空域调制的一种差分调制和解调方法
【专利摘要】本发明提出了一种应用于空域调制系统的差分调制和解调方法。本发明将传统空域调制的发射调制空间进行扩展，采用本发明中差分调制和解调方法，发送端调制和接收端解调都无需知道信道状态信息，可以避免信道估计，降低接收机复杂度；同时，避免插入导频，可以节省频谱资源，并且适用于信道响应变化快速的高速移动场景。
【专利说明】空域调制的一种差分调制和解调方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及移动通信【技术领域】，特别是涉及空域调制信号的差分调制及解调方法。
【背景技术】
[0002]空域调制(SM，Spatial Modulation)是一项新颖的多输入多输出(ΜΜ0，Multiple-1nput Multiple-Output)技术。SM调制有两个信息携带单元,一个是传统的发射符号，一个是天线序号。在SM调制中，每一时隙从传统的星座图中选择一个符号，并选一根发射天线激活将此符号发射出去。此符号和此激活天线的天线序号(或空间位置)均携带发射信息。因此相对传统的M頂O技术，V-BLAST等，SM调制能完全避免发射天线间的信号同步和干扰问题而且接收机复杂度大大降低。现已证明，对于一定的发射天线数，SM调制在获得与V-BLAST的容量相当的情况下能达到更小的比特错误概率(Bit Error Rate,BER)。
[0003]目前，在SM调制中，接收端解调时需要尽可能精确的信道响应信息。然而，在某些情况下，我们可能难以获得足够精确的信道响应估计值。比如，在高速移动的场景下，信道响应改变得过快，信道估计精确程度难以保障。尽管插入更多导频的有助于提高信道估计精确程度，但过多的导频会占用传输系统过多的频谱资源，使频谱效率下降。又比如，为了降低接收端的复杂度，我们可能需要摒弃信道估计。在这些情况下，如何设计一种调制方法使接收端和发送端无需进行信道估计，仍是学术界和工业界亟待解决的问题。
【发明内容】
[0004]为了解决上述问题，本发明公开了一种应用于空域调制系统的差分调制和解调方法。
[0005]首先，考虑一个Nt = 2根发射天线，Nr根接收天线的MMO传输系统，设两根发射天线为j = I，2。
[0006]1、发射调制空间:
[0007]定义发射调制空间f由发射信号S组成，则发射调制空间f可以表示为
[0008]
【权利要求】
1.一种空域调制系统中的差分调制方法，其特征在于发射信号S的发射调制空间g2~+卜2("^个NtXNt的矩阵构成，每个矩阵的每一行每一列有且仅有一个元素非零，每个非零元素从c/Z中抽取，其中，Nt为发射天线数，d表示符号调制空间，所述符号调制被限定为2b-PSK，b = 0,1,2,3,…；设矩阵Gef的第j行，第t列元素为Gjt，如果Gjt为零，则表示在时隙t，天线j空闲，不发送任何数据；如果G#非零，则表示在时隙t，天线j激活并发射符号Gjt。
2.如权利要求1所述的一种空域调制系统中的差分调制方法，其特征在于发射天线的选择和符号的选择均携带比特信息，发射调制空间f包含有个元素，占用Nt个符号周期发射一个元素，每个元素可映射Ilog2 (N1 !)j + iV,6比特信息。
3.如权利要求1所述的一种空域调制系统中的差分调制方法，其特征在于调制过程具体包括以下步骤: a)初始时隙(1，-,Nt)发射信号S(I)，S(I)可以为任意一个属于所述发射调制空间G的发射信号，且发射S(I)不传达任何比特信息； b)在(tNt+l，…，(t+l)Nt)时隙，到达llog2(iV,!)j + A^ 比特信息块 B(t+1)，将
4.如权利要求3所述的一种空域调制系统中的差分调制方法，其特征在于其步骤b)具体包括以下步骤: a)将
5.如权利要求4所述的比特流到发射调制空间的映射方法，其特征在于其步骤b)具体包括以下步骤: a)将输入的
6.如权利要求5所述的比特流到排列数的映射方法，其特征在于其步骤c)具体包括以下步骤: a)构造序列Θ = {O, I,, Nt-1},第一个元素 Θ。,令 I = Nt-1 ；
b)a1= Θby,； c)将.ΘΛ,元素从序列Θ中除去； d)将I= 1-1，然后重复步骤b)到d),直到1=0。
7.一种与权利要求1所述的差分调制方法对应的解调方法，其特征在于解调过程具体包括以下步骤: a)X遍历发射调制空间f中的所有元素，计算traCe{Re{Y(t+l)HY(t)X}}，寻找使得该式最大的Xmax，其中，Re{.}指复数的实部{⑴印…~为接收信号，Y(t)iu，u = 1,2,…，Nt, i = 1,2,...,队,表示时隙u,第i根接收天线接收到的信号，得到X(t+1)的估计值
【文档编号】H04L1/06GK103532679SQ201310489502
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2013年10月18日 优先权日:2013年10月18日
【发明者】程翔, 卞宇阳, 温淼文, 焦秉立 申请人:北京大学