[發明專利]一種基于對角空頻碼的正交索引調制方法

有效

• 申請號: 202011521663.X
• 申請日: 2020-12-21
• 公開（公告）號: CN112769463B
• 公開（公告）日: 2022-04-22
• 發明（設計）人: 王磊;聶高陽
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: H04L5/00
• 分類號: H04L5/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 朱海臨

本發明公開了一種基于對角空頻碼的正交索引調制方法，采用對角形式的空頻碼作為發送信號矩陣。本發明首先將兩個調制符號通過哈達瑪矩陣和旋轉矩陣關聯起來構造對角碼，此外，通過兩次獨立地選擇空頻資源塊(RB)中的索引號，利用不同的空頻單元對對角碼的同向和正交分量分別進行調制構造得到DSFC?QIM的發送信號矩陣。由于本發明在每個資源塊上都進行了DSFC?QIM碼字設計，因此可以獲得二階發射分集。仿真結果表明在獨立和相關瑞利信道下，本發明獲得了比現有的QSFIM方案更好的誤碼性能。

技術領域

本發明屬于多天線無線通信系統中的發射分集傳輸技術領域，涉及一種基于對角空頻碼的正交索引調制方法。

背景技術

多輸入多輸出(MIMO)技術是提高無線通信網絡的系統容量和可靠性的關鍵技術之一，由于它在發送端和接收端都使用多根天線，在收發之間構成多個信道的天線系統，因而極大地提升了信道容量。MIMO系統的一個明顯特點就是具有極高的頻譜利用效率，在對現有頻譜資源充分利用的基礎上通過利用空間資源來獲取可靠性與有效性兩方面增益，但是其代價卻是增加了發送端與接收端的處理復雜度。MIMO系統在一定程度上可以利用傳播過程中的多徑分量來抵抗多徑衰落，但是對于頻率選擇性衰落，MIMO系統依然是無能為力的。解決MIMO系統中的頻率選擇性衰落的有效途徑是利用正交頻分復用技術(OFDM)。

空間調制是MIMO系統中的一種新型的調制技術，等在《OrthogonalFrequency Division Multiplexing With Index Modulation》中提出，將空間調制的思想引入到了頻域，提出了正交頻分復用索引調制(OFDM-IM)技術。在傳統OFDM中，所有子載波都被用來發送信號，而在OFDM-IM中，每個OFDM塊只有部分子載波被激活用來傳輸信號，這樣一來，信號不僅通過從M進制信號星座圖中選擇的數據符號進行傳輸，而且還通過激活子載波的索引進行傳輸，即子載波的索引是根據輸入的信息比特來激活的，因為未被激活的空閑子載波數量受輸入信息比特的影響。

對于MIMO-OFDM的研究已經有很多，基于IM技術和MIMO-OFDM技術的優點，等在《Multiple-Input Multiple-Output OFDM with Index Modulation》和《OnMultiple-Input Multiple-Output OFDM with Index Modulation for Next GenerationWireless Networks》中提出，通過將MIMO-OFDM技術和上述OFDM-IM傳輸技術相結合而提出的MIMO-OFDM-IM是一種高性能多天線多載波傳輸技術。在該方案中，每個發送天線都發送獨立的OFDM-IM塊以提高數據速率，與傳統的MIMO-OFDM方案相比，MIMO-OFDM-IM方案具有更好的誤碼性能和更低的天線/子載波間干擾。

但是，MIMO-OFDM-IM僅僅在頻域進行了索引調制，而T.Datta等在《GeneralizedSpace-and-Frequency Index Modulation》中提出，將IM的思想推廣到頻域聯合空間域中，提出了廣義空頻IM(GSFIM)算法，該算法在空域的天線和頻域的子載波的索引中都對信息比特進行了編碼，通過利用空間域中的索引，可以將GSFIM視為MIMO-OFDM-IM方案的擴展。隨后，鑒于信號星座具有同相和正交分量，P.Patcharamaneepakorn等在《QuadratureSpace-Frequency Index Modulation for Energy-Efficient 5G WirelessCommunication Systems》中提出，對MIMO-OFDM的資源塊(RB)中的空頻(SF)單元的索引號進行兩次獨立地激活，分別用于發送信號的同向和正交分量，從而提出了正交空頻IM(QSF-IM)方案，上述文獻中證明了該方案可以在不增加能量消耗成本的情況下提高數據速率，從而進一步提高MIMO-OFDM的能量效率。

發明內容

本發明的目的在于解決現有技術中的問題，提供一種基于對角空頻碼的正交索引調制方法。