适合于ACO-OFDM-IM系统的分步优化信号映射方法技术方案

适合于ACO

【技术实现步骤摘要】
适合于ACO
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OFDM
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IM系统的分步优化信号映射方法


[0001]本专利技术属于无线光通信
具体涉及适合于ACO
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OFDM
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IM系统的分步优化信号映射技术。

技术介绍

[0002]随着5G海量连接乃至万物互联目标的提出，移动通信数据业务得到飞速增长，这对频谱资源的需求越来越高。但无线频谱资源有限以及频谱使用的不合理性，使得无线频谱资源日益匮乏。在这种情况下，日益匮乏的频谱资源与持续增长的容量需求之间的矛盾凸显。无线光通信结合了光纤通信与无线通信的优势，具有无需频率许可、通信安全保密等优点，为有效解决频谱资源与容量需求之间的矛盾提供了新的思路。在无线光通信中，ACO
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OFDM技术是通过将信息加载在相互正交的子载波上来传输的一种正交频分复用方式，具有较高的传输速率，但其因为存在子载波间干扰、峰均比高等问题，制约了其在无线光通信领域的发展。在此背景下，ACO
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OFDM
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IM技术应运而生。它是在ACO
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OFDM的基础上，将二维映射扩展到三维映射，即不仅通过传统的星座符号传输信息，而且还通过子载波索引额外传输信息。因而受到了学者们的青睐，已成为研究热点之一。
[0003]ACO
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OFDM
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IM技术为提升传输速率、降低系统误码率以及改善峰均比等提供了新思路，也为实现大容量、高可靠性的通信系统提供了一种有效手段。但光信号在信道传输时会受到大气湍流等的干扰，这将严重影响ACO
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OFDM
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IM通信系统的性能。为了解决这一问题，学者们通过优化映射方案和寻找性能优良的检测算法来改善误码性能。但是，优化映射方案通常以牺牲频谱效率作为代价,而检测算法通常以高的复杂度为代价。这就增加了系统推广的难度。另外，在上述已有的系统中，均采用传统星座符号来完成信号映射。由于大气信道的随机性和时变性，容易造成传统星座未必一定是最优星座，从而导致系统的误码性能未能达到最优。鉴于此，Sridhar将双模的思想引入OFDM
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IM技术中，即通过改变常规QAM星座符号的功率与角度而设计了一种新的星座。结果表明，与传统OFDM
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IM相比，采用新星座符号的DM
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OFDM
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IM系统在高信噪比下具有更好的误码率。因此，通过寻找适合于信道特性的最优星座符号为优化误码性能提供了一种新途径。
[0004]为进一步降低系统的误码率，本专利技术结合信道状态信息，通过在发射端对激活的子载波索引号以及加载在激活子载波上的星座符号进行优化，而提出了一种适合于ACO
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OFDM
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IM系统的分步优化信号映射方法，旨在不额外耗费资源的情况下，进一步提升系统的误码性能。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是在保证系统频谱效率与传输速率的前提下进一步降低系统误码率。本专利技术是适合于ACO
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OFDM
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IM系统的分步优化信号映射方法，其特征在于，发射端采用分步优化信号映射方法，首先采用每组信道范数最大化的方法选择激活子载波索引组合；其次，采用穷举搜索算法通过旋转传统星座提出最优二维星座图的寻找方法，得到最优二
维星座图；之后，采用最优子载波索引组合和最优二维星座分别进行索引映射和星座映射，并将星座符号加载在激活子载波上，经过厄米特对称等处理后由光源发送出去。接收端经与发送端相反的处理后，再利用最大似然检测方法对信号进行检测以及解映射，恢复出原始比特信息。具体步骤如下：
[0006]步骤(1)在发送端，对二进制信息比特流与子载波进行均等分块；
[0007]步骤(2)依据信道状态信息，采用信道范数最大化的方法完成激活子载波索引组合的选择；
[0008]步骤(3)依据信道状态信息，利用穷举搜索算法通过旋转传统星座使误判概率最小，从而得到加载在激活子载波上的最优二维星座；
[0009]步骤(4)对每个子块信息分别进行索引映射和星座映射。即，将二进制比特信息分别映射为激活子载波索引组合和最优二维星座，并将二维星座加载在激活子载波上；
[0010]步骤(5)当每个子载波块完成所有的映射后，合并各个子载波块上的信号生成ACO
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OFDM
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IM信号，同时对产生的频域信号进行厄米特对称、IFFT以及限幅处理，使其变为正实数信号，然后由光源发送出去；
[0011]步骤(6)接收端接收来自湍流信道的调制信号；经与发送端相反的处理后，再利用最大似然检测准则进行信号检测以及解映射，能恢复出发射端的比特信息。
[0012]本专利技术的有益之处在于：通过分步优化子载波索引组合以及二维星座图，构建了一种低误码率的ACO
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OFDM
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IM系统。这为构建高可靠性的ACO
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OFDM
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IM系统提供了一种有效措施，也为设计大容量、高速率的无线光通信系统具有较好的参考价值。
附图说明
[0013]图1为采用分步优化信号映射方法的ACO
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OFDM
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IM系统模型，图2为本专利技术所述方法的流程示意图，图3为采用子载波选择算法后系统的误码性能，图4为采用最优星座后ACO
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OFDM
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IM系统的误码性能，图5为采用本专利技术方法与其他方法时系统的误码性能。
具体实施方式
[0014]本专利技术是适合于ACO
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OFDM
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IM系统的分步优化信号映射方法，发射端采用分步优化信号映射方法，首先依据信道状态信息的好坏，采用每组信道范数最大化的方法选择激活子载波索引组合；其次，采用穷举搜索算法通过旋转优化传统星座使误判概率最小，从而得到加载在激活子载波上的最优二维星座；之后，采用最优子载波索引组合和最优二维星座分别进行索引映射和星座映射，并将星座符号加载在激活子载波上，经过厄米特对称等处理后由光源发送出去。接收端经与发送端相反的处理后，再利用最大似然检测方法对信号进行检测以及解映射，恢复出原始比特信息。具体步骤如下：
[0015]步骤(1)在发送端，对二进制信息比特流与子载波进行均等分块；
[0016]步骤(2)依据信道状态信息，采用信道范数最大化的方法完成激活子载波索引组合的选择；
[0017]步骤(3)依据信道状态信息，利用穷举搜索算法通过旋转传统星座使误判概率最小，从而得到加载在激活子载波上的最优二维星座；
[0018]步骤(4)对每个子块信息分别进行索引映射和星座映射。即，将二进制比特信息分
别映射为激活子载波索引组合和最优二维星座，并将二维星座加载在激活子载波上；
[0019]步骤(5)当每个子载波块完成所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.适合于ACO
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OFDM
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IM系统的分步优化信号映射方法，其特征在于，发射端采用分步优化信号映射方法，首先依据信道状态信息的好坏，采用每组信道范数最大化的方法选择激活子载波索引组合；其次，采用穷举搜索算法通过旋转优化传统星座使误判概率最小，从而得到加载在激活子载波上的最优二维星座；之后，采用最优子载波索引组合和最优二维星座分别进行索引映射和星座映射，并将星座符号加载在激活子载波上，经过厄米特对称等处理后由光源发送出去。接收端经与发送端相反的处理后，再利用最大似然检测方法对信号进行检测以及解映射，恢复出原始比特信息；具体步骤如下：步骤(1)在发送端，对二进制信息比特流与子载波进行均等分块；步骤(2)依据信道状态信息，采用信道范数最大化的方...

【专利技术属性】
技术研发人员：王惠琴，支凤，曹明华，包仲贤，马雪梅，
申请(专利权)人：兰州理工大学，
类型：发明
国别省市：