本发明专利技术公开了一种用于高维信号传输的正交空间编码调制系统及方法，本发明专利技术的系统包括传输模块，正交空间解调制模块，译码模块，编码模块，天线选择模块，高维信号调制模块，本发明专利技术的方法引入了Gallager映射和高维星座，具体步骤包括：(1)对信源序列进行编码；(2)对码字序列进行分组；(3)根据Gallager映射规则选择两根发送天线；(4)用信号比特向量选择高维星座点；(5)传输高维信号；(6)对接收信号进行检测；(7)对信号软信息进行译码。本发明专利技术提升了正交空间调制系统的传输谱效率，利用多维信号空间获得了更好的误码性能。
【技术实现步骤摘要】
用于高维信号传输的正交空间编码调制系统及方法
本专利技术属于通信
，更进一步涉及编码调制
中的一种用于高维信号传输的正交空间编码调制系统及方法。本专利技术可应用于无线通信和广播通信
中的空间调制系统来根据空域虚拟的星座图调制部分比特序列。
技术介绍
作为一种新型多输入多输出MIMO技术，空间调制最早用于抑制多输入多输出MIMO传输方案中天线间的严重干扰，与此同时可以较大地提升传输的频谱效率。其基本思想是，在每个传输时隙，将激活其中一根天线，并在此天线上进行传统的数字调制。由此，天线索引和信号同时传输信息。空间调制技术因为其具有较高的频谱效率和较低的检测复杂度，成为了下一代通信中的关键候选技术。在传统的空间调制技术中，在一个传输时隙，通常只能激活一根天线，其余的天线将保持静默状态，因此天线资源实际是有所浪费的。同时，在第五代移动通信5G中，将大力提升高谱效、超大容量传输技术的应用。在此情况下，许多关于空间调制的研究致力于充分利用闲置的天线，进一步提升传输的谱效率。目前主要有两种改进方案，分别是广义空间调制GSM和正交空间调制QSM。天津大学在其申请的专利文献“一种广义空间调制系统”(申请公布号：CN101841397A，申请号：201010144355.X)中公开了一种根据空域虚拟的星座图调制部分比特序列的空间调制系统。该系统包括广义空间调制映射器模块、发送天线检测模块以及数字调制解映射模块。其中广义空间调制映射器模块，将一部分带调制信息映射为不同的发送天线组合，将待发送信息中的剩余部分映射到数字调制星座图，数字调制后的符号在所选择的发送天线上同时传输；发送天线检测模块，实现传输数据天线的检测；数字调制解映射模块，根据发送天线校验结果实现解映射。该系统存在的不足之处是：由于每次传输所有选择的天线发送相同的数字调制信号，因此系统的频谱效率低。Mesleh等人在其发表论文“Quadraturespatialmodulation”(IEEETransactiononVehicularTechnology,Volume:64,NO.6,June2015)中公开了一种根据空域模拟的星座图调制部分比特序列的空间调制方法。该方法通过引入空间星座维度从而提升空间调制技术的谱效率。在同一时隙，最多同时激活两根天线，并在两根天线上联合传输一个复数信号。若空间矢量选择的两根天线不同，则在两根天线上分别传输这个复数信号的实部和虚部；若两次选择的天线相同，则直接在这根天线上传输复数信号。该方法存在的不足之处是：1)由于在一根天线仅传输了一维信号，因此该方法调制信号的自由度受限；2)由于直接对信息序列进行调制，因此该方法的检错能力差。
技术实现思路
本专利技术针对上述现有技术的不足，提出一种用于高维信号传输的正交空间编码调制系统及方法，将实现在一个时隙，利用两根不同的激活天线，联合传输一个高维信号，以达到更高效的信息传输目的。本专利技术的系统包括传输模块，正交空间解调制模块，译码模块，编码模块，天线选择模块，高维信号调制模块，其中，所述的传输模块，用于将高维信号分解为正交分量和同向分量的两个分量，用两根不同的激活发送天线分别传输高维信号的两个分量；所述的正交空间解调制模块，用于对接收信号进行解调，得到激活天线和高维星座点的信号软信息；所述的译码模块，用于对信号软信息进行译码，恢复出信源序列；所述的编码模块，用于对信源序列进行编码；所述的天线选择模块，用于选择两根不同的激活发送天线；所述的高维信号调制模块，用于将信号比特向量映射为高维信号。本专利技术方法的具体步骤如下：(1)对信源序列进行编码：(1a)使用信源处理器，对待发送的声音、图像信息进行模数转换，得到信源序列；(1b)使用编码模块对信源序列编码，得到码字序列；(2)对码字序列进行分组：将码字序列分为三部分，第一、二部分为相同长度的空间比特向量，第三部分为信号比特向量；(3)根据Gallager映射规则选择两根发送天线：(3a)对第一部分二进制的空间比特向量做十进制转换，得到小于发送天线总数的一个十进制数，选择与十进制数相等的编号天线，作为第一根激活发送天线；(3b)对第二部分二进制的空间比特向量做十进制转换，得到小于发送天线总数的一个十进制数，选择与十进制数相等的编号天线，作为第二根激活发送天线；(3c)当两根发送天线的编号相等时，利用更新公式，计算第二根激活发送天线的编号；(4)用信号比特向量选择高维星座点：(4a)利用星座点总数公式，计算高维星座两个复数星座中每个复数星座的星座点总数：(4b)对两个复数星座做笛卡尔积操作，得到一个高维星座(4c)判断正交空间编码调制系统高维星座的星座点总数与高维星座的星座点总数是否相等，若是，则执行步骤(4d)，否则，执行步骤(4e)；(4d)将高维星座作为正交空间编码调制系统的高维星座；(4e)从高维星座中删除n个欧式距离最小的星座点，得到正交空间编码调制系统的高维星座，其中，n＝m1×m2-M，m1表示高维星座中第1个复数星座的星座点总数，m2表示高维星座中第2个复数星座的星座点总数，M表示正交空间编码调制系统高维星座的星座点总数；(4f)对二进制的信号比特向量做十进制转换，得到小于高维星座星座点总数的一个十进制数，选择与十进制数相等的编号星座点，作为待传输的高维信号；(5)传输高维信号：(5a)将高维信号在两个复数星座上进行投影，得到正交分量和同向分量的两个分量，其中，正交分量与高维星座中第一个复数星座的星座点相对应，同向分量与高维星座中第二个复数星座的星座点相对应；(5b)用第一根激活发送天线传输高维信号的正交分量，用第二根激活发送天线传输高维信号的同向分量；(5c)接收端接收经过无线信道传输的有扰信号；(6)对接收信号进行检测：使用正交空间解调制模块，对接收信号进行解调，得到激活天线和高维星座点的信号软信息；(7)对信号软信息进行译码：使用译码模块，对信号软信息进行译码，恢复出信源序列。本专利技术与现有技术相比具有以下优点：第一，由于本专利技术的系统中的编码模块可用于对信源序列进行编码，再对编码后的码字序列进行调制，克服了现有技术中直接对信源序列进行调制导致系统纠错能力差的不足，使得本专利技术的系统具有抗噪能力强的优点；第二，由于本专利技术的系统中的天线选择模块可用于选择两根不同的激活发送天线，克服了现有技术中当选择一根发送天线时导致分集增益低的不足，使得本专利技术的系统具有分集增益高的优点；第三，由于本专利技术的系统中的高维信号调制模块，用于将信号比特向量映射为高维信号，克服了现有技术中的二维星座星座点间欧式距离小导致系统容错能力差的不足，使得本专利技术的系统具有更好的容错性能。第四，由于本专利技术的方法在两根天线上分别传输一个复数信号，克服了现有技术中多根天线发送相同的数字调制符号而导致频谱效率低的不足，使得本专利技术的方法可以高效的传输信息序列，提高了空间调制技术的频谱效率；第五，由于本专利技术的方法用Gallager映射选择两根不同的天线，用以联合传输高维信号，克服了现有技术中调制信号的自由度受限的不足，使得本专利技术的方法可以充分利用调制信号的自由度，具有调制信号自由度高的优点；第六，由于本专利技术的方法在发送端先对信息序列进行编码，再进行正交空间调制，接本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于高维信号传输的正交空间编码调制系统，包括传输模块，正交空间解调制模块，译码模块，其特征在于，还包括编码模块，天线选择模块，高维信号调制模块，其中，所述的传输模块，用于将高维信号分解为正交分量和同向分量的两个分量，用两根不同的激活发送天线分别传输高维信号的两个分量；所述的正交空间解调制模块，用于对接收信号进行解调，得到激活天线和高维星座点的信号软信息；所述的译码模块，用于对信号软信息进行译码，恢复出信源序列；所述的编码模块，用于对信源序列进行编码；所述的天线选择模块，用于选择两根不同的激活发送天线；所述的高维信号调制模块，用于将信号比特向量映射为高维信号。
【技术特征摘要】
1.一种用于高维信号传输的正交空间编码调制系统，包括传输模块，正交空间解调制模块，译码模块，其特征在于，还包括编码模块，天线选择模块，高维信号调制模块，其中，所述的传输模块，用于将高维信号分解为正交分量和同向分量的两个分量，用两根不同的激活发送天线分别传输高维信号的两个分量；所述的正交空间解调制模块，用于对接收信号进行解调，得到激活天线和高维星座点的信号软信息；所述的译码模块，用于对信号软信息进行译码，恢复出信源序列；所述的编码模块，用于对信源序列进行编码；所述的天线选择模块，用于选择两根不同的激活发送天线；所述的高维信号调制模块，用于将信号比特向量映射为高维信号。2.一种用于高维信号传输的正交空间编码调制方法，其特征在于，根据Gallager映射规则，激活两根不同的发送天线，用以联合传输高维信号，该方法的步骤包括如下：(1)对信源序列进行编码：(1a)使用信源处理器，对待发送的声音、图像信息进行模数转换，得到信源序列；(1b)使用编码模块对信源序列编码，得到码字序列；(2)对码字序列进行分组：将码字序列分为三部分，第一、二部分为相同长度的空间比特向量，第三部分为信号比特向量；(3)根据Gallager映射规则选择两根发送天线：(3a)对第一部分二进制的空间比特向量做十进制转换，得到小于发送天线总数的一个十进制数，选择与十进制数相等的编号天线，作为第一根激活发送天线；(3b)对第二部分二进制的空间比特向量做十进制转换，得到小于发送天线总数的一个十进制数，选择与十进制数相等的编号天线，作为第二根激活发送天线；(3c)当两根发送天线的编号相等时，利用更新公式，计算第二根激活发送天线的编号；(4)用信号比特向量选择高维星座点：(4a)利用星座点总数公式，计算高维星座两个复数星座中每个复数星座的星座点总数：(4b)对两个复数星座做笛卡尔积操作，得到一个高维星座(4c)判断正交空间编码调制系统高维星座的星座点总数与高维星座的星座点总数是否相等，若是，则执行步骤(4d)，否则，执行步骤(4e)；(4d)将高维...
【专利技术属性】
技术研发人员：白宝明，窦欣，王力男，冯丹，何庆黎，郑贱平，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，中国电子科技集团公司第五十四研究所，
类型：发明
国别省市：陕西,61
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。