非恒模差分空間調(diào)制技術(shù)研究.pdf

1、空間調(diào)制技術(shù)(Spatial Modulation，SM)是近幾年提出的一種高效的MIMO技術(shù)，通過每時(shí)刻激活一個(gè)天線單元并利用天線序號(hào)攜帶空間信息，SM技術(shù)可有效減少M(fèi)IMO系統(tǒng)所需射頻鏈路數(shù)、避免信道間干擾，并同時(shí)獲得頻譜效率和系統(tǒng)能效的提升。但是，傳統(tǒng)的SM系統(tǒng)需要在接收端利用信道狀態(tài)信息(Channel State Information，CSI)進(jìn)行相干檢測(cè)，這需要占用額外的時(shí)頻資源進(jìn)行信道估計(jì)，除了更高的系統(tǒng)開銷和復(fù)雜度外，

2、其帶來的時(shí)延降低了信道估計(jì)的準(zhǔn)確性，進(jìn)而也降低了信號(hào)檢測(cè)的準(zhǔn)確度。為了規(guī)避信道估計(jì)誤差問題及其對(duì)系統(tǒng)性能帶來的影響，研究人員提出了差分空間調(diào)制(Differential Spatial Modulation，DSM)的概念，DSM在保留SM的傳輸特性的同時(shí)，利用差分處理來避免信道估計(jì)問題。DSM研究中要解決的主要問題是非恒模信號(hào)傳輸和與大規(guī)模MIMO結(jié)合而造成資源浪費(fèi)，本文將圍繞這些問題，針對(duì)DSM傳輸非恒模信號(hào)以及與大規(guī)模MIMO結(jié)合

3、所存在的問題進(jìn)行深入研究，主要?jiǎng)?chuàng)新性工作如下:
　　1)針對(duì)DSM傳輸非恒模信號(hào)存在的幅值累積問題，本文提出了基于功率單位化的非恒模傳輸方案，通過幅值歸一化處理，使DSM可以傳輸任意形式的星座調(diào)制信號(hào);為進(jìn)一步消除誤差傳遞，提議了多環(huán)星座調(diào)制方案。仿真結(jié)果表明，所提出的非恒模傳輸方案可以消除幅值累積問題，所提議的多環(huán)星座調(diào)制相比于正交振幅調(diào)制(Quadrature Amplitude Modulation，QAM)對(duì)誤差傳遞具有更

4、好的魯棒性，并且其性能優(yōu)于其他DSM所用的調(diào)制方案。
　　2)針對(duì)下行鏈路大規(guī)模MIMO-DSM所存在的天線資源浪費(fèi)、譜效損失嚴(yán)重和信道條件難以實(shí)現(xiàn)等問題，本文提出了上行鏈路大規(guī)模MIMO-DSM，在兼顧DSM傳輸特性的同時(shí)，利用信道正交性提出了基于接收信號(hào)協(xié)方差矩陣的線性檢測(cè)方案。仿真結(jié)果表明，所提的檢測(cè)方案與迫零檢測(cè)器(Zero Forcing Detector，ZFD)具有相近的誤比特率(Bit Error Rate，BER

5、)性能，并且運(yùn)算復(fù)雜度低于ZFD。
　　3)針對(duì)大規(guī)模MIMO-DSM上行鏈路非恒模傳輸問題，本文提出了兩種傳輸方案，其一是將現(xiàn)有文獻(xiàn)所提方案擴(kuò)展到大規(guī)模MIMO-DSM;其二是將功率單位化傳輸方案擴(kuò)展到大規(guī)模MIMO-DSM，兩種方案均使用基于接收信號(hào)協(xié)方差矩陣的線性檢測(cè)方案。仿真結(jié)果表明，所提方案優(yōu)于現(xiàn)有的大規(guī)模MIMO差分非恒模傳輸方案，但存在地板效應(yīng)。為改善地板效應(yīng)，本文對(duì)檢測(cè)方案進(jìn)行改進(jìn)，利用信道正交和星座圖對(duì)稱的特性檢