[发明专利]一种双模三维OFDM索引调制算法的系统及方法

说明书

本发明涉及载波索引调制领域，具体涉及一种双模三维OFDM索引调制算法的系统及方法，在该算法中，信息同时由双模三维星座图和子载波索引表示，相比传统的三维OFDM算法具有更高的频谱效率和能量效率。在接收端，采用对数似然比检测器，其将检测出被某一星座图调制的子载波索引，以便恢复出原始的比特信息。仿真结果表明，在加性高斯白噪声信道和频率选择型瑞利衰落信道中，双模三维OFDM索引调制系统在高信噪比区域较三维OFDM系统获得了频谱增益和信噪比增益。

技术领域

本发明属于载波索引调制领域，尤其涉及一种双模三维OFDM索引调制算法的系统及方法。

背景技术

基于离散傅里叶变换(DFT)的正交频分复用(OFDM)技术正是凭借传输速率高、所需要的均衡器简单等优点，成为了无线通信中的核心技术并被引入进了很多宽带无线标准，例如：Wi-Fi(无线局域网)、3GPP(第三代合作伙伴计划)。为了提高系统的可靠性，基于三维星座图的的OFDM(3D-OFDM)系统被提出。在该系统中，星座图的维数由二维扩充到了三维并利用二维的IDFT算法对信号进行调制。

然而，在加性高斯白噪声信道(AWGN)和频率选择型瑞利(Ray)衰落信道下，3D-OFDM系统较经典OFDM系统有频谱效率的损失。因此，一种能够提高频率效率的3D-OFDM系统有待开发。

发明内容

针对背景技术存在的问题，本发明提供提供了一种双模三维OFDM索引调制(3D-DM-OFDM)算法及系统。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种双模三维OFDM索引调制算法的系统，包括发送端和接收端；发送端包括串并转换和比特分离模块、索引调制模块、OFDM块生成器、二维IFFT变换器、发送端并串转换、数模变换和上变频模块；接收端包括下变频、模数转换和串并转换模块、二维FFT变换器、对数似然比检测模块、解索引比特和解符号比特模块、并串转换器和误比特率计算模块；索引调制模块包括索引选择器和联合映射器，联合映射器包括三维映射器A和三维映射器B；

其中，串并转换和比特分离模块，用于将长度为B的二进制串行比特流转换为并行的数据流；索引选择器模块，将索引比特映射成为被M_A和M_B调制的子载波索引；联合映射器模块，将符号比特映射成为M_A和M_B上的符号点并利用符号点调制相应的子载波；OFDM块生成器模块，将G个索引调制模块的输出进行排列，可得频域上的一帧OFDM信号；二维IFFT模块，将一帧频域OFDM信号进行3*N点的二维IFFT变换转换到时域；发送端串并转换、数模变换和上变频模块，用于对发送端一帧时域OFDM信号进行串并转换、数字信号变换为模拟信号和基带信号调制为带通信号处理；

其中，接收端下变频、模数转换和串并转换模块，用于对接收端一帧时域OFDM信号进行带通信号调制为基带信号、模拟信号转换为数字信号、串并转换处理；二维FFT变换器，将一帧时域OFDM信号进行3*N点的二维FFT变换转换到时域；对数似然比检测模块，采用对数似然比解调算法检测出被M_A和M_B调制的子载波索引；解索引比特和解符号比特模块，根据检测出的子载波激活模式，对照查找表和三维星座图，恢复出索引比特和符号比特；并串转换器和误比特率计算模块，用于将恢复出的并行二进制比特流转换为串行数据流并与原索引比特和符号比特相比较，得到系统的误比特率。

一种双模三维OFDM索引调制系统的算法，包括以下步骤：

步骤1、串并转换与比特分离：将长度为B的二进制串行比特流经过串并转换，变为并行的数据流；

步骤2、将每P比特输入到一个索引调制模块中得到一帧OFDM信号的一个子帧，一帧OFDM信号包括N个子载波；系统共有G＝N/n个子帧，n为每个子帧所包含的子载波个数；P＝P₁+P₂，P₁为索引比特，P₂为符号比特；