CN117596114A - 基于空时分组码的高维索引调制信息传输方法及系统 - Google Patents

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CN117596114A CN202311467162.1A CN202311467162A CN117596114A CN 117596114 A CN117596114 A CN 117596114A CN 202311467162 A CN202311467162 A CN 202311467162A CN 117596114 A CN117596114 A CN 117596114A
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Abstract

本发明提供一种基于空时分组码的高维索引调制信息传输方法，包括：S1：将空时分组码引入高维索引调制OFDM‑NOMA系统，构建基于空时分组码的高维索引调制OFDM‑NOMA系统；S2：通过基于空时分组码的高维索引调制OFDM‑NOMA系统的发射端，发射数字信息；S3：通过基于空时分组码的高维索引调制OFDM‑NOMA系统的接收端，接收数字信息，完成数字信息的传输。本发明将空时分组码引入高维索引调制OFDM‑NOMA系统，通过发射端中的叠加模块和空时编码器生成叠加信号，可以在保证系统传输速率不变的条件下增加空间分集和时间分集，提高了系统传输的稳定性，保证了用户服务质量。

Description

基于空时分组码的高维索引调制信息传输方法及系统
技术领域
本发明涉及无线通信领域，尤其涉及一种基于空时分组码的高维索引调制信息传输方法及系统。
背景技术
传统的索引调制OFDM-NOMA技术如文献[1]所示。在文献[1]提出的索引调制OFDM-NOMA系统中，比特数据通过子载波索引和星座图符号来传输，且传输的索引比特数据不占用系统能量，索引调制OFDM-NOMA系统能实现能量效率、频谱效率和可靠性的相互均衡。但传统的索引调制OFDM-NOMA系统仅考虑了用二维信号星座图来承载比特信息，没有利用高维信号星座图在最小欧几里德距离(MED)方面的优势，如三维、四维或更高维度的星座图在平均功率不变的条件下能提供较相应二维信号更大的MED值。
鉴于高维信号星座图的优点，文献[2]提出了一种基于高维信号星座图的同相正交索引调制OFDM系统，该系统具有较高的能量效率和差错性能，因为只有一个高维信号的坐标分量利用索引调制映射到OFDM子块的同相和正交子载波上，系统能量效率提高明显。但是该系统的空时分集增益较差。
为了提高索引调制OFDM系统的空时分集增益，文献[3]提出了基于空时分组码的索引调制OFDM系统，该系统的空时分集增益大幅提升了传统索引调制OFDM系统的可靠性。由于传统高维索引调制OFDM系统的分集增益较低，其系统可靠性能还有较大上升空间。
[1]E.Arslan,A.T.Dogukan and E.Basar,"Index Modulation-Based FlexibleNon-Orthogonal Multiple Access,"IEEE Wireless Communications Letters,vol.9,no.11,pp.1942-1946,Nov.2020.
[2]Z.Chen,Y.Lu,and S.G.Kang,“High-dimensional OFDM with in-phase/quadrature index modulation,”IEEEAccess,vol.9,pp.44198-44206,Mar.2021.
[3]M.Naumenko and V.Solodovnick,"Signal-Code Construction Based onSpace-Time Block Coding with Dual-Mode Index Modulation Aided OFDM,"2019IEEEInternational Scientific-Practical Conference Problems ofInfocommunications,Science and Technology(PIC S&T),Kyiv,Ukraine,pp.57-62,Oct.2019.
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种基于空时分组码的高维索引调制信息传输方法，包括：
S1：将空时分组码引入高维索引调制OFDM-NOMA系统，构建基于空时分组码的高维索引调制OFDM-NOMA系统；
S2：通过基于空时分组码的高维索引调制OFDM-NOMA系统的发射端，发射数字信息；
S3：通过基于空时分组码的高维索引调制OFDM-NOMA系统的接收端，接收数字信息，完成数字信息的传输。
优选的，基于空时分组码的高维索引调制OFDM-NOMA系统的发射端包括：
第一高维索引调制OFDM信号生成器、第二高维索引调制OFDM信号生成器、叠加模块、空时编码器和Tx个发射单元，Tx为发射单元的总数；
第一高维索引调制OFDM信号生成器和第二高维索引调制OFDM信号生成器与叠加模块连接，叠加模块与空时编码器连接，空时编码器与Tx个发射单元连接；
发射单元包括依次连接的IFFT模块、循环前缀及并串转换模块和天线发射器。
优选的，通过基于空时分组码的高维索引调制OFDM-NOMA系统的接收端包括：
信道模型模块、近用户解码单元和远用户解码单元；
近用户解码单元包括：第一天线接收器、近用户模块、第一STBC译码器、SIC模块和近用户信号检测模块；
远用户解码单元包括：第二天线接收器、远用户模块、第二STBC译码器和远用户信号检测模块；
信道模型模块与第一天线接收器和第二天线接收器通信连接；
第一天线接收器、近用户模块、第一STBC译码器、SIC模块和近用户信号检测模块依次连接；
第二天线接收器、远用户模块、第二STBC译码器和远用户信号检测模块依次连接。
优选的，步骤S2具体为：
S21：向第一高维索引调制OFDM信号生成器输入TxmNU比特的第一输入信息，向第二高维索引调制OFDM信号生成器输入TxmFU比特的第二输入信息；
S22：通过叠加模块对第一输入信息和第二输入信息进行叠加操作，获得叠加信号X1,SC至XTx,SC；
S23：将叠加信号X1,SC至XTx,SC输入空时编码器进行编码，获得综合空时分组码字矩阵XTx；
S24：将综合空时分组码字矩阵XTx的第1行至第Tx行，通过第1个至第Tx个发射单元进行数字信息发射。
优选的，步骤S23中，综合空时分组码字矩阵XTx的表达式为：
其中，xTx为Tx个叠加信号在t＝1,2...,Tx时刻内转换成的空时分组码字矩阵，为Tx个叠加信号在t＝Tx,Tx+1...,2Tx时刻内转换成的空时分组码字矩阵；
δt(tx)为空时分组码字矩阵中第tx行、t列元素的正负号，为xTx,SC的复共轭信号。
优选的，步骤S3具体为：
S31：发射端将综合空时分组码字矩阵XTx的第1行至第Tx行分别发送至用户NU与用户FU，并经过相应的信道模型模块，信道模型模块的信道矩阵为Htx；
S32：定义u为任一用户，NU和FU分别表示近用户和远用户，预设条件为：u∈{NU,FU}，tx∈{3,...,Tx}，Tx>3，Pt＝1；
S33：将信道矩阵Htx输入近用户解码单元和远用户解码单元，通过第一解码方法获得第一最佳接收信号
S34：将信道矩阵Htx输入近用户解码单元和远用户解码单元，通过第二解码方法获得第二最佳接收信号和第三最佳接收信号/>
S35：将信道矩阵Htx输入远用户解码单元，通过第三解码方法获得第四最佳接收信号
优选的，步骤S33中，第一最佳接收信号的表达式为：
其中，n为子载波的编号；N为每个OFDM信号子帧的子载波数；n＝1,...,N；为ztx的第g个子块中第n个子信道空时译码后的信号，ztx为空时译码后的信号集；/>为xtx的第g个子块的第n个子载波，xtx为发射信号；/>为Htx第g个子块中第n个子信道的频率特性。
优选的，步骤S34具体为：
S341：定义标准参照集其中/>为用户u在第tx条链路上传输的第gu个子块在映射表中的任一情况，u为NU或FU；
S342：将信道矩阵Htx经过NU和FU叠加后获得第二最佳接收信号的表达式为：
其中，为ztx,NU的第tx个天线第gNU个子帧中第n个子信道空时译码后的信号，ztx,NU为经过用户NU叠加和空时译码后的信号集；PFU为用户FU的功率分配因数；n为子载波的编号；N为每个OFDM信号子帧的子载波数；
S343：将ztx,NU中的FU用户信号消除，获得估计rtx,NU，rtx,NU的表达式为：
其中，Htx,NU(NF)为Htx,NU中的第NF个元素，NF为一帧OFDM信号的子载波数，/>为经过用户FU叠加后的第一最佳接收信号；
S344：通过rtx,NU和Btx,NU计算获得第三最佳接收信号的表达式为：
其中，为连续干扰消除后rtx,NU的第tx个天线第gNU个子帧中第n个子信道接收信号的估计；/>为Htx,NU第gNU个子块中第n个子信道的频率特性，Htx,NU为Htx经过用户NU叠加后的信道矩阵；PNU为用户NU的功率分配因数。
优选的，步骤S35中，第四最佳接收信号的表达式为：
其中，n为子载波的编号；N为每个OFDM信号子帧的子载波数；为ztx,FU的第tx个天线第gFU个子帧中第n个子信道空时译码后的信号，ztx,FU为经过用户FU叠加和空时译码后的信号集；/>为Htx,FU第gFU个子块中第n个子信道的频率特性，Htx,FU为Htx经过用户FU叠加后的信道矩阵；PFU为用户FU的功率分配因数。
一种基于空时分组码的高维索引调制信息传输系统，包括：
系统构建模块，用于将空时分组码引入高维索引调制OFDM-NOMA系统，构建基于空时分组码的高维索引调制OFDM-NOMA系统；
数字信息发射模块，用于通过基于空时分组码的高维索引调制OFDM-NOMA系统的发射端，发射数字信息；
数字信息接收模块，用于通过基于空时分组码的高维索引调制OFDM-NOMA系统的接收端，接收数字信息，完成数字信息的传输。
本发明具有以下有益效果：
本发明将空时分组码引入高维索引调制OFDM-NOMA系统，通过发射端中的叠加模块和空时编码器生成叠加信号，可以在保证系统传输速率不变的条件下增加空间分集和时间分集，提高了系统传输的稳定性，保证了用户服务质量；通过接收端中的信道模型模块、近用户解码单元和远用户解码单元进行空时分组码的线性解码，消除接收叠加信号过程中的干扰，提高信息传输的鲁棒性。
附图说明
图1为本发明实施例方法流程图；
图2为基于空时分组码的高维索引调制OFDM-NOMA系统的发射端的结构图；
图3为高维索引调制OFDM信号生成器的结构图；
图4为基于空时分组码的高维索引调制OFDM-NOMA系统的接收端的结构图；
图5为信息传输误比特率的对比图；
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
参照图1，本发明提供一种基于空时分组码的高维索引调制信息传输方法，包括：
S1：将空时分组码引入高维索引调制OFDM-NOMA系统，构建基于空时分组码的高维索引调制OFDM-NOMA系统；
S2：通过基于空时分组码的高维索引调制OFDM-NOMA系统的发射端，发射数字信息；
S3：通过基于空时分组码的高维索引调制OFDM-NOMA系统的接收端，接收数字信息，完成数字信息的传输。
进一步的，参考图2，基于空时分组码的高维索引调制OFDM-NOMA系统的发射端包括：
第一高维索引调制OFDM信号生成器、第二高维索引调制OFDM信号生成器、叠加模块、空时编码器和Tx个发射单元，Tx为发射单元的总数；
第一高维索引调制OFDM信号生成器和第二高维索引调制OFDM信号生成器与叠加模块连接，叠加模块与空时编码器连接，空时编码器与Tx个发射单元连接；
发射单元包括依次连接的IFFT模块、循环前缀及并串转换模块和天线发射器。
具体的，IFFT模块为快速傅立叶反变换模块，空时编码器为STBC编码器，循环前缀及并串转换模块为+CP&P/S模块；
参考图3，高维索引调制OFDM信号生成器包括：比特分组器模块、同相索引选择器模块、正交索引选择器模块、高维信号映射器模块、频域OFDM信号生成器模块；
进一步的，参考图4，通过基于空时分组码的高维索引调制OFDM-NOMA系统的接收端包括：
信道模型模块、近用户解码单元和远用户解码单元；
近用户解码单元包括：第一天线接收器、近用户模块、第一STBC译码器、SIC模块和近用户信号检测模块；
远用户解码单元包括：第二天线接收器、远用户模块、第二STBC译码器和远用户信号检测模块；
信道模型模块与第一天线接收器和第二天线接收器通信连接；
第一天线接收器、近用户模块、第一STBC译码器、SIC模块和近用户信号检测模块依次连接；
第二天线接收器、远用户模块、第二STBC译码器和远用户信号检测模块依次连接。
进一步的，步骤S2具体为：
S21：向第一高维索引调制OFDM信号生成器输入TxmNU比特的第一输入信息，向第二高维索引调制OFDM信号生成器输入TxmFU比特的第二输入信息；
具体为，在用户u的第tx根天线上，其中u∈{1,2,...,U}，tx∈{1,2,...Tx}，每个OFDM信号子帧发送mu个信息比特，mu个信息比特由比特分组器模块分成Gu组输入信号，每组输入信号包含pu＝mu/Gu位比特，其中Gu＝NF/N，NF表示一帧OFDM信号的子载波数，N表示每个OFDM信号子帧的子载波数；
对于用户u的第tx根天线，在任意一帧OFDM信号的第gu个子帧中，1≤gu≤Gu，将输入的pu比特信息分为pRe比特、pIm比特和pS比特，即pu＝pRe+pIm+pS；pRe＝log2C(N,k)，pIm＝log2C(N,D-k)，pS＝log2(M)，C(N,k)表示二项式系数，k为子帧同相分量的激活位数，N表示每个OFDM信号子帧的子载波数，D为星座图维度，M为高维信号星座图的尺寸。此外，有一个尺寸为M的D维星座图中，任意一个信号的坐标可表示为一个列向量SD＝(W1 W2...Wd...WD)T,1≤d≤D，其中上标T表示转置操作；坐标值WD是一个非零实数，用于区分一帧OFDM子帧中子载波的同相或正交分量是否被激活；
pRe选定的同相分量索引位置可以表示为IRe＝[IRe,1IRe,2…IRe,k]。作为映射操作的结果，同相I分支的输出可以表示为SRe＝[S1(IRe,1)S2(IRe，2)…Sk(IRe,k)]。此外，一个高维信号的其余(D-k)个坐标被调制成具有(D-k)个活动子载波的正交分量，正交Q分支的映射输出信号为：SIm,g＝[Sk+1(IIm,1)Sk+2(IIm,2)…SD(IIm,D-k)]，其中索引位置IIm,g＝[IIm,1IIm,2…IIm,D-k]由索引位pIm＝log2C(N,D-k)决定。为确保每个子块中包含一个完整的高维星座点坐标，将pS＝log2(M)位比特与I和Q分支的信号组合以形成完整的子载波子帧；
S22：通过叠加模块对第一输入信息和第二输入信息进行叠加操作，获得叠加信号X1,SC至XTx,SC；
具体的，将每一个符号SD组合为一个OFDM子块可表示为xtx,u gu＝[xtx,u gu(1)xtx,u gu(2)…xtx,u gu(N)]T，组合所有的OFDM子块后构成了OFDM向量xtx,u＝[(xtx,u 1)T(xtx,u 2)T…(xtx,u Gu)T]T＝[xtx,u(1)xtx,u(2)…xtx,u(NF)]T；
在频域中，运用叠加编码(SC)对多个用户的发射向量进行叠加操作，获得具有高频谱效率的发送向量：
其中基站的发射总功率为Pt，NOMA方案在基站发射功率Pt的约束下，允许在整个带宽上通过不同功率大小服务于所有用户。基于NOMA原则，有α1>α2>...>αU>0，Pu＝αuPt，其中Pu，αu记为第u个用户的功率分配和功率分配因数；
S23：将叠加信号X1,SC至XTx,SC输入空时编码器进行编码，获得综合空时分组码字矩阵XTx；
S24：将综合空时分组码字矩阵XTx的第1行至第Tx行，通过第1个至第Tx个发射单元进行数字信息发射。
进一步的，步骤S23中，综合空时分组码字矩阵XTx的表达式为：
其中，xTx为Tx个叠加信号在t＝1,2...,Tx时刻内转换成的空时分组码字矩阵，为Tx个叠加信号在t＝Tx,Tx+1...,2Tx时刻内转换成的空时分组码字矩阵；
δt(tx)为空时分组码字矩阵中第tx行、t列元素的正负号，为xTx,SC的复共轭信号。
进一步的，对于任意发射接收天线的复信号正交设计，在接收端用ML检测算法进行解码时，其判决值可表达为以下公式：
其中为第g个传输子块的第n个子载波，0≤n≤N，N为子块中子载波总数，l为发射天线数，m为接收天线数，h为信道系数，t表示时间戳，其单位为一个周期，0≤i≤l，rt j表示天线j在时间为t时接收的符号，/>表示码字矩阵中第t行且不考虑正负号的元素的列数，δt(i)等价于码字矩阵中第t行、第i列元素的正负号，最终估计值的检测方式如下：
其中为映射表中的任意值。对于该编码方式的复信号正交设计当且仅当发射天线数大于2时成立；
步骤S3具体为：
S31：发射端将综合空时分组码字矩阵XTx的第1行至第Tx行分别发送至用户NU与用户FU，并经过相应的信道模型模块，信道模型模块的信道矩阵为Htx；
具体的，在空时解码器输入端处，确定时刻t＝1和t＝2的信号向量:
其中是用户u在时刻t＝1,2,...2Tx处，从第tx个发射天线到接收天线的信号向量，Htx＝[Htx,u(1)Htx,u(2)...Htx,u(NF)]T是第tx个发射天线到用户u的接收天线间的信道矩阵，其元素决定了第tx个天线的每NF个子信道的频率特性，wtx＝[wtx,u(1)wtx,u(2)...wtx,u(NF)]T是加性高斯白噪声值的向量；
S32：定义u为任一用户，NU和FU分别表示近用户和远用户，预设条件为：u∈{NU,FU}，tx∈{3,...,Tx}，Tx>3，Pt＝1；
S33：将信道矩阵Htx输入近用户解码单元和远用户解码单元，通过第一解码方法获得第一最佳接收信号
S34：将信道矩阵Htx输入近用户解码单元和远用户解码单元，通过第二解码方法获得第二最佳接收信号和第三最佳接收信号/>
S35：将信道矩阵Htx输入远用户解码单元，通过第三解码方法获得第四最佳接收信号
进一步的，步骤S33中，第一最佳接收信号的表达式为：
其中，n为子载波的编号；N为每个OFDM信号子帧的子载波数；n＝1,...,N；为ztx的第g个子块中第n个子信道空时译码后的信号，ztx为空时译码后的信号集；/>为xtx的第g个子块的第n个子载波，xtx为发射信号；/>为Htx第g个子块中第n个子信道的频率特性。
进一步的，步骤S34具体为：
S341：定义标准参照集其中/>为用户u在第tx条链路上传输的第gu个子块在映射表中的任一情况，u为NU或FU；
S342：将信道矩阵Htx经过NU和FU叠加后获得第二最佳接收信号的表达式为：
其中，为ztx,NU的第tx个天线第gNU个子帧中第n个子信道空时译码后的信号，ztx,NU为经过用户NU叠加和空时译码后的信号集；PFU为用户FU的功率分配因数；n为子载波的编号；N为每个OFDM信号子帧的子载波数；
S343：将ztx,NU中的FU用户信号消除，获得估计rtx,NU，rtx,NU的表达式为：
具体的，将用户u在t＝1,2,...2Tx时刻之后收到的来自tx个发射天线的信号经过空时译码处理后得到：
其中n＝1,...,N，ztx,NU＝diag([ztx,NU(1)ztx,NU(2)...ztx,NU(NF)]T)；
其中，Htx,NU(NF)为Htx,NU中的第NF个元素，NF为一帧OFDM信号的子载波数，/>为经过用户FU叠加后的第一最佳接收信号；
S344：通过rtx,NU和Btx,NU计算获得第三最佳接收信号的表达式为：
其中，为连续干扰消除后rtx,NU的第tx个天线第gNU个子帧中第n个子信道接收信号的估计；/>为Htx,NU第gNU个子块中第n个子信道的频率特性，Htx,NU为Htx经过用户NU叠加后的信道矩阵；PNU为用户NU的功率分配因数。
进一步的，步骤S35中，第四最佳接收信号的表达式为：
其中，n为子载波的编号；N为每个OFDM信号子帧的子载波数；为ztx,FU的第tx个天线第gFU个子帧中第n个子信道空时译码后的信号，ztx,FU为经过用户FU叠加和空时译码后的信号集；/>为Htx,FU第gFU个子块中第n个子信道的频率特性，Htx,FU为Htx经过用户FU叠加后的信道矩阵；PFU为用户FU的功率分配因数。
实例：
在本发明的一个基于空时分组码的高维索引调制OFDM-NOMA系统中，假设采用一个三维四进制的信号星座图，即M＝4，D＝3，所有符号的坐标如表I表示。其它参数如下，NF＝128，Gu＝32，Nu＝4，tx＝2，KNU＝2，KFU＝2，循环前缀的长度为16，信道环境为频率选择性瑞利衰落信道、且多径信道的路径数为10。发送端发送106帧OFDM信号，用于接收端的系统误比特率(BER)统计。
表I
SM3D4 1 2 3 4
W1 1 -1 -1 1
W2 1 -1 1 -1
W3 1 1 -1 -1
为了获得更好的误差性能，在本小节中，使用蒙特卡罗仿真，根据存在SIC误差和干扰时的两个用户NU、FU的平均误张比特率来确定功率分配因数α。对于不同的KNU和KFU值，用户的性能可能会有所不同，因此，可以考虑NU和FU的平均性能：
其中，BERFU和BERNU分别代表远用户和近用户的误比特率。在本实例中，采用穷举算法对最佳功率分配因数α进行搜索，在α值从0到0.5，间隔为0.05的情况下，模拟两种用户的平均BER。然后选择提供最小平均误码率的α值，公式具体为：
将N个子载波中的k个活跃的子载波称为u(Nu，Ku)，u∈{NU，FU}。可以看出，不同的配置可以提供不同的最佳功率分配因数，其中对于FU(4,2)，NU(4,2)，获得的最佳α为0.15。电脑仿真结果如图5所示，其中曲线NU1、FU1基于文献[1]，参考文献[1]采用QPSK调制，NNU＝NFU＝4，KNU＝KFU＝2；曲线NU2、FU2基于文献[1]与文献[3]两种方法的结合，即传统的索引调制OFDM-NOMA与空时分组码结合，采用QPSK调制，NNU＝NFU＝4，KNU＝KFU＝2。本实例中采用的空时分组码为Alamouti码，发射天线tx＝2，接收天线rx＝1，可达到与单天线系统相同的传输速率。图5所示的所有系统的频谱效率均为1.33bits/s/Hz，Eb/N0为比特信噪比。由图5可见，本发明系统的可靠性最优。
一种基于空时分组码的高维索引调制信息传输系统，包括：
系统构建模块，用于将空时分组码引入高维索引调制OFDM-NOMA系统，构建基于空时分组码的高维索引调制OFDM-NOMA系统；
数字信息发射模块，用于通过基于空时分组码的高维索引调制OFDM-NOMA系统的发射端，发射数字信息；
数字信息接收模块，用于通过基于空时分组码的高维索引调制OFDM-NOMA系统的接收端，接收数字信息，完成数字信息的传输。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。词语第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序，可将这些词语解释为标识。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种基于空时分组码的高维索引调制信息传输方法，其特征在于，包括：
S1：将空时分组码引入高维索引调制OFDM-NOMA系统，构建基于空时分组码的高维索引调制OFDM-NOMA系统；
S2：通过基于空时分组码的高维索引调制OFDM-NOMA系统的发射端，发射数字信息；
S3：通过基于空时分组码的高维索引调制OFDM-NOMA系统的接收端，接收数字信息，完成数字信息的传输。
2.根据权利要求1所述的基于空时分组码的高维索引调制信息传输方法，其特征在于，基于空时分组码的高维索引调制OFDM-NOMA系统的发射端包括：
第一高维索引调制OFDM信号生成器、第二高维索引调制OFDM信号生成器、叠加模块、空时编码器和Tx个发射单元，Tx为发射单元的总数；
第一高维索引调制OFDM信号生成器和第二高维索引调制OFDM信号生成器与叠加模块连接，叠加模块与空时编码器连接，空时编码器与Tx个发射单元连接；
发射单元包括依次连接的IFFT模块、循环前缀及并串转换模块和天线发射器。
3.根据权利要求1所述的基于空时分组码的高维索引调制信息传输方法，其特征在于，通过基于空时分组码的高维索引调制OFDM-NOMA系统的接收端包括：
信道模型模块、近用户解码单元和远用户解码单元；
近用户解码单元包括：第一天线接收器、近用户模块、第一STBC译码器、SIC模块和近用户信号检测模块；
远用户解码单元包括：第二天线接收器、远用户模块、第二STBC译码器和远用户信号检测模块；
信道模型模块与第一天线接收器和第二天线接收器通信连接；
第一天线接收器、近用户模块、第一STBC译码器、SIC模块和近用户信号检测模块依次连接；
第二天线接收器、远用户模块、第二STBC译码器和远用户信号检测模块依次连接。
4.根据权利要求2所述的基于空时分组码的高维索引调制信息传输方法，其特征在于，步骤S2具体为：
S21：向第一高维索引调制OFDM信号生成器输入TxmNU比特的第一输入信息，向第二高维索引调制OFDM信号生成器输入TxmFU比特的第二输入信息；
S22：通过叠加模块对第一输入信息和第二输入信息进行叠加操作，获得叠加信号X1,SC至XTx,SC；
S23：将叠加信号X1,SC至XTx,SC输入空时编码器进行编码，获得综合空时分组码字矩阵XTx；
S24：将综合空时分组码字矩阵XTx的第1行至第Tx行，通过第1个至第Tx个发射单元进行数字信息发射。
5.根据权利要求4所述的基于空时分组码的高维索引调制信息传输方法，其特征在于，步骤S23中，综合空时分组码字矩阵XTx的表达式为：
其中，xTx为Tx个叠加信号在t＝1,2...,Tx时刻内转换成的空时分组码字矩阵，为Tx个叠加信号在t＝Tx,Tx+1...,2Tx时刻内转换成的空时分组码字矩阵；
δt(tx)为空时分组码字矩阵中第tx行、t列元素的正负号，为xTx,SC的复共轭信号。
6.根据权利要求3所述的基于空时分组码的高维索引调制信息传输方法，其特征在于，步骤S3具体为：
S31：发射端将综合空时分组码字矩阵XTx的第1行至第Tx行分别发送至用户NU与用户FU，并经过相应的信道模型模块，信道模型模块的信道矩阵为Htx；
S32：定义u为任一用户，NU和FU分别表示近用户和远用户，预设条件为：u∈{NU,FU}，tx∈{3,...,Tx}，Tx>3，Pt＝1；
S33：将信道矩阵Htx输入近用户解码单元和远用户解码单元，通过第一解码方法获得第一最佳接收信号
S34：将信道矩阵Htx输入近用户解码单元和远用户解码单元，通过第二解码方法获得第二最佳接收信号和第三最佳接收信号/>
S35：将信道矩阵Htx输入远用户解码单元，通过第三解码方法获得第四最佳接收信号
7.根据权利要求6所述的基于空时分组码的高维索引调制信息传输方法，其特征在于，步骤S33中，第一最佳接收信号的表达式为：
其中，n为子载波的编号；N为每个OFDM信号子帧的子载波数；n＝1,...,N；为ztx的第g个子块中第n个子信道空时译码后的信号，ztx为空时译码后的信号集；/>为xtx的第g个子块的第n个子载波，xtx为发射信号；/>为Htx第g个子块中第n个子信道的频率特性。
8.根据权利要求6所述的基于空时分组码的高维索引调制信息传输方法，其特征在于，步骤S34具体为：
S341：定义标准参照集其中/>为用户u在第tx条链路上传输的第gu个子块在映射表中的任一情况，u为NU或FU；
S342：将信道矩阵Htx经过NU和FU叠加后获得第二最佳接收信号 的表达式为：
其中，为ztx,NU的第tx个天线第gNU个子帧中第n个子信道空时译码后的信号，ztx,NU为经过用户NU叠加和空时译码后的信号集；PFU为用户FU的功率分配因数；n为子载波的编号；N为每个OFDM信号子帧的子载波数；
S343：将ztx,NU中的FU用户信号消除，获得估计rtx,NU，rtx,NU的表达式为：
其中，Htx,NU(NF)为Htx,NU中的第NF个元素，NF为一帧OFDM信号的子载波数，/>为经过用户FU叠加后的第一最佳接收信号；
S344：通过rtx,NU和Btx,NU计算获得第三最佳接收信号 的表达式为：
其中，为连续干扰消除后rtx,NU的第tx个天线第gNU个子帧中第n个子信道接收信号的估计；/>为Htx,NU第gNU个子块中第n个子信道的频率特性，Htx,NU为Htx经过用户NU叠加后的信道矩阵；PNU为用户NU的功率分配因数。
9.根据权利要求6所述的基于空时分组码的高维索引调制信息传输方法，其特征在于，步骤S35中，第四最佳接收信号的表达式为：
其中，n为子载波的编号；N为每个OFDM信号子帧的子载波数；为ztx,FU的第tx个天线第gFU个子帧中第n个子信道空时译码后的信号，ztx,FU为经过用户FU叠加和空时译码后的信号集；/>为Htx,FU第gFU个子块中第n个子信道的频率特性，Htx,FU为Htx经过用户FU叠加后的信道矩阵；PFU为用户FU的功率分配因数。
10.一种基于空时分组码的高维索引调制信息传输系统，其特征在于，包括：
系统构建模块，用于将空时分组码引入高维索引调制OFDM-NOMA系统，构建基于空时分组码的高维索引调制OFDM-NOMA系统；
数字信息发射模块，用于通过基于空时分组码的高维索引调制OFDM-NOMA系统的发射端，发射数字信息；
数字信息接收模块，用于通过基于空时分组码的高维索引调制OFDM-NOMA系统的接收端，接收数字信息，完成数字信息的传输。
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