一种结合空时分组码的差分空间调制方法与流程

本发明属于无线通信技术领域，具体的说是一种结合空时分组码的新型差分空间调制方案；本发明涉及差分空间调制(differentialspatialmodulation，dsm)，空时分组码(space-timeblockcoding，stbc)和mimo(multipleinputmultipleoutput,mimo)等技术。

背景技术：

差分空间调制技术是一种基于空间调制技术采用非相干检测的新型mimo技术。发射端采用激活的传输天线矩阵索引和星座符号传输信息。因此差分空间调制在保留传统空间调制单射频的特性外，通过在发射端进行差分编码从而在接收端可以在没有信道信息的情况下准确恢复出发送的信息。因其在发射端和接收端都不需要信道信息，而且可以保留单射频的特性引起了广泛的关注。

传统差分空间调制通过方形天线传输矩阵发射比特信息，天线传输矩阵情况随着发射天线数呈指数级。比如当发射天线数为32时，天线传输矩阵大小为2117，使其在实际运用中几乎不可能实现。同时差分空间调制由于接收端在没有信道信息的情况下检测发送信息，性能相比空间调制有所损失。

技术实现要素：

本发明的目的，就是针对上述问题，基于传统的差分空间调制系统，提出一种结合stbc的新型差分空间调制传输方案，该方案可以有效的提升系统的性能，并且适用于大规模mimo系统。

本发明的技术方案如下：

一种结合空时分组码的差分空间调制方法，该方法用于大规模mimo系统，设定mimo系统有nt根发射天线，nr根接收天线，每个时隙发射端选择2根发射天线发射数据符号，且对于第k组的两个时隙，将长度为bk的发射信息比特分为bk¹和bk²两部分，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

s1、获得nt/2的用于差分空间调制的天线传输向量集合ak是一个nt×1维向量，且只有一个元素为1，其他元素均为0；

s2、将每一个aq中的元素1扩展为2×2的单位矩阵，元素0扩展为2×2的零矩阵，得到新的天线传输矩阵集合采用个比特用来选择传输天线矩阵aq(q＝1,...,q)；

s3、将比特用来调制成两个m-psk星座符号和l1和l2表示m-psk调制星座图大小，由激活的传输天线矩阵进行传输；这两个星座符号形成空时编码矩阵得到第k符号矩阵为xk＝akik，k>nt/2；

s4、通过差分编码得到发射矩阵为sk＝g²[sk-1]xk，k>nt/2；

其中，对于任意矩阵函数g²[β]定义为：

右移矩阵e定义为：

前nt个时隙发送的参考符号，即矩阵

本发明介绍了一种新型的差分空间调制mimo技术。它有效结合了空时编码和传统差分空间调制的特性。在保留传统差分空间调制特性的同时可以有效获得空时编码带来的分集增益。信息由激活的天线矩阵索引和星座符号共同传输，为了保留发射端稀疏射频的特性，介绍了一种新型的天线矩阵，比特信息通过矩形差分矩阵传输，而不是传统的方形差分矩阵，避免了发射天线矩阵随着天线数增加而急剧增加的问题。

本发明的有益效果为：比特信息通过矩形差分矩阵传输，而不是传统的方形差分矩阵，避免了传统差分系统随着天线增加，发射天线矩阵急剧增加而难以实际运用的缺点，因此所提系统适用于大规模mimo系统。同时结合stbc来获得分集增益，大大提升了系统性能。从仿真结果看出，所提的差分系统优于现有的其他差分系统。

附图说明

图1是stbc-rdsm系统框图；

图2是发射天线数为8时stbc-rdsm与其他dsm系统性能对比示意图；

图3是发射天线数为32时stbc-rdsm与其他dsm系统性能对比示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，详细描述本发明的技术方案：

假设差分空间调制系统有nt＝4根发射天线，每个时隙激活天线数目为2，采用qpsk调制方式；则每个时隙传输的比特为假设第i＝7和i＝8个时隙传输的比特为第i＝5和i＝6个时隙传输的发射向量

步骤1：首先获得nt/2的rdsm天线传输向量集合

步骤2：将a1和a2中的元素1扩展成为2×2的单位矩阵，元素0扩展成为2×2的零矩阵，得到天线传输矩阵为个比特(0)用来选择传输天线矩阵

步骤3：比特用来调制成两个m-psk星座符号0.7071-0.7071i和0.7071-0.7071i，这两个星座符号形成空时编码矩阵得到第k符号矩阵为

步骤4：通过差分编码得到发射矩阵sk＝g²[sk-1]xk，(k>nt/2)。

前nt个时隙发送的参考符号，即矩阵