一种用于mimo通信系统空时联合调制传输方案的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于无线通信技术领域，具体涉及MM0系统的空时联合调制的传输方案 设计方法。
【背景技术】
[0002] MM0多天线系统与SIS0单天线无线通信系统相比，可以在不增加传输功率计带 宽的情况下，成倍增加频谱效率，因此在实际系统中得到广泛应用。然而在空间复用传输方 式下，虽然可以取得较高的频谱效率，但计算复杂度及同步要求也非常高，且传输可靠性随 着发射天线数目的增加而急剧恶化。针对空间复用传输方式下的缺点，空间调制技术应运 而生，它将输入信息比特分为两部分，一部分用以选择发射天线，另一部分则用以进行数字 调制。由于每个时隙只有一根发射天线被激活，其余发射天线均保持静默状态。空间调制 技术不仅可以获得较高的频谱效率，同时可以达到近似单发多收的传输可靠性。结合空间 调制的思想，将时域的时隙序号与发射天线进行联合调制，通过输入比特对发射天线及传 输时隙进行联合选择，可以达到传输效率与传输可靠性的灵活折中。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是设计一种适用于MM0多天线无线系统的传输方案，使得系统传 输效率与传输可靠性能够得到更好的平衡。
[0004] 为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种用于MM0通信系统的空时联合调 制传输方案，主要包括：（1)系统参数初始化步骤；（2)发射端基于空时联合调制的传输 方案设计步骤；（3)接收端基于最大似然算法的信号检测；其中， 所述系统参数初始化步骤具体包括对如下MIM0通信系统参数进行初始化： 发射天线数目W5,接收天线数口^^吋隙分组块大小，，数字调制阶数M，单个时 隙分组块所能传输的比特总数目
隙II的信道系数矩阵 。当发射天线数目不为为非负整数）时，需要结合天线选择算法使其满足条件，另 外信道系数矩阵可通过信道估计获得。
[0005] 所述发射端基于空时联合调制的传输方案设计步骤根据输入信息比特选择激活 发射天线以及传输时隙，然后再进行数字调制，具体包括如下步骤： (21) .从输入信息比特序列中选I
往行发射天 线选择，设当前被选择的激活天线序号为七； (22) .从输入信息比特序列中选耳
f单个 分组时隙块中的传输时隙￡的选择； (23) .最后从输入信息比特序列中选i:行 数字调制，可得到数据符号I，如M-QAM调制等；
(24).根据输入比特与空时联合调制映射的关系可得当前时隙分组块的传输符号为 X = 0=彳，且满足= ?，其中表示全零矩阵，:Ijy表示矩阵叉的第行第_。
[0006] 所述接收端基于最大似然算法的信号检测步骤需根据单个分组块中所有接收天 线接收到的信号进行最大似然检测，以对发射天线所传输的比特信息进行解调恢复。具体 包括如下步骤： (31)设在第神个时隙各接收天线接收彳「丨4为那么有
其中，^#表示第W个时隙接收到的随机噪声信号矢量，^为传输符号矩阵：X的第W 列。那么针对该时隙炔基于最大似然检测得到的估计信号为
其中II if表示向量二范数。由于每个时隙分组块中只有一个时隙存在非零符号传输，那 么上式可写为
(32).计算所有可能的传输符号组合，根据空时联合调制原理，可知每个时隙分组块 中只有其中一个时隙的一根天线上存在非零符号，因此可能的组合为f 种，可以 通过比较所有的发射组合，选择其中欧氏距离最小的组合作为估计信号； (33).当发射天线及传输时隙确定后便可以根据步骤（2)中的映射规则得到用以空时 联合调制的信息比特，另一部分用以数字调制的比特可由数字解调得到。
[0007] 本发明的有益效果：本发明的方法首先根据MM0多天线无线通信的特点，引入时 间-空间联合调制，即将^个传输时隙合并为时隙分组块，使用部分比特选择当前发射天 线及传输时隙，另一部分比特则进行传统的符号数字调制。在接收端依据简化的最大似然 算法对传输信号进行估计，通过比较f 厦*种可能的传输信号组合便可以得到估计信 号。与传统的空间复用最大似然检测算法相比，计算复杂度能够得到大幅度下降。该传输 方案可以通过对发射天线数目及分组块时隙数目的进行调整，从而达到灵活平衡传输效率 与传输可靠性的目的。
【附图说明】
[0008] 图1是本发明的用于MIM0通信系统的空时联合调制传输方案的流程图。
[0009] 图2是本发明的MM0通信系统空时联合调制原理框图。
【具体实施方式】
[0010] 下面将结合附图，给出本发明的具体实施例。
[0011] 在阐述【具体实施方式】之前，首先介绍其中所用的物理数学模型： 本发明方法所使用的物理数学模型为：在MM0无线通信系统中，设信道衰落系数矩阵 为H，发射信号为3C那么接收信号的撒?
其中Z为加性随机噪声信号。
[0012]针对发射天线为Iff，接收天线^ 丨MIM0通信系统的最大似然检 测算法可写为 A.
在空间复用传输传输方式下，需要计算欧氏距离的次数为Mw，其中M为数字调制阶 数，即可供选择的星座点符号数目，例如采用BPSK调制时而在QPSK调制时则为4。
[0013] 下面对MM0通信系统的空时联合调制传输方案设计进行详细说明，主要包括：主 要包括：（1)系统参数初始化步骤；（2)发射端基于空时联合调制的传输方案设计步骤； (3)接收端基于最大似然算法的信号检测；其中， 这里的步骤（1)参数初始化步骤具体包括初始化如下参数： 发射天线数目接收天线数目_，时隙分组块大小，，数字调制阶数M，单个时 隙分组块所能传输的比特总数目
『，时隙嘗的信道系数矩阵 。当发射天线数目不为为非负整数）时，需要结合天线选择算法使其满足条件，另 外信道系数矩阵可通过信道估计获得。
[0014]所述发射端基于空时联合调制的传输方案设计步骤根据输入信息比特选择激活 发射天线以及传输时隙，然后再进行数字调制，具体包括如下步骤： (21) .从输入信息比特序列中选：
进行发射天 线选择，设当前被选择的激活天线序号％》? (22) .从输入信息比特序列中选疔单个 分组时隙块中的传输时隙￡的选择；
(23) .最后从输入信息比特序列中选?t行 数字调制，可得到数据符号I，如M-QAM调制等；
(24) .根据输入比特与空时联合调制映射的关系可得当前时隙分组块的传输符号为 x:::::::::: 且满足3^ = I其中D表示全零矩阵，%*表示矩阵的第it行第^列。
[0015]以发射天线数目为2^ = 4,分组块大小酽=2,数字调制方