一种可扩展的广义空移键控调制系统设计
2021-01-15祝捷,王萍,海涵,王帅
祝 捷,王 萍,海 涵,王 帅
(东华大学信息科学与技术学院,上海 201600)
0 概述
5G 系统[1]采用软件定义网络(Software Defined Network,SDN)[2]与网络切片(Sliding)[3]等灵活网络架构,促使车联网[4]、人工智能[5]等新兴应用得以快速发展。针对当前频谱资源不足的现状,大规模多输入多输出(Multiple Input Multiple Output,MIMO)技术[6]成为5G 系统提高频谱效率、实现大容量通信的关键技术之一。由于车联网V2X 业务对高可靠、可扩展和低复杂度的通信性能[7]有较高要求,传统MIMO 技术[8-10]激活全部天线时将使得射频损耗大、天线信道间干扰(Inter Channel Interference,ICI)严重,使得高速移动场景下天线间同步(Inter Antenna Synchronization,IAS)和信道估计等技术变得复杂,造成通信误码率(Bit Error Rate,BER)性能下降。
近年来,空间调制(Space Modulation,SM)[11]和空移键控(Space Shift Keying,SSK)技术[12]作为新型大规模MIMO 调制技术,通过将输入的比特信息编码映射到空间有效激活的天线索引上,实现低复杂度的多天线传输,解决ICI、IAS 和射频损耗等问题,有利于提高通信可靠性。其中,SSK 技术将全部比特信息映射到天线索引上,充分利用了信道间衰落的差异性,实现比幅度相位调制(Amplitude Phase Modulation,APM)更好的误码率性能。
为了满足快速增长的传输数据率要求,研究人员在SM 的基础上提出GSM(Generalized SM)[13]和MASM(Multiple Activated-antennas SM)[14]调制系统,通过使用天线组合索引来对比特信息进行编码,以提升频谱效率。类似地,在SSK 基础上提出的广义空移键控(Generalized SSK,GSSK)调制系统[15]也通过激活多根天线来提升频谱效率,但这些调制方案的误码率性能都有部分损失。为了在保持频谱效率的同时提升可靠性,HSSK 调制系统[16]通过在发射端引入Complex-Hadamard 矩阵,以提升传输可靠性。然而,HSSK 的有效激活天线数目受限于Complex-Hadamard 矩阵维度,且仅能为2 的幂次方,造成数据传输速率不能灵活适应各类业务的可扩展传输需求。……
