[发明专利]基于子载波树搜索的MIMO-OFDM-IM检测方法

权利要求书

1.基于子载波树搜索的MIMO-OFDM-IM检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、源比特映射；

源比特AN_t比特信息分成N_t组，每组的A比特信息对应一个发送天线；每个天线的A比特信息经过比特分流器分为G组，G组每组有p比特信息，其中A＝pG，将p比特信息映射到载波长度为N的OFDM-IM组上，其中N＝M/G，M为一个OFDM-IM符号中的子载波个数，在每个OFDM-IM组中，载波长度为N的子载波中有L个传输星座符号，其余的子载波为空子载波；

一方面，p₁比特信息被送入索引选择器，用来从载波长度为N的子载波中选择L个子载波激活，则索引选择器传输的比特数为：

其中，为对下取整，为二项式系数；

另一方面，p₂比特信息被送入映射器，映射到W维的L个传输星座符号上，则映射器传输的比特数为：

p₂＝Llog₂W；

S2、OFDM调制数据发送，

经过索引调制，每个发送天线的G组数据经过组产生器得到一个OFDM-IM组符号：

其中，为第t个天线第g个OFDM-IM载波组中的第n个载波的数据，t＝1,2,...,N_t，g＝1,2,...,G，n＝1,2,...,N；

将OFDM-IM组符号送入交织器，得到交织后的OFDM-IM组符号

将交织后的OFDM-IM组符号经过IFFT操作转化到时域，再添加CP后，被发送天线发送出去；

S3、多天线信号接收，有N_r根接收天线，每根接收天线对接收信号首先经过去CP操作和FFT转化，将时域的数据转化到频域；对于第r根天线，经过FFT后转化到频域上的接收信号为：

其中，为接收信号向量，为从第t个发送天线到第r个接收天线的信道频域响应，为噪声向量，

S4、解交织信号分组：

经过与发送端交织操作相反的解交织操作得到的信号为：

其中，h_r,t为解交织后的数据，η_r为解交织后的数据；

为了检测OFDM-IM组中活跃子载波的位置，解交织后的信号经过信号分组器，分为与发送端组数相同的G组，对于第g组，则有：

其中，为第g组发送数据所经过的信道，为第g组发送数据上的噪声向量；

第g组中的第n个子载波接收信号为：

其中，n＝1,2,...,N；

S5、信号转化；

对第g组的第n个子载波的信道矩阵进行QR分解：

H^g(n)＝Q^g(n)R^g(n)，

其中，Q^g(n)为正交酋矩阵，R^g(n)为上三角矩阵，

将步骤S4中第g组中的第n个子载波接收信号公式左乘(Q^g(n))^H得：

其中，z^g(n)＝(Q^g(n))^Hy^g(n)，μ^g(n)＝(Q^g(n))^Hη^g(n)；

根据索引调制，需要连续检测N个子载波的信号，因此，检测问题转化为：

为了解决上述问题，定义超级符号为超级接收符号为等效信道矩阵为噪声为

则检测问题如下：

其中，z^g,R^g,x^g,μ^g为所有接受天线的第g组信号的组合；

S6、基于子载波的K-best树搜索检测，发送信号的检测为：

其中，Ω为一个组的发送信号的所有可能实现形式，|Ω|＝2^p1W^L；

第N_t层的路径度量值计算如下：

其中，表示第N_t层的第g个子载波组中第m个可能实现形式的路径度量值，为第N_t层的第g个子载波组中的第m个发送符号；

第N_t层的路径度量值计算如下：

其中，表示第N_t层的第g个子载波组的路径度量值；

从第N_t层开始搜索，一直搜索到第一层天线，在每层天线的搜索过程中，路径度量的计算在子载波层面进行，按次序进行，由子载波所经过的信道因子决定；

第l层天线的第n个子载波的信道因子为：

对于第l层天线的搜索，信道因子越大，表明子载波所经过的信道衰减越小，则子载波越有优先权去计算路径度量值，而信道因子比较小的子载波延后计算路径度量值；

根据信道因子，对第l层天线的子载波计算路径度量值次序排序如下：

{1'_l,2'_l,...,n'_l…,N'_l}，

其中，n'_l表示第l层天线排在第n个位置的子载波序号；

在每层中，根据子载波序号顺序计算路径度量值，每次计算完路径度量值后，与预设的门限值进行比较，保留低于门限的节点；当搜索到第一层第N'₁个子载波时，最小路径度量值对应的路径上的超级符号值为检测结果。