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广义空间调制通信系统中发射端的活跃天线组的选择方法技术方案

技术编号:18292057 阅读:48 留言:0更新日期:2018-06-24 07:53
本发明专利技术公开了一种广义空间调制通信系统中发射端的活跃天线组的选择方法,包括:在广义空间调制通信系统中的接收端进行信道估计,并通过反馈信道将估计出的信道状态信息发送到发射端;发射端接收所述信道状态信息,并利用平方极大极小欧式距准则处理所述信道状态信息,确定发射端的各个活跃天线组对应的最小平方欧式距;发射端比较各个活跃天线组对应的最小平方欧式距,将值最大的最小平方欧式距对应的活跃天线组选择为广义空间调制通信系统的活跃天线组。该方法能够提高广义空间调制通信系统中信号传输的效率,在极大极小欧式距准则下能够取得最好的误符号率性能,同时相比现有的穷举算法降低了一半以上的计算复杂度,提升了系统性能。

【技术实现步骤摘要】
广义空间调制通信系统中发射端的活跃天线组的选择方法
本专利技术涉及通信
,尤其涉及一种基于广义空间调制通信系统中发射端的活跃天线组的选择方法。
技术介绍
空间调制(SM)技术作为一种MIMO技术,在同一时刻只有一根发射天线发射星座映射点,其具有传统的多输入多输出技术所不具备的优势,包括具有极高的能量效率(EE)与较高的频谱效率(SE)、接收机设计复杂度低、发射机设计简单等,这些优势也让其成为第五代移动通信(5G)中的热点备选技术之一。作为SM技术的一种扩展技术,广义空间调制(GenSM)技术被提出用来提升传统SM技术的频谱效率。在GenSM技术中,在每一时隙有超过一个发射天线活跃来传输符号,因此在空间域活跃天线组可以用来传递更多信息。然而,作为一个组合数,GenSM系统中的活跃天线对的数目通常不是2的整数次幂,因此需要在发射端引入活跃天线组选择技术。然而,传统的活跃天线组选择技术都存在一定的问题,只针对复杂度或误符号率的单一指标,比如基于信道状态分布的活跃天线组选择技术,复杂度低但是误符号率性能提升有限;而穷举算法虽然能获得在极大极小欧式距准则下最优的误符号率性能,但其计算复杂度非常高。
技术实现思路
本专利技术的目的旨在至少在一定程度上解决上述的技术问题之一。为此,本专利技术的第一个目的在于提出的广义空间调制通信系统中发射端的活跃天线组的选择方法,能够提高广义空间调制通信系统中信号传输的效率,在极大极小欧式距准则下能够取得最好的误符号率性能,同时相比现有的穷举算法降低了一半以上的计算复杂度,提升了系统性能。为了实现上述目的,本专利技术第一方面实施例的广义空间调制通信系统中发射端的活跃天线组的选择方法,包括:在广义空间调制通信系统中的接收端进行信道估计,并通过反馈信道将估计出的信道状态信息发送到发射端;发射端接收所述信道状态信息,并利用平方极大极小欧式距准则处理所述信道状态信息,确定发射端的各个活跃天线组对应的最小平方欧式距;发射端比较各个活跃天线组对应的最小平方欧式距,将值最大的最小平方欧式距对应的活跃天线组选择为广义空间调制通信系统的活跃天线组。如上所述的方法,所述平方极大极小欧式距准则为:其中,为第n个活跃天线组的组合中的所有发射符号集合,n为正整数;H为信道矩阵,d2为活跃天线组对应的最小平方欧式距。如上所述的方法,所述利用平方极大极小欧式距准则处理所述信道状态信息,得到发射端的各个活跃天线组对应的最小平方欧式距,包括:针对第n个活跃天线组,建立Ψn-1棵树,其中,每棵树都有Nr层;对第i颗树,确定第一距离为:以及确定第二距离为:其中,为第i颗树的第k层的子节点,为第i颗树的最底层的子节点;比较各个第二距离,将值最小的第二距离确定为第i颗树的最小平方欧式距;比较第n个活跃天线组的各颗树的最小平方欧式距,将值最大的最小平方欧式距确定为第n个活跃天线组对应的最小平方欧式距。如上所述的方法,所述针对第n个活跃天线组,建立Ψn-1棵树,包括:根据矩阵G和矩阵D建立第n个活跃天线组的Ψn-1棵树;其中,矩阵G用于存储所有的矩阵D用于存储所有的发送符号间的平方欧式距;其中,所有可能的发射符号如上所述的方法,所述根据矩阵G和矩阵D建立第n个活跃天线组的Ψn-1棵树,包括:根据矩阵G和矩阵D依次建立第n个活跃天线组的各棵树;针对当前树,根据矩阵G和矩阵D计算当前树的当前层的最小平方欧式距;判断当前层是否为第Nr层或当前层的最小平方欧式距是否大于标量s,若判断结果为否,则根据矩阵G和矩阵D迭代计算当前树的下一层的最小平方欧式距,直至下一层为第Nr层或下一层的最小平方欧式距是否大于标量s,以完成当前树的建立。如上所述的方法,还包括:根据当前树的最小平方欧式距更新标量s。如上所述的方法,在所述发射端接收所述信道状态信息之前,包括:按照第一预定传输模式对待传输广义空间调制系统的比特流进行编码、比特分块、星座图映射。如上所述的方法,所述第一预定传输模式包括:系统工作频段、工作带宽、扰码方式、编码方式、星座映射方式。如上所述的方法,在所述将值最大的最小平方欧式距对应的活跃天线组选择为广义空间调制通信系统的活跃天线组之后,还包括:按照第二预定传输模式对待传输广义空间调制系统的比特流进行天线对映射、调制、组帧、模拟前端处理、信道传输、模拟后端处理、解帧、解调、信道估计、活跃天线对及星座图检测。如上所述的方法,所述第二预定传输模式包括:系统天线对映射方式、交织方式、调制方式以及组帧方式。本专利技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本专利技术的实践了解到。附图说明本专利技术上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中,图1为本专利技术一实施例提供的广义空间调制通信系统中发射端的活跃天线组的选择方法的流程示意图;图2为本专利技术示例性的第n个活跃天线组对应的一组树的示意图;图3为图2所示的一组树中第i颗树的示意图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本专利技术,而不能理解为对本专利技术的限制。下面参考附图描述本专利技术实施例的广义空间调制通信系统中发射端的活跃天线组的选择方法的流程示意图。图1为本专利技术一实施例提供的广义空间调制通信系统中发射端的活跃天线组的选择方法的流程示意图。如图1所示,本实施例提供的广义空间调制通信系统中发射端的活跃天线组的选择方法,包括以下步骤:S101、在广义空间调制通信系统中的接收端进行信道估计,并通过反馈信道将估计出的信道状态信息发送到发射端。具体地,在接收端进行信道估计后,通过反馈信道将估计出的信道状态信息传递到发射端,假设信道估计能够获得完美的信道状态信息,该完美的信道状态信息通过反馈信道传递到发射端。S102、发射端接收所述信道状态信息,并利用平方极大极小欧式距准则处理所述信道状态信息,确定发射端的各个活跃天线组对应的最小平方欧式距。在本专利技术的一个实施例中,在步骤S102之前,广义空间调制通信系统中发射端的活跃天线组的选择方法还包括:按照第一预定传输模式对待传输广义空间调制系统的比特流进行编码、比特分块、星座图映射。其中,第一预定传输模式包括:系统工作频段、工作带宽、扰码方式、编码方式、星座映射方式。在此先介绍极大极小欧式距准则:为了简化分析,本专利技术将极大极小欧式距准则被改写为平方极大极小欧式距准则:由公式(2)可知,平方极大极小欧式距准则在本质上与极大极小欧式距准则是一致的,增加平方只是为了便于算法的操作。在本专利技术的一个实施例中,步骤S102的具体实现方式为:步骤S21、针对第n个活跃天线组,建立Ψn-1棵树。具体地,假设广义空间调制系统的发送天线数为Nt,每一时隙的活跃天线数为Na,接收天线数为Nr,星座图映射点数为M,信道矩阵为H,接收信号为y,发送信号为x。系统中所有可选的活跃天线组数为所有Ca个活跃天线组中被系统利用的活跃天线组的个数为所有可能的发射符号为其中每一对应一个M阶星座点。在广义空间调制通信系统中,共有个活跃天线组的组合,并且每一活跃天线组的组合都包括有Cu个活跃天线本文档来自技高网...
广义空间调制通信系统中发射端的活跃天线组的选择方法

【技术保护点】
1.一种广义空间调制通信系统中发射端的活跃天线组的选择方法,其特征在于,包括:在广义空间调制通信系统中的接收端进行信道估计,并通过反馈信道将估计出的信道状态信息发送到发射端;发射端接收所述信道状态信息,并利用平方极大极小欧式距准则处理所述信道状态信息,确定发射端的各个活跃天线组对应的最小平方欧式距;发射端比较各个活跃天线组对应的最小平方欧式距,将值最大的最小平方欧式距对应的活跃天线组选择为广义空间调制通信系统的活跃天线组。

【技术特征摘要】
1.一种广义空间调制通信系统中发射端的活跃天线组的选择方法,其特征在于,包括:在广义空间调制通信系统中的接收端进行信道估计,并通过反馈信道将估计出的信道状态信息发送到发射端;发射端接收所述信道状态信息,并利用平方极大极小欧式距准则处理所述信道状态信息,确定发射端的各个活跃天线组对应的最小平方欧式距;发射端比较各个活跃天线组对应的最小平方欧式距,将值最大的最小平方欧式距对应的活跃天线组选择为广义空间调制通信系统的活跃天线组。2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述平方极大极小欧式距准则为:其中,为第n个活跃天线组的组合中的所有发射符号集合,n为正整数;H为信道矩阵,d2为活跃天线组对应的最小平方欧式距。3.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述利用平方极大极小欧式距准则处理所述信道状态信息,得到发射端的各个活跃天线组对应的最小平方欧式距,包括:针对第n个活跃天线组,建立Ψn-1棵树,其中,每棵树都有Nr层;对第i颗树,确定第一距离为:以及确定第二距离为:其中,为第i颗树的第k层的子节点,为第i颗树的最底层的子节点;比较各个第二距离,将值最小的第二距离确定为第i颗树的最小平方欧式距;比较第n个活跃天线组的各颗树的最小平方欧式距,将值最大的最小平方欧式距确定为第n个活跃天线组对应的最小平方欧式距。4.如权利要求3所述的方法,其特征在于,所述针对第n个活跃天线组,建立Ψn-1棵树,包括:根据矩阵G和矩阵D建立第n个活跃天线组的Ψn-1棵树;其中,矩阵G用于存储所有的矩阵D用于存...

【专利技术属性】
技术研发人员:王劲涛孙跃潘长勇宋健
申请(专利权)人:清华大学
类型:发明
国别省市:北京,11

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