[发明专利]一种基于多维度信号索引调制的正交频分复用方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于多维度信号索引调制的正交频分复用方法及系统。通过高维信号星座图的设计，在每个正交频分复用信号子帧通过同相正交调制的方式映射一个或两个高维信号，更多的发送比特隐含在子帧子载波同相正交分量的激活位置信息中，正交频分复用信号子帧中更少的映射信号有效的提高了系统的能量效率，更多的发送比特隐含在各种索引信息中提高了系统的频谱效率，高维信号较传统二维信号能有效降低系统的误比特率，且通过分组码设计的高维信号星座图更有利于通过有效的译码方法改善误比特率性能指标。所提出的多维度信号索引调制正交频分复用方法及系统较传统正交频分复用系统在能量效率、频谱效率和误比特率性能方面均具有优势。

技术领域

本发明涉及通信技术领域，具体涉及一种基于多维度信号索引调制的正交频分复用(OFDM)方法及系统，包括高维信号星座图设计、索引调制和正交频分复用技术等。

背景技术

在通信领域，特别是移动通信，正交频分复用技术已经得到了广泛的研究和应用，特别是第四代(4G)和第五代(5G)移动通信中，因为它具有频谱利用率高、有效抗多径和频率选择性衰落等优点。然而，传统的及一般索引调制的正交频分复用系统频谱效率、能量效率和误比特率性能等方面都比较低，且传统的二维信号星座图的噪声容限较小，不能满足要求。将空间调制技术引入正交频分复用系统，名为索引调制的正交频分复用技术能有效的提高系统的频谱效率和能量效率，由于一个索引调制正交频分复用信号只有部分子载波被激活用于传输常规的多进制相移键控(MPSK)或多进制正交振幅调制(MQAM)信号，未被激活的子载波为0值，而更多的待发送比特信息可隐含在索引图样中，也就是利用发送的比特信息决定子载波的激活样式，从而改善系统的频谱效率和能量效率。

随着高维信号即大于等于三维的星座图在通信领域的研究与应用，其在通信系统发端发送功率不变的条件下，相邻信号点间的最小欧几里德距离要大于传统的二维信号星座图，且随着信号星座图维度的提高，其具有更大噪声容限的优势更加突显，如三维、四维或五维信号星座图等。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，传统的及一般索引调制的正交频分复用系统频谱效率、能量效率和误比特率性能等方面都比较低，且传统的二维信号星座图的噪声容限较小，不能满足要求。本发明提供的技术方案是：结合多维度信号和索引调制正交频分复用技术，提供了一种基于多维度信号索引调制的正交频分复用方法及系统，主要目的在于提高索引调制正交频分复用系统的频谱效率、能量效率和误比特率性能，包括多维度信号的设计、映射方案的设计和系统模型的设计等问题。

根据本发明解决的技术问题的一个方面，一种基于多维度信号索引调制的正交频分复用系统，所述基于多维度信号索引调制的正交频分复用系统包括发送端和接收端：

所述发送端获取待发送的串行比特流，将每m比特的所述串行比特流转换为并行比特流；

所述发送端将所述并行比特流每p比特为一组，获得多个并行比特流分组，所述并行比特流分组包含p_D比特、p_C比特、p_I比特、p_Q比特和p_S比特；

所述发送端将多个所述并行比特流分组分别输入到多个一帧正交频分复用信号的G个子帧，获得n个子载波；这里一帧包含N个子载波的正交频分复用信号被分为G＝m/p＝N/n个子帧，X_g＝[X_g,1X_g,2…X_g,n]表示第g个子帧，1≤g≤G，X表示正交频分复用信号的频域子载波，n表示每个子帧包含的子载波个数。

所述发送端将所述p_D比特和所述p_C比特分别输入维度索引选择器，所述p_D比特用于决定不同维度的信号选择，所述p_C比特用于决定信号维度分量的选择；