[发明专利]一种基于广义空间调制的差分传输方法

权利要求书

1.一种基于广义空间调制的差分传输方法，其特征在于，在该方法中数据传输以帧为单位，将每个帧由参考块和普通块组成，参考块不携带信息，只有普通块传送信息，由参考块对普通块进行差分编码，且向参考块分配更多的发射功率；包括下列步骤：

1)对于一个发射天线数为N_t、接收天线数为N_r的多输入多输出系统：q＝[q₁,q₂,…,q_n]表示输入比特，数字调制阶数为M，每个时隙发射端激活的发射天线数目为N_a，且N_a为大于1的整数；当从N_t根发射天线中选择激活N_a根天线时所有的天线组合数为其中表示二项式系数，在这些天线组合中，只有个天线组合用来传输信息比特，其中表示向下取整；

2)每个发送的数据帧由K＝N_t+L个码字组成，其中前N_t个参考码字作为参考块，不携带信息，剩余的L个普通码字用于传递信息；参考块在N_t个时隙传输，每个发射天线仅被激活一次；首先，在前N_t个时隙发送参考块，则接收的参考信号为：

Y_r＝H_rX_r+N_r (1)

其中是参考块，为N_t行N_t列的单位阵，是接收参考信号，是信道衰落矩阵，是高斯噪声矩阵；H_r和N_r中的元素分别服从CN(0,1),CN(0,σ_r²)分布；

因此，发送参考码字的平均SNR是

3)在接下来的L个时隙中发送携带信息的普通码字；

在发射端的每个时隙中，信息比特通过以下两种方式进行传递：a)天线索引调制：从N_t个发射天线中选择N_a个用来传输比特信息；b)数字调制：每个激活的发射天线发送调制符号，共传输N_a log₂M比特信息，经过映射得到数字调制符号向量其中表示数字调制符号，假设E[|s|²]＝1，则经过GSM调制的发送向量表示为其中s中非零符号的个数为N_a；因此，对于第t个时隙(t∈[1:L])，比特确定被激活的天线组合的索引值j，1≤j≤N；m₂＝N_a log₂M比特确定N_a个从M-PSK或M-QAM星座中映射的调制符号向量，每个时隙传输的总比特数m＝m₁+m₂，则普通码字的差分编码公式为

其中为GSM调制得到的传输向量，有N_a个非零元素；

接收信号为

其中是信道衰落矩阵，是高斯噪声向量，分别服从CN(0,1)和CN(0,σ_n²)分布；

因此，普通码字的平均SNR是

4)假设信道为准静态衰落信道，信道矩阵在每一帧内保持不变，在帧与帧之间独立的变化，即H_r＝H^(t)，则公式(3)中的接收信号表示为

y^(t)＝H_rx⁽_n^t)+n^(t) (4)

结合公式(1)得到

y^(t)＝(Y_r-N_r)s^(t)+n^(t)＝Y_rs^(t)-N_rs^(t)+n^(t) (5)

然后将ML检测器用于D-GSM系统，得到

5)假设发送的数据块长度为P，其中包括一个参考块和P-1个普通块；约束平均发射功率的优化问题表述为

参考块和普通码字之间的最佳功率分配分别由以下公式给出

系统的等效相干噪声方差定义为

其中