Multi-mode index modulation based on affine frequency division multiplexing

Anoop, A.

doi:10.1016/j.phycom.2026.103059

2026-05-01

PRE

Anoop, A. *

Thomas, Christo Kurisummoottil

Kala, S.

J. V. Bibal Benifa

Walid Saad

DOI：10.1016/j.phycom.2026.103059

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摘要

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仿射频分复用（AFDM）因其固有的抗多普勒扩展能力以及利用时延-多普勒分集的能力，已成为高移动性无线系统的一种有前景的波形。本文提出了一种基于AFDM的新型传输方案，称为基于多模式索引调制的AFDM（AFDM-MM-IM），通过将其多模式索引调制集成到离散仿射域中，扩展了AFDM的优势。与通过禁用子载波的传统索引调制方案不同，所提出的AFDM-MM-IM通过为子块内的每个子载波分配独特的调制模式，并利用模式排列来传输额外的索引比特，从而实现全网格利用。我们提出了AFDM-MM-IM的完整系统模型，包括其发射机设计、高多普勒条件下的信道模型和信号检测架构。为高效恢复传输的符号和模式索引，开发了三种检测策略：基于对数似然比（LLR）的贪婪检测、基于维特比（Viterbi）的格解码以及基于球解码的近最大似然（ML）检测器。每种方法在复杂度和误比特率（BER）性能方面进行了分析。此外，我们利用瑞利衰落信道上的成对错误概率分析推导出封闭式的理论BER表达式，提供与仿真结果高度吻合的分析性能界限。双弥散信道下的仿真结果表明，AFDM-MM-IM在可比频谱效率下，在BER和分集增益方面优于经典的AFDM和基于双模式索引调制的AFDM（AFDM-DM-IM），特别是在具有挑战性的高移动性场景中。这些发现强调了AFDM-MM-IM作为未来6G无线系统的高效且鲁棒的波形候选方案的潜力。

Keyword:

Discrete affine Fourier transform (DAFT)

Affine frequency division multiplexing (AFDM)

Multi-mode index modulation

Maximum likelihood (ML)

Log-likelihood ratio (LLR)

Viterbi decoding

Sphere decoding

High-mobility wireless channel