[发明专利]一种低复杂度差分空间调制检测算法

说明书

本发明提供了一种LC‑DSM算法(低复杂度的差分检测算法)，首先，在差分空间调制系统发射端应用比特填充方案与传输比特计算公式构造符号矩阵，经过差分变换与发送在接收端得到接收信号，再以差分最大似然检测算法的算式结构为基础，对接收矩阵采取分列检测的搜索方式，逐列进行信号判决，得到发射符号与发射天线的序号，最终根据比特与发射符号、比特与发射天线序号的对应关系逆映射为信息比特。该方法是将空间调制下低复杂度的检测算法与差分空间调制系统下最大似然检测算法形成的算式结构相结合而得到的。研究表明通过使用LC‑DSM算法，在保证算法性能没有损失的前提下，相对于差分最大似然检测算法复杂度得到了大大的降低。

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及无线通线系统发射端的发射方法与信号检测方法，具体地说是一种用于空间调制系统的低复杂度检测算法。

背景技术

多输入多输出系统(MIMO：multiple input multiple output)技术通过使用多根发射和接收天线，能够提高无线通信系统的容量与频谱利用率。但由于其系统结构的限制，传输信道间的干扰与多天线发射严格同步性成为制约其发展的两个主要原因。在这样的情况下，空间调制(SM：spatial Modulation)作为一种新型的MIMO发射方式被提出，系统在每一个发送时隙，只有一根发射天线被激活用来发送数据，这种特性使得空间调制系统可以有效的避免信道间干扰和多天线同步的问题。但由于在高速移动的场景中很难获得准确的信道状态信息，性能损失变得严重。

基于上述问题，差分信号作为解决方案被引入到空间调制系统当中。有学者提出了基于分组的差分空时相移键控(DSTSK：differential modulation for space-timeshift keying)，但DSTSK需要穷尽搜索线性分散矩阵并且只传输了单个符号。为了解决这两个问题，基于符号的差分空间调制(DSM：differential spatial modulation)被提出，通过被激活的发射天线来构造传输的符号矩阵，不仅降低了穷尽搜索分散矩阵的限制，同时由于多符号的传输增加了频谱利用率。但随着传输符号数的增多，DSM系统的检测算法的复杂度也变得很高.

现有针对差分空间调制的的研究工作主要集中在探寻具有高性能低复杂度的检测方法上。差分最大似然检测算法(DSM-ML)作为性能最优的检测算法被提出，但由于其采用遍历搜索的方式使得其复杂度非常高。基于此，本发明结合差分最大似然检测算法的算式结构提出了一种低复杂度的差分检测算法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种新的算法，称作LC-DSM算法(低复杂度的差分检测算法)，该方法是将空间调制下低复杂度的检测算法与差分空间调制系统下最大似然检测算法形成的算式结构相结合而得到的。研究表明通过使用LC-DSM算法，在保证算法性能没有损失的前提下，相对于差分最大似然检测算法复杂度得到了大大的降低。

为此，本发明提供以下技术方案：

一种低复杂度差分空间调制检测算法，首先，在差分空间调制系统发射端应用比特填充方案(Yuli Yang,Aissa S.Bit-Padding Information Guided Channel Hopping,IEEE Communications Letters,2011,15,(2):163-165)与传输比特计算公式构造符号矩阵，经过差分变换与发送在接收端得到接收信号(接收信号为Nr×Nt的矩阵)，再以差分最大似然检测算法的算式结构为基础，对接收矩阵采取分列检测的搜索方式，逐列进行信号判决，得到发射符号与发射天线的序号，最终根据比特与发射符号、比特与发射天线序号的对应关系逆映射为信息比特。在采用上述技术方案的基础上，本发明还可采用以下进一步的技术方案：

所述差分空间调制系统的发射端设为Nt×Nt维符号矩阵，Nt×Nt维符号矩阵可能个数的计算公式为：

A＝Nt！×(M)^Nt………(1)