一种用于mimo-ofdm系统的空频联合调制设计方案的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于无线通信技术领域，具体涉及MIMO-OFDM系统的空频联合调制的传输 设计方案。
【背景技术】
[0002] 与单天线技术相比，多天线（MIMO)技术可W在不增加额外系统资源如传输功率及 带宽的前提下，线性提高传输速率，因此今年来多天线技术在各无线通信标准中得到了广 泛的应用。正交频分复用（OFDM)技术则因为其抗多径衰落能力强、资源分配灵活性高、频域 均衡简单等优点成为无线通信系统的一项主流调制技术。传统的MIMO-OFDM系统为了获得 较高的频谱效率，需采用空间复用传输模式。当发射天线数目增加时，天线之间的干扰将迅 速增加，导致系统误码率性能急剧恶化。空间分集传输模式则具有良好的误码率性能，但传 输速率较低。依据空间复用及空间分集的优点，将空间调制技术思想应用在MIMO-OFDM无 线系统中，即首先将子载波分割为子载波分组块，然后依据输入比特信息根据一定的原则 在每个分组块中选择相应的空频资源进行数据符号传输，从而实现高传输速率与低误码率 性能之间的平衡。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是设计一种适用于MIMO-OFDM多天线无线系统的传输方案，使得该 无线系统传输速率与误码率之间能够得到更好的平衡。
[0004] 为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种用于MIMO-O抑M系统的空频联合 调制传输设计方案，包括：（1)发射端空频联合调制传输设计；（2)接收端基于最大似然算 法的信号检测；其中， 所述发射端空频联合调制传输设计具体包括如下步骤： (11) .将所有子载波分害IJ为子载波块，每个子载波分组块中包含Hi个子载波； (12) .将输入信息比特序列划分为两部分，即用于空频资源单元选择的比特序列
和用于数字调制的比特序巧
，其中
互含空间调制和频域子载波序号调制两部分； (13) .根据空频调制比特序巧
选择当前子载波分组块中的空频资源单元进行数据 符号传输，未选中的空频资源单元则置为数据零； (14) .根据数字调制比特序列
行调制得到复数据符号，并依次映射到被选择的空 频资源单元，从而得到当前子载波分组块的传输信号矩阵，^
\其中
为第 Ii个子载波上的频域发射信号列向量； (15) .数据符号资源映射后，对每根天线上的频域数据进行正交频分复用调制，并经射 频端发射。
[0005] 所述接收端基于最大似然算法的信号检测须对接收端的信号变换到频域，然后对 频域子载波分组块中的信号进行最大似然检测，其具体包括如下步骤： (21) .将接收端的时域信号进行正交频分复用解调，从而将每根天线上的时域信号通 过去循环前缀及傅里叶变换等处理得到频域信号； (22) .针对每个子载波分组块的子载波圓均有
其中，
j为该子载波分组块第圏个子载波各接收天线上的频域信号，H为接 收天线数目，Il表示第Ii个子载波上接收到的随机噪声信号矢量，Il为第麗个子载波上的 发射信号，Hg,为对应的频域信道矩阵，郝么对于当前子载波分组块满足最小欧氏距离的传 输信号矩阵为
(23) .计算所有可能的
冲传输信号组合，且^
'为Il的比特序列长度，通过比较 所有的发射组合，选择其中欧氏距离最小的组合作为最终的估计信号； (24) .当确定检测信号后，可根据空频联合调制准则逆映射得到空频联合调制比特序 列，及数字解调得到指示数据符号的比特序列，进而合并即可得到估计信息比特序列。
[0006] 本发明的有益效果；本发明的方法首先将OFDM系统中的子载波分割成子载波分 组块，每个分组块含有
空频资源单元，然后根据输入信息比特对其中的资源单元 进行选择并传输数字调制符号，最后在接收端利用最大似然算法进行信号检测和解调。由 于输入信息比特包含两部分，用于空频联合调制的比特序列和用于数字调制的比特序列。 因此与空间分集技术相比具有更高的传输速率。通过减小分组块的大小，即将誦变小，可W 增加传输速率，若Hf为1，且每个分组块中只选择一个空频资源单元进行数据传输，则此时 传输模式将退化为空间调制，此时系统具有较好的误码率性能。因此通过改变子载波分组 块大小及选择传输的空频资源单元数目可W实现高传输速率与低误码率性能之间的灵活 折中。
【附图说明】
[0007] 图1是本发明的用于MIMO-OFDM系统的空频联合调制传输方案设计的流程图。
[0008] 图2是本发明的MIMO-OFDM系统的空频联合调制原理框图。
【具体实施方式】
[0009] 下面将结合附图，给出本发明的具体实施例。
[0010] 在阐述【具体实施方式】之前，首先介绍其中所用的物理数学模型： 本发明方法所使用的物理数学模型为；MIMO-O抑M无线通信系统中，接收端接收到的 时域信号通过快速傅里叶变换（FFT)得到的频域信号在单个子载波上存在如下关系式：
其中信道衰落系数矩阵为圓，发射信号为||，1为加性随机噪声信号。
[0011] 针对发射天线为圓丽，接收天线为W
测算法可写为
在空间复用传输模式下，需要计算欧氏距离的次数为 为数字调制阶数， 即可供选择的星座点符号数目，例如采用QPSK数字调制时
[0012] 下面对用于MIMO-OFDM系统的空频联合调制传输设计方案进行详细说明，主要包 括：（1)发射端空频联合调制传输设计；（2)接收端基于最大似然算法的信号检测；其中， 送里的步骤（1)发射端空频联合调制传输设计主要为： (11) .将所有子载波分割为子载波块，每个子载波分组块中包含Ii个子载波； (12) .将输入信息比特序列划分为两部分，即用于空频资源单元选择的比特序列 和用于数字调制的比特序列1^，其中Il包含空间调制和频域子载波序号调制两部分； (13) .根据空频调制比特序列痴选择当前子载波分组块中的空频资源单元进行数据 符号传输，未选中的空频资源单元则置为数据零； (14) .根据数字调制比特序列调制得到复数据符号，并依次映射到被选择的空 频资源单元，从而得到当前子载波分组块的传输信号矩阵！