[发明专利]基于子载波树搜索的MIMO-OFDM-IM检测方法

说明书

本发明公开了基于子载波树搜索的MIMO‑OFDM‑IM检测方法，通过对接收信号的转化，将检测问题转化为树搜索问题，然后利用K‑best检测算法逐层逐子载波进行搜索；在每一层中，根据一定的子载波次序计算路径度量值，并根据路径度量值与门限的比较选择保留的节点和抛弃的节点；当搜索到第一层最后一个子载波时，最小路径度量值对应路径上的符号即是基于子载波K‑best检测方法的检测结果；基于门限的子载波K‑best检测的方法对接收信号进行搜索，一方面降低系统检测的复杂度，另一方面达到与最优检测相近的性能。

技术领域

本发明涉及无线通信技术的研究领域，特别涉及基于子载波树搜索的MIMO-OFDM-IM检测方法。

背景技术

为了提升系统的容量和性能，利用天线复用增益和分集增益的MIMO技术被提出并作为第四代移动通信系统的关键技术之一。但传统MIMO技术的复用增益依赖于发射天线和接收天线的正交性，因此一种新的不要求发射天线和接收天线正交性的多天线技术——空域索引调制被提出。在空域索引调制中，信息不仅通过星座符号进行传输，而且还通过激活的天线序号进行传输。这样相比于传统的MIMO，空域索引调制避免了天线间的干扰，降低了接收端检测器的复杂度。因此空域索引调制成为下一代移动通信中极具竞争力的MIMO技术。

受空域索引调制思想的启发，索引调制被应用到频域中提出了OFDM-IM系统。OFDM-IM系统是一种灵活的子载波系统，它通过索引调制激活一部分子载波发送星座数据，剩余子载波静默。由于OFDM-IM中存在大量的静默子载波，这使得活跃子载波分布具有稀疏性，从而可以有效地抵抗频率偏移。同时静默子载波不需要发送能量，系统的能量效率得以提升。由于索引调制的引入，OFDM-IM可以灵活地进行子载波的配置，能够在系统性能和频谱效率之间按需调节。

基于MIMO技术和OFDM-IM技术的优势，可将二者结合得到MIMO-OFDM-IM系统。在此系统中，发送端天线单独发送OFDM-IM数据帧，接收端天线通过对OFDM-IM的子载波组检测进行解调。相比于传统的MIMO-OFDM系统，MIMO-OFDM-IM系统具有更优异的性能，能实现更高的能量效率，而且可以通过改变活跃子载波的个数实现频谱效率和系统性能的折中。但是由于MIMO-OFDM-IM中的子载波组中的子载波的相关性，子载波组中星座符号和活跃子载波位置的检测成为一个挑战性的难题。虽然最大似然(Maximum Likelihood,ML)检测器达到了最优性能，但是其复杂度过高，随活跃子载波个数和天线数成指数增长，不利于实际的实现。基于最小均方误差(Minimum Mean Square Error，MMSE)的检测器和顺序连续干扰抵消(Ordered Successive Interference Cancellation，OSIC)检测器虽然降低了复杂度，但是以牺牲系统性能为代价的，其性能较ML检测器还有很大的差距。如何设计出低复杂度近似最优ML检测性能的检测器，仍是MIMO-OFDM-IM中的具有挑战性的难题。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供基于子载波树搜索的MIMO-OFDM-IM检测方法。

本发明的目的通过以下的技术方案实现：

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块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；