[发明专利]一种基于FFDNet的OFDM-IM信号检测方法

说明书

本发明属于无线电通信的信号检测领域，具体涉及一种基于FFDNet的OFDM‑IM信号检测方法，包括：通过FFDNet降噪网络对信号结合噪声水平进行降噪，得到降噪后的信号和降噪后的信号的能量分布；对降噪后的信号和降噪后的信号的能量分布进行重组，得到重组后的待检测信号和重组后的能量分布；利用检测网络对重组后的待检测信号进行检测，并通过重组后的能量分布判断激活载波的位置，得到信号估计值，对信号估计的值进行判决，得到估计的比特流。本发明通过噪声分布系数、能量分布系数以及信号重组系数，弹性检测各个信噪比范围下的OFDM‑IM信号，在使用单一模型条件下，对被检测信号进行灵活而又精准的检测。

技术领域

本发明属于无线通信的信号检测领域，具体涉及一种基于FFDNet的OFDM-IM信号检测方法。

背景技术

正交频分复用技术现如今由于其可以利用较少的频带传输大量的数据，可利用本身特点抵抗多径效应带来的码间干扰等等优点，在5G和4G中得到了广泛应用。索引调制(Index Modulation，IM)技术利用通信系统中的媒介传递额外的信息，是一种新型的多维的调制技术。这些媒介是一些实体如天线、子载波、时隙、扩频码等。由于索引调制不需消耗能量或只需消耗少许能量就可以传递额外的信息，并且可与频谱效率灵活均衡且有着较高的能量效率(Energy Efficiency，EE)的优点，因此IM技术引起学者们的广泛关注并有可能成为未来无线通信的候选技术。索引调制技术从维度这一角度，可以划分为频域索引调制技术和空域索引调制技术。空域索引调制也称为空间调制(Spatial Modulation，SM)技术，利用天线的索引控制天线的激活，激活的部分进行正常的星座符号映射。近来，一种由空间调制技术发展而来的OFDM-IM技术被提出。索引调制正交频分复用技术(OFDM-IndexModulation,OFDM-IM)的出现已经成为一种取代或者补充现有OFDM系统的一种调制方式，在OFDM-IM系统中，将OFDM的调制维度从一个扩展到两个。OFDM-IM将所有的子载波分为两部分，一部分为静默子载波，另一部分是激活子载波，激活子载波上放置调制好的星座点信息，静默和非静默的载波当然也可以携带额外的信息。索引调制OFDM和传统的OFDM相比有许多优点，首先，OFDM-IM调制可以在频谱效率和传输性能上进行折衷。其次，在发送OFDM-IM信号时相比于OFDM信号有更低的峰均比。最后，OFDM-IM信号大大减少了载波间干扰，提升了系统的鲁棒性。总之，OFDM-IM技术有着很好的应用前景，值得我们去深入探究。

在OFDM-IM系统中，针对信号检测研究，学者们利用机器学习对OFDM-IM信号进行检测，同时降噪技术发展极大地促进了通信的发展。

Soltani等人(M.Soltani,V.Pourahmadi,A.Mirzaei and H.Sheikhzadeh,DeepLearning-Based Channel Estimation,in IEEE Communications Letters,vol.23,no.4,pp.652-655,April 2019,doi:10.1109/LCOMM.2019.2898944.)提出了一种两级级联的网络ChannelNet，该网络将导频等效为低分辨率的图像，通过超分辨率算法提升分辨率并通过DNCNN网络(K.Zhang,W.Zuo,Y.Chen,D.Meng and L.Zhang,Beyond a GaussianDenoiser:Residual Learning ofDeep CNN for Image Denoising,in IEEETransactions on Image Processing,vol.26,no.7,pp.3142-3155,July 2017,doi:10.1109/TIP.2017.2662206.)的降噪，最终实现信道的估计。这一研究表明，降噪技术对提升通信的性能有着重要的研究价值，尤其是深度学习降噪技术的发展对通信领域的研究起着越来越重要的作用。