[发明专利]一种基于广义空间调制的差分传输方法

说明书

本发明公开了一种基于广义空间调制的差分传输方法，该方法简称为D‑GSM法，具体是将传输数据帧分为参考块与普通块两部分，每个普通块基于数据帧中的参考块进行差分编码，通过采用最佳功率分配，向参考块分配较大的传输功率，可以实现误码性能的改善，从而为差分检测器提供可靠的CSI参考；该方法可以解决GSM方案差分调制后传输矩阵满足不了封闭性要求、最终使得系统在接收端无法进行差分检测的问题。仿真结果表明，随着数据帧长度的增加，采用本发明所提出的D‑GSM方案误码性能逼近GSM系统的误码性能。

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信号的构造方法，具体地说是一种基于广义空间调制的差分传输方法。

背景技术

空间调制是一种高速率，高频谱效率的多输入多输出(MIMO,multiple inputmultiple output)传输方案，它利用发射天线索引以及数字调制符号来传递信息。空间调制(SM,spatial modulation)技术在每个时隙只激活一根发射天线，因此与传统的MIMO系统相比，SM不需要发射天线同步，并且能够消除接收端的信道间干扰(ICI,inter-channelinterference)。但是，SM的传输效率与发射天线数目成对数关系，传输效率较低。广义空间调制(GSM,generalized spatial modulation)拓展了SM的空间域概念，可同时激活多根发射天线用于发射信号。因此，在配置相同数目的发射天线时，GSM系统能获得比SM系统更高的频谱效率。但SM和GSM方案极为依赖信道状态信息(CSI,channel state information)，在实际运用中受到很大影响。

差分空间调制(DSM,differential spatial modulation)方案是SM有吸引力的替代方案之一，因为它无需CSI来实施检测，避免了导频开销并克服了信道估计误差所带来的性能的损失，同时还能保持SM的优势。由此，研究者们又提出了差分正交空间调制(DQSM,differential quadrature spatial modulation)、差分正交空间移位键控(DQSSK,differential quadrature spatial shift keying)以及差分空时移键控(DSTSK,differential space-time shift keying)等方案，但到目前为止，GSM的差分方案还尚未提出。因为GSM方案每时隙激活多根天线的特点导致其符号矩阵无法保持酉特性，从而导致经过差分调制后传输矩阵满足不了封闭性的要求，最终使得系统在接收端无法进行差分检测。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提出一种基于广义空间调制的差分传输方法(differential-generalized spatial modulation，简称为D-GSM)，该方法中数据传输以帧为单位，每个帧由参考块和普通块组成，且只有普通块传送信息。本方案基于参考块对正常块进行差分编码，不同于传统前后块差分的方式，从而避免了上述提到的差分限制条件。与普通块相比，通过向参考块分配更多的发射功率来实现误码性能的改善，从而在检测期间改善对信道矩阵的估计。

本发明采用的技术方案如下：

一种基于广义空间调制的差分传输方法，包括下列步骤：

1)首先考虑一个发射天线数为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。因此，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。