[发明专利]基于广义码索引调制的方法

说明书

本发明公开了一种基于广义码索引调制(GCIM)的方法。GCIM通过组合的形式选择扩频码且每一个扩频码都要对应一个调制符号，增加扩频码索引和调制符号传输更多的额外信息位，使得传输效率提高。此外，本发明还分析了GCIM的理论性能，推导出了误码率性能的上界。然后通过蒙特卡罗仿真验证了GCIM的性能，对比发现GCIM系统的理论和仿真性能一致。最后GCIM与传统的CIM、CIM‑SM、CIM‑QSM、PIM进行了比较，结果表明，在相同的传输效率下，GCIM的性能优于CIM、CIM‑QSM、CIM‑SM、PIM。

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及无线通线系统的索引调制方法，具体地说是一种基于广义码索引调制(GCIM)方法。

背景技术

在第五代移动通信(5G)中，移动数据服务的爆发式增长与智能设备的广泛普及对频谱效率和能量效率提出了更高的要求。新兴的一种物理层调制技术——索引调制(IM)，是一种具有高频谱效率和高能量效率的数字调制技术，利用资源的索引来传递额外的信息位，能够达到5G对高吞吐量和低能量消耗的需求，使得人们对它的兴趣与日俱增。传统索引调制主要分为空域、频域、时域、码域四种，对应的激活资源分别为天线、子载波、时隙和扩频码。其中，码域中提出的是码索引调制(CIM)，该方案使用扩频码与星座符号一起映射数据，与传统的直接序列扩频(DS-SS)相比，可以在不增加系统复杂度的同时，实现更高的数据速率和更低的能量消耗。而且，CIM还可以与多输入与多输出(MIMO)、空间调制(SM)和正交空间调制(QSM)等系统结合成二维系统以获得更高的吞吐量。

码索引调制(CIM)比特位流被分成块，每个块又分成两个子块:扩频映射子块和调制子块。调制子块和扩频映射子块分别用来选择调制符号和扩频码，然后用该扩频码来扩频调制子块所选择的调制符号。因此，CIM使用扩频码与星座符号一起映射数据，增加了一种新的扩频码域，可以在不增加系统额外计算复杂度的情况下提高数据速率。但是CIM存在选择调制符号限制的问题，每次只激活一个调制符号，传输效率达不到很好效果。

发明内容

针对上述现有技术中存在的缺陷，本发明提供一种基于广义码索引调制方法。该方法可实现低复杂度、高传输效率且高性能的优势。

本发明采用以下技术方案实现：

一种基于广义码索引调制的方法，构建一个具有1根发射天线、1根接收天线、M-QAM调制符号和L扩频码的GCIM系统，L为可供选择的扩频码个数；系统的接收端可以利用最大似然检测和匹配检测两种方法进行检测，最大似然检测是所有可能结果的遍历，匹配检测是利用扩频码的自相关性质采取先解扩后进行调制符号的检测。

上述技术方案中，进一步地，所述GCIM的工作方法为：

1.1)在GCIM系统的发射端，发送维数为1×b_GCIM的位序列p＝[p₁,p₂]；b_GCIM比特被细分为两个块:b_GCIM＝b₁+b₂，比特，b₂＝Klog₂(M)比特；其中，b₁比特用来从L个扩频码中激活K个扩频码扩频码使用Hadamard码，长度为Len，里面的元素由±1组成；b₂比特拆成K个子块b_2,1…b_2,k…b_2,K，b_2,k用来选择一个M-QAM调制符号i₁...i_K∈{1,...,L},K∈{1,...,L}；M-QAM调制符号为是调制符号的实部，是调制符号的虚部；第k个调制符号与选择的第k个扩频码相乘后，对乘法器块的输出进行求和得到发射信号；

1.2)发射信号通过一个服从复高斯分布的瑞利衰落信道h∈C^1×1，并经过一个服从复高斯分布加性高斯白噪声因此，信道输出端的接收基带信号由下式给出