[发明专利]一种广义空间调制递增发射天线组合选择方法

说明书

本发明公开了一种广义空间调制递增发射天线组合选择方法，首先定义广义空间调制系统，计算出每个天线组合的范数η_i，然后将范数最大的天线组合加入到候选集合Φ，再计算剩余的天线组合和候选集合Φ的相关性，将和候选集合Φ相关性最小的天线组合加入到候选集合Φ，接着继续计算剩余的天线组合和候选集合Φ的相关性，重复以上过程，直到候选集合Φ中的天线组合数量符合要求，得到最终的发射天线组合集合。本发明利用广义空间调制系统发射天线发送相同信息的特点，提出天线组合间相关性的概念，通过选取相关性弱的天线组合，可以提高系统的误码率性能，具有较低的计算复杂度。

技术领域

本发明属于技术领域，具体涉及一种广义空间调制递增发射天线组合选择方法。

背景技术

随着移动通信技术的发展，5G时代即将到来，大规模多输入多输出(Multiple-Input-Multiple-Output，MIMO)技术作为5G移动蜂窝网络的关键技术之一，其通过在小区基站部署大量的天线形成巨大的天线阵列，极大提高了信道容量和频谱利用率，近年来已经成为无线通信领域的研究热点。传统MIMO技术充分利用所有的天线同时传输数据，通过适当的选取传输或者预编码矩阵，可以使MIMO系统获得多路复用和发送分集增益。然而，不管是空间复用还是空间分集技术，都存在一些缺点。第一，多个发射天线同时发送数据会引入信道间干扰(Inter-Channel Interference，ICI)，尤其在大规模MIMO系统中，问题更严重。第二，大量的发射天线同时工作必须考虑天线间的同步问题，天线数量越多，同步越复杂。第三，所有的天线同时传输数据，需要用到大量的射频链路，不仅会增加基站部署的成本，还会提高能量消耗。因此下一代MIMO系统设计需要考虑到降低复杂性，放宽天线同步的要求以及ICI，还要降低发射端射频链路的部署成本，在保持较高频谱效率的同时提高能量效率。考虑到上述因素，空间调制(Spatial Modulation，SM)被认为是很有前景的能够应用于MIMO系统的传输方案之一。SM系统在任意时刻仅激活一根天线以传输数据，可以完全避免ICI，而且不需要对天线同步，仅需要一个射频链路传输数据，另外这些特性允许SM去设计低复杂度的单流接收机。除此之外，在SM系统中，发射天线在空间中的位置被当做一部分信息源，称为空间符号，通过将发射天线索引和要发送的信息比特建立一对一映射可以获得，该特性能够提高系统的频谱效率。SM的这些特点使得它可以在频谱效率和能量效率之间达到折中，成为5G蜂窝网络通信设计的候选者之一。

SM系统虽然可以利用发射天线的空间位置来增加信息传输速率，但是发射天线的数量必须是2的幂次方，而且相比于空间复用技术，频谱效率有所下降，若要达到和空间复用技术相同的频谱效率，就需要部署相比于传统MIMO技术更多的发射天线。为了避免SM系统对发射天线的数量限制，广义空间调制(Generalised Spatial Modulation，GSM)技术被提出来。GSM系统在每个时刻激活多根天线以同时传输相同的数据符号，空间符号映射在激活天线组合上，只需要天线组合数量是2的幂次方。实现和SM相同频谱效率所需要的天线数量减少很多，同时因为每根激活天线发射相同的数据符号，ICI同样可以避免，而且有空间分集的效果，可以降低系统的误码率。