(31)獲取當前信道狀態(tài)信息H，并獲取發(fā)射端備選自適應方案，即收發(fā)兩端共用 同樣的備選自適應方案集合；步驟(3 根據(jù)當前信道狀態(tài)信息H計算每個備選自適應方案的系統(tǒng)成對錯誤概率 Pe(H)其中Ntl為加性高斯白噪聲的功率譜密度，Q(·)表示高斯Q函數(shù)，Clmin(H)表示接收星 座的最小歐式距離，λ是具有接收星座的最小歐式距離dmin(H)的近鄰個數(shù)；步驟(3 根據(jù)得到的各個備選自適應方案對應的最小歐式距離，獲得所有最小歐式 距離的最大值，該最大值對應的備選自適應方案即為當前信道狀態(tài)信息H估計最佳傳輸方 案；步驟(34)反饋當前信道狀態(tài)信息H估計最佳傳輸方案給發(fā)射端，以調(diào)整發(fā)射端下次 數(shù)據(jù)映射時采用的方案。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自適應空間調(diào)制方法，其特征在于，步驟(1)還包括步驟 (13)根據(jù)步驟(1 求得的備選自適應方案，為每種方案規(guī)定固定的索引值，即建立與備 選自適應方案集合中元素一一對應的索引表。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自適應空間調(diào)制方法，其特征在于，步驟(32)中所述的最小 歐式距離Clmin(H)具體計算過程如下由于空間調(diào)制系統(tǒng)的特殊性，兩個不同的發(fā)射信號Xi 和 表示為x廣
和\=
，其中^和《分別表示第土根和第」根 天線上的來自對應星座的k和1星座點，在空間調(diào)制中，接收星座的最小歐式距離為
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自適應空間調(diào)制方法，其特征在于，步驟(1)之后還包括步 驟O)發(fā)射信號χ經(jīng)過信道后在接收端收到信號y，假設接收端同步完美且信道狀態(tài)信息 H已知，用極大似然檢測算法得到的估計發(fā)射的數(shù)據(jù)i為 χ = arg max pY (y |x,H) = arg min ||y - Hx||
全文摘要
本發(fā)明公開了一種自適應空間調(diào)制方法。針對現(xiàn)有的基于空間調(diào)制的MIMO系統(tǒng)的抗干擾的能力較弱的問題，本發(fā)明的調(diào)制方法充分考慮了各發(fā)射天線對應信道的差異，根據(jù)信道的狀態(tài)來調(diào)整傳輸數(shù)據(jù)的映射方式，即選取適應于當前信道的最佳自適應傳輸方案，每個方案中，各MIMO發(fā)射天線采用不同的調(diào)制方式，即根據(jù)當前信道狀態(tài)的好壞，適當選擇調(diào)制的階數(shù)，當發(fā)射天線信道條件較好的時候，采用高階調(diào)制方案；當發(fā)射天線信道條件較差的時候，采用低階調(diào)制方案。采用本發(fā)明的調(diào)制方法，可以更有效對抗發(fā)射-接收信道衰落的影響，降低數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼`碼率。
文檔編號H04L1/06GK102130755SQ201110087318
公開日2011年7月20日 申請日期2011年4月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月8日
發(fā)明者周彬, 李少謙, 楊平, 肖悅 申請人:電子科技大學