一种基于波束赋形的多用户空间调制方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113708813A(43)申请公布日2021.11.26(21)申请号202110979998.4(22)申请日2021.08.25(71)申请人东南大学地址211189江苏省南京市江宁区东南大学路2号(72)发明人吴亮安博张在琛罗锐陈远浩党建朱秉诚汪磊(74)专利代理机构南京瑞弘专利商标事务所(普通合伙)32249代理人李悦声(51)Int.Cl.H04B7/06(2006.01)H04B7/08(2006.01)H04B7/0452(2017.01)H04L1/00(2006.01)权利要求书4页说明书10页附图3页(54)发明名称一种基于波束赋形的多用户空间调制方法(57)摘要本发明公开了一种基于波束赋形的多用户空间调制方法，属于无线通信技术领域。首先，在基站侧，基于空间调制原理，基站根据每个用户要传送的信息比特选择活跃天线发送信号。然后，基站使用每一个用户剩余的所有非活跃天线对该用户的每一个发送信号进行波束赋形，这里的波束赋形向量是基于迫零准则得到的。最后，在用户端，用户采用最大似然检测进行译码。本发明将波束赋形技术与空间调制技术相结合，既消除了多用户间的干扰，又对目标用户起到了波束增强的效果，实现了空间调制技术由单用户到多用户的推广。CN113708813ACN113708813A权利要求书1/4页1.一种基于波束赋形的多用户空间调制方法，其特征在于：首先，基站基于空间调制原理选择多根活跃天线向多个用户发送信号，每根活跃天线上发送的信号互不相同，活跃天线通过要传送的信息比特选择；然后，基站使用剩余的所有非活跃天线对每一个发送信号进行波束赋形，使发送信号获得理想的信道状态，实现波束增强的同时消除多用户间的干扰，在现有空间调制方案的基础上由单用户场景推广到多用户场景，波束赋形向量通过迫零准则获得；最后，接收到信号的用户将信号向量直接进行最大似然检测，根据估计出的基站端每根天线上发送信号的不同，分辨出活跃天线的具体位置，从而正确译码。2.根据权利要求1所述的一种基于波束赋形的多用户空间调制方法，其特征在于：基站向用户发送的每一个信号，基站对该信号进行波束赋形的天线数等于基站未选择的非活跃天线数和原本发送该信号的那根活跃天线，该活跃天线在发送信号的同时，也会和其他非活跃天线共同进行波束赋形，便于用户侧从多根参与波束赋形的天线中辨别出活跃天线的位置。3.根据权利要求1所述的一种基于波束赋形的多用户空间调制方法，其特征在于：用户辨别基站端活跃天线的方法具体为：基站的多根活跃天线发送的是不同的单一的信号，而基站的非活跃天线上发送的是所有活跃天线发送信号之和。4.根据权利要求1所述的基于波束赋形的多用户空间调制方法，其特征在于：适用于发射端和多个接收端之间通信，其中发射端为具有Nt根天线的基站，接收端为具有NR根天线的用户，用户数为N，每个用户一个时隙同时激活m根天线，m的数值仅受到所选择的空间调制方案影响，m大于1且小于Nt，分别发送m种信号样式不同的信号，将用户i发送的第j个信号表示为sij，发送信号sij的所有天线的序号集合为αij，信号sij的预编码向量为维度为(Nt‑m+1)×1，发送信号sij的所有天线到用户n的信道矩阵为维度为NR×(Nt‑m+1)；具体步骤如下：步骤1)基站将待发送的信息比特划分为长度相同的若干个信息块，信息块的长度由空间样式的维度决定，所述空间样式是指基站可以选择哪些天线发送信号，受到所选择的现有空间调制方案的影响；步骤2)基于选择的现有空间调制方案，基站根据划分后的信息块选择相应的天线向用户发送信号，发送信号的天线即为活跃天线；步骤3)基于迫零准则，基站利用未被选择发送信号的非活跃天线和发送信号的那根活跃天线对发送给用户的每个发送信号进行波束赋形，在现有的空间调制技术基础上，实现由单用户场景到多用户场景的推广；步骤4)每个用户收到的信号无其它用户间干扰，信号仅包含高斯白噪声；基于最大似然检测算法，用户估计出基站端每个天线所发送的信号样式，获得每个接收信号对应基站所有发送该信号的天线序列集合；步骤5)利用每个接收信号对应基站的天线序列集合，用户根据估计出的基站端每根天线上发送的不同信号，辨别出活跃天线的具体位置以及对应编号；步骤6)，用户根据基站采用的空间调制方案进行常规的信息解码，恢复原始信息比特。5.根据权利要求4所述的一种基于波束赋形的多用户空间调制方法，其特征在于：现有空间调制方案案需要满足的要求为：在该空间调制方案中，每个用户在一个时隙要同时激2CN113708813A权利要求书2/4页活基站侧多根天线，且这些活跃天线上发送的信号要互不相同；符合要求的包括逐级编码空移键控的空间调制方案SC‑SSK：Succes