[发明专利]用于载波索引调制的MIMO-OFDM系统的低复杂度检测方法

说明书

本发明属于无线通信技术领域，涉及多输入多输出、正交频分复用和载波索引调制技术及相关信号检测技术。本发明首先将子载波块对应的接收符号向量做ZF/MMSE均衡检测得到一个初始解向量，然后在当前解向量的基础上进行邻域空间搜索，其中邻域空间定义为与当前解向量仅有一个调制符号或者一个子载波索引不同的所有解向量集合，最后比较当前解和其邻域解的ML代价，保留ML代价最小的解作为下一次循环的当前解。循环搜索多次，直至当前解比其所有邻域空间解的ML代价小或者超出循环次数上限，输出最后得到的当前解，进行解调。该方法的优点主要体现在：在取得近ML的BER性能的同时，有效降低了计算的复杂度。

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，涉及多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)、正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)和载波索引调制(Subcarrier Index Modulation,SIM)技术及相关信号检测技术。

背景技术

MIMO-OFDM系统的提出是无线通信领域的重大突破，具有频谱利用率高、抗衰落性能强、信道容量大等优点，是下一代宽带无线通信系统的物理层核心技术之一。

近来，子载波索引调制(Subcarrier Index Modulation,SIM)技术被提出作为一种新的MIMO-OFDM系统传输方案(下文简称MIMO-SIM-OFDM)。该方案的基本原理是在传统MIMO-OFDM系统调制技术的基础上引入了子载波位置索引承载信息的机制，且仅在激活的子载波上承载调制符号。MIMO-SIM-OFDM系统原理如图1所示，信息比特分为两个部分：一部分称为“索引调制比特”，即该部分的信息比特映射为激活子载波的索引位置；另一部分称为“符号调制比特”，即该部分的信息比特映射为激活子载波上承载的调制星座点符号。与MIMO-OFDM相比，MIMO-SIM-OFDM系统具有一定的优势，在对抗载波间干扰(Inter-CarrierInterface,ICI)和多径衰落的同时，有效降低了峰均比(Peak to Average Power Ratio,PAPR)。

MIMO-SIM-OFDM系统中信号检测技术的优劣与通信系统的可靠性和实现的复杂度密切相关。MIMO-SIM-OFDM的检测算法仍有待于深入研究。ML检测算法具有最优的误码率(Bit Error Rate,BER)性能，但该算法需要对激活子载波的位置和激活子载波上的星座点符号进行联合检测，这一过程涉及穷尽搜索所有可能的解，因此极高的复杂度限制了ML算法在实际通信系统中的应用。由于ML检测需要遍历所有天线上的子载波索引位置和对应的星座点符号，因此其复杂度会随子载波索引的组合数和调制阶数呈指数增长。为此，本发明提出了一种低复杂度的可行方案，其计算复杂度仅随子载波索引的组合数和调制阶数呈线性增长，同时可以取得近最优性能。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种用于载波索引调制的MIMO-OFDM系统的低复杂度检测方法。

本发明的技术方案为：

首先将子载波块对应的接收符号向量做ZF/MMSE均衡检测得到一个初始解(当前解)向量，然后在当前解向量的基础上进行邻域空间搜索，其中邻域空间定义为与当前解向量仅有一个调制符号或者一个子载波索引不同的所有解向量集合，最后比较当前解和其邻域解的ML代价，保留ML代价最小的解作为下一次循环的当前解。这一过程循环搜索多次，直至当前解比其所有邻域空间解的ML代价小或者超出循环次数上限为止，输出最后得到的当前解，进行解调恢复出原始信息比特。

MIMO-SIM-OFDM系统如图1所示，N_t为发射天线数，N_r为接收天线数。

用于载波索引调制的MIMO-OFDM系统的低复杂度检测方法，包括如下步骤：