基于存在频偏的空间调制系统的迭代MMSE软检测方法技术方案

本发明专利技术属于通信抗干扰技术领域，涉及空间调制(Spatial Modulation,SM)技术，最小均方误差技术(Minimum Mean Square Error，MMSE)，及其相关的MIMO(Multiple Input Multiple Output)技术。本发明专利技术提供了一种基于SM‑OFDM系统提出一种新的MMSE软检测算法，该技术通过理论计算MMSE检测器的系数，利用先验信息LLR求解迭代检测器的软信息和外信息，迭代更新所需检测的数据，使系统的BER性能得到显著的提高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于通信抗干扰
，涉及空间调制(SpatialModulation,SM)技术，最小均方误差技术(MinimumMeanSquareError，MMSE)，及其相关的MIMO(MultipleInputMultipleOutput)技术。
技术介绍
MIMO调制技术是一种无线环境下的高速传输技术，它在发射端和/或接收端配置更多的天线单元，并结合先进的空时编码调制方案，通过对空间自由度的充分利用，可以带来额外的分集，复用和波束成型增益。近来，SM技术作为一种新的MIMO调制方案被提出来作为一种新的调制技术。该技术的基本原理是通过激活不同的天线，将天线索引值调制用于传输信息比特。这种传输方案的本质是利用MIMO系统中不同信道的独立性。因为每次只有一根天线被激活，进而在发射端只需要一个射频单元且此过程能传输部分比特，所以这种方案提高了传输速率，并降低了MIMO系统的成本和复杂度。然而，同OFDM系统一样，SM-OFDM系统同样会受到频偏CFO的影响，进而影响系统的性能。近几年来，有不少CFO的补偿和检测技术用于MIMO-OFDM的上行链路。然而，大量的仿真实践证明这些技术并不适用于SM-OFDM系统，因为对比MIMO-OFDM系统，SM-OFDM系统的信道矩阵是不满足列满秩的。最近基于ML的迭代干扰抵消(PIC)的方法得以出，但因为PIC中干扰项始终与发送信号存在联系导致不能完全的消除干扰以提升系统的性能。基于以上背景，故提出一种迭代的MMSE软检测的方法来检测存在频偏的SM-OFDM系统的信号。
技术实现思路
本专利技术针对频偏对SM-OFDM系统性能影响较大这一问题，提供一种基于存在频偏的空间调制系统的迭代MMSE软检测方法，包括以下步骤：S1、接收端利用迭代MMSE的方法检测信号，具体步骤如下：S11、利用先验信息求解迭代检测MMSE滤波器的系数，接收信号可以表示为：其中，S(k)表示频偏矩阵S12、MMSE检测方法估计出发射信号向量可表示为：其中，是MMSE滤波器的系数，Nt表示发射天线的数目，Nr表示接收天线的数目；S13、求得MMSE滤波器系数Ck，Bk的方法如下：若求得Ck，Bk，则只需满足以下的式子即可根据上式可化简为：B(k)=E[X(k)]-C(k)Σl=0N-1H(l)S(l-k)E[X(l)]]]>C(k)={E[X(k)X(k)H]S(0)HH(k)H-E[X(k)]Σl=0N-1E[X(l)H]S(l-k)HH(l)H本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于存在频偏的空间调制系统的迭代MMSE软检测方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、接收端利用迭代MMSE的方法检测信号，具体步骤如下：S11、利用先验信息求解迭代检测MMSE滤波器的系数，接收信号可以表示为： 其中，S(k)表示频偏矩阵S12、MMSE检测方法估计出发射信号向量可表示为：其中，是MMSE滤波器的系数，Nt表示发射天线的数目，Nr表示接收天线的数目；S13、求得MMSE滤波器系数Ck，Bk的方法如下： 若求得Ck，Bk，则只需满足以下的式子即可根据上式可化简为：，其中，则C(k)，B(k)可化简为：，由上可推导出估计的发送信号为：S2、利用先验信息LLR求解迭代检测器的软信息和外信息，具体步骤如下：S21、基于先验信息LLR求解SM符号的均值和方差以及自相关系数：其中，S表示SM符号星座点的集合，P(Xk＝ai)表示Xk＝ai的概率，可由先验信息求解，如下所示：La(bn)表示先验信息；S22、根据S1计算MMSE滤波器的系数Ck，并结合Yk得到估计的发送信号如下：S3、计算基于最大后验检测(MAP)的外信息Le(bn)(n∈(1,B))，具体步骤如下：S31、通过最大后验准则的输出外信息可表示为：其中，和表示SM符号的子集，且满足表示第k个SM符号的概率矩阵，可表示为：其中，和表示表示估计符号的均值和方差，则uk可表示为：uk=E(X^k|Xk=ai)=E(CkΣl=0K-1HlSl-kXl+Cknk+Bk|Xk=ai)=CkHkS0ai;]]>S32、由于每根发射天线发射信号相同的随机属性，故假设符号的每个元素都满足同方差的复高斯分布，所以可由得到方差其中Dk可表示为的方差矩阵：Dk=D(X^k|Xk=ai)=D(CkΣl=0K-1HlSl-kXl+Cknk+Bk|Xk=ai)=Ck[Σl=0,l≠kK-1HlSl-kD(Xl)Sl-kHHlH]CkH+σ2CkCkH]]>故：可简化为：S4、求解第k个子载波上的SM符号为：...

【技术特征摘要】
1.一种基于存在频偏的空间调制系统的迭代MMSE软检测方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、接收端利用迭代MMSE的方法检测信号，具体步骤如下：S11、利用先验信息求解迭代检测MMSE滤波器的系数，接收信号可以表示为：其中，S(k)表示频偏矩阵S12、MMSE检测方法估计出发射信号向量可表示为：其中，是MMSE滤波器的系数，Nt表示发射天线的数目，Nr表示接收天线的数目；S13、求得MMSE滤波器系数Ck，Bk的方法如下：若求得Ck，Bk，则只需满足以下的式子即可根据上式可化简为：，其中，则C(k)，B(k)可化简为：，由上可推导出估计的发送信号为：S2、利用先验信息LLR求解迭代检测器的软信息和外信息，具体步骤如下：S21、基于先验信息LLR求解SM符号的均值和方差以及自相关系数：其中，S表示SM符号星座点的集合，P(Xk＝ai)表示Xk＝ai的概率，可由先验信息求解，如下所示：La(bn)表示先验信息；S22、根据S1计算MMSE滤波器的系数Ck，并结合Yk得到估...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱媛媛，赵岩，肖悦，李少谦，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川;51