一种基于码本映射的无线信号调制方法技术

本发明专利技术公开了一种基于码本映射的无线信号调制方法，包括如下步骤：发射端与接收端共同确定用于传输比特序列的时频点数量；在发射前，发射端将该比特序列分为第一比特序列和第二比特序列；在发射时，发射端将第一比特序列根据码本映射到对应的时频点上，将第二比特序列在时频点上进行数字调制。本发明专利技术通过引入时间和频率的二维资源，将比特序列映射到时频点的选择上，复杂度大大降低，网络频谱的利用效率也有显著的提升。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种无线信号调制方法，尤其涉及一种基于码本映射的无线信号调制方法，属于无线通信

技术介绍
在无线通信系统中，为了使数字信号在有限带宽的高频信道中传输，必须对数字信号进行载波调制。基带信号是原始的电信号，一般是指基本的信号波形，在数字通信中则指相应的电脉冲。数字调制将基带数字信号搬移到更适于传输的高频带，同时将数字信息加载到高频载波的某一参数上，从而在接收端实现信号再生。与模拟调制相比较，数字调制具有抗干扰能力强、易于加密、保密性强、便于数字信息处理等优点，然而它对频带要求比较宽，并且在进行模/数转换时会带来量化误差，要求的技术和设备比较复杂。另一方面，空间调制技术是MIMO(多入多出)技术中除了空间复用、空间分集和波束赋形外的一个新分支。它利用多天线进行传输，但是每次并不会使用所有的天线进行发射，而是从中选择一根或多根天线进行传输，选择出来的天线提前编好序号，每个不同的序号代表了一段比特序列，通过信号星座图将调制的符号通过选择出来的天线进行传输，实际上传输的比特一部分是映射在天线序号上，另一部分是实际在无线空间传输的信号星座图调制后的符号。空间调制技术虽然是利用多天线，但是实际上在射频模块相当于单天线发射，可以降低功耗，但是相对单天线技术而言却有了传输速率的提升。并且，由于实际上使用了单天线传输，避免了天线之间的干扰，改善了系统误码性能。空间调制技术虽然相对于V_BLAST(分层空时编码)技术在性能上有一定的优势，但是它对天线数量的要求比较苛刻。天线数量需要是2的n次方，即至少需要两根发射天线。并且，当天线数量增加较多的情况下，传输速率并不会线性增长，从而使得该技术的应用前景受到一定的限制。另外，由于天线序号的误判会导致所有数据错误，其检测复杂度也相对较高。在R.Y.Mesleh等人发表的论文《SpatialModulation》(刊载于IEEETrans.Veh.Technol.,Jul.2008,pp:2228－2241.)中，将激活发射天线的序号作为一个调制变量，建立输入比特与天线序号的对应映射关系。该输入比特分为两部分，一部分用以确定发射天线的序号，另一部分进行星座点调制，在每一时刻，只有被选出的天线才传输数据，而其他天线暂时处于空闲状态。另外，在中国专利技术专利CN101547181B中，公开了一种QAM星座图标签的构建方法。它将QPSK星座图复制并分别平移至复平面的四个象限内，产生16QAM星座图，进行迭代形成2n+2阶QAM星座图；定义星座点的标签由2n+2个比特组成，其中前2比特对应于星座点所在的22nQAM星座图所位于的象限，后2n比特则在复平面的象限之间呈现出对称的规律。该专利技术是通过星座图对比特序列进行调制的，而没有涉及到时频点集合与比特序列的映射。随着数字调制技术的不断发展，要求人们不断地寻找频带利用率高、同时抗干扰能力强的新型调制方式，时频调制(timefrequencymodulation)技术应运而生。时频调制是一种物理层调制技术，具体是指在一个二进制或多进制码元持续时间内，对若干个不同频率的载波及其所占的时间位置同时进行控制的过程。它实际上是以多个频率先后出现的次序进行编码来代表数字信息。由于在一个码元时间内可以传送多个频率，时频调制技术能起到抗频率选择性衰落的作用，其效果相当于频率分集，因此有较好的抗干扰作用。在中国专利申请CN101699808A中，公开了一种差分编码空时频调制方法。在该方法中，终端对发送比特进行空时编码，生成酉矩阵码字序列，对其进行差分调制，生成待发射的矩阵序列，再分别映射到空域、时域和频域上，得到一组空时频三维信号。但是，其中时频点的集合并没有携带任何比特序列，即没有进行时频点集合与比特调制的映射关系，而是使用了OFDM调制方法。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种基于码本映射的无线信号调制方法。该方法通过码本传递时频点集合和比特序列的映射关系，可以提升网络频谱的利用效率。为实现上述的专利技术目的，本专利技术采用下述的技术方案：一种基于码本映射的无线信号调制方法，其特征在于包括如下步骤：发射端与接收端共同确定用于传输比特序列的时频点数量；在发射前，发射端将所述比特序列分为第一比特序列和第二比特序列；在发射时，发射端将所述第一比特序列根据码本映射到对应的时频点上，将第二比特序列在所述时频点上进行数字调制。其中较优地，所述发射端和所述接收端共同维护所述码本，所述码本包括时频点集合和比特序列之间的映射关系，所述时频点集合包括至少一个时频点，所述时频点是从所述时频点集合中选定。其中较优地，所述第二比特序列在所述第一比特序列得到的所述时频点上进行数字调制以及传输。其中较优地，所述发射端根据所述时频点数量对所述比特序列进行分段，每个分段包括所述第一比特序列和所述第二比特序列。其中较优地，所述发射端和所述接收端每次传输的比特数为：Q+nB=log2(CNn)+log2(M).]]>其中较优地，所述第一比特序列包括Q个比特，其中，N为所述时频点总个数，n为用于传输数据而选择的时频点个数，N和n均为大于等于1的自然数。其中较优地，在所述发射端，所述第一比特序列不通过物理信道进行传输。其中较优地，在所述接收端，通过对接收到的信号强度进行检测找出承载数据的时频点，基于所述时频点对照所述码本得到第一比特序列，并在所述时频点进行检测和解调得到第二比特序列。其中较优地，在所述接收端，选出前n个接收信号能量最强的时频点，统计出有数据传输的时频点的集合，再对照所述接收端中预设的所述码本查找对应的比特序列，其中，所述n表示所述发射端与所述接收端共同确定的用于传输比特序列的时频点数量。其中较优地，所述时频点是时间和频率构成的二维资源。与现有技术相比较，本专利技术具有如下的技术特点：(1)对时频调制的检测只需要简单的能量检测或能量感知即可完成，其复杂度相对较低，承载数据的时频点较传统方法少，从而从整体上可以降低检测的复杂度；(2)在某些情况下对传输速率会有一定的提升，从而提升网络频谱的利用效率；(3)通过码本的选择以及各项参数的调整，可以满足不同传输速率的通信要求；(4)本专利技术中并不是所有的时频点都在传输数据，在一定程度上可以避免邻道干扰。附图说明图1为本专利技术中发射端的信号处理过程示意图；图2为本专利技术中接收端的信号处理过程示意图；图3(a)为时频点集合的二维表示示意图，图3(b)为时频点集合的一维表示示意图；图4为对比特码流进行分段调制的示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术的技术方案做进一步的详细说明。在本专利技术的一个实施例中，重点考虑LTE(包括但不限于TD－LTE和FDD－LTE)系统中的时频调制问题。但不言而喻的是，本专利技术所提供的技术思想也能够应用在其它采用MIMO技术的无线通信系统中，例如MIMO－OFDM、WCDMA或HSDPA等。众所周知，时间和频率在LTE系统中是构成资源栅格的基本单位(资源粒子)。在此基础上，专利技术人提出将传统的数字调制扩展为在时间和频率构成的二维空间中进行调制的方法，具体实现思路如下：由基站端和用户设备(基站端和用户设备相互作为无线信号的发射端和接收端)共同维护一个相同的码本(Codeb本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于码本映射的无线信号调制方法，其特征在于包括如下步骤：发射端与接收端共同确定用于传输比特序列的时频点数量，在发射前，发射端将所述比特序列分为第一比特序列和第二比特序列；在发射时，发射端将所述第一比特序列根据码本映射到对应的时频点上，将第二比特序列在所述时频点上进行数字调制。

【技术特征摘要】
1.一种基于码本映射的无线信号调制方法，其特征在于包括如下步骤：发射端与接收端共同确定用于传输比特序列的时频点数量，在发射前，发射端将所述比特序列分为第一比特序列和第二比特序列；在发射时，发射端将所述第一比特序列根据码本映射到对应的时频点上，将第二比特序列在所述时频点上进行数字调制。2.如权利要求1所述的无线信号调制方法，其特征在于：所述发射端和所述接收端共同维护所述码本，所述码本包括时频点集合和比特序列之间的映射关系，所述时频点集合包括至少一个时频点，所述时频点是从所述时频点集合中选定。3.如权利要求1所述的无线信号调制方法，其特征在于：所述第二比特序列在根据所述第一比特序列得到的所述时频点上进行数字调制以及传输。4.如权利要求1所述的无线信号调制方法，其特征在于：所述发射端根据所述时频点数量对所述比特序列进行分段，每个分段包括所述第一比特序列和所述第二比特序列。5.如权利要求4所述的无线信号调制方法，其特征在于所述发射端和所述接收端每次传输的比特数为：Q+nB=log2(CNn)+log2(M...

【专利技术属性】
技术研发人员：于巧玲，朱元萍，王江，徐景，
申请(专利权)人：上海无线通信研究中心，
类型：发明
国别省市：上海;31