一种基于酉空时码获得灵活发射分集的空间调制方法

摘要

本发明公开了一种基于酉空时码获得灵活发射分集的空间调制方法，本发明在不同的发射天线数目时，通过激活单根发射天线获得灵活的发射分集，为了获得期望的发射分集和更高的频谱效率，在由酉空时码和空间调制矩阵产生的发送码字中引入相位旋转和循环结构，分析发送码字的分集增益，推导出酉空时码的设计准则和最优的相位旋转角度。此外，本发明提出的UC‑SM能够直接扩展到大规模MIMO系统中，仿真结果证明，UC‑SM方案使用一个射频链路可以获得灵活的发射分集。与其他的空间调制方案相比，UC‑SM方案不仅保持了原始空间调制技术的优势，而且在相同的速率下，UC‑SM方案的性能接近甚至优于已有的空间调制方案。

主权项

一种基于酉空时码获得灵活发射分集的空间调制方法，其特征在于，在每一次信息的发送时，将比特序列分为两部分，其中，第一部分比特用于选择Unitary码，第二部分比特用于选择空间星座矩阵，整个比特序列在M个连续时隙上发送，第一部分比特从循环信号星座集合中选出Unitary码V_l，其中，V_l＝diag{x₁,…,x_m,…,x_M}，u₁,…,u_M∈{0,1,…,L‑1}，Unitary码的总数目R_u为Unitary码的比特速率；令N_t×M维矩阵S为空间调制矩阵，该空间调制矩阵中的元素代表在M个连续时隙中天线的激活状态，则天线发送的空时码字X为：X＝SV_l   (1)通过增加Unitary码的数目和空间调制矩阵的数目来增加发送的码字数目，其中，空间调制矩阵数目的增加通过循环激活天线阵中的天线来实现，循环激活天线阵列中的天线的具体操作包括以下步骤：1)定义N_t×M维空间调制矩阵基S_k及N_t×N_t维的右移矩阵R；2)通过空间调制矩阵基S_k及右移矩阵R形成N_t‑1个空间调制矩阵R^lS_k，其中，l＝{1,2,…,N_t‑1}，再基于所述空间调制矩阵R^lS_k产生第k个发送码字集合χ_k，其中，${\chi }_k={\left\{R^{q-1}{S}_k{V}_l\right\}}_{q=1}^{N_t}={\left\{C_{k,q}\right\}}_{q=1}^{N_t}---\left(2\right)$其中，C_k,q为第k个发送码字集合χ_k中的第q个码字；当有K个空间调制矩阵基S_k时，则能够产生K个发送码字集合χ_k，当任一码字集合中的码字含有相同的激活天线序号，则删除该码字集合；设为所有能获得期望发射分集的码字集合总数目，基于酉空时码计算最优相位旋转角度θ_k，保证在时获得期望的发射分集，并将个码字集合通过最优相位旋转角度θ_k进行相位旋转，得发送的码字集合χ_k为${\chi }_k={\left\{C_{k,q}\right\}}_{q=1}^{N_t}{e}^{{\mathrm{j\theta }}_k}={\left\{X_{k,q}\right\}}_{q=1}^{N_t}---\left(3\right)$其中，X_k,q为第k个发送码字集合χ_k中的第q个码字，得期望发射分集的码字集合为空间调制矩阵基S_k的形式为：其中，1≤1+p₁<1+p₁+p₂，…，1+p₁+...+p_M‑2<1+p₁+...+p_M‑1≤N_t，当1+p₁+...+p_M‑1>N_t时，则令1+p₁+...+p_M‑1＝N_t，空间调制矩阵基S_k中的1代表该天线被激活，空间调制矩阵基S_k中的0代表该天线未被激活；空间调制矩阵基S_k中每一行都有一个非零元素，因此空间调制矩阵基S_k中有M个1。