【技术实现步骤摘要】
本申请涉及通信，尤其涉及一种能量域索引辅助广义正交空间调制方法及系统。
技术介绍
1、在传统的多天线系统中，发射机和接收机都需要大量的射频链，导致硬件成本高，信号处理复杂度高。为了解决这个问题，空间调制(spatial modulation，sm)利用激活的发射天线索引作为一种额外维度，来隐形地传输额外信息比特，且传输无须消耗任何额外能量。尽管sm方案具有许多优点，但其单射频链的结构使得天线利用率很低，限制了传输速率。发射天线数目必须为2的整数次幂，且信息传输速率线性增长时发射天线数呈指数级增长，这都限制了其应用范围。
2、为了克服这一限制，提出了广义sm(generalized sm，gsm)，在每个时隙，从nt个发射天线中选取na个进行激活。也即gsm能够在每个时隙中通过多根发射天线来发送同一调制符号以避免ici，天线效率和频谱效率更高。
3、为了在sm的基础上改善系统的频谱利用率(spectral efficiency，se)和误比特率(the bit error rate，ber)性能，正交空间调制(quadrature space modulation，qsm)技术作为sm的另一种改进而被学者提出。这种技术利用了同相和正交二维空间维度，qsm把调制符号划分为实部和虚部，通过同一或不同的发射天线来分别发送这两部分。因此qsm相对于sm不仅提高了天线的利用率，同时将天线索引部分携带的比特数翻了一倍，se明显提高。在qsm技术中，发射机通过单一的iq射频链同步发射两路信号，且无ici的问题，硬件成本也
4、针对qsm系统，假定发射机配置nt根发射天线，接收机配置nr根接收天线，单个iq射频链，调制方式采用qam，阶数为m。信源比特流经过串并变换划分为调制部分、同相索引部分和正交索引部分。调制部分的比特数为log2 m，同相索引部分和正交索引部分的比特数相等，都为log2nt。因此，qsm系统在每个时隙能够携带的比特总数为m＝2log2nt+log2 m。
5、有学者进一步提出了广义正交空间调制(generalized quadrature sm，gqsm)。
6、基站配备有nt个发射天线和na个传输射频链。gqsm方案的信息比特包含三部分，即m＝mi+mq+ms。具体来说，ms＝nalog2m，调制比特是指被调制为na个m进制psk/qam符号，可表示为同相索引比特和正交索引比特是用于选择天线激活图案的同相部分和正交部分，即和表示从nt个发射天线中选择na个天线激活，用于传输调制符号的同相部分和正交部分。根据上述映射规则，可表示为：
7、
8、
9、其中，和分别表示sk的实部和虚部，k＝1，2，...na。
10、因此，最后的gqsm的可以写成x＝xi+jxq。
11、又有学者提出了一种新的能量域索引调制概念，称为cm调制(compositionmodulation，cm)[f.yarkin，and j.p.coon，“index and composition modulation，”ieeecommun.lett.，vol.25，no.3，pp.911-915，mar.2021]，其中cm的码字是由整数组合而成的。随后，[j.li，s.dang，y.huang，p.chen，x.qi，m.wen，and h.arslan，“composite multiple-mode orthogonal frequency division multiplexing with index modulation，”ieeetrans.wireless commun.，early access，2022.]将cm应用于多模正交频分复用索引调制(multiple mode orthogonal frequency division multiplexing with indexmodulation，mm-ofdm-im)方案，以提高se。
12、针对调制方法来说，尽管sm方案具有许多优点，但其单射频链的结构使得天线利用率很低，限制了传输速率。该系统发射天线数目必须为2的整数次幂，且信息传输速率线性增长时发射天线数呈指数级增长，这都限制了其应用范围。qsm方案由于在同相域和正交域都只激活单根发射天线，因此发射天线数必须为2的整数次幂，应用也存在局限性。
13、针对检测算法来说，传统的最大似然(maximum likelihood，ml)检测算法需要将所有可能的激活天线及调制符号组合进行穷尽搜索并比较，选择欧式距离最小的组合作为最终的检测信号。但存在的问题是不能适用于接收天线数目小于总发射天线数目的场景，利用zf算法，在信道矩阵为病态矩阵时，噪声分量会被急剧放大，从而影响激活天线序号检测的可靠性，进而导致误码率急剧恶化；算法较ml存在较大性能损失。
技术实现思路
1、本申请实施例提供一种能量域索引辅助广义正交空间调制方法及系统，在保持误码率性能的同时实现显著的se改进，所提出的ml-osic检测器在小规模mimo场景中能以较低的复杂度获得接近最优ml检测性能。
2、本申请实施例提供一种能量域索引辅助广义正交空间调制方法，包括如下步骤：
3、定义信息通过三种方式传输：调制比特、天线激活图案(antenna activationpattern，aap)索引比特和能量分配图案(energy allocation pattern，eap)索引比特；
4、在发射端，信源比特流经串并变换后分解为调制比特、用于选择aap和eap的同相比特以及用于选择aap和eap的正交比特；
5、基于调制比特、同相比特以及正交比特选择激活相应的天线，以相应的能量分配值传输调制符号的实部与虚部，构建能量域索引辅助广义正交空间调制(c-gqsm)的发射信号；
6、在接收端，基于ml-osic检测器，先利用ml估计aap，再利用osic算法恢复调制符号和eap，从而完成信号恢复。
7、可选的，基于调制比特、同相比特以及正交比特选择激活相应的天线，以相应的能量分配值传输调制符号的实部与虚部，构建能量域索引辅助广义正交空间调制(c-gqsm)的发射信号包括：
8、对于aap比特和eap比特的同相部分mi、正交部分mq，同相部分mi进一步分解为和两部分，用以确定aap的同相分量，用于确定eap的同相分量，正交部分mq进一步分解为和两部分，用以确定aap的正交分量，用于确定eap的正交分量；
9、基于aap的同相和正交分量确定aap，基于eap的同相和正交分量确定eap；
10、对于调制比特，调制为na个m进制psk/qam符号，生成调制信号矢量，并将所述调制信号矢量分解为同相部分和正交部分；
11、基于选择本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种能量域索引辅助广义正交空间调制方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的能量域索引辅助广义正交空间调制方法，其特征在于，基于调制比特、同相比特以及正交比特选择激活相应的天线，以相应的能量分配值传输调制符号的实部与虚部，构建能量域索引辅助广义正交空间调制(C-GQSM)的发射信号包括：
3.如权利要求2所述的能量域索引辅助广义正交空间调制方法，其特征在于，基于确定的发射信号矢量的同相部分和正交部分构建C-GQSM的发射信号包括：
4.如权利要求2所述的能量域索引辅助广义正交空间调制方法，其特征在于，在接收端ML-OSIC检测器先执行ML检测，对所有可能的AAP组合进行穷举搜索，生成一系列AAP候选方案，将接收信号表示为实值形式：
5.如权利要求4所述的能量域索引辅助广义正交空间调制方法，其特征在于，对于候选方案中某个特定的AAP组合利用ML-OSIC检测器再采用如下步骤实现OSIC检测，来获取EAP和调制符号：
6.如权利要求5所述的能量域索引辅助广义正交空间调制方法，其特征在于，获得相应的EAP和传
7.一种能量域索引辅助广义正交空间调制系统，其特征在于包括处理器和存储器，所述存储器上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6中任一项所述的能量域索引辅助广义正交空间调制方法的步骤。
8.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7中任一项所述的能量域索引辅助广义正交空间调制方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种能量域索引辅助广义正交空间调制方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的能量域索引辅助广义正交空间调制方法，其特征在于，基于调制比特、同相比特以及正交比特选择激活相应的天线，以相应的能量分配值传输调制符号的实部与虚部，构建能量域索引辅助广义正交空间调制(c-gqsm)的发射信号包括：
3.如权利要求2所述的能量域索引辅助广义正交空间调制方法，其特征在于，基于确定的发射信号矢量的同相部分和正交部分构建c-gqsm的发射信号包括：
4.如权利要求2所述的能量域索引辅助广义正交空间调制方法，其特征在于，在接收端ml-osic检测器先执行ml检测，对所有可能的aap组合进行穷举搜索，生成一系列aap候选方案，将接收信号表示为实值形式：
5.如权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员：蒋励菁，张景，虞志刚，王静贤，张越，成俊峰，陆洲，
申请(专利权)人：中国电子科技集团有限公司电子科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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