一种天线索引检测方法技术

本发明专利技术属于通信抗干扰技术领域，具体的说涉及一种天线索引检测方法。本发明专利技术的天线索引检测方法通过设置门限，高于门限时，先检测天线索引，再检测APM符号，低于门限则采用性能较好的DBD算法，在保证系统BER(Bit Error Ratio)性能的前提下，降低检测的复杂度。该算法能近似达到最大似然检测的性能并极大地降低复杂度。本发明专利技术尤其SM系统的天线索引检测。

【技术实现步骤摘要】
一种天线索引检测方法
本专利技术属于通信抗干扰
，涉及空间调制(SpatialModulation，SM)技术，信号向量检测算法(SignalVectorDetection，SVD)，基于欧氏距离的阶数检测算法(Distance-basedordereddetectionalgorithm,DBD)及其相MIMO(MultipleInputMultipleOutput)等技术，具体的说涉及一种天线索引检测方法。
技术介绍
MIMO调制技术是一种无线环境下的高速传输技术，它在发射端和/或接收端配置更多的天线单元，并结合先进的空时编码调制方案，通过对空间自由度的充分利用，可以带来额外的分集，复用和波束成型增益。近来，SM技术作为一种新的MIMO调制方案被提出来作为一种新的调制技术。该技术的基本原理是通过激活不同的天线，将天线索引值用于调制来传输信息比特。这种传输方案的本质是利用MIMO系统中不同信道的独立性。因为每次只有一根天线被激活，进而在发射端只需要一个射频单元且此过程能传输部分比特，所以这种方案提高了传输速率，并降低了MIMO系统的成本和复杂度。现有天线索引检测用于SM技术一般都需要对信道矩阵求逆，而当信道矩阵过大时，矩阵求逆的操作会增加过多的复杂度影响接收机的性能。本检测算法采用共轭转置代替矩阵求逆运算，进一步降低检测复杂度，而检测性能并没有明显损失。
技术实现思路
本专利技术的目的，就是基于新的SM调制系统，提出了一种用于SM系统的的天线索引检测方法。本专利技术的技术方案是，一种天线索引检测方法，其特征在于，包括以下步骤：a.数字化信源信息经过SM调制后通过信道发射到接收端；b.接收端接收到信号后检测发射天线索引，并判断该天线索引是否可靠；若是，则进入步骤c，若否，则进入步骤d；其中，检测发射天线索引的具体方法为：当接收天线数nRx>1时，进入步骤b1；当接收天线数nRx＝1时，进入步骤b2；b1.获取nRx维接收向量y和nTx个信道列向量的夹角，最小的夹角所对应的发射天线，为检测到的天线索引；其中，nRx为接收天线数，y为接收端接收到的信号，nTx为发射天线数；b2.判断调制符号，当调制符号为BPSK时，进入步骤b21，当调制符号为QPSK时，进入步骤b22，当调制符号为16QAM时，进入步骤b23；b21.设接收信号为y，可得NT个信号：其中，NT为发送天线总个数，为信道矩阵的共轭转置；分别取虚部，得：其中t为最小的虚部对应位置，t2为次小虚部对应的位置，定义为最小虚部和次小虚部的差值。设置门限P，如果δ>P则根据t的值可以确定用于选择天线索引值是可靠的，否则不可靠；b22.设接收信号为y，根据信道矩阵的共轭转置可得：分别取两个信号的虚部，可得：取虚部能量最小的值所对应的天线为检测到的发送信号的天线：设置门限P，如果δ>P，则根据t的值得到的选择天线索引可靠，否则不可靠；b23.设接收信号为y，根据信号矩阵的共轭可得：根据星座图比较星座图的实部和虚部的关系，可得：设置：其中t代表相位偏移最小值对应的天线位置，t2代表相位偏移次小值对应的位置；dt代表相位偏移的最小值，代表相位偏移次小值；设置门限P，如果δ>P，则根据t的值得到的选择天线的索引值是可靠的，否则不可靠；c.根据检测得到的天线索引值，进行APM符号检测，输出数字化信息；d.对接收到的信号进行DBD检测，输出数字化信息。本专利技术的有益效果为，提供了一种基于SM系统提出一种新的检测算法，该技术通过设置门限，高于门限时，先检测天线索引，再检测APM符号，低于门限则采用性能较好的DBD算法，在保证系统BER(BitErrorRatio)性能的前提下，降低检测的复杂度。该算法能近似达到最大似然检测的性能并极大地降低复杂度。附图说明图1是传统SM系统框图；图2是SM系统编码示意图；图3本专利技术提出的检测算法的SM系统框图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式进行描述，以便本领域的技术人员更好地理解本专利技术。需要特别提醒注意的是，在以下的描述中，当已知功能和设计的详细描述也许会淡化本专利技术的主要内容时，这些描述在这里讲被忽略。为更好地对本专利技术进行说明，先介绍本专利技术技术方案所用到的术语和空间调制系统发射机结构。空间调制：如图1，b是需要传输的比特数据，可以被视为一个L×T的矩阵，其中L＝log2(M)+log2(Mary)是一个SM调制符号所携带的比特数量，Mary是正交幅度调制(QuadratureAmplitudeModulation,QAM)阶数。可以看出，一个SM调制符号所能携带的比特数量由QAM调制阶数和发射天线数量共同决定。SM调制准则是根据SM转化表将b转化成为一个M×T的矩阵x。在x中，一列代表一个时刻发送的数据，任意一列只有一个非零数据，意味着任意时刻只有一根天线发送数据。图2，给了一个四根发射天线，调制符号为BPSK的例子。如图1所示的系统图，发射机结构大致分为如下几步：步骤1：确定要选择的系统的参数，即确定发射天线个数nTx，接收天线个数nRx，调制的阶数M。步骤2：然后根据如上所述的公式计算出一帧的比特数量，将此帧数据分成两组，一组为天线索引比特，用于选择被激活的发射天线，一组为调制比特，用于调制到被激活的发射天线上发送出去。针对接收机部分，接收到信号y后，经过检测模块，具体检测算法，按照前文所的方法即可检测。如图3所示，本专利技术的天线索引检测方法，包括以下步骤：a.数字化信源信息经过SM调制后通过信道发射到接收端；b.接收端接收到信号后检测发射天线索引，并判断该天线索引是否可靠；若是，则进入步骤c，若否，则进入步骤d；其中，检测发射天线索引的具体方法为：当接收天线数nRx>1时，进入步骤b1；当接收天线数nRx＝1时，进入步骤b2；b1.获取nRx维接收向量y和nTx个信道列向量的夹角，最小的夹角所对应的发射天线，为检测到的天线索引；其中，nRx为接收天线数，y为接收端接收到的信号，nTx为发射天线数；b2.判断调制符号，当调制符号为BPSK时，进入步骤b21，当调制符号为QPSK时，进入步骤b22，当调制符号为16QAM时，进入步骤b23；b21.设接收信号为y，可得NT个信号：其中，NT为发送天线总个数，为信道矩阵的共轭转置；分别取虚部，得：其中t为最小的虚部对应位置，t2为次小虚部对应的位置，定义为最小虚部和次小虚部的差值。设置门限P，如果δ>P则根据t的值可以确定用于选择天线索引值是可靠的，否则不可靠；b22.设接收信号为y，根据信道矩阵的共轭转置可得：分别取两个信号的虚部，可得：取虚部能量最小的值所对应的天线为检测到的发送信号的天线：设置门限P，如果δ>P，则根据t的值得到的选择天线索引可靠，否则不可靠；b23.设接收信号为y，根据信号矩阵的共轭可得：根据星座图比较星座图的实部和虚部的关系，可得：设置：其中t代表相位偏移最小值对应的天线位置，t2代表相位偏移次小值对应的位置；dt代表相位偏移的最小值，代表相位偏移次小值；设置门限P，如果δ>P，则根据t的值得到的选择天线的索引值是可靠的，否则不可靠；c.根据检测得到的天线索引值，进行APM符号检测，输出数字化信本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种天线索引检测方法，其特征在于，包括以下步骤：a.数字化信源信息经过SM调制后通过信道发射到接收端；b.接收端接收到信号后检测发射天线索引，并判断该天线索引是否可靠；若是，则进入步骤c，若否，则进入步骤d；其中，检测发射天线索引的具体方法为：当接收天线数nRx>1时，进入步骤b1；当接收天线数nRx＝1时，进入步骤b2；b1.获取nRx维接收向量y和nTx个信道列向量的夹角，最小的夹角所对应的发射天线，为检测到的天线索引；其中，nRx为接收天线数，y为接收端接收到的信号，nTx为发射天线数；b2.判断调制符号，当调制符号为BPSK时，进入步骤b21，当调制符号为QPSK时，进入步骤b22，当调制符号为16QAM时，进入步骤b23；b21.设接收信号为y，可得NT个信号：Yi=hiHy,i=1,2,...,NT]]>其中，NT为发送天线总个数，为信道矩阵的共轭转置；分别取虚部，得：t=arg minYi{|imag(Yi)|}]]>t2=arg minYi≠Yt{|imag(Yi)|}]]>其中t为最小的虚部对应位置，t2为次小虚部对应的位置，定义为最小虚部和次小虚部的差值；设置门限P，如果δ＞P则根据t的值可以确定用于选择天线索引值是可靠的，否则不可靠；b22.设接收信号为y，根据信道矩阵的共轭转置可得：Yi=hiHy,i=1,2,...,NT]]>分别取两个信号的虚部，可得：t=arg minYi{||real(Yi)|-|imag(Yi)||}]]>t2=arg minYi≠Yt{||real(Yi)|-|imag(Yi)||}]]>取虚部能量最小的值所对应的天线为检测到的发送信号的天线：δ=||real(Yt2)|-|imag(Yt2)||-||real(Yt)|-|imag(Yt)||]]>设置门限P，如果δ＞P，则根据t的值得到的选择天线索引可靠，否则不可靠；b23.设接收信号为y，根据信号矩阵的共轭可得：Yi=hiHy,i=1,2,...,NT]]>根据星座图比较星座图的实部和虚部的关系，可得：t=argminYi{||real(Yi)|-|imag(Yi)||,||real(Yi)|-3|imag(Yi)||}]]>t2=arg minYi≠Yt{||real(Yi)|-|imag(Yi)||,||real(Yi)|-3|imag(Yi)||}]]>dt=minYi{||real(Yi)|-|imag(Yi)||,||real(Yi)|-3|imag(Yi)||}]]>dt2=arg minYi≠Yt{||real(Yi)|-|imag(Yi)||,||real(Yi)|-3|imag(Yi)||}]]>设置：其中t代表相位偏移最小值对应的天线位置，t2代表相位偏移次小值对应的位置；dt代表相位偏移的最小值，代表相位偏移次小值；设置门限P，如果δ＞P，则根据t的值得到的选择天线的索引值是可靠的，否则不可靠；c.根据检测得到的天线索引值，进行APM符号检测，输出数字化信息；d.对接收到的信号进行BDB检测，输出数字化信息。...

【技术特征摘要】
1.一种天线索引检测方法，其特征在于，包括以下步骤：a.数字化信源信息经过SM调制后通过信道发射到接收端，所述SM调制为空间调制技术；b.接收端接收到信号后检测发射天线索引，并判断该天线索引是否可靠；若是，则进入步骤c，若否，则进入步骤d；其中，检测发射天线索引的具体方法为：当接收天线数nRx>1时，进入步骤b1；当接收天线数nRx＝1时，进入步骤b2；b1.获取nRx维接收向量y和nTx个信道列向量的夹角，最小的夹角所对应的发射天线，为检测到的天线索引；其中，nRx为接收天线数，y为接收端接收到的信号，nTx为发射天线数；b2.判断调制符号，当调制符号为BPSK时，进入步骤b21，当调制符号为QPSK时，进入步骤b22，当调制符号为16QAM时，进入步骤b23；b21.设接收信号为y，可得NT个信号：其中，NT为发送天线总个数，为信道矩阵的共轭转置；分别取虚部，得：其中t为最小...

【专利技术属性】
技术研发人员：王顺顺，王宇，肖悦，温培博，何旭，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川;51