In this paper, motivated by the framework of diversity-achieving quadrature spatial modulation (DA-QSM), we propose a generalized quadrature space-frequency index modulation (GQSF-IM) transmission scheme for multiple-input multiple-output orthogonal frequency division multiplexing (MIMO-OFDM) systems. The dispersion matrices potentially transmit some combination of each symbol from each antenna at every subcarrier, and their structures lead to desirable coding properties. By setting two well-designed dispersion-matrix sets for both the in-phase (I-) and quadrature (Q-) dimensions, each resource block (RB) of MIMO-OFDM independently selects part of dispersion matrices from each set to modulate the real and imaginary parts of complex symbols, respectively. Thus a simple and systematic method which easily generates dispersion-matrix set with large size is presented. It can be verified that the proposed GQSF-IM scheme subsumes the existing QSF-IM scheme as its special case. Moreover, it can be proved that the GQSF-IM scheme automatically achieves the second order transmit diversity without requiring any parameter or matrix optimization. Owing to obtaining higher transmit diversity order, simulation results of bit error rate (BER) performance show that GQSF-IM outperforms QSF-IM in different channels such as independent and identically distributed (i.i.d.), correlated Rayleigh fading, and Rician channels. Furthermore, GQSF-IM can achieve obvious better BER performance when it combines with interleaving for more diversity gains.

中文翻译：

---

MIMO-OFDM系统的广义正交空频指数调制

在本文中，受分集实现正交空间调制（DA-QSM）框架的启发，我们提出了一种用于多输入多输出正交频分复用的广义正交空频索引调制（GQSF-IM）传输方案（ MIMO-OFDM) 系统。色散矩阵可能会在每个子载波上从每个天线传输每个符号的某种组合，并且它们的结构导致了理想的编码特性。通过为同相 (I-) 和正交 (Q-) 维度设置两个设计良好的色散矩阵集，MIMO-OFDM 的每个资源块 (RB) 独立地从每组中选择部分色散矩阵来调制分别为复符号的实部和虚部。从而提出了一种简单而系统的方法，可以方便地生成大尺寸色散矩阵集。可以验证，所提出的 GQSF-IM 方案包含了现有的 QSF-IM 方案作为其特例。此外，可以证明GQSF-IM方案无需任何参数或矩阵优化即可自动实现二阶发射分集。由于获得了更高的发射分集阶数，误码率（BER）性能的仿真结果表明，GQSF-IM 在独立同分布（iid）、相关瑞利衰落和 Rician 信道等不同信道中的性能优于 QSF-IM。此外，当 GQSF-IM 与交织相结合以获得更多分集增益时，可以实现明显更好的 BER 性能。可以验证，所提出的 GQSF-IM 方案包含了现有的 QSF-IM 方案作为其特例。此外，可以证明GQSF-IM方案无需任何参数或矩阵优化即可自动实现二阶发射分集。由于获得了更高的发射分集阶数，误码率（BER）性能的仿真结果表明，GQSF-IM 在独立同分布（iid）、相关瑞利衰落和 Rician 信道等不同信道中的性能优于 QSF-IM。此外，当 GQSF-IM 与交织相结合以获得更多分集增益时，可以实现明显更好的 BER 性能。可以验证，所提出的 GQSF-IM 方案包含了现有的 QSF-IM 方案作为其特例。此外，可以证明GQSF-IM方案无需任何参数或矩阵优化即可自动实现二阶发射分集。由于获得了更高的发射分集阶数，误码率（BER）性能的仿真结果表明，GQSF-IM 在独立同分布（iid）、相关瑞利衰落和 Rician 信道等不同信道中的性能优于 QSF-IM。此外，当 GQSF-IM 与交织相结合以获得更多分集增益时，可以实现明显更好的 BER 性能。可以证明GQSF-IM方案无需任何参数或矩阵优化即可自动实现二阶发射分集。由于获得了更高的发射分集阶数，误码率（BER）性能的仿真结果表明，GQSF-IM 在独立同分布（iid）、相关瑞利衰落和 Rician 信道等不同信道中的性能优于 QSF-IM。此外，当 GQSF-IM 与交织相结合以获得更多分集增益时，可以实现明显更好的 BER 性能。可以证明GQSF-IM方案无需任何参数或矩阵优化即可自动实现二阶发射分集。由于获得了更高的发射分集阶数，误码率（BER）性能的仿真结果表明，GQSF-IM 在独立同分布（iid）、相关瑞利衰落和 Rician 信道等不同信道中的性能优于 QSF-IM。此外，当 GQSF-IM 与交织相结合以获得更多分集增益时，可以实现明显更好的 BER 性能。