[发明专利]一种基于波束赋形的多用户空间调制方法

说明书

本发明公开了一种基于波束赋形的多用户空间调制方法，属于无线通信技术领域。首先，在基站侧，基于空间调制原理，基站根据每个用户要传送的信息比特选择活跃天线发送信号。然后，基站使用每一个用户剩余的所有非活跃天线对该用户的每一个发送信号进行波束赋形，这里的波束赋形向量是基于迫零准则得到的。最后，在用户端，用户采用最大似然检测进行译码。本发明将波束赋形技术与空间调制技术相结合，既消除了多用户间的干扰，又对目标用户起到了波束增强的效果，实现了空间调制技术由单用户到多用户的推广。

技术领域

本发明涉及一种多用户空间调制方法，尤其适用于无线通信技术领域使用的一种基于波束赋形的多用户空间调制方法。

背景技术

多输入多输出^[1](MIMO：Multiple-Input and Multiple-Output)技术是指在发送端与接收端分别使用多个发射天线与接收天线，使信号通过发送端与接收端的多个天线进行发送和接收的一种技术。在无线通信系统中，MIMO技术可以提供分集增益、阵列增益和空分复用增益，从而提升整个系统的频谱利用率，并能有效对抗信道衰落等问题，目前已被广泛应用到无线通信领域当中。

空间调制技术是基于多天线架构提出的一种调制方式。相比于传统的调制方式，空间调制技术通过引入空间维度来进一步提升系统容量。目前已被提出的的空间调制方案有很多，例如：空移键控(SSK：Space Shift Modulation)调制方案^[2]，其调制思想是：发送端根据要传输的信息比特，从多根发送天线中选择一根天线作为活跃天线来传送信息，即利用天线序号来传送信息；空间调制(SM：Space Modulation)方案^[3]，在该方案中，发送端将要传输的信息比特划分成两部分：一部分信息比特用于选择活跃天线，另一部分信息比特用于选择发送符号的样式，通过将空间域与星座域相结合，有效提升了系统容量；广义空间调制(GSM：Generalised Spatial Modulation)方案^[4]，该方案是对SM方案的推广，其允许同一时隙有多根活跃天线传送信号，这种做法大大增加了空间样式的数目，从而提升了频谱利用率；正交空间调制(QSM：Quadrature Spatial Modulation)方案^[5]，其调制思想与SM方案类似，但QSM是将调制符号的实部与虚部独立的用两根天线传送。相比于SM方案，QSM在不增加计算复杂度的情况下，有效提升了系统性能。

近期提出了一种新型的空间调制方案：逐级编码空移键控(SC-SSK：SuccessiveCoded Spatial Shift Keying)，其调制思想是将发送端的天线分成多级，每级中天线的数目是相等的。每一级中均会选择一根活跃天线发送信号，不同级中发射的信号互不相同。相比于传统的空间调制方案，SC-SSK无论是在误码性能还是在可达速率上，均体现其性能的优越。但SC-SSK方案是针对单用户场景提出的，并不适用于多用户场景，而且目前对多用户空间调制方案的研究也相对较少，仅有的一些多用户空间调制方案性能也十分受限。

发明内容

发明目的：针对现有技术的不足之处，提供一种可实现诸如SC-SSK等满足条件的空间调制方案由单用户到多用户推广的基于波束赋形的多用户空间调制方法，该基于波束赋形的多用户空间调制方法，既能消除用户间的干扰，又能对目标用户起到波束增强的效果。

技术方案：为实现上述目的，本发明的一种基于波束赋形的多用户空间调制方法，首先，基站基于空间调制原理选择多根活跃天线向多个用户发送信号，每根活跃天线上发送的信号互不相同，活跃天线通过要传送的信息比特选择；然后，基站使用剩余的所有非活跃天线对每一个发送信号进行波束赋形，使发送信号获得理想的信道状态，实现波束增强的同时消除多用户间的干扰，在现有空间调制方案的基础上由单用户场景推广到多用户场景，波束赋形向量通过迫零准则获得；最后，接收到信号的用户将信号向量直接进行最大似然检测，根据估计出的基站端每根天线上发送信号的不同，分辨出活跃天线的具体位置，从而正确译码。