基于发射天线分组的广义空间调制系统研究与仿真

徐光明，饶 静，谢文兰

（广东培正学院 数据科学与计算机学院，广东 广州 510830）

广义空间调制（Generalized Spatial Modulation，GSM）系统［1-3］作为一种获得复用增益的MIMO 技术，备受业界关注。在GSM 方案中，由同时激活多根天线的索引组合形成的天线索引矢量携带额外索引信息比特，并使用激活的多根天线传输不同的数据符号（如：QAM/PSK），极大地提高了频谱利用率。然而GSM 方案携带的额外索引信息比特数仅为比特数，na和Nt分别代表激活的天线数目和发射天线数目。文献［4-5］提出了基于星座点插值方法的增强空间调制（Enhanced Spatial Modulation，ESM）方案，通过天线索引矢量设计和信号星座设计相结合扩展了天线索引矢量的数量，提高携带额外索引信息的能力。文献［6］提出了基于多索引的广义空间调制（Generalized Spatial Modulation with Multi-Index Modulation，GSM-MIM）方案，其通过两种星座（QAM 和PAM 星座）与天线索引矢量相结合，挖掘索引维度，提高了频谱利用率，并增大发射符号之间平方最小欧式距离，以增强无线通信的性能。

基于以上研究背景，如何设计一种能够进一步携带更多额外索引信息的技术方案，已成为当前GSM 方案中的研究热点。借鉴于ESM 和GSM-MIM 方案中设计思想，本文提出一种基于天线分组的广义索引调制（Generalized Spatial Modulation with Transmit Antenna Grouping，AG-GSM）技术方案。AG-GSM 方案是在PAM 星座和天线索引的基础上，设计一种状态索引，进一步提高携带额外信息的能力。首先，设计AG-GSM 方案的系统模型，并在接收端采用最大似然检测算法恢复原始信息。然后，通过计算机仿真，用蒙特卡洛方法，对AG-GSM 方案进行仿真验证。最后，与QSM、GSM、ESM、GSM-MIM方案相比较，AG-GSM 方案具有低平均误比特率，进一步提高了无线通信的可靠性。……