本發(fā)明涉及到移動(dòng)通信領(lǐng)域廣義空間調(diào)制系統(tǒng)，具體涉及一種星座點(diǎn)分塊檢測(cè)方法。

背景技術(shù)：

空間調(diào)制(Spatial Modulation，SM)是一種新型的低復(fù)雜度的多輸入多輸出(Multiple-Input Multiple-Output，MIMO)技術(shù)，與傳統(tǒng)的方案相比，SM技術(shù)擁有更大的吞吐量，更簡(jiǎn)單的收發(fā)器的設(shè)計(jì)，更好的能源效率的權(quán)衡。然而SM的缺點(diǎn)在于吞吐量隨著發(fā)射天線數(shù)目的以2為底的對(duì)數(shù)的值的增加而增加。因此，當(dāng)發(fā)射天線的數(shù)目很大時(shí)，SM-MIMO吞吐量增長(zhǎng)有限。為了解決這個(gè)問(wèn)題，基于SM技術(shù)的原理，GSM技術(shù)被提出。GSM系統(tǒng)在每個(gè)時(shí)隙內(nèi)可以同時(shí)激活多根發(fā)射天線，從而實(shí)現(xiàn)更高的傳輸速率?？偟膩?lái)說(shuō)，GSM可以看作是空間調(diào)制和復(fù)用的一個(gè)組合。相比傳統(tǒng)的空間調(diào)制，GSM引入任意數(shù)量天線的激活天線集合，而不是一個(gè)單一的激活天線，作為信息調(diào)制的一個(gè)額外的維度。這些額外的維度可以被利用，以實(shí)現(xiàn)更高的多樣性和頻譜效率。因此隨著發(fā)射天線數(shù)目的增加，GSM傳輸速率增長(zhǎng)得更快。但也增加了低復(fù)雜度接收機(jī)的設(shè)計(jì)上的挑戰(zhàn)。

在接收端，GSM-MIMO的信號(hào)檢測(cè)要比傳統(tǒng)的SM-MIMO復(fù)雜得多，因?yàn)槎喔せ畹陌l(fā)送天線的傳輸會(huì)引入嚴(yán)重的天線間干擾。GSM接收機(jī)需要解碼來(lái)自所有可能的發(fā)射天線組合的信息，因此通常需要搜索一個(gè)更大的空間。ML檢測(cè)被認(rèn)為是同時(shí)估計(jì)激活的發(fā)射天線組合和調(diào)制符號(hào)的。雖然ML檢測(cè)器能夠達(dá)到最佳的系統(tǒng)性能，但它需要計(jì)算復(fù)雜度過(guò)大的窮舉搜索，使ML檢測(cè)器在GSM-MIMO中是不切實(shí)際的。為GSM設(shè)計(jì)一個(gè)接近ML性能且低復(fù)雜度的信號(hào)檢測(cè)方法是一個(gè)開(kāi)放性問(wèn)題。傳統(tǒng)的檢測(cè)方案是采用天線檢測(cè)與符號(hào)檢測(cè)聯(lián)合的檢測(cè)方案，屬于窮舉搜索的范疇，具有較好的系統(tǒng)性能，但復(fù)雜度的增加使其不能用于實(shí)際中。因此，本發(fā)明介紹了一種分級(jí)檢測(cè)，即將天線檢測(cè)與符號(hào)檢測(cè)分開(kāi)進(jìn)行的檢測(cè)方案，以小部分誤碼率的提高換取復(fù)雜度的大大降低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在解決以上現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題。提出了一種在近似ML檢測(cè)性能的基礎(chǔ)上，大大地減少了計(jì)算復(fù)雜度的基于廣義空間調(diào)制系統(tǒng)的星座點(diǎn)分塊檢測(cè)方法。本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種基于廣義空間調(diào)制系統(tǒng)的星座點(diǎn)分塊檢測(cè)方法，其包括以下步驟：

在廣義空間調(diào)制系統(tǒng)的接收端，進(jìn)行分級(jí)檢測(cè)，即將天線檢測(cè)與符號(hào)檢測(cè)分開(kāi)進(jìn)行；天線檢測(cè)選擇基于條件下的最大似然檢測(cè)算法的排序準(zhǔn)則進(jìn)行權(quán)重因子的排序，并選擇最大的權(quán)重因子作為天線組合的索引；符號(hào)檢測(cè)是將確定的天線組合進(jìn)行MMSE最小均方誤差線性均衡，得到均衡后的符號(hào)向量，再通過(guò)對(duì)均衡后的符號(hào)向量進(jìn)行星座點(diǎn)碼本分塊這種新的判斷準(zhǔn)則，選擇出與均衡后符號(hào)向量對(duì)應(yīng)的碼本符號(hào)向量，將均衡后的符號(hào)向量和碼本符號(hào)向量進(jìn)行歐氏距離的計(jì)算，選取其中歐式距離最小的碼本符號(hào)向量作為最終的符號(hào)向量檢測(cè)結(jié)果。

進(jìn)一步的，所述天線檢測(cè)選擇基于條件下的最大似然檢測(cè)算法的排序準(zhǔn)則進(jìn)行權(quán)重因子的排序，并選擇最大的權(quán)重因子作為天線組合的索引具體包括：考慮在信道矩陣已知的情況下，檢測(cè)到的符號(hào)表示信道矩陣的偽逆矩陣，表示檢測(cè)到的符號(hào)，I_i表示第i個(gè)天線組合，表示信道矩陣的共軛轉(zhuǎn)置矩陣，y表示接收到的信號(hào)。令則距離度量值可表示為I_Nr表示N_r維單位矩陣。從公式中，我們可以得到距離度量值只跟天線組合有關(guān)，并且衡量的是y和的子空間之間的歐氏距離的平方，因此，它可以用來(lái)衡量y更可能是從哪個(gè)天線組合中產(chǎn)生的，通過(guò)定理可知，對(duì)于接收端，y是一個(gè)定值，所以，要使最小化就等價(jià)于使最大化，因此，定義為新的權(quán)重因子，選擇最大的u_j，即計(jì)算并將其對(duì)應(yīng)的作為發(fā)射天線組合的索引。

進(jìn)一步的，所述將確定的天線組合進(jìn)行MMSE最小均方誤差線性均衡，得到均衡后的符號(hào)向量。具體為：將確定的天線組合在MMSE線性均衡器中進(jìn)行處理，均衡后的符號(hào)向量可以表示為σ²表示系統(tǒng)的噪聲方差，r_MMSE表示均衡后的符號(hào)向量，表示信道矩陣的共軛轉(zhuǎn)置矩陣，表示確定的天線組合。

進(jìn)一步的，所述通過(guò)對(duì)均衡后的符號(hào)向量進(jìn)行碼本區(qū)域劃分這種新的判斷準(zhǔn)則，選擇出與均衡后符號(hào)向量對(duì)應(yīng)的碼本符號(hào)向量。具體包括步驟：將均衡后的符號(hào)向量進(jìn)行解調(diào)，首先，根據(jù)估計(jì)出來(lái)的索引找到發(fā)射天線組合，將均衡后的符號(hào)向量放入發(fā)送向量中；同時(shí)，對(duì)照碼本，將按此發(fā)射天線組合進(jìn)行傳輸?shù)目赡艿南蛄慷颊页鰜?lái)；然后，采用星座點(diǎn)分塊檢測(cè)準(zhǔn)則，根據(jù)均衡后符號(hào)向量的實(shí)部與虛部的正負(fù)，在所有可能的向量中，找出與其實(shí)部虛部正負(fù)一致的檢測(cè)區(qū)域。

進(jìn)一步的，所述將均衡后的符號(hào)向量和碼本符號(hào)向量進(jìn)行歐氏距離的計(jì)算，選取其中歐式距離最小的碼本符號(hào)向量作為最終的符號(hào)向量檢測(cè)結(jié)果。具體包括：采用歐氏距離計(jì)算公式s表示碼本符號(hào)向量，A表示經(jīng)星座點(diǎn)分塊后所有碼本符號(hào)向量的集合。計(jì)算均衡后的符號(hào)向量與檢測(cè)區(qū)域內(nèi)碼本符號(hào)向量之間的歐式距離，選擇歐氏距離最小的碼本符號(hào)向量作為估計(jì)出來(lái)的符號(hào)向量。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)及有益效果如下：

本發(fā)明通過(guò)有效的排序準(zhǔn)則估計(jì)出天線組合，實(shí)現(xiàn)天線檢測(cè)與符號(hào)檢測(cè)的分離，降低計(jì)算復(fù)雜度。再通過(guò)MMSE線性均衡器的均衡處理以及后續(xù)的判斷準(zhǔn)則，將需要檢測(cè)的碼本符號(hào)向量搜索范圍進(jìn)一步的縮小，再次降低計(jì)算復(fù)雜度。經(jīng)仿真結(jié)果分析，此方法能夠提供與ML檢測(cè)相近的BER性能。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明提供優(yōu)選實(shí)施例的實(shí)現(xiàn)流程圖；

圖2是本發(fā)明的方法中星座點(diǎn)分塊檢測(cè)例圖；

圖3是本發(fā)明的方法與ML的系統(tǒng)性能仿真對(duì)比圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、詳細(xì)地描述。所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明的一部分實(shí)施例。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案是，

結(jié)合圖1說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式步驟如下：

步驟一：首先考慮在信道矩陣已知的情況下，檢測(cè)到的符號(hào)令則距離度量值可表示為從公式中，我們可以得到距離度量值只跟天線組合有關(guān)。并且衡量的是y和的子空間之間的歐氏距離的平方。因此，它可以用來(lái)衡量y更可能是從哪個(gè)天線組合中產(chǎn)生的。通過(guò)定理可知，對(duì)于接收端，y是一個(gè)定值，所以，要使最小化就等價(jià)于使最大化。因此，定義為新的權(quán)重因子。選擇最大的u_j，即計(jì)算并將其對(duì)應(yīng)的作為發(fā)射天線組合的索引。

步驟二：將所估計(jì)的天線組合向量放入MMSE線性均衡器中進(jìn)行處理。均衡后的向量可以表示為

步驟三：將均衡后的符號(hào)進(jìn)行解調(diào)。這里采用一種新的解調(diào)方式。首先，根據(jù)估計(jì)出來(lái)的索引找到發(fā)射天線組合，將均衡后的符號(hào)放入發(fā)送向量中。同時(shí)，對(duì)照碼本，將按此發(fā)射天線組合進(jìn)行傳輸?shù)目赡艿南蛄慷颊页鰜?lái)。然后，如圖2，采用星座點(diǎn)分塊檢測(cè)準(zhǔn)則，根據(jù)均衡后符號(hào)的實(shí)部與虛部的正負(fù)，在所有可能的向量中，找出與其實(shí)部虛部正負(fù)一致的檢測(cè)區(qū)域。這樣可以極大地減少搜索范圍。

步驟四：最后，采用歐氏距離計(jì)算公式計(jì)算均衡后的符號(hào)與檢測(cè)區(qū)域內(nèi)碼本符號(hào)之間的歐式距離，選擇歐氏距離最小的碼本符號(hào)作為估計(jì)出來(lái)的符號(hào)。

表1是不同系統(tǒng)配置下幾種方法的計(jì)算復(fù)雜度；

表1 不同系統(tǒng)配置下幾種方法的計(jì)算復(fù)雜度

以上這些實(shí)施例應(yīng)理解為僅用于說(shuō)明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。在閱讀了本發(fā)明的記載的內(nèi)容之后，技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，這些等效變化和修飾同樣落入本發(fā)明權(quán)利要求所限定的范圍。