43、索引调制在OFDM系统中的最优设计

索引调制在OFDM系统中的最优设计

1. 引言

在无线通信系统中，正交频分复用（OFDM）因其高频谱效率和对多径衰落的鲁棒性而广泛应用于现代通信标准。然而，OFDM系统在高峰均功率比（PAPR）和对频率偏移的敏感性方面存在局限性。为了解决这些问题，索引调制（IM）技术被引入到OFDM系统中，形成了OFDM-IM方案。这类方案通过在子载波或天线的选择中嵌入额外信息，从而在频谱效率和能效方面提供了显著的好处。

本文将重点讨论索引调制的两种增强方案——坐标交错多模式索引调制（CI-MM-OFDM-IM）和线性星座图预编码多模式索引调制（LCP-MM-OFDM-IM-IQ）的最优设计。具体来说，我们将探讨如何在多样性约束条件下最大化最小编码增益距离（CGDs），以提高系统的性能。

2. CI-MM-OFDM-IM 的最优设计

2.1 旋转角度 θ 的选择

在 CI-MM-OFDM-IM 中，通过交错两个复数符号的实部和虚部，使得每个复数符号都能通过两个子信道传输。为了最大化最小 CGD，需要选择最优的旋转角度 θ。假设传输的扩频码索引和星座符号被正确检测，错误仅发生在模式中。因此，我们有 r ≥ 2，CI-MM-OFDM-IM 的多样性阶数为二。

最优旋转角度 θ 的选择极大地影响了平均比特错误概率（ABEP）。在 r=2 的情况下，不失一般性，我们假设 Δs̃₃ = … = Δs̃ₙ = 0，并且 (Δs̃₁, Δs̃₂) = (0, 0)。因此，我们有：

[
\lambda(E) = \left(2 - 2 \cos \frac{2\pi}{nM}\right)^2
]