本發(fā)明屬于無(wú)線通信技術(shù)領(lǐng)域，具體的說(shuō)是涉及空間調(diào)制多徑衰落信道下的檢測(cè)方法。

背景技術(shù)：

本發(fā)明涉及廣義空間調(diào)制(Generalized Spatial Modulation,GSM)技術(shù)，時(shí)域Turbo均衡(time domain turbo equalization，TDTE)檢測(cè)技術(shù)，SS-TDTE(symbol-by-symbol aided TDTE)檢測(cè)技術(shù)，及其相關(guān)的MIMO(Multiple Input Multiple Output)技術(shù)。

MIMO調(diào)制技術(shù)是一種無(wú)線環(huán)境下的高速傳輸技術(shù)，由于發(fā)射端和接收端配置多根天線單元，信號(hào)通過(guò)發(fā)送端和接收端的多根天線進(jìn)行傳送和接收，大大的改善了通信質(zhì)量。同時(shí)空間自由度的充分利用，通過(guò)多天線實(shí)現(xiàn)多發(fā)多收，可以改善了信道容量，被視為下一代移動(dòng)通信的核心技術(shù)。

空間調(diào)制技術(shù)作為一種新穎的多天線傳輸技術(shù)，這些年來(lái)受到業(yè)界的廣泛關(guān)注，從單一激活天線的空間調(diào)制已擴(kuò)展到多根激活天線的廣義空間調(diào)制，進(jìn)一步提高了頻帶效率。但是，采用多根激活天線發(fā)送也給系統(tǒng)的解調(diào)帶來(lái)了困難。

本發(fā)明研究一種SS-TDTE檢測(cè)方法用于小型的GSM系統(tǒng)中，該方法是對(duì)傳統(tǒng)的TDTE檢測(cè)算法的改進(jìn)。ZP-SC-GSM系統(tǒng)，基于GSM系統(tǒng)的調(diào)制模式，傳送N_t符號(hào)有0符號(hào)導(dǎo)致不相互獨(dú)立，并且變得不確定，無(wú)法直接通過(guò)對(duì)比似然函數(shù)比值(log-likelihood ratios，LLRs)直接獲得L_e(b_n(k))，因此傳統(tǒng)適用于V-BLAST系統(tǒng)的TDTE檢測(cè)方法不適用于ZP-SC-GSM系統(tǒng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的，就是針對(duì)傳統(tǒng)TDTE(時(shí)域Turbo均衡)檢測(cè)方法不適用于小型GSM(廣義空間調(diào)制)系統(tǒng)中，提出了一種適用于小型GSM系統(tǒng)的檢測(cè)算法。

1.傳統(tǒng)TDTE檢測(cè)算法：

以TDTE檢測(cè)方法用于V-BLAST(垂直分層空時(shí)碼)系統(tǒng)為例，V-BLAST系統(tǒng)傳送符號(hào)x_k(k＝1,…,K)，TDTE檢測(cè)方法可以很好的檢測(cè)出來(lái)，其中x_k為k時(shí)刻的V-BLAST符號(hào)，不包含零符號(hào)時(shí)表示為：

其中是一個(gè)攜帶l＝log₂(L)比特信息，由b_q(k)＝[b_(q-1)l+1(k),...,b_ql(k)]進(jìn)行L-PSK調(diào)制得到的符號(hào)；N_t為發(fā)送端天線個(gè)數(shù)。假設(shè)這個(gè)數(shù)據(jù)幀的長(zhǎng)度為K，每個(gè)數(shù)據(jù)幀的前面添加P-1長(zhǎng)度的0，接收數(shù)據(jù)可表示為：

在上式接收信號(hào)在N＝N₁+N₂+1時(shí)隙，用MMSE輔助Turbo均衡，可以得到：

其中，以及是NN_r×(N+p-1)N_t的子信道矩陣，即

2.本發(fā)明的檢測(cè)算法(symbol-by-symbol(SS)TDTE，SS-TDTE)

與V-BLAST系統(tǒng)不同的是，在ZP-SC-GSM系統(tǒng)零符號(hào)被視為星座點(diǎn)需要進(jìn)行SIC(軟干擾消除)過(guò)程和MMSE解碼。在每一個(gè)時(shí)隙，一個(gè)GSM符號(hào)編碼比特的先驗(yàn)似然信息(LLRs)是由發(fā)送天線中的多個(gè)激活天線計(jì)算得來(lái)，而不是通過(guò)其中一根激活天線計(jì)算。

類(lèi)似傳統(tǒng)的TDTE檢測(cè)，MMSE輔助turbo均衡軟輸出利用接收信號(hào)y(k)在N＝N₁+N₂+1時(shí)隙，其中x_k為GSM符號(hào)。在這，傳統(tǒng)TDTE檢測(cè)算法和提出的SS-TDTE檢測(cè)算法有兩大不同之處：(1)在中，計(jì)算s(k)的均值和方差是以向量與向量的關(guān)系求得，而不是符號(hào)與符號(hào)的關(guān)系求得；(2)在k時(shí)刻，編碼比特的外部信息LLRs計(jì)算是根據(jù)向量與向量的關(guān)系來(lái)求出。

如圖2所示，新的檢測(cè)算法包括以下步驟：

第一步：先驗(yàn)似然信息(Log Likelihood Ratios,LLRs)L_a(b_n(k))。

其中，b_n(k)是接收端接收L-PSK調(diào)制符號(hào)的一個(gè)比特信息，P(b_n(k)＝1)和P(b_n(k)＝0)分別表示b_n(k)＝1和b_n(k)＝0的概率。

第二步：在ZP-SC-GSM系統(tǒng)中，同一時(shí)刻發(fā)送端發(fā)送的數(shù)據(jù)是不獨(dú)立的，組成一個(gè)GSM符號(hào)向量。在已知的先驗(yàn)LLRsL_a(b_n(k))的情況下，要得到發(fā)送信號(hào)s(k)的均值和方差v(k)，必須將GSM符號(hào)作整體考慮：

其中，為GSM符號(hào)集合，P(x_k＝β)是x_k＝β的概率可表示為：

其中，B為每一個(gè)GSM符號(hào)上攜帶的比特?cái)?shù)。

之后，第k個(gè)GSM符號(hào)向量x_k可以表示為

其中，q＝(1,...,Nt)，N_t為發(fā)送端天線數(shù)。最后通過(guò)公式(2-7)，可以求出發(fā)送信號(hào)s(k)的均值向量和方差向量v(k)，其中，

在提出的SS-TDTE檢測(cè)方法上，第一步計(jì)算出整個(gè)GSM向量的均值和方差，之后獲得激活天線上每個(gè)符號(hào)的均值和方差。這是區(qū)別于傳統(tǒng)TDTE檢測(cè)算法之處。

第三步：在第k時(shí)隙，對(duì)第q個(gè)符號(hào)進(jìn)行軟干擾消除(soft-interference-cancellation，SIC)。在這一步，零符號(hào)在GSM星座中視為零點(diǎn)。此時(shí)，SIC過(guò)程與傳統(tǒng)的TDTE檢測(cè)SIC過(guò)程一致。即

其中，而N_t為發(fā)送端天線數(shù)。

第四步：進(jìn)行MMSE檢測(cè)。類(lèi)似于傳統(tǒng)的TDTE檢測(cè)中對(duì)應(yīng)的MMSE，x_k中第q個(gè)符號(hào)有公式9估計(jì)得：

其中，h_s是信道矩陣的第s列，N_t為發(fā)送端天線數(shù)，可以通過(guò)公式10得到。

其中

第五步：根據(jù)估計(jì)的計(jì)算出LLRs L_e(b_n(k))。由于零符號(hào)被視為星座點(diǎn)，估計(jì)值同樣可以被假定為滿足高斯分布則的近似條件概率密度分布為：

其中，u_k,s和是通過(guò)公式(10-11)得到：

其中，是集合的一個(gè)符號(hào)，是L-PSK符號(hào)集合，h_s是信道矩陣的第s列。

在ZP-SC-GSM系統(tǒng)中，估計(jì)符號(hào)里面攜帶的編碼比特?cái)?shù)是不確定的，對(duì)外部信息LLRs不能用傳統(tǒng)TDTE檢測(cè)中公式來(lái)直接計(jì)算概率密度分布。提出SS-TDTE檢測(cè)，就是為了解決這一問(wèn)題，利用N_t各發(fā)送天線的估計(jì)概率求出對(duì)應(yīng)的外部信息LLRs L_e(b_n(k))。N_t個(gè)天線上估計(jì)符號(hào)向量對(duì)應(yīng)一個(gè)GSM符號(hào)向量其中的概率由下面公式得到：

根據(jù)公式(11-14)，利用公式15，求出所需要的外部信息LLRs L_e(b_n(k))(n＝1,...,B),(k＝1,...,K)。

最后，將得到的L_e(b_n(k))信息進(jìn)行譯碼即可以恢復(fù)出發(fā)送比特。

本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明提出了一種適用ZP-SC-GSM系統(tǒng)的檢測(cè)方法。

附圖說(shuō)明

圖1是利用TDTE檢測(cè)的ZP-SC-GSM系統(tǒng)框圖；在接收端，利用已知的L_a(b_n(k))，進(jìn)行SS-TDTE檢測(cè)過(guò)程，求出L_e(b_n(k))，并通過(guò)L_e(b_n(k))信息進(jìn)行譯碼即可恢復(fù)出發(fā)送比特。

圖2是本發(fā)明提出的新檢測(cè)算法SS-TDTE流程圖，該檢測(cè)方法用于零前綴單符號(hào)廣義空間調(diào)制系統(tǒng)。

具體實(shí)施方式

發(fā)明內(nèi)容部分已經(jīng)對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的描述，在此不再贅述。