[发明专利]一种基于SIM-OFDM的叠加编码调制方法

说明书

技术领域

本发明属于通信抗干扰技术领域，尤其涉及叠加编码调制技术(Superposition Coded Modulation)通信系统，子载波索引调制(Subcarrier Index Modulation，SIM)及其相关时域检测技术。

背景技术

在噪声信道中，编码调制可以高效的可靠传输，如早期的格状编码调制(TCM)和多级编码调制，在与二进制编码多进制信号相结合的时候可以得到较好的性能增益。而比特交织编码调制(BICM)更是能用相对简单的方法获得更好的性能。而叠加编码调制技术(SCM)可以被看成BICM的一种特殊情况。BICM系统的检测复杂度随传输比特数随指数倍增加，而SCM的复杂度是随着层数的增加而现行增加，且多层的SCM的性能明显优与BICM。

近来，基于子载波索引调制(Subcarrier Index Modulation,SIM)的OFDM系统被提出作为新的多载波通信方式。SIM方法通过索引比特来选择不同载波传输数据，使得SIM OFDM比传统OFDM具有更好的性能。但是原始SIM方案可能造成错误比特传播而引发错误集中出现，且在接收端检测时很难确定一个合适的门限进行解调。针对上述问题，目前已经有研究对SIM OFDM方法做出改进，并提出了一种简单的检测方法。

在SCM当中，叠加的层数越多，每一层分配的功率越低、层与层之间的干扰也越严重，接收端也越不容易区分出各层信号，如果区分不开各层信息，就不能分集合并，因此性能随着叠加层数的增加而提升的越来越不明显。

发明内容

本发明借鉴SIM-OFDM的思想和空间调制SM的思想，将一串比特数据的一部分用于传输，另一部分用作索引比特，并且分别进行编码。在OFDM系统中传输的时候，根据索引比特编码后的比特数据，选择特定的子载波来传输数据。在接收端采用最大似然的方法，求出索引比特的软信息，进而对索引比特进行译码。

一种基于SIM-OFDM的叠加编码调制方法，具体如下：

S1、由数字化信源产生M₁+M₂×L位信息比特，经过一个串并转换器，前M₁位作为索引比特，后M₂×L位作为数据比特，将数据比特送入另一个串并转换器；

S2、索引比特编码和交织：将S1所述M₁位比特进行编码，对编码完成后的索引比特进行交织，得到索引数据{u_j}，其中，编码方式为Turbo码，编码码率为R，j＝1,2,…,M₁/R；

S3、进行SCM调制：S1所述M₂×L位比特经过一个串并转换器后，将数据分在L层上传输，第l层的数据为经过扩频长度为S的扩频器，交织，BPSK调制，得到各层分别经过加权值{ω^(l),ω⁽²⁾,…,ω^(L)}进行加权，将加权后的数据进行叠加，得到送入SIM调制器，等待发送，其中，m＝1,2,…,M₂，j＝1,2,…,M₂×S；

S4、进行SIM调制：对S3得到的采用子载波2选1的方式进行SIM调制，即S3所得M₂×S位数据通过M₂×S×2个子载波来传输；

S5、将S4得到的M₂×S×2位数据进行IFFT变换到时域对所述加循环前缀后，过信道加噪声，进行FFT变换到频域，去掉循环前缀得到其中，N＝2×M₂×S，K代表实际有数据的子载波数，是对应子载波的信道参数值，所述是未知的，需要通过ML的方法来求得，表示第j时刻第l层的比特，n_j为0均值，方差为δ²＝N₀/2的高斯噪声；

S6、ML准则检测索引比特得到信道参数，具体如下：