[发明专利]一种采用堆叠式Alamouti编码映射的空间调制方法

摘要

本发明公开了一种采用堆叠式Alamouti编码映射的空间调制方法，该方法中空间星座定义为包含所有可能的激活天线的组合，根据空间星座中的一个特定的SC码字，将堆叠式编码中的对应符号激活，形成SA‑SM发送信号进行发送。本发明适合于任意偶数根发射天线，适合于间的任意根激活天线；本发明在激活天线数相同的情况下，所提出的SA‑SM方案由于比空间调制正交空时编码方案携带更多的符号数因而可以获得更高的频谱效率；本发明SA‑SM方案在无需作任何参数或者矩阵优化的情况下具有永不消失的行列式特性，该特性可以保证SA‑SM方案获得二阶发射分集；最后，本发明SA‑SM方案在编码结构上具有分块正交结构，因而可以采用低复杂度的QRDM检测方法进行译码，具有很低的译码复杂度。

主权项

1.一种采用堆叠式Alamouti编码映射的空间调制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：SA‑SM调制方法在一个具有nT根发射天线的MIMO系统中，假定在每个时隙从nT根发射天线中激活nA根天线来发送数据，将空间星座(SC)定义为所有可能的激活天线的组合：其中，表示SC的尺寸，1×n_A维向量l_q称为第q个SC码字，l(i)(i＝1,…,n_A)是第i个激活天线的序号；为了表述简单起见，将具有n_T根发射天线、n_R根发射天线和激活n_A根天线的SA‑SM方案简称为SA‑SM(n_T,n_R,n_A)；步骤2：SA‑SM的频谱效率在SA‑SM方案中，Q个SC码字能够传输log2Q个比特，每个SA‑SM信号中的nA个符号能够传输nAlog2M个比特，因而SA‑SM方案的频谱效率为：步骤3：SA‑SM的分集和编码增益根据空时编码的设计准则，对于任意两个不同的空时码字X和编码增益定义为：考虑两个不同的SA‑SM信号X_q和其SC码字分别为l_q＝[l(1),l(2),…,l(n_A)]和将两个信号X_q和之差定义为对于SA‑SM信号，很显然ΔX＝X(Δs)，其中此外，还能够得到：(ΔX)H(ΔX)＝(X(Δs))H(X(Δs))＝‖Δs‖2I2  (2)；步骤4：SA‑SM的信号检测在一个nT×nR的MIMO系统中，假定信道为准静态Rayleigh衰落，当发射nT×2维的SA‑SM信号时，nR×2维的接收信号能够表示为：其中，H和N分别为nR×nT维和nR×2维的信道矩阵和噪声矩阵，且假定接收端具有准确信道参数H的信息，而发射端未知H；对式(3)两边同时作按列拉直运算vec(·)和实数化运算(·)，能够得到一个等价的实的接收信号：其中，对于复向量x＝[x₁,x₂,…,x_n]^T，运算(·)表示4n_R×1维实接收向量和噪声向量分别为y＝vec(Y)和n＝vec(N)，是与第q个SC码字l_q相对应的实符号向量，4n_R×2n_A维等价的实信道矩阵为：其中，4n_T×2n_A维的生成矩阵对等价信道矩阵作QR分解，得到其中Q_q和R_q分别为正交阵和上三角阵，对式(4)两边同时左乘后能够得到：又因为则与第q个SC码字l_q相对应的最大似然译码度量能够表示为：对于(7)式，能够利用球形或者QRDM检测方法对SA‑SM方案进行检测；步骤5：SA‑SM的分块正交结构假定矩阵R是对一个空时编码的等价信道矩阵作QR分解后得到的上三角矩阵，若R具有如下的结构，则称该空时编码为分块正交空时码：其中每个子块D_γ是一个对角阵，γ＝1,…,Γ；它具有k_γ个非零的对角元素且Γ是R中子块D_γ的个数，E_ij表示具有任意值的非零矩阵，i＝1,…,Γ‑1,j＝2,…,Γ；用1×Γ维向量来描述该BOSTC的分块正交结构，因此将k称为分块正交参数；步骤6：SA‑SM的QRDM译码方法在每一层QRDM解码器都保留欧氏度量最小的M_c个分支而丢弃其余的分支，M_c因此也被称为幸存分支数；利用分块正交结构，能够将幸存分支数M_c减小为因而将称为等价幸存分支数。