加权Alamouti编码媒质调制系统、方法、终端设备及存储介质技术方案

本发明专利技术公开了一种加权Alamouti编码媒质调制系统、方法、终端设备及存储介质，本发明专利技术利用对角和反对角WA码对MBM系统中的信道状态进行激活，可以充分利用MBM的对角和反对角上的空间资源，使得WA

【技术实现步骤摘要】
加权Alamouti编码媒质调制系统、方法、终端设备及存储介质


[0001]本专利技术属于多天线无线通信系统中的一种采用射频反射镜(RF mirrors)的 MIMO传输
，涉及一种具有高频谱效率和二阶发射分集的媒质调制 (Media
‑
based modulation,MBM)方法，尤其是一种加权Alamouti编码媒质调制系统、方法、终端设备及存储介质。

技术介绍

[0002]利用空域、频域或者时域中一些传输实体的索引号传输额外信息比特的索引调制(IM)技术是一种新型的数字调制技术，它由于具有高频谱效率和高能效的特点近年来受到了学术界和工业界的关注。其中空间调制(SM)和正交频分复用索引调制(OFDM
‑
IM)是IM技术中的两个典型技术，它们所用的IM 调制的实体分别为MIMO系统中的发射天线和OFDM系统中的子载波。由于它们相比于传统MIMO和OFDM系统的突出优势，SM和OFDM
‑
IM将成为 6G系统的关键技术。
[0003]媒质调制(Media
‑
based modulation,MBM)，作为IM
中的新成员，它利用可重构天线的辐射模式来传输信息，与SM相比进一步增加了空间维度。在一个MBM系统中，每个发射天线上安装了若干个射频反射镜(RF mirrors)，这些射频反射镜实际上是发射天线上的寄生阵元，它们的开/关状态由输入的信息比特决定。而从接收端来看，射频反射镜上的开/关状态构成了不同的信道衰落状态，因而MBM也被称为是信道调制。文献“E.Basar,“Media
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Based Modulation for Future Wireless Systems:A Tutorial,”IEEE Wireless Communications,pp.160
‑
166,Oct.2019.”中总结了MBM技术的最新研究进展以及可能的研究方向。
[0004]近5年来，学者们提出了不同的MBM传输方案：
[0005](1)文献“Z.Bouida et al.,“Reconfigurable Antenna
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Based Space
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ShiftKeying(SSK)for MIMO Rician Channels,”IEEE Trans.Wireless Commun.,vol.15, no.1,pp.446
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457,Jan.2016.”将MBM与空移键控(SSK)进行了结合来提升SSK 的传输性能。
[0006](2)文献“Y.Naresh and A.Chockalingam,“On media
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based modulation usingRF mirrors,”IEEE Trans.Veh.Technol.,vol.66,no.9,pp.4967
‑
4983,June 2016.”将SM与广义SM(GSM)结合起来，并从理论上证明了GSM
‑
MBM比 MIMO
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MBM系统具有更好的系统性能。
[0007](3)正交SM(QSM)的思想也被引入到了MBM系统中，文献“R.Mesleh, S.S.Ikki,and H.M.Aggoune,“Quadrature spatial modulation,”IEEE Trans.Veh. Technol.,vol.64,no.6,pp.2738
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2742,June 2015.”提出了正交信道调制(QCM)，它比传统的QSM可以获得更好的性能。
[0008](4)文献“Y.Naresh and A.Chockalingam,“A low
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complexitymaximumlikelihood detector for differential media
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based modulation,”IEEECommun.Lett.,vol.21,no.10,pp.2158
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2161,Oct.2017.”中提出了差分MBM (DMBM)方案来
避免接收端对信道的估计。
[0009](5)另一方面，不同类型的空时编码也与MBM结合起来获得发射分集，从而使得MBM更好地抵抗信道衰落。文献“E.Basar and I.Altunbas,“Space
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timechannel modulation,”IEEE Trans.Veh.Technol.,vol.66,no.8,pp.7609
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7614,Aug. 2017.”中Alamouti编码与MBM直接进行了结合构造了一种空时信道调制 (STCM)方案。
[0010](6)文献“Z.Yigit and E.Basar,“Space
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time media
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based modulation,”IEEETrans.Signal Process.,vol.67,no.9,pp.2389
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2398,May 2019.”中提出了一种空时MBM(ST
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MBM)方案，它利用了H
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R矩阵来构造ST
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MBM的传输矩阵。 ST
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MBM的频谱效率受限于H
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R矩阵的个数。
[0011](7)文献“I.Yildirim,E.Basar,and I.Altunbas,“Coordinate interleaved orthogonal design with media
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based modulation,”IEEE Trans.Veh.Technol.,vol. 70,no.3,pp.2867
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2871,Mar.2021.”中将坐标交织正交设计(CIOD)编码应用到MBM系统中，提出了两种CIOD
‑
MBM方案I,和II。然而由于CIOD码只有对角结构，因而CIOD
‑
MBM I和II方案中反对角方向上的信道状态没有得到有效利用，所以CIOD
‑
MBM I和II的频谱效率都不高。
[0012]上述(1)～(4)中所记载的技术方案不能获得发射分集；(5)～(7)中所记载的技术方案尽管可以获得二阶分集，但是频谱效率较低。

技术实现思路

[0013]本专利技术的目的在于解决现有技术中的问题，提供一种加权Alamouti编码媒质调制系统、方法、终端设备及存储介质。由于WA码同时具有对角和反对角两种形式，因而它可以同时利用MBM中对角和反对角方向上的信道状态，这使得WA
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MBM方案可以获得比CIOD
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MBM I和II方案更高的频谱效率和更好的误码(BER)性能。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.加权Alamouti编码媒质调制方法，其特征在于，包括以下步骤：利用串并变换将输入的m个比特分为格式选择比特、索引选择比特和符号选择比特；根据格式选择比特选择信号格式；根据索引选择比特选择每种信号格式下要激活的天线索引和状态索引；根据符号选择比特选择符号的具体数值；根据信号格式、每种信号格式下要激活的天线索引、状态索引以及符号的具体数值确定要发送的信号。2.根据权利要求1所述的加权Alamouti编码媒质调制方法，其特征在于，所述根据m1个格式选择比特选择信号格式，包括：m1＝1个格式选择比特，用于选择信号格式；比特“0”选择模式0，而比特“1”选择模式1，模式0和模式1采用相同的信道状态激活规则。3.根据权利要求2所述的加权Alamouti编码媒质调制方法，其特征在于，所述根据m2个索引选择比特选择每种信号格式下要激活的天线索引和状态索引，包括：1)N
t
个发射天线被平均分为G1组和G2组，若模式0被第一个比特“0”选中，则m2个索引选择比特用于决定模式0中两个时隙上被激活的信道状态的序号，N
rf
为射频反射镜的个数；具体的：前个比特在G1组中选中的天线序号为k1，前N
rf
个比特选中天线k1上的信道状态l1，在t1时刻从该状态发送A0为对角WA码，WA为加权Alamouti编码，为的第(1，1)个元素，为A0的实部，a＝cosθ，b＝sinθ，为待优化的旋转角以获得最大编码增益，和分别为符号x1和x2的实部；后个比特在G2组中选中的天线序号为k2，后N
rf
个比特选中天线k2上的信道状态l2，在t1时刻从该状态发送A1为反对角WA码，为的第(2，1)个元素，为A1的实部，和分别为符号x1和x2的虚部；相应地，在t2时刻，G1组的第个天线上的信道状态l2和G2组的第个天线上的信道状态l1分别被选中用来发送和和为的第(1，2)个元素，为A1的虚部，为的第(2，2)个元素，为A0的实部；2)若模式1被第一个比特“1”选中，则索引选择比特m2用于决定模式1中被激活的信道状态的序号；具体的：前个比特在G1组中选中天线序号为k1及其上的信道状态l1，用来发送
为的第(1，1)个元素，为A0的虚部；后个比特在G2组中选中天线序号为k2及其上的信道状态l2，用来发送，用来发送为的第(2，1)个元素，为A1的实部；在t2时刻，G1组的第个天线上的信道状态l2和G2组的第个天线上的信道状态l1分别被选中用来发送和4.根据权利要求3所述的加权Alamouti编码媒质调制方法，其特征在于，所述根据符号选择比特选择符号的具体数值，包括：符号选择比特m3用于决定对角WA码A...

【专利技术属性】
技术研发人员：王磊，陈志刚，邵彦彰，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：