[發(fā)明專利]一種MIMO-OFDM-IM低復雜度檢測方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811273491.1
• 申請日: 2018-10-30
• 公開（公告）號: CN109246045A
• 公開（公告）日: 2019-01-18
• 發(fā)明（設計）人: 張健;鄭晨熹;郝秀娟
• 申請（專利權）人: 廣州海格通信集團股份有限公司
• 主分類號: H04L27/26
• 分類號: H04L27/26;H04B7/08;H04L1/00
• 代理公司: 廣州市華學知識產(chǎn)權代理有限公司 44245
• 代理人: 黃磊;陳宏升

本發(fā)明公開了一種MIMO?OFDM?IM低復雜度檢測方法，本發(fā)明通過對接收信號的轉(zhuǎn)化，將檢測問題轉(zhuǎn)化為樹搜索問題，然后將每個OFDM?IM組看成一個超級符號，利用K?best檢測算法逐層進行搜索；在每一層的搜索中，根據(jù)路徑度量值選擇保留的節(jié)點和拋棄的節(jié)點；復雜度與天線數(shù)僅為線性關系，同時還可以達到近似最優(yōu)ML檢測的性能；當搜索到第一層時，最小路徑度量值對應路徑上的超級符號即是K?best算法的檢測結果；基于K?best算法對接收信號進行搜索，一方面可以降低系統(tǒng)檢測的復雜度，另一方面可以達到與最優(yōu)檢測相近的性能。

技術領域

本發(fā)明涉及無線通信技術的研究領域，特別涉及一種MIMO-OFDM-IM低復雜度檢測方法。

背景技術

作為第四代移動通信系統(tǒng)的關鍵技術之一，MIMO技術利用多天線實現(xiàn)系統(tǒng)的復用增益和分集增益，提升了系統(tǒng)的容量和性能。但傳統(tǒng)MIMO技術的復用增益依賴于發(fā)射天線和接收天線的正交性，因此一種新的不要求發(fā)射天線和接收天線正交性的多天線技術——空間調(diào)制被提出。在空間調(diào)制中，信息不僅通過星座符號進行傳輸，而且還通過激活的天線序號進行傳輸。這樣相比于傳統(tǒng)的MIMO，空間調(diào)制避免了天線間的干擾，降低了接收端檢測器的復雜度。因此空間調(diào)制成為下一代移動通信中極具競爭力的MIMO技術。

受空間調(diào)制思想的啟發(fā)，索引調(diào)制作為一種新的調(diào)制技術被提出并應用到OFDM系統(tǒng)中。在OFDM-IM系統(tǒng)中，子載波被分為若干子載波組，在每個子載波組中，一部分子載波被激活并發(fā)送星座數(shù)據(jù)，剩余子載波靜默。與OFDM不同的是，OFDM-IM在調(diào)制中引入索引調(diào)制，它根據(jù)索引比特來控制活躍子載波的位置。由于OFDM-IM中存在大量的靜默子載波，使得活躍子載波分布具有稀疏性，從而可以有效地抵抗頻率偏移。同時靜默子載波不需要發(fā)送能量，系統(tǒng)的能量效率得以提升。由于索引調(diào)制的引入，OFDM-IM可以靈活地進行子載波的配置，能夠在系統(tǒng)性能和頻譜效率之間按需調(diào)節(jié)。

基于MIMO技術和OFDM-IM技術的優(yōu)勢，索引調(diào)制應用到MIMO-OFDM系統(tǒng)中并提出了MIMO-OFDM-IM系統(tǒng)。在此系統(tǒng)中，每個發(fā)送天線單獨發(fā)送OFDM-IM數(shù)據(jù)幀，在接收端每個天線通過對OFDM-IM的子載波組檢測進行解調(diào)。相比于傳統(tǒng)的MIMO-OFDM系統(tǒng)，MIMO-OFDM-IM系統(tǒng)具有更優(yōu)異的性能，能實現(xiàn)更高的能量效率，而且可以通過改變激活子載波的個數(shù)實現(xiàn)頻譜效率和系統(tǒng)性能的折中。但是由于MIMO-OFDM-IM中的子載波組中的子載波相互之間的存在聯(lián)系，檢測子載波組中星座符號和活躍子載波位置成為一個挑戰(zhàn)性的難題。雖然最大似然(Maximum Likelihood,ML)檢測器達到了最優(yōu)性能，但是其復雜度過高，隨活躍子載波個數(shù)和天線數(shù)成指數(shù)增長，不利于實際的實現(xiàn)。為了降低檢測的復雜度，基于最小均方誤差(Minimum Mean Square Error，MMSE)的檢測器和順序連續(xù)干擾抵消(OrderedSuccessive Interference Cancellation，OSIC)檢測器被提出，但是以犧牲系統(tǒng)性能為代價的，其性能較ML檢測器還有很大的差距。如何設計出低復雜度近似最優(yōu)ML檢測性能的檢測器，仍是MIMO-OFDM-IM中的具有挑戰(zhàn)性的難題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的主要目的在于克服現(xiàn)有技術的缺點與不足，提供一種MIMO-OFDM-IM低復雜度檢測方法。

本發(fā)明的目的通過以下的技術方案實現(xiàn)：

一種MIMO-OFDM-IM低復雜度檢測方法，包括以下步驟：

S1、源比特映射；

將AN_t比特信息分成N_t組，N_t組每組的A比特信息對應一個發(fā)送天線；再將A比特信息經(jīng)過比特分流器分為G組，G組每組有p比特信息，其中A＝pG，將p比特信息映射到載波長度為N的OFDM組上，其中N＝M/G，M為一個OFDM-IM快符號中的子載波個數(shù)，在OFDM組中，載波長度為N的子載波中有L個傳輸星座符號，其余的子載波為空子載波；