本发明专利技术公开了一种基于天线索引矢量拓展的空间调制方法及系统，该方法包括：将一个输入的数据块比特数分为两个数据块；将第一数据块映射到天线索引矢量集中一个天线索引矢量；根据矢量索引号确定选择的QAM或次级QAM星座；将第二数据块映射到确定的QAM或次级QAM星座点上；利用索引矢量将星座符号调制到激活的发射天线上。该系统为应用于上述方法的系统。通过使用本发明专利技术，与传统QAM星座相结合，基于相邻发射符号之间最小欧式距离理论设计次级QAM星座；利用QAM和次级QAM星座，拓展天线索引矢量的数目，使得发射信号时携带更多额外索引信息比特，从而提高频谱利用率和无线通信的可靠性。本发明专利技术可广泛应用于无线通信技术领域。本发明专利技术可广泛应用于无线通信技术领域。本发明专利技术可广泛应用于无线通信技术领域。
【技术实现步骤摘要】
一种基于天线索引矢量拓展的空间调制方法及系统
[0001]本专利技术属于无线通信
，尤其涉及一种基于天线索引矢量拓展的空间调制方法。
技术介绍
[0002]通过挖掘空间调制(SM)方案中空间星座的维数，提出的正交空间调制(QSM)，不仅保留了SM方案的内在特性，而且比SM方案多提供了log2(N
t
)额外索引信息比特数。N
t
为发射天线数量。另一方面，将星座符号与空间星座设计相结合，提出的增强型空间调制(ESM)、基于多索引调制的广义空间调制(GSM
‑
MIM)和基于三维星座的正交索引调制(QIM
‑
TDC)拓展了用于传输额外索引信息比特的天线索引矢量的数量，提高了数据传输速率和无线通信的可靠性。此外，SQSM进一步利用拓展空间星座的维数来实现数据传输速率的增长，以及基于空间星座设计的空间调制(SM
‑
SC)挖掘出新的符号分组索引维度来实现更多额外索引信息比特数的传输，并通过设计多维星座来提高可靠性。
[0003]但是，SM、ESM、QSM、SQSM和QIM
‑
TDC等方案的发射天线总数仅限于2的次幂关系。为了保留SM/QSM方案的内在特性和克服发射天线数量受限于2的次幂的缺点，本专利技术充分利用空闲天线资源，通过对天线索引矢量的进一步挖掘来实现数据传输速率的提高，但是目前没有一种有效的针对于天线索引矢量的扩展方法，从而导致无法有效的提高数据传输速率。
技术实现思路
[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术的目的是提供一种基于天线索引矢量拓展的空间调制(EISM)方法，与激活天线组合相结合，利用两个不同星座扩展天线索引矢量的数量，以致传输更多额外天线索引信息比特，提高数据传输速率。
[0005]本专利技术所采用的第一技术方案是：一种基于天线索引矢量拓展的空间调制方法，包括以下步骤：
[0006]S1、基于比特流分离器将一个输入的数据块比特数分为两个数据块，得到第一数据块和第二数据块；
[0007]S2、基于天线索引矢量选择器将第一数据块映射到天线索引矢量集中一个天线索引矢量，得到一个矢量索引号和对应的索引矢量；
[0008]S3、基于比较器根据矢量索引号确定选择的QAM或次级QAM星座；
[0009]S4、基于调制器将第二数据块映射到确定的QAM或次级QAM星座点上，得到星座符号；
[0010]S5、基于调制器将第二数据块映射到确定的QAM或次级QAM星座点上，得到二维星座符号。
[0011]进一步，所述基于比特流分离器将一个输入的数据块比特数分为两个数据块，得到第一数据块和第二数据块这一步骤，其具体包括：
[0012]比特流分离器将一个输入的比特数为m的数据块分为两个数据块，得到第一数据块I
A
和第二数据块I
M
；
[0013]所述第一数据块I
A
，含log2(N
A
)比特数，被用于从一个天线索引矢量集Ω中选择一个索引矢量；
[0014]所述第二数据块I
M
，含log2(L)比特数，被用于映射成为一个QAM或次级QAM星座符号。
[0015]进一步，所述基于天线索引矢量选择器将第一数据块映射到天线索引矢量集中一个天线索引矢量，得到一个矢量索引号和对应的索引矢量这一步骤，其具体包括：
[0016]基于天线索引矢量选择器将第一数据块I
A
进行二进制转换成十进制的计算，并加1，映射得到一个矢量索引号i,i∈{1,
…
,N
A
}；
[0017]根据矢量索引，从天线索引矢量集中选择该矢量索引号对应的天线索引矢量V
i
。其中，|Ω1|＝α+β，|Ω2|＝α+β分别是天线索引矢量子集Ω1和Ω2的数量，的数量，
[0018]进一步，所述基于比较器根据矢量索引号确定选择的QAM或次级QAM星座这一步骤，其具体包括：
[0019]判断到i≤α+β，第二数据块I
M
被映射成QAM星座中某个星座点s；
[0020]判断到i＞α+β，第二数据块I
M
被映射成次级QAM星座中某个星座点
[0021]进一步，所述基于天线索引矢量选择器将第二数据块映射到确定的QAM或次级QAM星座点上，得到二维星座符号这一步骤，其具体包括：
[0022][0023]上式中，表示实部，表示虚部。
[0024]进一步，所述基于空间矢量选择器根据索引矢量将星座符号调制到激活的发射天线上，得到发射矢量信号这一步骤，其具体包括：
[0025]当所选的索引矢量V
i
含有一个等于“1”的非零元素时，将星座符号调制到激活的那根发射天线上，形成一个发射符号S；
[0026]当所选的索引矢量V
i
含有两个非零元素(δ1,δ2)∈{(1,1),(1,j),(j,1),(j,j)}时，将星座符号的实部与虚部值分别调制到激活的两根发射天线上，形成一个发射矢量符号S。
[0027]进一步，还包括将天线索引矢量进行索引拓展，具体步骤如下：
[0028]S6、基于相邻发射符号之间最小欧式距离理论，设计新的次级QAM星座；
[0029]S7、根据QAM和次级QAM星座设计拓展天线索引矢量集中天线索引矢量；
[0030]S8、基于接收端接收经过无线瑞丽衰落信道和高斯白噪声之后的发射矢量信号并对该发射矢量信号进行检测。
[0031]进一步，所述经过无线瑞丽衰落信道和高斯白噪声之后的发射矢量信号的表达式为：
[0032][0033]上式中，是一个接收发射矢量符号，为发射矢量信号S的归一化，N
r
×
N
t
维信道矩阵为瑞丽衰落，其服从基于CN(0,1)的独立同分布的复值高斯随机变量；其服从基于的独立同分布的加性高斯白噪声。
[0034]进一步，在接收端采用最大似然算法，所述对该发射矢量信号进行检测，具体为对一个接收发射矢量符号进行检测，其表达式如下：
[0035][0036]上式中，||
·
||2表示Frobenius范数，分别表示检测得到的天线索引矢量索引比特和星座点映射比特。
[0037]本专利技术所采用的第二技术方案是：一种基于天线索引矢量拓展的空间调制系统，包括以下模块：
[0038]数据块分离模块，基于比特流分离器将一个输入的数据块比特数分为两个数据块，得到第一数据块和第二数据块；
[0039]矢量选择模块，基于天线索引矢量选择器将第一数据块映射到天线索引矢量集中一个天线索引矢量，得到一个矢量索引号和对应的索引矢量；
[0040]星座选择模块，基于比较器根据矢量索引号确定选择的QAM或次级QAM星座；
[0041]映射模块，基于调制器将第二数据块映本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于天线索引矢量拓展的空间调制方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、基于比特流分离器将一个输入的数据块比特数分为两个数据块，得到第一数据块和第二数据块；S2、基于天线索引矢量选择器将第一数据块映射到天线索引矢量集中一个天线索引矢量，得到一个矢量索引号和对应的索引矢量；S3、基于比较器根据矢量索引号确定选择的QAM或次级QAM星座；S4、基于调制器将第二数据块映射到确定的QAM或次级QAM星座点上，得到二维星座符号；S5、基于空间矢量映射器根据索引矢量将星座符号调制到激活的发射天线上，得到发射矢量信号。2.根据权利要求1所述一种基于天线索引矢量拓展的空间调制方法，其特征在于，所述基于比特流分离器将一个输入的数据块比特数分为两个数据块，得到第一数据块和第二数据块这一步骤，其具体包括：比特流分离器将一个输入比特数为m的数据块分为两个数据块，得到第一数据块I
A
和第二数据块I
M
；所述第一数据块I
A
，含log2(N
A
)比特数，被用于从一个天线索引矢量集Ω中选择一个索引矢量；所述第二数据块I
M
，含log2(L)比特数，被用于映射成为一个QAM或次级QAM星座符号。3.根据权利要求2所述一种基于天线索引矢量拓展的空间调制方法，其特征在于，所述基于天线索引矢量选择器将第一数据块映射到天线索引矢量集中一个天线索引矢量，得到一个矢量索引号和对应的索引矢量这一步骤，其具体包括：基于天线索引矢量选择器将第一数据块I
A
进行十进制计算，并加1，得到一个矢量索引号i,i∈{1,
…
,N
A
}；根据矢量索引，从天线索引矢量集中选择该矢量索引号对应的天线索引矢量V
i
。其中，|Ω1|＝α+β，|Ω2|＝α+β分别是天线索引矢量子集Ω1和Ω2的数量，4.根据权利要求3所述一种基于天线索引矢量拓展的空间调制方法，其特征在于，所述基于比较器根据矢量索引号确定选择的QAM或次级QAM星座这一步骤，其具体包括：判断到i≤α+β，第二数据块I
M
被映射成QAM星座中某个星座点s；判断到i＞α+β，第二数据块I
M
被映射成次级QAM星座中某个星座点5.根据权利要求4所述一种基于天线索引矢量拓展的空间调制方法，其特征在于，所述基于调制器将第二数据块映射到确定的QAM或次级QAM星座点上，得到二维星座符号的表达式如下：上式中，表...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐光明，黄福春，俞萍，饶静，
申请(专利权)人：广东培正学院，
类型：发明
国别省市：
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