[发明专利]一种实部虚部零填充三模OFDM索引调制方法及系统

说明书

本发明涉及子载波索引调制领域，具体涉及一种实部虚部零填充三模OFDM索引调制方法及系统，该方法将高阶星座图中的符号点的实部和虚部分量分别看成两个PAM调制，通过对PAM调制星座图进行设计，从同向分量和正交分量两个方面进行零填充三模索引调制，从而将索引比特扩充了一倍。在接收端，采用一种改进的两级LLR解调器，其将检测出活跃子载波的激活样式，以便恢复出原始的比特信息。仿真结果表明，在几乎没有信噪比损失的情况下，实部虚部零填充三模OFDM索引调制系统较原系统获得了频谱增益。

技术领域

本发明属于子载波索引调制领域，特别涉及一种实部虚部零填充三模OFDM索引调制方法及系统。

背景技术

基于子载波索引调制的正交频分复用技术利用开关键控调制来传输信息，被认为是5G无线通信系统的待选技术之一。为了进一步提高系统的数据传输速率，基于索引调制的OFDM(OFDM-IM)系统被提出。在该系统中，信息不仅仅由星座图上的符号点表示，也由子载波的索引表示，实现了系统从两维到三维的突破。OFDM-IM系统利用查表法或组合数法得到活跃子载波的索引，提高了系统的频谱效率和能量效率。为进一步提升系统传输索引比特和符号比特的能力，零填充三模OFDM索引调制(ZTM-OFDM-IM)系统利用两个互无交集的星座图来调制活跃子载波。在该系统中，子载波可由星座图A、星座图B上的符号点或{0}调制，增加了子载波索引的排列模式。由于允许非活跃子载波的存在，该系统兼顾了高频谱效率和能量效率的优势。

近期，为了进一步提高ZTM-OFDM-IM系统的频谱效率，有学者提出了广义ZTM-OFDM-IM(GZTM-OFDM-IM)系统，使得活跃子载波的个数及分配模式可变，从而丰富了子载波索引的排列模式。然而，在高阶星座图(M2)的条件下，非活跃子载波使得此两种索引调制系统的频谱增益均可忽略不计，限制了系统的应用。因此，一种适用于高阶星座图的零填充三模OFDM系统有待开发。

发明内容

针对背景技术存在的问题，本发明提供了一种实部虚部零填充三模OFDM索引调制(RI-ZTM-OFDM-IM)算法及系统。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种实部虚部零填充三模OFDM索引调制算法，包括以下步骤：

步骤1、串并转换与比特分离：长度为B的二进制串行比特流经过串并转换，变为并行的数据流；

每P_IQ-ZTM比特输入到一个索引调制模块中得到一帧OFDM信号的一个子帧，一帧包括N个子载波的OFDM信号；系统共有G＝N/n个子帧，n为每个子帧所包含的子载波个数；P_IQ-ZTM＝P₁+P₂，P₁为索引比特，P₂为符号比特；

步骤2、P_IQ-ZTM比特输入子模块比特分离器，被等分为两个长度相等的比特流并分别对同向分量和正交分量同时进行零填充三模索引调制；

步骤2.1、对于同向分量；

步骤2.1.1、P₁/2比特进入索引选择器，从n个子载波中选出k个活跃子载波，得到由星座图M_A上的符号点S_A、星座图M_B上的符号点S_B调制的活跃子载波的索引其个数分别为k₁和k₂，且k₁+k₂＝k；索引选择器的输出为：J_β,I＝[J_β,I(1)J_β,I(2)...J_β,I(k₁)...J_β,I(k)]；β为第β(1≤β≤G)个子帧；