[发明专利]一种基于星座点分类排列的索引调制传输系统

说明书

本发明提出一种基于正交频分复用索引调制(OFDM‑IM)的星座点分类排列的传输系统(OFDM‑IM‑PCC)，利用额外的索引传输更多不同设备、用户、业务的信息。在发送端，先将设备进行分组，在每个组中不同的设备分配不同的星座映射点，接入额外的设备比特流控制不同星座点设备的排列不占用额外的子载波资源，在接收端通过区分不同的星座映射点得知设备的排列方式解调出额外的设备的数据比特。本发明在传统的正交频分复用(OFDM)系统上增大了系统的吞吐量，连接了更多的设备和用户而不占用额外的子载波资源。

技术领域

本发明涉及多址接入技术和调制方式，具体涉及利用OFDM-IM调制方式传输系统(OFDM-IM-PCC)，连接更多的用户、业务和设备的方法。

背景技术

随着移动通信的飞跃式发展，人们的生活方式也在不断的改变。相比于4G系统，5G不仅要满足数据流量提升千倍，用户最高体验速率提升10～100倍，还要满足10～100倍设备连接，时延减小至毫秒级。在5G背景下新的调制方式有幅度相位键控(APSK)，频率正交幅度调制(FQAM)，正交频分复用索引调制(OFDM-IM)，第一种是APSK，它是结合相移键控(PSK)和正交幅度调制(QAM)形成的新的调制方式。APSK的星座图由k个同心圆组成，每个圆上都有等间隔的PSK信号点。第二种是FQAM，它是结合频移键控(FSK)和QAM形成新的调制方式，它将频域分成了M_F块，其中每块上有M_Q个信号映射点。第三种是OFDM-IM，OFDM-IM是通过索引比特选择子载波激活并发送数据，利用只发送一部分子载波来降低干扰，在通过索引信息比特来弥补损失的频率利用率。在这种方案中，信息不仅被传送到信号星座，还通过根据输入的信息比特被激活的子载波的索引来传送。

目前，针对OFDM系统的检测算法主要有三种，分别是最大似然(MaximumLikelihood，ML)信号检测算法，迫零(Maximum Likelihood，ML)信号检测算法，最小均方误差(Minimum Mean-Square Error，MMSE)。其中，ML检测算法：搜索全域有可能的星座符号矢量，找出的最大可能的符号矢量作为估计的符号矢量，这样的运算导致该算法的计算量非常复杂。ZF算法是把由信道矩阵H引起的干扰强制为零，估计的信号为：ZF检测的复杂度低，但其性能较差。MMSE检测算法是将发射端的发送矢量与检测后的输出估计值之间的均方误差最小化，估计信号为：由于MMSE算法除了需要计算广义逆之外，还要增加矩阵乘法和矩阵加法，所以计算复杂度略有增加。非正交多址接入方式如：SCMA，NOMA，PUMA，检测计算方法普遍比较复杂，检测器的开销很大。

ITU-R(国际电信联盟无线电通信局)确定未来的5G具有以下三大主要的应用场景：(1)eMBB:增强型移动宽带；(2)URLLC:超高可靠与低延迟的通信；(3)mMTC:大规模机器类通信。对于mMTC，目前3G/4G移动通信标准主要是基于语音业务和提供高速数据业务而设计的，而5G中海量机器类通信终端数据传输特性与当前的智能手机用户的数据传输特性有很大的不同。预测到2020年左右，M2M(Machine to Machine)终端设备数量将达到500亿，当海量M2M设备请求接入蜂窝网络小区，会对蜂窝网的承载能力提出挑战，同时也会影响同小区内H2H(Human to Human)通信用户的性能。针对MTC终端的接入特性，如何合理接入大量终端设备和设计新型的传输方案对mMTC场景有着重大意义，本发明正是为了满足这种要求而提出的。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述问题，提出一种基于星座点分类排列的索引调制传输系统，其是基于OFDM-IM调制的传输系统OFDM-IM-PCC，连接更多的设备和简单的检测方法。

本发明解决上述技术问题的技术方案是:

一种基于星座点分类排列的索引调制传输系统，其是运用OFDM-IM调制方式，利用索引来传输额外用户，设备，业务的方法。