一種基于sim-ofdm的疊加編碼調(diào)制方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及通信抗干擾【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及疊加編碼調(diào)制技術(shù)通信系統(tǒng)，子載波索引調(diào)制及其相關(guān)時(shí)域檢測(cè)技術(shù)。本發(fā)明借鑒SIM-OFDM的思想和空間調(diào)制SM的思想，將一串比特?cái)?shù)據(jù)的一部分用于傳輸，另一部分用作索引比特，并且分別進(jìn)行編碼。在OFDM系統(tǒng)中傳輸?shù)臅r(shí)候，根據(jù)索引比特編碼后的比特?cái)?shù)據(jù)，選擇特定的子載波來(lái)傳輸數(shù)據(jù)。在接收端采用最大似然的方法，求出索引比特的軟信息，進(jìn)而對(duì)索引比特進(jìn)行譯碼。本發(fā)明與之前的SCM相比，不但由于SCM的疊加層數(shù)變少，復(fù)雜度降低，還可以在一定程度上保持甚至提高誤碼率性能。同時(shí)，用SCM調(diào)制代替QAM調(diào)制，在相同的傳輸效率下，也能使得性能得到提高。
【專利說(shuō)明】-種基于SI IVhOFDM的疊加編碼調(diào)制方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于通信抗干擾【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及疊加編碼調(diào)制技術(shù)（Superposition Coded Modulation)通信系統(tǒng)，子載波索引調(diào)制（Subcarrier Index Modulation，SIM)及 其相關(guān)時(shí)域檢測(cè)技術(shù)。

【背景技術(shù)】
[0002] 在噪聲信道中，編碼調(diào)制可以高效的可靠傳輸，如早期的格狀編碼調(diào)制（TCM)和 多級(jí)編碼調(diào)制，在與二進(jìn)制編碼多進(jìn)制信號(hào)相結(jié)合的時(shí)候可以得到較好的性能增益。而比 特交織編碼調(diào)制（BICM)更是能用相對(duì)簡(jiǎn)單的方法獲得更好的性能。而疊加編碼調(diào)制技術(shù) (SCM)可以被看成BICM的一種特殊情況。BICM系統(tǒng)的檢測(cè)復(fù)雜度隨傳輸比特?cái)?shù)隨指數(shù)倍 增加，而SCM的復(fù)雜度是隨著層數(shù)的增加而現(xiàn)行增加，且多層的SCM的性能明顯優(yōu)與BICM。
[0003] 近來(lái)，基于子載波索引調(diào)制（Subcarrier Index Modulation, SIM)的0FDM系統(tǒng)被 提出作為新的多載波通信方式。SIM方法通過(guò)索引比特來(lái)選擇不同載波傳輸數(shù)據(jù)，使得SM OFDM比傳統(tǒng)OFDM具有更好的性能。但是原始SIM方案可能造成錯(cuò)誤比特傳播而引發(fā)錯(cuò)誤 集中出現(xiàn)，且在接收端檢測(cè)時(shí)很難確定一個(gè)合適的門限進(jìn)行解調(diào)。針對(duì)上述問(wèn)題，目前已經(jīng) 有研究對(duì)SIM 0FDM方法做出改進(jìn)，并提出了一種簡(jiǎn)單的檢測(cè)方法。
[0004] 在SCM當(dāng)中，疊加的層數(shù)越多，每一層分配的功率越低、層與層之間的干擾也越嚴(yán) 重，接收端也越不容易區(qū)分出各層信號(hào)，如果區(qū)分不開(kāi)各層信息，就不能分集合并，因此性 能隨著疊加層數(shù)的增加而提升的越來(lái)越不明顯。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明借鑒SM-0FDM的思想和空間調(diào)制SM的思想，將一串比特?cái)?shù)據(jù)的一部分用 于傳輸，另一部分用作索引比特，并且分別進(jìn)行編碼。在0FDM系統(tǒng)中傳輸?shù)臅r(shí)候，根據(jù)索引 比特編碼后的比特?cái)?shù)據(jù)，選擇特定的子載波來(lái)傳輸數(shù)據(jù)。在接收端采用最大似然的方法，求 出索引比特的軟信息，進(jìn)而對(duì)索引比特進(jìn)行譯碼。
[0006] 一種基于SIM-0FDM的疊加編碼調(diào)制方法，具體如下：
[0007] S1、由數(shù)字化信源產(chǎn)生MdM2XL位信息比特，經(jīng)過(guò)一個(gè)串并轉(zhuǎn)換器，前札位作為索 引比特，后M2 X L位作為數(shù)據(jù)比特，將數(shù)據(jù)比特送入另一個(gè)串并轉(zhuǎn)換器；
[0008] S2、索引比特編碼和交織：將S1所述A位比特進(jìn)行編碼，對(duì)編碼完成后的索引比 特進(jìn)行交織，得到索引數(shù)據(jù){+}，其中，編碼方式為Turbo碼，編碼碼率為R，j = 1，2,…，M/ R；
[0009] S3、進(jìn)行SCM調(diào)制：S1所述M2XL位比特經(jīng)過(guò)一個(gè)串并轉(zhuǎn)換器后，將數(shù)據(jù)分在L層 上傳輸，第1層的數(shù)據(jù)為

【權(quán)利要求】
1. 一種基于SIM-OFDM的疊加編碼調(diào)制方法，其特征在于，包括以下步驟： 51、 由數(shù)字化信源產(chǎn)生XL位信息比特,經(jīng)過(guò)一個(gè)串并轉(zhuǎn)換器，前札位作為索引比 特，后M2 X L位作為數(shù)據(jù)比特，將數(shù)據(jù)比特送入另一個(gè)串并轉(zhuǎn)換器； 52、 索引比特編碼和交織：將S1所述W位比特進(jìn)行編碼，對(duì)編碼完成后的索引比特進(jìn) 行交織，得到索引數(shù)據(jù){%}，其中，編碼方式為Turbo碼，編碼碼率為R，j = 1，2，···，'!?； 53、 進(jìn)行SCM調(diào)制：S1所述M2XL位比特經(jīng)過(guò)一個(gè)串并轉(zhuǎn)換器后，將數(shù)據(jù)分在L層上 傳輸，第1層的數(shù)據(jù)為
經(jīng)過(guò)擴(kuò)頻長(zhǎng)度為S的擴(kuò)頻器，交織，BPSK調(diào)制，得到{tf h 各層分別經(jīng)過(guò)加權(quán)值{ω(1), ω(2)，···，ωα)}進(jìn)行加權(quán)，將加權(quán)后的數(shù)據(jù)進(jìn)行疊加，得到
送入SM調(diào)制器，等待發(fā)送，其中，m = 1，2, "·，Μ2, j = 1，2, "·，Μ2Χ3 ; 54、 進(jìn)行SIM調(diào)制：對(duì)S3得到的
采用子載波2選1的方式進(jìn)行SIM調(diào)制， 即S3所得M2 X S位數(shù)據(jù)通過(guò)M2 X S X 2個(gè)子載波來(lái)傳輸； 55、 將S4得到的M2XSX2位數(shù)據(jù)進(jìn)行IFFT變換到時(shí)域
對(duì)所述
加循環(huán)前綴后，過(guò)信道加噪聲，進(jìn)行FFT變換到頻域，去掉循環(huán)前綴得到
其中，N = 2XM2XS，K代表實(shí)際有數(shù)據(jù)的子載波數(shù)，
是對(duì)應(yīng)子載波 的信道參數(shù)值，所述
是未知的，需要通過(guò)ML的方法來(lái)求得，
表示第j時(shí)刻第1層的比 特，1為0均值，方差為δ 2 =隊(duì)/2的高斯噪聲； 56、 ML準(zhǔn)則檢測(cè)索引比特得到信道參數(shù)，具體如下： 561、 用
和
表示第j個(gè)比特為1和為0的時(shí)候，采用ML的方法，算出索引比特的 似然比信息
其中，X表示所有發(fā)送符號(hào)的集 合，hu，表示對(duì)應(yīng)子載波的信道參數(shù)，所述hu，根據(jù)索引比特u'來(lái)確定； 562、 根據(jù)S61所述L(Uj)得到
的值，若L(Uj)彡0,則所述
是第2j個(gè)子載波上的 信道參數(shù)值，若L (up < 0,則所述
是第2 j-Ι個(gè)子載波上的信道參數(shù)值； 563、 根據(jù)S62所述，得到信道參數(shù)H= {h」}，其中，j =M2XS; 57、 將S6得到的信道參數(shù)信息Η送入SCM的檢測(cè)譯碼，將S61所述索引比特的似然比 信息L (up解交織后送入譯碼器譯碼，譯碼完成以后，得到檢測(cè)完成的索引比特?cái)?shù)據(jù)，其中， 譯碼方式對(duì)應(yīng)于發(fā)送端的編碼器； 58、 SCM檢測(cè)，具體如下： 581、 在GA模塊中，采用高斯近似檢測(cè)，加權(quán)系數(shù)為W = {w(1)，w(2)，…，w(1)}，第j時(shí)刻的 接收信息為
582、 將接收信息送入GA模塊，針對(duì)S3所述
可以得到

其中，
表 示針對(duì)cf的干擾； 583、 初始化，
得到接收信號(hào)h的均值和方差； S 8 4、求得
的均值
和方差
585、 根據(jù)S84所述求得第j時(shí)刻傳送的第1個(gè)比特的對(duì)數(shù)似然比為
586、 根據(jù)S85求得L層所有用戶的傳送數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的似然比信息L (c); S9、在SCM中的每一層，根據(jù)S86所述L (c)進(jìn)行解交織得到L (a)，用
表示第1層 的第i個(gè)比特，將所述
送入解擴(kuò)頻模塊進(jìn)行解擴(kuò)頻，得到第1層的第1個(gè)比特的對(duì)數(shù) 似然比
其中，S為發(fā)射機(jī)中的擴(kuò)頻長(zhǎng)度，
為的擴(kuò)頻比特； 510、 得到S9所述
的解交織后的比特外信息
511、 將S10所述比特外信息經(jīng)過(guò)交織，得到
將所述
再次送入GA模塊， 對(duì)
的均值和方差進(jìn)行更新
512、 完成L層所有數(shù)據(jù)的均值和方差的更新，將更新后的發(fā)送數(shù)據(jù)的均值和方差代入 S8-S9,按照設(shè)置的迭代次數(shù)CH進(jìn)行迭代，根據(jù)迭代進(jìn)行到第CH次時(shí)得到的
可以求 得
其中，
表示第k層第m個(gè)比特的估計(jì)； 513、 將S12所述
和S7所述檢測(cè)完成的索引比特?cái)?shù)據(jù)送入串并轉(zhuǎn)換器，得到最終輸 出比特。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于SIM-OFDM的疊加編碼調(diào)制方法，其特征在于：S83 所述初始化在第一次迭代時(shí)候進(jìn)行。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于SIM-OFDM的疊加編碼調(diào)制方法，其特征在于：S12 所述迭代次數(shù)CH彡5。
【文檔編號(hào)】H04L1/00GK104113393SQ201410351516
【公開(kāi)日】2014年10月22日 申請(qǐng)日期:2014年7月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月23日
【發(fā)明者】譚佳, 肖悅, 王順順, 柏慧榮, 但黎琳, 李少謙 申請(qǐng)人:電子科技大學(xué)