[发明专利]一种预编码辅助的信号发送和接收方法

说明书

本发明属于无线通信技术领域，具体涉及一种预编码辅助的信号发送和接收方法。本发明的方案与传统TSM相比，在采用原编码技术之后，接收端的的噪声变为了由理论分析可得，当NtN_r1时，β1，所以起到了减小噪声的作用，从而获得了预编码所带来的发射分集增益，在不改变发射功率的前提下增大信噪比，提高系统的误码性能。同时与传的RSM相比，接收端的APM符号经过了这样的等效信道，有着多条独立路径增益，可以采用最大似然检测，从而带来接收分集增益。

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，具体涉及一种预编码辅助的信号发送和接收方法。

背景技术

空间调制(Spatial Modulation，SM)是近年来提出的一种新型多天线传输技术，根据输入信息来选择相应的传输天线，每一时隙只有一根天线被激活，所以空间调制具有单射频的特性，从而避免了天线间的干扰，同时也使得接收端的信号检测较为简单，空间调制逐渐地成为了MIMO技术研究的热点之一。在未来5G大规模MIMO场景下如何使得空间调制技术能够更好的被应用是未来研究重点所在。传统的空间调制实际上是一种发射天线空间调制(Transmitter SM，TSM)，其单射频性的特点也带来一定的缺陷，由于发射天线仅用于调制比特信息，所以不能带来像全射频链路MIMO系统那样的多天线发射分集增益，增加发射天线只能增加频谱效率，TSM的性能增益来源于接收天线，增加接收天线，在采用最大似然接收机的情况下，会带来接收分集增益，但实际系统接收端天线数量往往较少，这样也大大限制了TSM系统的性能。

一种预编码辅助的接收空间调制(Receiver Spatial Modulation，RSM)是近年来提出的一种新型多天线传输技术，该模式舍弃了传统空间调制的单射频性特点，通过引入预编码算法带来了发射分集增益，同时进一步降低接收端的复杂度，该方法与TSM相反，通过接收天线索引来调制比特信息，其发射天线越多，接收天线越少，带来的性能增益会越强，比较适合未来大规模MIMO的场景。类似地，其接收天线并不能带来接收分集增益，随着接收天线数量增加，频谱效率会增加，预编码算法带来的发射分集增益也会随之减小，RSM系统必须要求发射天线数量不小于接收天线，有着比较严格地限制。现在提出一种空间调制新模型，其同时具有TSM和RSM的部分特性，是一种折中的模式，它能同时带来发射和接收分集增益。

但不论是TSM还是预编码辅助的RSM，都只能带来一种增益，即TSM只存在接收分集增益，RSM只存在发射分集增益，且分别增大其发射天线或者接收天线数量只能带来频谱效率的增加和性能的下降，并不会带来别的优势，所以在未来大规模MIMO场景下并不能很好的被使用。如何能够让传统的空间调制技术同时存在收发天线分集增益是本专利的研究重点，有效地解决该问题可以使得空间调制成为未来具有潜力的新技术之一。

发明内容

本发明针对多发多收的空间调制下行链路，所要解决的就是通过采用预编码的方式同时激活所有发射天线来传输信号，使得能够带来发射分集增益，发射机采用特殊的空间信道符号来调制其中部分比特使其构成特殊的发射信号，在接收机采用最大似然检测下能够带来接收分集增益。同时为了进一步增加其频谱效率，权衡收发分集性能，还引入了接收天线选择技术。

本发明采用的技术方案是，采用多输入多输出系统二进制数字信号空间调制方法，假设发射端已知信道状态信息。所述系统具有N_t根发射天线和N_r根接收天线，用于传输每组b₁+b₂+b₃比特的数字信号。其中前b₁比特映射为空间符号，即某根发射天线和接收天线之间的信道增益系数，b₂比特用来选择接收图样，最后b₃比特映射为APM符号。并对所有符号进行预编码处理，最后激活所有天线传输信号，同时在接收端进行最大似然检测并译码输出。