一种差分空间调制传输方法、发射机和接收机技术

本申请公开了一种差分空间调制传输方法，包括：根据

【技术实现步骤摘要】
一种差分空间调制传输方法、发射机和接收机
本申请属于通信抗干扰
，涉及差分空间调制(DifferentialSpatialModulation，DSM)技术、空时编码、多输入多输出(MultipleInputMultipleOutput,MIMO)等技术，具体来说，涉及一种结合空时编码的差分空间调制传输方法、发射机和接收机。
技术介绍
空间调制(SM)技术是近年来提出的一种新的MIMO传输技术，该技术也可以看作一种利用天线资源的新型调制技术。其基本原理是：通过激活不同的发射天线，将激活天线的索引值用于调制比特信息。空间调制的每个时隙只有一根天线被激活，因而能够有效地避免传统MIMO系统中的多天线干扰和发射天线间同步的问题，并降低了MIMO系统的实现成本，引起了业界的广泛关注。然而，传统空间调制的相干检测接收端需要已知信道状态信息，因此需要发送端插入大量参考信号，用于接收端估计信道状态信息。参考信号所带来的开销正比于发射端的发射天线数量，当发射天线数较多时，参考信号所带来的开销将会降低系统的频谱效率，影响系统的性能，而信道估计也会增加一定复杂度。为了解决这一问题，提出了差分空间调制(differentialspatialmodulation,DSM)系统。如图1所示，差分空间调制传输信息比特分为两部分，一部分比特用于选择索引矩阵A'q，另一部分比特用于调制Nt个星座符号。索引矩阵和星座符号调制可以构成符号矩阵块当前符号矩阵块Xk与前一时隙传输矩阵Sk-1在发射端经过差分编码后得到Sk，发射Sk，因而接收端在不知道信道信息的前提下可以通过差分解码来恢复信号。因此，差分空间调制因其可以有效避免信道估计而引起了广泛关注。虽然差分空间调制能够通过发射端的差分操作，使得接收端能够不进行信道估计完成发送信号的解调。但是传统的差分空间调制会引起性能的损失。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，基于传统的差分空间调制系统，提出一种差分空间调制传输方法、发射机和接收机，从而利用分集增益有效地提升性能。本申请公开了一种差分空间调制传输方法，应用于发射机，包括：A、根据维的索引矩阵构造索引矩阵Aq,q∈(1,Q)，其中，Nt为发射天线数，N为所采用的编码技术的编码矩阵的维度；为向下取整函数；B、将差分空间调制传输信息比特分成两部分：第一部分信息比特和第二部分信息比特；用第一部分信息比特映射索引矩阵；用第二部分信息比特映射星座符号；C、对星座符号进行空时编码得到符号矩阵块；D、根据传输矩阵块和符号矩阵块进行差分编码，得到差分编码后的传输矩阵块；E、将得到的传输矩阵块由发射天线发射。较佳的，所述A包括：A1、确定所述维索引矩阵的集合，从中选择个索引矩阵A'q，每个索引矩阵A'q对应一个索引向量其中，分别为所述索引矩阵A'q的每一列中非零元素的位置；A2、将选择出的个索引矩阵中每个索引矩阵A'q中的元素1变为N*N维的单位矩阵I，并将每个索引矩阵A'q中的元素0变为N*N维的零矩阵O，得到索引矩阵Aq；所得到的每个索引矩阵Aq对应一个索引矩阵A'q及步骤A1中的Nt/N维的索引向量较佳的，所述第一部分信息比特的比特数为所述第二部分信息比特的比特数为其中，分别为Nt个星座符号的调制阶数。较佳的，所述用第一部分信息比特映射索引矩阵包括：从(Nt/N)！个索引矩阵中选取Q个作为有效矩阵，并用个比特在Q个有效矩阵中选择索引矩阵。较佳的，所述C包括：对于Nt个星座符号每两个符号进行一个空时块编码STBC或空频块编码SFBC，产生编码块并根据得到第k个符号矩阵块Xk，其中，diag(x)表示将向量x表示为对角矩阵，对角线上的元素为向量x的元素。较佳的，所述D包括：根据第(k-1)个传输矩阵块Sk-1和第k个符号矩阵块Xk进行差分编码，得到第k个传输矩阵块Sk＝XkSk-1；其中，S1为单位矩阵，不携带信息比特，第k个符号矩阵块为本申请还公开了一种发射机，包括：传输矩阵构造模块，用于根据维的索引矩阵构造索引矩阵Aq,q∈(1,Q)，其中，Nt为发射天线数，N为所采用的编码技术的编码矩阵的维度，为向下取整函数；调制模块，用于将差分空间调制传输信息比特分成两部分：第一部分信息比特和第二部分信息比特；用第一部分信息比特映射索引矩阵；用第二部分信息比特映射星座符号；编码模块，用于对星座符号进行空时编码得到符号矩阵块；差分编码模块，用于根据传输矩阵块和符号矩阵块进行差分编码，得到差分编码后的传输矩阵块；传输模块，用于得到的传输矩阵块进行传输。本申请还公开了一种差分空间调制数据接收方法，应用于接收机，包括：a、根据第k个接收矩阵块Yk构造辅助矩阵Yk′；b、根据第k-1个接收矩阵块Yk-1构造辅助矩阵Gk；c、对于i＝1,2,…,Nt/N，利用辅助矩阵Yk′和辅助矩阵Gk进行数据检测得到其中，Nt为发射端的发射天线数，N为发射端所采用的编码技术的编码矩阵的维度，表示索引矩阵Aq对应的维的索引矩阵的第i个天线索引，表示第2i-1和2i时隙的星座符号；根据所述得到索引矩阵的索引向量以及得到Nt个星座符号d、对于索引向量用天线矩阵映射规则解调得到对应的索引比特；根据解调符号得到对应的传输比特。较佳的，所述根据第k个接收矩阵块Yk构造辅助矩阵Yk′包括：根据第k个接收矩阵块构造辅助矩阵Yk′：其中，yj,k为Yk的第j列(j＝1,…,Nt)，为Yk′的第i列(i＝1,…,Nt/N)，Nr为接收天线数。较佳的，所述根据第k-1个接收矩阵块Yk-1构造辅助矩阵Gk包括：根据构造辅助矩阵Gk：其中，yj,k-1为Yk-1的第j列(j＝1,…,Nt)，为Gk的第2i-1列和第2i列组成的矩阵(i＝1,…,Nt/N)。较佳的，所述利用辅助矩阵Yk′和矩阵Gk进行检测包括：计算其中Q(·)是解调函数，得到索引和符号的初步值本申请还公开了一种接收机，包括：第一辅助矩阵构造模块，用于根据第k个接收矩阵块Yk构造辅助矩阵Yk′；第二辅助矩阵构造模块，用于根据第k-1个接收矩阵块Yk-1构造辅助矩阵Gk；符号矩阵块估计模块，用于对i＝1,2,…,Nt/N，利用辅助矩阵Yk′和辅助矩阵Gk进行数据检测得到其中，Nt为发射端的发射天线数，N为发射端所采用的编码技术的编码矩阵的维度，表示索引矩阵Aq对应的维的索引矩阵的第i个天线索引，表示第2i-1和2i时隙的星座符号；根据所述可以得到索引矩阵的索引向量以及得到Nt个星座符号空间解调模块，用于对于索引矩阵用天线矩阵映射规则解调得到对应的索引比特；根据解调符号得到对应的传输比特。由上述技术方案可见，本申请提供了一种差分空间调制传输技术，通过结合空时编码和空时块编码，提高了差分空间调制系统的性能，并且降低了由于参考信号带来的开销。与传统的差分空间调制系统相比，在相同天线配置和频谱效率的情况下，新型的空间调制传输方案可以获得更大的分集增益。附图说明图1为传统DSM系统框图；图2为本申请DSM-STBC发射机框图；图3为传统DSM与本申请的BER性能对比示意图；图4为传统DSM与本申请的BER性能对比示意图；图5为本申请一较佳发射机的组成结构示意图；图6为本申请一较佳接收机的组成结构示意图。具体实施方式为使本申请的目的、技术方案及优点更本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种差分空间调制传输方法，应用于发射机，其特征在于，包括：A、根据

【技术特征摘要】
1.一种差分空间调制传输方法，应用于发射机，其特征在于，包括：A、根据维的索引矩阵构造索引矩阵Aq,q∈(1,Q)，其中，Nt为发射天线数，N为所采用的编码技术的编码矩阵的维度；为向下取整函数；B、将差分空间调制传输信息比特分成两部分：第一部分信息比特和第二部分信息比特；用第一部分信息比特映射索引矩阵；用第二部分信息比特映射星座符号；C、对星座符号进行空时编码得到符号矩阵块；D、根据传输矩阵块和符号矩阵块进行差分编码，得到差分编码后的传输矩阵块；E、将得到的传输矩阵块由发射天线发射。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述A包括：A1、确定所述维索引矩阵的集合，从中选择个索引矩阵A'q，每个索引矩阵A'q对应一个索引向量其中，分别为所述索引矩阵A'q的每一列中非零元素的位置；A2、将选择出的个索引矩阵中每个索引矩阵A'q中的元素1变为N*N维的单位矩阵I，并将每个索引矩阵A'q中的元素0变为N*N维的零矩阵O，得到索引矩阵Aq；所得到的每个索引矩阵Aq对应一个索引矩阵A'q及步骤A1中的Nt/N维的索引向量3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述第一部分信息比特的比特数为所述第二部分信息比特的比特数为其中，分别为Nt个星座符号的调制阶数。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述用第一部分信息比特映射索引矩阵包括：从(Nt/N)！个索引矩阵中选取Q个作为有效矩阵，并用个比特在Q个有效矩阵中选择索引矩阵。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述C包括：对于Nt个星座符号每两个符号进行一个空时块编码STBC或空频块编码SFBC，产生编码块并根据得到第k个符号矩阵块Xk，其中，diag(x)表示将向量x表示为对角矩阵，对角线上的元素为向量x的元素。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述D包括：根据第(k-1)个传输矩阵块Sk-1和第k个符号矩阵块Xk进行差分编码，得到第k个传输矩阵块Sk＝XkSk-1；其中，S1为单位矩阵，不携带信息比特，第k个符号矩阵块为7.一种发射机，其特征在于，包括：传输矩阵构造模块，用于根据维的索引矩阵构造索引矩阵Aq,q∈(1,Q)，其中，Nt为发射天线数，N为所采用的编码技术的编码矩阵的维度，为向下取整函数；调制模块，用于将差分空间调制传输信息比特分成两部分：第一部分信息比特和第二部分信息比特；用第一部分信息比特映射索引矩阵；用第二部分信息比特映射星座符号；编码模块，用于对星座符号进行空时编码得到符号矩阵块；差分编码模块，用于根据传输矩阵块和符号矩阵块进行差分编码，得到差分编码后的传输矩阵块；传输模块，用于得到的传输矩阵块进行传输。8.一种差分空间调制数据接收方法，应用...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖丽霞，刘江，肖悦，钱辰，喻斌，
申请(专利权)人：北京三星通信技术研究有限公司，三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：北京,11