8、5G及未来无线系统的索引调制技术

5G及未来无线系统的索引调制技术

1. 引言

全球移动用户数量呈指数级增长，且每个用户终端都有对数据需求极高的先进应用，这就需要全连接、可靠且高数据速率的无线服务。在过去二十年里，无线领域从第二代（2G）无线标准发展了两代，以满足不断增长的移动用户同时服务时的数据速率需求。每一代的更迭（从2G到3G，再从3G到4G），整体频谱效率几乎提高了1000倍。

预计到2020年底，下一代无线系统（5G）将推向市场，国际电信联盟（ITU）为其确定了三个维度的目标：
1. 增强型移动宽带（eMBB）；
2. 大规模机器类型通信；
3. 超可靠低延迟通信（uRLLC）。

成功实施5G网络有望实现随时随地的无线服务。然而，要实现5G及未来无线系统的关键目标是一项具有挑战性的任务。为了实现高质量的光纤速率通信，无线研究人员和工程师提出了多个物理层（PHY层）概念，如大规模多输入多输出（MIMO）、非正交多址接入（NOMA）和索引调制（IM），并努力在无线系统中高效利用这些概念，以提高频谱效率（SE）和能源效率（EE）。

下面是这些技术的简单对比表格：
| 技术 | 优点 | 挑战 |
| ---- | ---- | ---- |
| 大规模MIMO | 提供高SE和EE，处理增益大 | 功率消耗和架构复杂度高，接收端检测困难 |
| NOMA | 提高SE | 接收端解码复杂，受误差传播影响 |
| IM | 低功耗、低复杂度 | 符号检测有挑战 |

大规模MIMO是实现无线系统高SE和EE的有前途的技术之一。在大规模MIMO中，基站（BS）使用大型天线阵列，为相对较少（几十）的