[发明专利]一种高频谱效率的空间极化调制方法

说明书

本发明提供了一种高频谱效率的空间极化调制方法，对发射信息依次进行信源编码和信道编码，得到二进制比特信息，并划分为固定长度的数据帧，每帧包括天线阵元数子帧、天线极化状态数子帧和调制阶数子帧；利用天线阵元数子帧进行空间域调制，选择激活一根天线传输数据；利用天线极化状态数子帧进行极化调制，选择激活天线的一个极化状态承载数据；利用调制阶数子帧进行MPSK调制，选择要发送的调制符号，最终得到空间极化调制符号；将空间极化调制符号进行数模转换和上变频，并通过激活的极化敏感天线发射出去。本发明将极化域信息引入到空间调制系统中，能够增加空间调制系统的信道容量，进一步提高频谱效率。

技术领域

本发明属于多天线传输技术领域，涉及一种空间极化调制方法。

背景技术

随着无线通信业务的飞速发展，人们对无线通信速率的要求越来越高。但是可利用的频谱资源是有限的，唯有提高频谱效率，人们日益提高的无线通信需求才能得到满足。随即，多输入多输出(Multiple Input Multiple Output，MIMO)技术以高速率、大带宽、高频谱利用率为目标被提出。然而，由于MIMO信道间干扰、天线间同步和多无线电射频链路等问题，导致MIMO系统复杂度和成本不断增加。针对MIMO系统的上述局限，空间调制(SpatialModulation，SM)技术应运而生。

空间调制技术是一种多天线传输技术，通过不同的收发天线间信道特性的差异传递信息。在SM调制器中，传输信息被分为两部分：一部分在信号域进行传统幅度相位调制，另一部分在空间域进行调制，任意符号周期只选择性激活一根发送天线传输数据。空间调制系统仍具有高速率和高频谱效率的特点，它利用发送天线索引和发送调制符号共同传输信息。但是，迄今为止，在空间调制系统设计中，仍未考虑极化信息。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种高频谱效率的空间极化调制方法，将极化域信息引入到空间调制系统中，能够增加空间调制系统的信道容量，进一步提高频谱效率。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案包括以下步骤：

步骤一，二进制数字序列获取：对发射信息依次进行信源编码和信道编码得到二进制比特信息。

步骤二，帧格式划分：将输入的二进制比特信息划分为固定长度为log₂N_t+log₂N_p+log₂M比特的数据帧，其中，N_t为发送天线阵天线阵元数目，N_p为每根天线的极化状态数目，M为数字调制阶数，即每帧包括log₂N_t比特的天线阵元数子帧、log₂N_p比特的天线极化状态数子帧和log₂M比特的调制阶数子帧。

步骤三，空间极化调制：天线阵元数子帧决定N_t根发送天线中使用哪一根天线传输数据，天线极化状态数子帧决定采用激活的天线N_p阶极化的哪个极化状态承载数据，调制阶数子帧决定在M阶调制符号集中哪个符号应该被发送。

步骤四，数据发射：将空间极化调制符号进行数模转换和上变频，并通过激活的极化敏感天线发射出去。

本发明的有益效果是：空间调制系统引入极化域信息，借助极化敏感天线的极化状态传输信息，使得其频谱效率提高到原系统的N_p倍。

附图说明

图1是空间极化调制方法基本原理示意图；

图2是空间极化调制方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明，本发明包括但不仅限于下述实施例。