[发明专利]一种空—码二维索引调制无线通信系统及通信方法

说明书

本发明请求保护一种空—码二维索引调制无线通信系统及通信方法。属于无线通信技术领域。本发明提出一种空‑码二维索引调制方案，采用两种索引资源参与索引，将空间索引与码索引结合，通过这种二维索引映射的多天线通信系统，发射端将基带调制符号的同相分量与正交分量拆分，采用正交映射方式，独立进行索引映射，分别选取当前分量扩频所需的PN码与激活的天线。接收端通过估计方式的检测算法检测信息时，分别按照信号的同相分支与正交分支分别进行。将空间调制天线索引方式与码索引调制的码索引方式相结合，并通过正交映射方式，使得天线索引与码索引得到重复利用，提升了索引映射传输的信息比特。提升系统频谱效率，减少索引资源的消耗。

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，涉及多输入多输出的空间调制、直接序列扩频通信和码索引调制技术，特别是一种二维索引调制的码索引映射方法。

背景技术

随着数字通信技术的日益发展和广泛应用，数字调制技术作为这个领域中极为重要的一个方面，也得到了迅速发展。近年来，数字调制技术的研究主要是围绕充分地节省频谱和高效率地利用可用频带这一中心展开的，前者指的是已调信号的频谱占用率，后者指的是信道可用频带的利用率。正是在这样的背景下，扩频调制、正交频分复用、多输入多输出等波形调制技术被提出，并得到了深入研究。目前这类波形调制技术在理论与实践上都已趋于成熟，被些并被广泛应用到4G与IEEE 802.11等无线通信标准中。然而，当前通信调制技术在不断提高频谱效率的同时，也存在一些不足之处，如系统消耗能量高与实现复杂度大等。为此，亟待提出一种实现频谱效率与能量效率平衡，同时兼顾系统综合性能的绿色通讯技术。于是，索引调制技术被提出。

索引调制(Index Modulation，IM)技术，主要包括多输入多输出(Multiple InputMultiple Output，MIMO)系统的天线索引调制即空间调制(Spatial Modulation，SM)、正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM)系统子载波索引调制(Subcarrier Index Modulation，SIM)、直接序列扩频通信码索引调制(Code IndexModulation，CIM)以及单载波频域均衡索引调制(Single-Carrier based IndexModulation，SC-IM)等。其中，空间调制、子载波索引调制已有大量的研究成果，码索引调制是2015年才出现。

2006年，Mesleh等首次提出SM技术，SM技术在保持多天线系统传输效率和性能的同时，能够明显降低复杂度和硬件开销，是未来MIMO技术发展进步的一个主要方向。近几年来，SM技术获得极大的关注，并得到了充分发展，一系列SM调制方案被提出。其中，尤以空移键控(Space Shift Keying，SSK)、广义空移键控调制(Generalized Space Shift Keying,GSSK)与正交空间调制(Quadrature Spatial Modulation,QSM)为代表。

在SSK与GSSK这两种调制方案中，信息比特不通过传统的幅相调制传输，完全利用天线的开关状态传递信息。不同之处在于，SSK每个时隙激活一根天线，通过单天线索引方式映射；GSSK每个时隙激活多根天线，通过激活的天线索引组合的方式实现映射。QSM扩展了SM的映射星座图，最大化利用了调制符号的同相域与正交域。每个发送时隙，传输符号的同相分量和正交分量，分别经过两组天线映射比特选择的天线发送。在国外，基于大规模MIMO的SM技术在第五代移动通信技术中应用的预研已经展开，现在主要针对在大规模MIMO系统中基站的多用户协作进行研究，并已经取得一定的研究进展。