一种基于sim-ofdm的叠加编码调制方法
【专利摘要】本发明涉及通信抗干扰【技术领域】，尤其涉及叠加编码调制技术通信系统，子载波索引调制及其相关时域检测技术。本发明借鉴SIM-OFDM的思想和空间调制SM的思想，将一串比特数据的一部分用于传输，另一部分用作索引比特，并且分别进行编码。在OFDM系统中传输的时候，根据索引比特编码后的比特数据，选择特定的子载波来传输数据。在接收端采用最大似然的方法，求出索引比特的软信息，进而对索引比特进行译码。本发明与之前的SCM相比，不但由于SCM的叠加层数变少，复杂度降低，还可以在一定程度上保持甚至提高误码率性能。同时，用SCM调制代替QAM调制，在相同的传输效率下，也能使得性能得到提高。
【专利说明】-种基于SI IVhOFDM的叠加编码调制方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于通信抗干扰【技术领域】，尤其涉及叠加编码调制技术（Superposition Coded Modulation)通信系统，子载波索引调制（Subcarrier Index Modulation，SIM)及 其相关时域检测技术。
【背景技术】
[0002] 在噪声信道中，编码调制可以高效的可靠传输，如早期的格状编码调制（TCM)和 多级编码调制，在与二进制编码多进制信号相结合的时候可以得到较好的性能增益。而比 特交织编码调制（BICM)更是能用相对简单的方法获得更好的性能。而叠加编码调制技术 (SCM)可以被看成BICM的一种特殊情况。BICM系统的检测复杂度随传输比特数随指数倍 增加，而SCM的复杂度是随着层数的增加而现行增加，且多层的SCM的性能明显优与BICM。
[0003] 近来，基于子载波索引调制（Subcarrier Index Modulation, SIM)的0FDM系统被 提出作为新的多载波通信方式。SIM方法通过索引比特来选择不同载波传输数据，使得SM OFDM比传统OFDM具有更好的性能。但是原始SIM方案可能造成错误比特传播而引发错误 集中出现，且在接收端检测时很难确定一个合适的门限进行解调。针对上述问题，目前已经 有研究对SIM 0FDM方法做出改进，并提出了一种简单的检测方法。
[0004] 在SCM当中，叠加的层数越多，每一层分配的功率越低、层与层之间的干扰也越严 重，接收端也越不容易区分出各层信号，如果区分不开各层信息，就不能分集合并，因此性 能随着叠加层数的增加而提升的越来越不明显。
【发明内容】
[0005] 本发明借鉴SM-0FDM的思想和空间调制SM的思想，将一串比特数据的一部分用 于传输，另一部分用作索引比特，并且分别进行编码。在0FDM系统中传输的时候，根据索引 比特编码后的比特数据，选择特定的子载波来传输数据。在接收端采用最大似然的方法，求 出索引比特的软信息，进而对索引比特进行译码。
[0006] 一种基于SIM-0FDM的叠加编码调制方法，具体如下：
[0007] S1、由数字化信源产生MdM2XL位信息比特，经过一个串并转换器，前札位作为索 引比特，后M2 X L位作为数据比特，将数据比特送入另一个串并转换器；
[0008] S2、索引比特编码和交织：将S1所述A位比特进行编码，对编码完成后的索引比 特进行交织，得到索引数据{+}，其中，编码方式为Turbo码，编码码率为R，j = 1，2,…，M/ R；
[0009] S3、进行SCM调制：S1所述M2XL位比特经过一个串并转换器后，将数据分在L层 上传输，第1层的数据为
【权利要求】
1. 一种基于SIM-OFDM的叠加编码调制方法，其特征在于，包括以下步骤： 51、 由数字化信源产生XL位信息比特,经过一个串并转换器，前札位作为索引比 特，后M2 X L位作为数据比特，将数据比特送入另一个串并转换器； 52、 索引比特编码和交织：将S1所述W位比特进行编码，对编码完成后的索引比特进 行交织，得到索引数据{%}，其中，编码方式为Turbo码，编码码率为R，j = 1，2，···，'!?； 53、 进行SCM调制：S1所述M2XL位比特经过一个串并转换器后，将数据分在L层上 传输，第1层的数据为
经过扩频长度为S的扩频器，交织，BPSK调制，得到{tf h 各层分别经过加权值{ω(1), ω(2)，···，ωα)}进行加权，将加权后的数据进行叠加，得到
送入SM调制器，等待发送，其中，m = 1，2, "·，Μ2, j = 1，2, "·，Μ2Χ3 ; 54、 进行SIM调制：对S3得到的
采用子载波2选1的方式进行SIM调制， 即S3所得M2 X S位数据通过M2 X S X 2个子载波来传输； 55、 将S4得到的M2XSX2位数据进行IFFT变换到时域
对所述
加循环前缀后，过信道加噪声，进行FFT变换到频域，去掉循环前缀得到
其中，N = 2XM2XS，K代表实际有数据的子载波数，
是对应子载波 的信道参数值，所述
是未知的，需要通过ML的方法来求得，
表示第j时刻第1层的比 特，1为0均值，方差为δ 2 =队/2的高斯噪声； 56、 ML准则检测索引比特得到信道参数，具体如下： 561、 用
和
表示第j个比特为1和为0的时候，采用ML的方法，算出索引比特的 似然比信息
其中，X表示所有发送符号的集 合，hu，表示对应子载波的信道参数，所述hu，根据索引比特u'来确定； 562、 根据S61所述L(Uj)得到
的值，若L(Uj)彡0,则所述
是第2j个子载波上的 信道参数值，若L (up < 0,则所述
是第2 j-Ι个子载波上的信道参数值； 563、 根据S62所述，得到信道参数H= {h」}，其中，j =M2XS; 57、 将S6得到的信道参数信息Η送入SCM的检测译码，将S61所述索引比特的似然比 信息L (up解交织后送入译码器译码，译码完成以后，得到检测完成的索引比特数据，其中， 译码方式对应于发送端的编码器； 58、 SCM检测，具体如下： 581、 在GA模块中，采用高斯近似检测，加权系数为W = {w(1)，w(2)，…，w(1)}，第j时刻的 接收信息为
582、 将接收信息送入GA模块，针对S3所述
可以得到
其中，
表 示针对cf的干扰； 583、 初始化，
得到接收信号h的均值和方差； S 8 4、求得
的均值
和方差
585、 根据S84所述求得第j时刻传送的第1个比特的对数似然比为
586、 根据S85求得L层所有用户的传送数据对应的似然比信息L (c); S9、在SCM中的每一层，根据S86所述L (c)进行解交织得到L (a)，用
表示第1层 的第i个比特，将所述
送入解扩频模块进行解扩频，得到第1层的第1个比特的对数 似然比
其中，S为发射机中的扩频长度，
为的扩频比特； 510、 得到S9所述
的解交织后的比特外信息
511、 将S10所述比特外信息经过交织，得到
将所述
再次送入GA模块， 对
的均值和方差进行更新
512、 完成L层所有数据的均值和方差的更新，将更新后的发送数据的均值和方差代入 S8-S9,按照设置的迭代次数CH进行迭代，根据迭代进行到第CH次时得到的
可以求 得
其中，
表示第k层第m个比特的估计； 513、 将S12所述
和S7所述检测完成的索引比特数据送入串并转换器，得到最终输 出比特。
2. 根据权利要求1所述的一种基于SIM-OFDM的叠加编码调制方法，其特征在于：S83 所述初始化在第一次迭代时候进行。
3. 根据权利要求1所述的一种基于SIM-OFDM的叠加编码调制方法，其特征在于：S12 所述迭代次数CH彡5。
【文档编号】H04L1/00GK104113393SQ201410351516
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2014年7月23日 优先权日:2014年7月23日
【发明者】谭佳, 肖悦, 王顺顺, 柏慧荣, 但黎琳, 李少谦 申请人:电子科技大学