[发明专利]一种基于空间调制的满分集空时编码方法

说明书

本发明请求保护一种基于空间调制系统的满分集空时编码方法，属于通信技术领域，用于提高系统的分集增益，包括对输入信息比特序列进行分配，前面部分比特进行空间星座矩阵的选择，后面部分比特进行星座符号的映射，调制后的符号通过P矩阵进行预处理得到新的调制符号，对新的调制符号进行交叉对的处理，编码得到新的空时分组码的码字矩阵X，然后得到新的基于空间调制的满分集空时编码方案的码字C。为了确保满分集，对传输的码字进行相应的相位旋转，保证每个码字彼此不会重叠，实现满分集空时编码的设计。该方法将单个映射符号通过编码后分配到不同的发送天线通过多个时隙进行传输，分集增益得到了明显的提高，从而使系统的误比特率性能得到了提升。

技术领域

本发明属于通信技术领域，涉及多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output，简称MIMO)系统中的空间调制(SpatialModulation，简称SM)技术中发送端的信道编码设计，特别是基于空间调制系统的满分集空时编码设计。

背景技术

近年来，空间调制作为一种新型的MIMO传输技术被提出并且进行了广泛的研究，与传统的MIMO技术不同，SM可以实现更高的频谱效率和更低的射频链路需求，降低了MIMO系统的复杂度和成本开销，也同时避免了MIMO系统中天线同步、信道间干扰等问题。

SM能够获得较高的传输速率，但是在每次发射信息时只有一副天线处于激活状态，未能获得分集增益。因此，对于SM系统的研究主要集中在更高的数据速率或编码增益。在文献[1]中提出了一种空时分组编码空间调制(Space-Time Block Coded SpatialModulation，简称STBC-SM)，将SM和STBC组合同时获得发射分集和高频谱效率。然而，由于该方案中码字数目的限制，频谱效率和分集增益都还有待改进。在[2-5]中，提出了几种高速率的STBC-SM方案。这几种方案以Alamouti码为核心矩阵，构造新的空时码字，相比传统的STBC-SM方案获得了更高的频谱效率，但均未能实现分集增益的优化。此外，[6]提出了STBC-SM的两种类型的改变码字，以获得比原始STBC-SM更高的频谱效率。总体来说，目前STBC-SM方案仍然具有一定的局限性，特别是分集增益的优化还需要进一步的分析和研究。

[1]Basar E,AygoluU,Panayirci E.Space-Time Block Coded SpatialModulation[J].Transactions on Communications,2011,59(3):823-832.

[2]Le M T,Ngo V D,Mai H A,et al.High-rate Space-Time Block CodedSpatial Modulation[C]//International Conference on Advanced Technologies forCommunications.IEEE,2012:278-282.

[3]Chen C,WangL,Li X.A high rate space-time block coding spatialmodulation algorithm using constellation rotation[J].Journal of Xian JiaotongUniversity,2014,48(12):113-119.

[4]Li X,Wang L.High Rate Space-Time Block Coded Spatial Modulationwith Cyclic Structure[J].IEEE Communications Letters,2014,18(4):532-535.

[5]Liu J,Dan L,Yang P,et al.High-Rate APSK-Aided Differential SpatialModulation:Design Method and Performance Analysis[J].IEEE CommunicationsLetters,2017,PP(99):1-1.