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非正交码移键控和码索引调制算法

系统工程与电子技术 2021年第1期43卷 232-236页

作者：刘学勇巴晓辉陈杰马力肖琪中国科学院微电子研究所新能源汽车电子中心北京100029 北京建筑大学电信学院北京100044

针对正交码移键控(code shift keying,CSK)误比特率(bit error rate,BER)性能下降和非正交码索引调制(non-orthogonal-code index modulation,N-CIM)未能充分利用扩频码自相关性的不足,提出一种非正交CSK和码索引调制(non-orthogonal-CSK-code index modulation,N-CSK-CIM)算法。发送端信息比特分为调制比特和扩频码映射比特;调制比特用来进行符号调制,映射比特映射为扩频码的索引和码相位索引。首先根据调制比特进行符号调制,然后利用映射比特映射的扩频码索引选择同一原始扩频码,并根据码相位索引进行码移键控产生新的扩频码,调制后的符号实部与虚部分别用这一新的扩频码进行扩频。仿真结果表明,在加性高斯白噪声(additive white Gaussian noise,AWGN)信道和瑞利衰落信道中,相同信噪比时,N-CSK-CIM算法的BER性能优于N-CIM算法和正交CSK算法。

关键词：码移键控码索引调制非正交误比特率

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直接序列扩频非正交分组码索引调制技术研究

计算机仿真 2023年第7期40卷 249-253,266页

作者：赵耿刘阿龙马英杰西安电子科技大学通信工程学院陕西西安710071 北京电子科技学院电子与通信工程系北京100070

为了进一步提高传统码索引调制(Code Index Modulation, CIM)的误码率性能和降低伪随机(Pseudo Noise, PN)码索引资源的耗费量,提出非正交分组-码索引调制(Nonorthogonal Grouping-Code Index Modulation, NG-CIM)方案。NG-CIM在发送端将每一个传输时隙并行分为调制块和映射块,调制块通过比特分组后映射成为多组调制符号,映射块为各组调制符号的正交分量和同相分量索引相同的PN码进行直接序列扩频传输。仿真结果表明,在加性高斯白噪声信道中,随着频谱效率的提升,NG-CIM的误码率性能较CIM有着约2~4dB的改善,同时PN码资源的耗费量也大大减少。

关键词：码索引调制非正交分组码索引调制伪随机码频谱效率扩频传输

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低检测复杂度的空码索引调制方案

光通信研究 2020年第2期2期(16)卷 73-78页

作者：钟涛葛利嘉姚玉坤重庆邮电大学通信与信息工程学院重庆400065 重庆临菲电子科技有限公司重庆400041

为了提高多输入多输出(MIMO)系统中索引调制方案的频谱效率,文章将空间调制(SM)和码索引调制(CIM)相结合,并利用并行传输的思想,使每个时隙的传输信息比特由两个调制符号、两个天线索引和两个伪随机(PN)码索引进行传输。此外,文章所提... 详细信息

为了提高多输入多输出(MIMO)系统中索引调制方案的频谱效率,文章将空间调制(SM)和码索引调制(CIM)相结合,并利用并行传输的思想,使每个时隙的传输信息比特由两个调制符号、两个天线索引和两个伪随机(PN)码索引进行传输。此外,文章所提方案还利用天线选择技术和正交振幅调制符号的旋转对称特性,分别提高了系统的误码率(BER)性能,降低了接收机的检测复杂度。仿真结果表明,文章所提方案的BER性能明显优于其他几种索引调制方案,并且与最优的最大似然(ML)检测算法相比,文章提出的低复杂度ML检测算法具有与其相同的BER性能。

关键词：空间调制码索引调制天线选择低检测复杂度

基于可逆元胞自动机加密的扩展码索引调制方案

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计算机科学 2024年第6期51卷 416-422页

作者：赵耿黄思婕马英杰董有恒吴锐西安电子科技大学通信工程学院西安710071 北京电子科技学院电子与通信工程系北京100070 北京邮电大学网络空间安全学院北京100089

针对直接序列扩频系统伪随机(Pseudo Noise,PN)码资源有限且码索引调制系统误码率性能下降的问题,提出了一种基于可逆的初等元胞自动机加密的扩展码索引调制方案。首先,针对PN码资源有限的问题,提出使用混沌规则的初等元胞自动机对PN码... 详细信息

针对直接序列扩频系统伪随机(Pseudo Noise,PN)码资源有限且码索引调制系统误码率性能下降的问题,提出了一种基于可逆的初等元胞自动机加密的扩展码索引调制方案。首先,针对PN码资源有限的问题,提出使用混沌规则的初等元胞自动机对PN码进行迭代的方案,从而实现扩展PN码的目的;其次,针对码索引调制误码率性能下降的问题,提出了一种可逆元胞自动机加密的码索引调制方案,在发射端,把信息比特切割成调制比特和映射比特,并分别映射为调制符号和扩频码索引,使用对应索引的扩频码对同相分量进行扩频,同时使用可逆元胞自动机对映射比特进行加密,加密后的映射比特为调制符号的正交分量选取对应索引的扩频码进行扩频。仿真与分析结果表明,在相同频谱效率条件下,在加性高斯白噪声信道中,当误码率为10-5时,扩展码索引调制方案的误码率性能优于码索引调制和广义码索引调制方案约2~4 dB,优于非正交码移键控码索引调制方案约0.5 dB。

关键词：直接序列扩频码索引调制初等元胞自动机误比特率

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直接序列扩频分组映射码索引调制

电讯技术 2017年第6期57卷 703-709页

作者：邢峰英郑鹤刘永花江治林葛利嘉重庆邮电大学移动通信技术重庆市重点实验室重庆400065 重庆通信学院应急通信重庆市重点实验室重庆400035

针对直接序列扩频码索引调制发射端使用大量伪随机(PN)码的问题,提出了一种使用较少PN码的分组映射码索引调制方案。该方案在发射端并行设置多个调制子块独立进行幅相调制,同时集中选取各调制子块间同相、正交支路扩频所需的PN码,经索... 详细信息

针对直接序列扩频码索引调制发射端使用大量伪随机(PN)码的问题,提出了一种使用较少PN码的分组映射码索引调制方案。该方案在发射端并行设置多个调制子块独立进行幅相调制,同时集中选取各调制子块间同相、正交支路扩频所需的PN码,经索引值大小排序后依次扩频各调制子块中调制符号的同相、正交分量。分析和仿真结果表明,相同频谱效率条件下所提方案比直接序列扩频码索引调制方案使用的PN码个数更少,并在加性噪声信道下,信噪比高于10 dB时,保持着约1 dB的误比特率性能优势,并远优于空间调制在最优检测算法下的误比特率性能。

关键词：直接序列扩频码索引调制分组映射伪随机码组合

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分组空码索引调制

计算机工程与设计 2020年第7期41卷 1858-1863页

作者：钟涛冯胜葛利嘉姚玉坤重庆邮电大学通信与信息工程学院重庆400065 重庆临菲电子科技有限公司重庆400041

为提高空域索引调制技术的信息传输速率,提出分组空码索引调制(grouping space code index modulation,GSCIM)方案。结合空间调制(spatial modulation,SM)和码索引调制(code index modulation,CIM),利用分组思想增加调制信息比特、天线... 详细信息

为提高空域索引调制技术的信息传输速率,提出分组空码索引调制(grouping space code index modulation,GSCIM)方案。结合空间调制(spatial modulation,SM)和码索引调制(code index modulation,CIM),利用分组思想增加调制信息比特、天线索引信息比特和伪随机(pseudo noise,PN)码索引信息比特。分析和仿真结果表明,当信息传输速率相同时,与其它索引调制方案相比,GSCIM方案可以至少节省一半的索引资源,具有更好的误比特率性能,随着信息传输速率的提高,这些优势更明显。

关键词：索引调制空间调制码索引调制信息比特伪随机码

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直接序列扩频广义码索引调制

计算机应用研究 2019年第4期36卷 1186-1188,1192页

作者：江治林杨勤冯胜葛利嘉重庆邮电大学移动通信技术重庆市重点实验室重庆400065 陆军工程大学通信士官学校应急通信重庆市重点实验室重庆400035

针对码索引调制(code index modulation,CIM)在通过增加映射比特数目的方式提升信息传输速率时,需要耗费大量的伪随机(pseudo noise,PN)码资源的问题,提出了广义码索引调制(generalized code index modulation,GCIM)。发射端的信息比特... 详细信息

针对码索引调制(code index modulation,CIM)在通过增加映射比特数目的方式提升信息传输速率时,需要耗费大量的伪随机(pseudo noise,PN)码资源的问题,提出了广义码索引调制(generalized code index modulation,GCIM)。发射端的信息比特分割为映射比特和调制比特,并分别映射为PN码组的索引和调制符号。调制符号的同相部分和正交部分再分别选择激活的PN码组进行扩频。通过增加每个传输时隙PN码的激活个数,可提高映射比特数目,提升系统的频谱效率和能量效率。仿真结果表明,在相同频谱效率时,该方案相对于CIM会造成高斯信道中约2 d B和瑞利衰落信道中约1 d B的误比特率性能的不足,但是GCIM耗费更少的PN码资源。

关键词：高速率能量效率广义码索引调制码索引调制

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多天线系统的空码索引调制技术研究

多天线系统的空码索引调制技术研究

作者：钟涛重庆邮电大学

学位级别：硕士

近年兴起的索引调制技术因其非常有潜力满足第五代移动通信对高频谱效率和高能量效率的要求,受到了人们广泛关注,也得到了快速发展。目前人们主要对一维的索引调制技术展开相应的研究,对二维索引调制技术的研究还处于起步阶段。而对二... 详细信息

近年兴起的索引调制技术因其非常有潜力满足第五代移动通信对高频谱效率和高能量效率的要求,受到了人们广泛关注,也得到了快速发展。目前人们主要对一维的索引调制技术展开相应的研究,对二维索引调制技术的研究还处于起步阶段。而对二维索引调制的研究,不仅能够丰富现有的索引调制技术,更能够推动无线通信索引调制技术的理论发展,具有重要的科学意义和现实意义。为了提高一维空域索引调制技术的频谱效率和误比特率（Bit Error Rate,BER）性能,本文提出一种新的二维空码域索引调制方案——分组空码索引调制（Grouping Space-Code Index Modulation,GSCIM）。该方案将空间调制和码索引调制相结合,并且利用分组并行传输的思想来进一步提高系统的频谱效率。此外,本文还结合广义空间调制和码索引调制,将GSCIM扩展为分组广义空码索引调制（Grouping Generalized Space-Code Index Modulation,GGSCIM）,以解决GSCIM方案中的发射天线数是2的整数次幂的问题。分析和仿真表明,当具有相同的频谱效率时,与传统的空域索引调制方案相比,上述提及的两种方案可以节省许多索引资源,并且最好能够提供约7d B的性能优势。为了进一步提高GSCIM方案的BER性能,本文还将天线选择技术与GSCIM方案相结合,提出基于天线选择的空码索引调制方案,并且利用不同调制符号在星座图上的特性来降低传统最大似然估计算法的计算复杂度。根据两种不同的调制方式,将两种方案名称分别命名为AS-GSCIM-P和AS-GSCIM-Q。仿真结果表明,当频谱效率相同时,与现有的几种空码域索引调制方案相比,上述提及的两种方案至少具有约3.2d B的性能优势。本文基于分组并行传输的思想提出了GSCIM方案,并又将其扩展为GGSCIM方案,基于天线选择的思想又提出了AS-GSCIM-P方案和AS-GSCIM-Q方案,并对它们的BER性能进行了仿真和分析,这对发展新的多天线系统空码索引调制技术具有一定的参考意义。

关键词：空间调制码索引调制广义空间调制分组并行传输天线选择

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基于直接序列扩频的码索引调制方案研究

基于直接序列扩频的码索引调制方案研究

作者：江治林重庆邮电大学

学位级别：硕士

索引调制是近年来兴起的一种无线通信技术,在将来具有良好的发展前景。目前,索引调制的研究主要集中于空间调制和子载波索引调制,而对于直接序列扩频码索引调制的研究相对还比较少。扩频通信作为一项重要的通信技术,已广泛应用于诸多领... 详细信息

索引调制是近年来兴起的一种无线通信技术,在将来具有良好的发展前景。目前,索引调制的研究主要集中于空间调制和子载波索引调制,而对于直接序列扩频码索引调制的研究相对还比较少。扩频通信作为一项重要的通信技术,已广泛应用于诸多领域。开展对以直接序列扩频为基础的码索引调制方案的研究,对推进码索引调制和扩频通信的理论发展以及实际应用均具备一定的参考价值。传统扩频调制技术存在耗费过大的频带宽度和频谱效率低等不足,而码索引调制技术可以有效改善系统的频谱效率和能量效率。不足之处则是码索引调制是以消耗大量索引资源为前提,且误比特率性能会有一定下降。为解决上述问题,本文分别提出两种不同的解决方案。针对码索引调制通过提升伪随机(Pseudo Noise,PN)码映射比特的途径增加信息传输速率时,需要使用大量的PN码资源的问题,提出一种新的方法——广义码索引调制。该方法通过提升每个传输间隙激活的PN码个数,可以有效增加PN码映射比特的数量,进而提升方案的能量效率和频谱效率。仿真与分析结果表明,在频谱效率一致时,该方法相比于码索引调制会带来在瑞利衰落信道中约1dB和在高斯信道中约2dB的误比特率性能的差距,但是广义码索引调制可以节约更多的PN码资源。针对码索引调制相对于直接序列扩频在提升频谱利用率时,造成误比特率性能明显下降的问题,提出非正交-码索引调制。该方案在发射端的信息比特首先需要分割为调制数据块以及PN码映射数据块,再分别映射为调制符号和PN码的索引,调制符号的实部与虚部再选择相同的激活的PN码进行扩频。仿真与分析结果表明,在相同频谱效率时,非正交-码索引调制的误比特率性能比码索引调制在高斯信道中当误比特率为10时具备约2-3dB的优势,以及在瑞利衰落信道中当误比特率为10时具备约2dB的优势。本文在码索引调制中通过引入并行组合扩频的思想缓解了码索引调制需要耗费过多的PN码资源的不足,进一步提升了系统的频谱效率;通过引入空间调制的思想缓解了码索引调制误比特率性能较差的不足,且简化了整个调制和解调系统的结构。另外,该研究对于进一步研究直接序列扩频码索引调制具备一定的参考价值。

关键词：直接序列扩频索引调制码索引调制频谱效率误比特率