📈 OFDM-IM 容量增强仿真平台

GIM + MM + IQ 三大容量扩展技术，突破传统索引调制比特率极限

   

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📌 为什么选择本仿真平台？

痛点	本平台解决方案
📚 固定激活数限制索引空间	✅ GIM 广义索引：可变激活数，索引空间扩大 2-4 倍
🔧 调制阶数浪费额外比特	✅ MM 多模调制：每个激活子载波携带模式选择比特
📊 I/Q 资源耦合利用	✅ IQ 独立索引：实部虚部分别索引，并行双倍效率
⚡ 容量提升难以量化	✅ 内置 容量分析对比工具，直观展示各技术增益
📡 检测算法对应难	✅ 每种技术配套 专用解调器，算法一一对应

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🎯 核心价值

🔬 学术研究价值 三大容量扩展技术完整实现 索引空间理论上界研究 频谱效率 vs 复杂度权衡分析 不同场景最优技术选择

💼 工程应用价值 高频谱效率需求场景首选 灵活的参数配置空间 结构化的技术对比框架 完整的收发链路验证

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⚡ 技术亮点

🌊 三大容量增强技术对比

┌─────────────────────────────────────────────────────────────────┐│                    容量增强技术对比                              │├──────────────┬──────────────┬──────────────┬──────────────────┤│   基础 IM    │     GIM      │      MM      │       IQ         │├──────────────┼──────────────┼──────────────┼──────────────────┤│ 固定 k 个    │ k ∈ [k1,k2]  │ 每个子载波   │ I/Q 独立索引     ││ 激活子载波   │ 可变激活数   │ 独立选模式   │ 并行处理         │├──────────────┼──────────────┼──────────────┼──────────────────┤│   C(n,k)     │  Σ C(n,ki)  │ k × Nm 模式  │   2 × C(n,k)     ││   索引数     │  索引空间大  │  比特倍增    │   双倍索引       │└──────────────┴──────────────┴──────────────┴──────────────────┘

📊 容量对比 (n=4, k=2, M=4)

技术	索引比特 p1	数据比特 p2	总比特/子块	vs 基础 IM
基础 IM	2	4	6	基准
GIM (k∈[1,4])	4	~5	9	+50%
MM (4 模式)	2	8	10	+67%
IQ	4	4	8	+33%

💡 MM 最强容量：通过模式选择比特，每个激活子载波额外携带 log₂(Nm) 比特。

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🖥️ 运行环境

最低要求

项目	要求
MATLAB 版本	R2021b 或更高
必需工具箱	Communications Toolbox
基础依赖	P1 基础包
内存	4 GB+

快速验证

>> cd packages/P3_容量增强包>> setup_path>> generate_plots_enhanced

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🧠 算法原理

GIM 广义索引调制

核心思想：允许激活子载波数量可变，融合多种 C(n,k) 组合。

索引空间：

索引比特：

MM 多模索引调制

核心思想：每个激活子载波独立选择调制模式。

总比特数：

其中  为各模式的平均数据比特。

IQ 独立索引调制

核心思想：I 和 Q 分量使用独立的激活模式。

索引比特：

📁 项目结构

P3_容量增强包/├── 📂 gim/                     # GIM 广义索引│   ├── gim_modulator.m         #   🚀 GIM 调制器│   ├── gim_demodulator.m       #   GIM 解调器│   └── gim_table.m             #   可变激活索引表│├── 📂 mm/                      # MM 多模调制│   ├── mm_modulator.m          #   🚀 MM 调制器│   └── mm_demodulator.m        #   MM 解调器│├── 📂 iq/                      # IQ 独立索引│   ├── iq_modulator.m          #   🚀 IQ 调制器│   └── iq_demodulator.m        #   IQ 解调器│├── 📂 core/                    # 继承 P1 核心模块├── 📂 config/                  # 配置 (扩展 GIM/MM/IQ 参数)│├── 📂 docs/                    # 文档│   ├── 算法文档.md              #   📘 三技术原理推导│   ├── 代码文档.md              #   📒 接口说明│   └── 项目文档.md              #   📗 本文档│├── generate_plots.m            # 📊 容量对比曲线└── generate_plots_enhanced.m   # 📊 MM 多模星座图

代码统计：

• 📄 25+ 个核心 MATLAB 文件
• 📝 2500+ 行精炼代码
• 💬 100% 中文详细注释

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🎬 仿真演示

一键运行

>> cd packages/P3_容量增强包>> setup_path>> generate_ber_plots  % 三技术 BER 对比

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📦 您将获得

内容	说明
📁 完整源码	GIM + MM + IQ 三技术完整实现
📖 原理文档	索引空间扩展数学推导
🚀 容量提升	最高 67% 频谱效率增益
📊 对比工具	一键生成三技术性能对比
🔧 灵活配置	可变 k 范围、模式数、调制阶数
📡 可视化	多模星座图、容量对比曲线

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🛒 获取方式

📚 参考文献

1. M. Wen et al.
   
    (2017): “Generalized Index Modulation Aided OFDM.” IEEE Trans. Wireless Commun., vol. 16, no. 3.
2. B. Zheng et al.
   
    (2019): “Multiple-Mode OFDM with Index Modulation.” IEEE Trans. Signal Process., vol. 67, no. 9.
3. E. Başar et al.
   
    (2017): “OFDM with Index Modulation Using In-Phase and Quadrature Indices.” IEEE Trans. Veh. Technol., vol. 66, no. 5.