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)，通過每時刻激活一個天線單元并利用天線序號攜帶空間信息，SM技術(shù)可有效減少MIMO系統(tǒng)所需射頻鏈路數(shù)、避免信道間干擾，并同時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)進行相干檢測，這需要占用額外的時頻資源進行信道估計，除了更高的系統(tǒng)開銷和復雜度外，

2、其帶來的時延降低了信道估計的準確性，進而也降低了信號檢測的準確度。為了規(guī)避信道估計誤差問題及其對系統(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，利用差分處理來避免信道估計問題。DSM研究中要解決的主要問題是非恒模信號傳輸和與大規(guī)模MIMO結(jié)合而造成資源浪費，本文將圍繞這些問題，針對DSM傳輸非恒模信號以及與大規(guī)模MIMO結(jié)合

3、所存在的問題進行深入研究，主要創(chuàng)新性工作如下:
　　1)針對DSM傳輸非恒模信號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;為進一步消除誤差傳遞，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)針對下行鏈路大規(guī)模MIMO-DSM所存在的天線資源浪費、譜效損失嚴重和信道條件難以實現(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，利用信道正交性提出了基于接收信號協(xié)方差矩陣的線性檢測方案。仿真結(jié)果表明，所提的檢測方案與迫零檢測器(Zero Forcing Detector，ZFD)具有相近的誤比特率(Bit Error Rate，BER

5、)性能，并且運算復雜度低于ZFD。
　　3)針對大規(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)有文獻所提方案擴展到大規(guī)模MIMO-DSM;其二是將功率單位化傳輸方案擴展到大規(guī)模MIMO-DSM，兩種方案均使用基于接收信號協(xié)方差矩陣的線性檢測方案。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)，本文對檢測方案進行改進，利用信道正交和星座圖對稱的特性檢