[發明專利]一種用于OFDM系統的子載波索引差分調制方法

有效

• 申請號: 201810341057.6
• 申請日: 2018-04-17
• 公開（公告）號: CN108616475B
• 公開（公告）日: 2020-12-18
• 發明（設計）人: 吳朝武;肖悅;王金福;肖麗霞
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H04L27/26
• 分類號: H04L27/26;H04L27/34;H04L1/06
• 代理公司: 成都點睛專利代理事務所(普通合伙) 51232
• 代理人: 孫一峰

本發明屬于無線通信技術領域，具體的說是一種用于OFDM系統的差分子載波索引調制方法。在所提方案中，比特信息通過子載波索引和PSK符號共同傳輸，同時通過對子載波索引進行差分調制，檢測時不再需要信道信息。從仿真結果看出，所提的D?IM?OFDM系統性能優于傳統的D?OFDM系統，較SIM?OFDM有大約1.5dB左右的性能損失，同時D?IM?OFDM系統的PAPR低于OFDM和SIM?OFDM系統。所以方案在保留SIM?OFDM性能優勢的情況下，同時獲得DSM檢測不需要信道信息的優點。

技術領域

本發明屬于無線通信技術領域，具體的說是涉及用于OFDM系統的差分子載波索引調制方法；本發明涉及差分空間調制(Differential spatial modulation，DSM)，和OFDM(Multiple Input Multiple Output,MIMO)等技術。

背景技術

OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)技術是一種無線通信的高速傳輸技術，其基本原理是將高速的數據流分解成許多低速率的子數據流，即將信號分成許多正交的子載波，利用這些相互正交的子載波同時進行傳輸。該技術利用子載波對數據進行調制，擴展了符號的脈沖寬度，可以有效地抵抗符號間干擾(Inter-SymbolInterference,ISI)，提高了對抗多徑衰落的性能。與傳統頻分復用(Frequency DivisionMultiplexing,FDM)相比，OFDM不需要專門的保護頻帶。雖然頻譜之間會有重疊，但是各個載波之間是相互正交的。根據正交性原理可知，各個載波之間是不存在干擾的，從而大大提高了頻譜的利用率。

近來，一種新的多載波通信方式——基于子載波索引調制(Subcarrier IndexModulation,SIM)的OFDM系統被提出。對于SIM-OFDM系統而言，除了增加了SIM調制模塊以外，其他的步驟和傳統的OFDM系統并沒有任何差異。其中，最核心的SIM調制模塊采用了子載波分塊的思想。首先將整個多載波連續地分成大小相同的多個子塊，每個子塊中通過索引比特來選擇其中若干個子載波(稱之為激活子載波)來發送數據，而其余的子載波不發送數據(稱之為靜默子載波)。由于索引比特本身并不發送，而是隱含在激活子載波的位置信息中的，所以索引比特并不占用頻譜資源。在接收端，通過激活子載波的位置就可以獲得索引比特的信息?，F有的SIM-OFDM與傳統的OFDM通信方法相比，有著諸多優點，例如SIM-OFDM系統峰值平均功率比更小、對抗子載波間干擾性能更好、誤碼率更低等，通過選擇不同的功率分配策略還可以節約發射機能量。缺點是由于采用了分塊的方式，SIM-OFDM系統無法像OFDM系統中一樣，簡單地在固定的位置上插入導頻以完成信道估計。而導頻位置判斷錯誤將會對SIM-OFDM系統的信道估計性能產生巨大的影響。

發明內容

本發明的目的，就是針對上述問題，基于傳統的差分OFDM(Differential OFDM，D-OFDM)系統，提出一種對子載波索引的進行差分調制D-IM-OFDM(Differential indexmodulation OFDM,D-IM-OFDM)傳輸方案，該方案保留了傳統D-OFDM檢測不需要信道估計的特性，并且有效的提升系統的性能。

為了便于理解，對本發明采用的差分空間調制(Differential spatialmodulation，DSM)技術進行如下說明：

差分空間調制技術是一種基于空間調制技術采用非相干檢測的新型MIMO技術。發射端采用激活的傳輸天線矩陣索引和星座符號傳輸信息。因此差分空間調制在保留傳統空間調制單射頻的特性外，通過在發射端進行差分編碼從而在接收端可以在沒有信道信息的情況下準確恢復出發送的信息。因其在發射端和接收端都不需要信道信息，而且可以保留單射頻的特性引起了廣泛的關注。考慮在SIM-OFDM中引入差分空間調制，即對子載波索引進行差分調制，在保留SIM-OFDM性能優勢的情況下，同時獲得DSM檢測不需要信道信息的優點。

本發明的技術方案如下：