[发明专利]导频图案调制系统中的位置图案设计方法

权利要求书

1.导频图案调制系统中的位置图案设计方法，该方法用于子载波索引调制正交频分复用(SIM-OFDM)系统，设系统有N个子载波，划分为G＝N/L个子块，每个子块有L个子载波，根据位索引比特进行导频图案调制，激活k个子载波作为数据映射子载波，L-k个子载波作为导频映射子载波，再根据相应的导频-数据映射子载波组合图案分别放置导频和数据；其中数据映射子载波用于发送p₂＝k·log₂M位调制比特并分配功率α_P，且调制比特被映射为k个M阶星座点符号，表示向下取整；导频映射子载波用于发送导频符号，分配功率α_P，记此系统为(L,k)SIM-OFDM系统；其特征在于，包括以下步骤：

最优映射方案选择：

a.计算激活子载波组合空间：令Φ表示从L个子载波中选择K个激活子载波组合的空间，其元素个数为n_Φ＝C(L,k)，元素Φ_i＝{c_k+1,...,c₂+1,c₁+1}对应k个激活子载波位置，其中c_k,...,c₂,c₁∈[0,L-1],i＝1,…,n_Φ；Φ_i由k个排列组合的加权得到：

Φ_i＝C(c_k,k)+…+C(c₂,2)+C(c₁,1)+1

b.计算索引比特映射集个数：p₁位索引比特可对应m＝2^p1种激活子载波组合，m≤n_Φ，故需从Φ中选出m个元素作为子载波块的索引比特映射集，记为：

Ψ_t的全集记为Ψ，其大小为n_Ψ＝C(n_Φ,m)，t＝1,2,…,n_Ψ；

c.计算每个索引比特映射集对应的最小欧式距离：任意一个索引比特映射集Ψ_t对应的最小欧式距离为Λ代表在任意一个子载波块内，Ψ_t所对应的所有可能的发送符号集合，其元素个数为代表选定的激活子载波组合下，不同的两种信息比特下相应的发送符号，其对应的k个激活子载波上放置M阶星座点符号，其余的(L-k)个子载波上放置导频，并按照α_S、α_P进行功率分配；遍历Ψ中的所有元素，得到n_Ψ个Ψ_t所对应的最小欧式距离d_min(t)；

d.选出最优索引比特映射集：选择d_min(t)最大的Ψ_t作为该系统的最优索引比特映射集，即：

发射端：

e.划分信息比特流：将信息比特流划分为索引比特和调制比特，其中索引比特用于根据索引比特映射集选择数据映射子载波和导频映射子载波，调制比特经过M-QAM调制被映射成星座点符号在数据映射子载波上进行传输；对于任意子块，索引比特长度为调制比特长度为p₂＝k·log₂M，表示向下取整；对于进行M-QAM调制的(L,k)SIM-OFDM系统，一帧符号当中索引比特共有m₁＝p₁G位，调制比特共有m₂＝p₂G位，一帧的总比特数为m＝m₁+m₂位；

f.计算子载波的发送功率：对于(L,k)SIM-OFDM系统，设置数据映射子载波、导频映射子载波的发送功率在平均归一化后满足k·α_s+(L-k)·α_p＝L，其中α_S为数据映射子载波的平均归一化发送功率，α_P为导频映射子载波的平均归一化发送功率；

g.索引调制：对于任意子块，按照最优索引比特映射集及其索引比特和激活子载波之间的映射关系，通过p₁位索引比特选择出导频映射子载波和数据映射子载波，根据导频-数据组合图案分别放置相应的导频和数据，并按照步骤f中计算的功率α_p和α_S分别对导频映射子载波和数据映射子载波进行功率分配，得到最终的发送符号向量X；

h.频域-时域变换：将步骤g得到的发送符号向量X依次进行串并转换、IFFT、并串转换和加循环前缀操作，得到SIM-OFDM符号并发送出去。