增强型差分空间调制

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1、工程硕士学位论文增强型差分空间调制作者姓名罗梦娜工程领域电子与通信工程校内指导教师陈芳炯教授校外指导教师艾育华高级工程师所在学院电子与信息学院论文提交日期2016年6月EnhancedDifferentialSpatialModulationADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：LuoMengnaSupervisor：Prof.ChenFangJiongSouthChinaUniversityofTechnologyGuangzhou,China分类号：T

2、N929.5学校代号：10561学号：201321009424华南理工大学硕士学位论文增强型差分空间调制作者姓名：罗梦娜指导教师姓名、职称：陈芳炯教授申请学位级别：工程硕士工程领域名称：电子与通信工程论文形式：□产品研发□工程设计□√应用研究□工程/项目管理□调研报告研究方向：现代通信理论与技术论文提交日期：2016年4月20日论文答辩日期：2016年6月5日学位授予单位：华南理工大学学位授予日期：答辩委员会成员：主席：季飞教授委员：陈芳炯教授、余华教授、田立斌高级工程师、曾杰高级工程师摘要空间调制（SpatialMod

3、ulation，SM）是一种新型的多输入多输出（Multi-InputMulti-Output，MIMO）技术，它的特点是在任何时隙只激活一根发射天线，并使用该激活天线发射携带额外信息的调制符号。因此，SM具有避免信道间干扰的好处，在获得空间复用增益的同时，也避免了发射天线的同步。然而，得到空间调制技术的好处的前提是必须要先发射冲击信号进行信道估计。尽管已有研究展示SM在对抗信道估计误差上表现出良好的鲁棒性，但是对于信道估计误差引起的性能损失仍旧不可避免，由于信道估计和符号检测过程都难以控制，尤其是信道估计工作非常复杂，

4、这将导致空间调制系统的解调过程也随之非常复杂，性能损失也会随着信道估计变差而变得更加严重。基于这种情况，一种差分空间调制（DifferentialSpatialModulation，DSM）技术被提出，这种技术依然保持着在任何时隙只有单根天线被激活的特性，但却不需要对系统发射端到接收端的信道进行信道估计，可以说是弥补了空间调制技术的不足。同时，DSM适用于任何恒定能量星座图（举例：相移键控Phase-ShiftKeying，PSK）、任意数量的发射天线和接收天线的系统。经实验仿真表明，在相同频谱效率的情况下，DSM技术相

5、比SM技术也只有3dB不到的信噪比损失。本文先后提出了两个关于差分空移键控系统（DifferentialSpaceShiftKeying，DSSK）性能的优化方案，并在此基础上进行进一步的优化，从而得到一种增强型的DSM技术。其中，DSSK是DSM的一个特例，当DSM不考虑符号调制的情况下，DSM系统被称为DSSK系统。顾名思义，这两个增强型优化方案都是对天线激活顺序算法的优化方案。其中方案一是基于格雷编码思想，也称为格雷序法，通过实验仿真可以说明，该方案可以提高DSSK系统的编码增益。此外，作者还证明了该方案对系统提高

6、的编码增益的效果是随着接收天线的数目的增大而逐渐变弱的。方案二是在方案一的基础上改进而来，称为交叉格雷序法，提出该算法的目的是希望提高DSSK系统发射端的发射分集，从而提高系统的分集增益，即提高系统性能。然而，考虑到DSM系统不仅包括天线激活顺序编码，还包括符号调制，所以为了提出一种增强型的DSM系统，单单对天线激活顺序编码算法进行优化并不能够整体提高系统性能的。因此，作者在交叉格雷序法的基础I上，对DSM系统符号调制的星座图进行一定角度的旋转，并对最后形成的发射块相邻调制符号进行坐标交叉处理，最终实现提高DSM系统性能

7、的目的，通过仿真对比实验可以观察到，在等信噪比情况下，使用作者提出的DSM增强型方案对比传统DSM系统可以大大降低系统误码率。关键词：差分空间调制；格雷；星座图旋转；坐标交叉；性能增强IIAbstractSpatialmodulation(SM)isanewly-emergingmulti-inputmulti-output(MIMO)technology,whichischaracterizedonlyactivatesasingletransmittingantennainanytimeslot,andusesthe

8、activatedantennasendingadditionalinformationsymbols.However,becauseofthesecharacteristics,thespatialmodulationmustknowthechannelstateinformation(CSI)advanced.T