一种基于概率成形的多用户多输入多输出调制分集方法

技术特征：
1.一种基于概率成形的多用户多输入多输出调制分集方法，其特征在于：a、第i个用户（1≤i≤总用户数k）发送数据的比特序列为 ，对发送数据依次进行处理，1)、对数据进行分布匹配器dm（distribution matcher）处理，分布匹配器dm码率为，当，，其中表示不等概幅值概率分布的熵；2）、进行幅值映射，4pam星座幅值集合a={3,1}，8pam星座幅值集合a={7,5,3,1}。为幅值映射函数，对于4pam符号，对于8pam符号，；3）、比特交织编码调制，进行低密度奇偶校验码ldpc编码，ldpc采用系统码，码率为r，均匀分布的数据比特序列的长度为，其长度为，其中，，，ldpc信息位比特为，经过ldpc编码后，生成的校验比特和进行级联，通过比特交织器，比特交织后的数据比特序列被用于星座调制的符号位比特，非均匀分布的数据比特序列被用于星座调制的幅值位比特，调制符号经过二维星座旋转后，得到旋转后的调制符号，其中其中表示星座旋转角度，和分别表示信号的同向分量和正交分量；b、发送端经过符号旋转映射后的符号依次进行层映射，空间q路交织，q路交织，预编码，c、接收端依次进行mimo检测，q路解交织，空间q路解交织，层解映射；之后，得到的第i个用户数据依次进行解调，解交织，ldpc译码，幅值解映射，拟分布匹配，并串转换，最终得到接收端最终数据。2.根据权利要求1所述的基于概率成形的多用户多输入多输出调制分集方法，其特征
在于：星座旋转角度的选取范围为，基于平均互信息，采用遍历搜索，寻找最优的星座符号旋转角度，针对k用户，mu-mimo系统，当采用m-qam星座调制时，其平均互信息表达式如下所示，其中，x和y分别表示输入星座调制符号和输出符号；表示星座集合；表示星座子集；其中，第i个比特，h表示mu-mimo衰落信道系数。3.根据权利要求1所述的基于概率成形的多用户多输入多输出调制分集方法，其特征在于：步骤b具体为，所有k个用户旋转后的调制符号被分为l层数据，随后，经过空间q路交织，并在每一层进行时域q路分量交织；发射端预编码，第i个用户的mimo信道为，为发送端天线数目，为第i个接收端用户天线数目，；接收端总天线数目；统一信道矩阵为，发送符号，接收符号，其中，，表示零均值方差为的高斯噪声, 接收端总天线数目；为预编码矩阵，，表示第i个用户预编码矩阵，；表示第i个用户的接收符号，
其中，是第i个用户的有用信号，为多用户干扰mui，；需要满足以下等式需要满足以下等式，通过奇异值分解svd（singular value decomposition），信道矩阵被分解为被分解为和是矩阵的两个奇异矩阵。，其中，表示矩阵的秩。表示中个非零奇异值对应的空间向量。表示中个零奇异值对应的空间向量；发送端和第i个用户等效的mimo信道可以表达如下随后，矩阵通过svd分解为无干扰的并行mimo子信道，当所有用户分配等功率时，第i个用户的总预编码矩阵可以表达为。4.根据权利要求1所述的基于概率成形的多用户多输入多输出调制分集方法，其特征在于：步骤c具体为，进行mimo检测、之后经过时域q路解交织和空间q路解交织，生成的所有l层接收符号被映射到k个用户，得到。对于第i个用户，被解调通过计算，
其中，，。表示条件概率密度函数。表示旋转星座符号，和分别表示符号的实部分量和虚部分量，其中，和分别表示衰落信道的实部分量和虚部分量，经过解交织和ldpc译码后，第i个用户的ldpc译码比特通过幅值解映射，逆分布匹配后，可以得到第i个用户估计的数据比特序列，通过并串转换，最终，得到所有k个用户估计的数据比特序列。

技术总结
本发明提供了一种基于概率成形的多用户多输入多输出调制分集方法，包括发送端第i个用户数据进行分布匹配，幅值映射，低密度奇偶校验LDPC编码，交织，调制，符号旋转映射；发送端经过符号旋转映射后的符号依次进行层映射，空间Q路交织，Q路交织，预编码；接收端依次进行MIMO检测，Q路解交织，空间Q路解交织，层解映射；之后，得到的第i个用户数据依次进行解调，解交织，LDPC译码，幅值解映射，拟分布匹配，并串转换，最终得到接收端最终数据。该方法可以提升MU-MIMO系统的高可靠传输性能，解决现有技术的不足。技术的不足。技术的不足。


技术研发人员：亢伟民
受保护的技术使用者：中北大学
技术研发日：2022.05.25
技术公布日：2022/9/6