[发明专利]基于补给索引的高频谱效率载波索引调制方法

权利要求书

1.一种基于补给索引的载波索引调制OFDM方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)设正交频分复用OFDM系统有N个子载波，将这些子载波划分为G个子块，每个子块的子载波个数为：n＝N/G，每个子块激活的载波个数：k＝n/2，每个子块共有种原索引样式；

(2)根据(1)中原索引样式数确定补给索引样式的个数：使索引样式总数T与2的整数幂次匹配，其中，符号代表取上限，索引样式总数T为原索引样式数与补给索引样式数t之和，即

(3)从个可选的索引样式中选择t个互不相同的索引样式作为补给索引，并将其与个原索引样式共同构成索引样式集W，其中k′是补给索引样式激活载波数，k′∈{1,2,3...n}且k′≠k；

(4)在发射端，为每个子块划分p₁比特索引信息，根据(3)构成的索引样式集W，将索引信息映射为索引样式向量，并根据索引信息的内容划分p₂个比特为符号信息，得到每个子块可传输的信息量为：p＝p₁+p₂；

(5)根据符号信息对所选索引样式中激活的载波进行符号调制，生成第g个子块的发送向量：x_g＝[s₁ s₂ s₃ … s_i … s_n]，g∈{1,2,3...G}，s_i为第i个载波上的调制符号，i∈{1,2,3...n}，在采用二进制相移键控BPSK调制方式时，若第i个载波未被激活则，s_i＝0，否则，s_i∈{-1,1}；

(6)将(5)生成的G个子块发送向量合并生成频域OFDM信号：X＝[x₁ x₂ x₃ … x_g … x_G]^H，其中[]^H表示对向量或矩阵转置，并将该频域OFDM信号通过N点的离散傅里叶反变换转换到时域；

(7)将(6)得到的时域OFDM信号依次经过加循环前缀、并串转换、数模转换和上变频处理后送入信道进行传输；

(8)接收端接收(7)输出的信号，对其先进行依次下变频、模数转换、串并转换、去循环前缀操作，再通过离散傅里叶变换将其从时域OFDM信号转换到频域并输出；

(9)将(8)输出的频域OFDM信号进行最大似然检测，并通过解索引和解映射将其信号恢复为二进制信息。

2.根据权利要求1所述的方法，其中(4)中为每个子块划分p₁比特索引信息，是指将每个子块分配的索引信息量达到激活k个载波索引量的上限值，表示如下：

其中，为原索引样式数。

3.根据权利要求1所述的方法，其中(4)中根据索引信息的内容划分p₂个比特为符号信息，是指将索引信息p₁映射到索引样式集W上，索引样式集W由t个补给索引样式和个原索引样式组成，p₂根据p₁所映射的索引样式是由原索引样式或补给索引样式决定：

若映射为原索引样式，则p₂表示如下：

p₂＝k*log₂M；

若映射为补给索引样式，则p₂表示如下：

p₂＝k′*log₂M；

其中，k表示原索引样式激活载波数，k′表示补给索引样式激活载波数，M表示星座调制阶数。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述步骤(9)实现如下：

(9a)通过如下公式对频域OFDM信号进行最大似然检测：

其中Y^(g)(i)表示接收的第g个子块中第i个载波上的信号，g∈{1,2,3...G}，i∈{1,2,3...n}；H^(g)(i)表示第g个子块中第i个载波经过的频域信道衰减系数；s^(g)(i)表示第g个子块中第i个载波上的信号，若第g个子块中第i个载波被激活，则s^(g)(i)＝0，否则s^(g)(i)为星座符号；表示接收端第g个子块的索引样式估计值，表示接收端第g个子块的符号信息估计值，I表示索引映射表W中所有可能的子载波索引样式，S表示符号调制中所有可能的星座符号；

(9b)根据索引样式集W将子块索引样式估计值反映射为二进制索引信息；

(9c)根据符号调制的星座映射将子块符号信息的估计值反映射为二进制信息。