[发明专利]一种MIMO-OFDM-IM低复杂度检测方法

说明书

本发明公开了一种MIMO‑OFDM‑IM低复杂度检测方法，本发明通过对接收信号的转化，将检测问题转化为树搜索问题，然后将每个OFDM‑IM组看成一个超级符号，利用K‑best检测算法逐层进行搜索；在每一层的搜索中，根据路径度量值选择保留的节点和抛弃的节点；复杂度与天线数仅为线性关系，同时还可以达到近似最优ML检测的性能；当搜索到第一层时，最小路径度量值对应路径上的超级符号即是K‑best算法的检测结果；基于K‑best算法对接收信号进行搜索，一方面可以降低系统检测的复杂度，另一方面可以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，特别涉及一种MIMO-OFDM-IM低复杂度检测方法。

背景技术

作为第四代移动通信系统的关键技术之一，MIMO技术利用多天线实现系统的复用增益和分集增益，提升了系统的容量和性能。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——空间调制被提出。在空间调制中，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，空间调制避免了天线间的干扰，降低了接收端检测器的复杂度。因此空间调制成为下一代移动通信中极具竞争力的MIMO技术。

受空间调制思想的启发，索引调制作为一种新的调制技术被提出并应用到OFDM系统中。在OFDM-IM系统中，子载波被分为若干子载波组，在每个子载波组中，一部分子载波被激活并发送星座数据，剩余子载波静默。与OFDM不同的是，OFDM-IM在调制中引入索引调制，它根据索引比特来控制活跃子载波的位置。由于OFDM-IM中存在大量的静默子载波，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，索引调制应用到MIMO-OFDM系统中并提出了MIMO-OFDM-IM系统。在此系统中，每个发送天线单独发送OFDM-IM数据帧，在接收端每个天线通过对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，而且可以通过改变激活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相互之间的存在联系，检测子载波组中星座符号和活跃子载波位置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。为了降低检测的复杂度，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(OrderedSuccessive Interference Cancellation，OSIC)检测器被提出，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，提供一种MIMO-OFDM-IM低复杂度检测方法。

本发明的目的通过以下的技术方案实现：

一种MIMO-OFDM-IM低复杂度检测方法，包括以下步骤：

S1、源比特映射；

将AN_t比特信息分成N_t组，N_t组每组的A比特信息对应一个发送天线；再将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组上，其中N＝M/G，M为一个OFDM-IM快符号中的子载波个数，在OFDM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；