发送分集的OFDM‑IM调制方法与流程

技术特征：

1.一种基于分集的OFDM-IM调制方法，其特征在于，包括：

(1)在一个OFDM符号周期内进行频域信号设计：

(1a)将N个子载波均分成g个子块，每个子块包含n个子载波；

(1b)将一个OFDM符号周期内所要传输的m比特均分成g组，每组包含p比特信息，即m＝pg，再将p比特信息分成第一部分比特信息p₁和第二部分比特信息p₂，即p＝p₁₊p₂；

(1c)对上述两部分比特信息p₁和p₂进行映射：

(1c1)将第一部分比特信息p₁映射为激活子载波的位置，即根据第一部分比特信息p₁从n个子载波里选取k个活跃的子载波；

(1c2)将第二部分比特信息p₂先映射到传统QAM/PAM信号星座图上，得到传统频域信号，并将该传统频域信号对应到激活的k个子载波上；

(1c3)设计辅助信号星座图，使该辅助信号星座图与传统信号星座图合并后，得到的联合信号星座图其最小欧氏距离能最大化，其中，辅助信号星座图的大小要小于或等于传统信号星座图的大小；

(1c4)将第二部分比特信息p₂再映射到辅助信号星座图上，得到辅助频域信号，并将该辅助频域信号对应到n-k个空闲子载波上，至此，得到第一个子载波块上所有n个子载波的频域信号；

(1d)根据(1c)的方法，分别产生其余g-1个子载波块上的频域信号，将全部g个子子载波块上的频域信号按顺序连接，得到一个OFDM符号周期内的频域信号序列A；

(2)将频域信号序列A进行深度为n的均匀块交织，得到频域发送信号序列B；

(3)将频域发送信号序列B先经傅里叶逆变换IFFT操作，再加循环前缀CP，得到时域发送信号序列C；

(4)将时域发送信号序列C在频率选择性衰落信道中进行传输，得到时域接收信号序列E；

(5)对时域接收信号序列E，依次进行去循环前缀CP操作、傅里叶变换FFT操作和块解交织操作，得到频域解调信号序列G；

(6)将频域解调信号序列G均分成g个子块，每个子块大小为n，分别对每个子块进行最大似然检测，得到频域信号序列的估计信号序列I；

(7)将频域信号序列的估计信号序列I反映射成比特信息，完成信息传输过程。

2.根据权利要求1所述的发送分集的OFDM-IM调制方法，其特征在于，步骤(1c3)中的辅助信号星座设计，按如下方式进行：

当激活子载波上采用传统的2点信号星座BPSK＝{-1,+1}时，则设计2点辅助信号星座BPSK’＝{-j,+j}，其中，j为虚数单位；

当激活子载波上采用传统的4点信号星座时，则设计4点辅助信号星座QPSK’＝{-j,+j,-1,+1}；

当激活子载波上采用传统的16点信号星座16-QAM＝{a+bj,a,b＝-3,-1,+1,+3}时，则设计8点辅助信号星座16-QAM’＝{1,-1,+j,-j,2+2j,2-2j,-2+2j,-2-2j}。

3.根据权利要求1所述的发送分集的OFDM-IM调制方法，其特征在于，步骤(1c4)中将第二部分比特信息p₂映射到辅助信号星座图上，是根据激活子载波k与空闲子载波n-k的大小关系进行映射：

当k＝n-k时，每一个激活子载波上发送传统频域信号，都对应一个空闲子载波上发送辅助频域信号，且传统频域信号与辅助频域信号携带相同比特序列信息；

当k<n-k，采用如下两种方法映射：

第一种方法，从n-k个空闲子载波中随机选择k个空闲子载波，在该k个空闲子载波上发送辅助频域信号，且该辅助频域信号与激活子载波上传统频域信号携带相同比特序列信息，其余未被选择的空闲子载波不发送频域信号；

第二种方法，给第l个激活子载波分配t_l个空闲子载波，其中，l＝1,…,k,并满足t_l≥1，t₁+t₂+…+t_l+…+t_k＝n-k，在t_l个空闲子载波上发送辅助频域信号，且该辅助频域信号与第l个激活子载波上传统频域信号携带相同的比特序列信息。

4.根据权利要求1所述的发送分集的OFDM-IM调制方法，其特征在于，步骤(2)中将频域信号序列A进行深度为n的均匀块交织，按如下步骤进行：

(2a)依次取出频域信号序列A中每个子块的第一个频域符号，即B₁＝A_1,1,A_2,1,…,A_g,1；

(2b)依次取出频域信号序列A中每个子块的第二个频域符号，即B₂＝A_1,2,A_2,2,…,A_g,2；

(2c)以此类推，取出频域信号序列A中每个子块的第n个频域符号，即B_n＝A_1,n,A_2,n,…,A_g,n,其中，A_g,n代表频域信号序列A中第g个子块的第n个频域符号；

(2d)按顺序连接B₁，B₂…,B_n，得到频域发送信号序列B。

5.根据权利要求1所述的发送分集的OFDM-IM调制方法，其特征在于，步骤(4)中在频率选择性衰落信道中进行传输：是先将时域发送信号序列C与多径衰落信道矩阵H卷积，得到时域卷积信号序列D；再将时域卷积信号序列D加上高斯白噪声，得到时域接收信号序列E，完成时域信号序列C在信道中的传输。

6.根据权利要求1所述的发送分集的OFDM-IM调制方法，其特征在于，步骤(6)中对每个子块进行最大似然检测，按如下步骤进行：

(6a)将被检测子块记为G_i，i＝1,2….g，并将频域信道矩阵中与被检测子块G_i相对应的频域信道子矩阵记为H_i，用该信道子矩阵H_i右乘一个频域信号T，得到待估计频域信号T’，其中频域信号T属于发送信号集合，共有2^p个；

(6b)根据d＝||G_i-T’||_F，求出待估计频域信号T’与被检测子块G_i的距离d，其中，||·||_F表示范数；

(6c)依据上述过程，遍历发送信号集合中所有的频域信号T，将d取最小值时对应的频域信号T作为被检测子块的估计信号I_i。