本發(fā)明涉及無線通信領(lǐng)域，特別是指一種聯(lián)合變換域和串行干擾抵消的散射波形傳輸方法。

背景技術(shù)：

1、對(duì)流層散射通信技術(shù)是一種利用對(duì)流層媒質(zhì)的不均勻性對(duì)無線電波的散射作用進(jìn)行的無線通信技術(shù)，其技術(shù)基礎(chǔ)是對(duì)流層的散射傳播理論。利用對(duì)流層散射傳播理論設(shè)計(jì)的對(duì)流層散射傳輸系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)超視距傳輸，同時(shí)具有適中的傳輸容量、傳輸性能和可靠度，以及極強(qiáng)的抗核爆和抗電離層騷擾能力。對(duì)流程散射通信技術(shù)由于其獨(dú)特的傳輸特性，在多種不同的通信傳輸技術(shù)中具有不可替代的作用。

2、散射通信從誕生至今已有60多年的發(fā)展歷史，目前散射通信的容量問題已經(jīng)成為世界各國(guó)關(guān)注的重點(diǎn)，例如美國(guó)comtech公司目前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了210mbps速率的通信，而我國(guó)的散射通信技術(shù)速率為50mbps。隨著第五代移動(dòng)通信技術(shù)、高通量衛(wèi)星技術(shù)、毫米波大容量微波通信技術(shù)在通信中的逐步應(yīng)用，下一代通信系統(tǒng)的傳輸速率會(huì)整體提高。散射通信也需要進(jìn)一步提高傳輸速率才能夠不會(huì)成為全網(wǎng)通信傳輸?shù)钠款i。

3、大規(guī)模mimo技術(shù)是當(dāng)前移動(dòng)通信提升系統(tǒng)容量的重要技術(shù)之一。與傳統(tǒng)的單天線相比，在不需要額外的發(fā)射功率或頻帶的情況下，大規(guī)模mimo通信系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)通信容量和誤碼率性能的提升。因此，可以將大規(guī)模mimo技術(shù)引入到散射通信中，同樣可以為散射通信系統(tǒng)提供可觀的通信速率以及通信質(zhì)量。

4、大規(guī)模mimo技術(shù)提供分集增益的方式是通過多天線的空間分集技術(shù)，但是在天線數(shù)有限的情況下分集增益和復(fù)用增益存在權(quán)衡。為了在不損失通信容量的條件下降低系統(tǒng)的誤碼率，需要考慮通過波形設(shè)計(jì)的方式提供額外的分集能力。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明提出一種聯(lián)合變換域和串行干擾抵消的散射波形傳輸方法。該方法將兩分量組合廣義加權(quán)分?jǐn)?shù)傅里葉變換(double-componentcombined?generalizedweightedfractionalfouriertransform，dcgwfrft)波形設(shè)計(jì)技術(shù)和垂直貝爾實(shí)驗(yàn)室分層空時(shí)碼(verticalbelllabslayeredspace-time，v-blast)信號(hào)檢測(cè)技術(shù)相結(jié)合，設(shè)計(jì)了一種新型的波形傳輸方式，通過對(duì)發(fā)送符號(hào)序列的時(shí)域兩分量進(jìn)行加權(quán)組合，將不同空時(shí)的發(fā)送符號(hào)進(jìn)行合并，最后通過串行干擾抵消提升信號(hào)檢測(cè)性能，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)誤碼率大幅度降低。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

3、一種聯(lián)合變換域和串行干擾抵消的散射波形傳輸方法，

4、發(fā)送端執(zhí)行以下步驟：

5、步驟a1，發(fā)送端將m個(gè)時(shí)隙發(fā)送的比特流調(diào)制為符號(hào)序列x，x∈cmk；其中，c表示復(fù)數(shù)，且發(fā)送端與接收端的天線數(shù)均為k；

6、步驟a2，對(duì)符號(hào)序列x進(jìn)行兩分量組合廣義加權(quán)分?jǐn)?shù)傅里葉變換，得到變換后的發(fā)送符號(hào)序列z，變換公式為：

7、z＝f+x；

8、其中，變換矩陣f+定義為：

9、

10、i表示mk行mk列的單位矩陣，γ表示mk行mk列的置換矩陣，定義為：

11、

12、變換系數(shù)為：

13、

14、其中，j表示虛數(shù)單位，參數(shù)θ0在區(qū)間[0,2π]內(nèi)隨機(jī)產(chǎn)生，θ1＝θ0+π/2；

15、步驟a3，將變換后的發(fā)送符號(hào)序列z按順序等分為m段，記為并在第i個(gè)時(shí)隙通過k個(gè)發(fā)送端天線發(fā)送第i段發(fā)送符號(hào)序列zi，i＝1,2,3,……,m；

16、接收端執(zhí)行以下步驟：

17、步驟b1，接收端在第i個(gè)時(shí)隙通過k個(gè)接收端天線接收第i段接收符號(hào)序列yi：

18、yi＝hizi+wi；

19、其中，hi表示第i段接收符號(hào)序列對(duì)應(yīng)的信道矩陣，hi∈ck×k，wi表示第i段接收符號(hào)序列對(duì)應(yīng)的加性高斯白噪聲，cn()表示復(fù)高斯白噪聲，為噪聲功率；

20、步驟b2，接收端收集所有的接收符號(hào)序列以及信道矩陣，并分別組成合成信號(hào)向量y和合成信道矩陣h：

21、

22、

23、步驟b3，將合成信道矩陣與變換矩陣f+相乘，得到等效信道矩陣g：

24、g＝hf+；

25、步驟b4，計(jì)算初始等效信道均衡矩陣：

26、

27、步驟b5，對(duì)等效信道矩陣g中的每一列分別計(jì)算范數(shù)：

28、r＝[r(1)，r(2)，...，r(mk)]＝[||g[：，1]||2，||g[：，2]||2，...，||g[：，mk]||2]；

29、步驟b6，對(duì)向量r的元素按照從大到小的順序進(jìn)行排序，根據(jù)排序后的各元素在向量r中的索引值構(gòu)建向量n；

30、步驟b7，初始化m＝1，v1＝y(tǒng)，長(zhǎng)度為mk的令

31、步驟b8，對(duì)當(dāng)前第n(m)個(gè)數(shù)據(jù)流進(jìn)行信道均衡：

32、xtemp＝w[n(m),:]vm；

33、步驟b9，對(duì)xtemp進(jìn)行解調(diào)，再對(duì)解調(diào)后的結(jié)果重新進(jìn)行調(diào)制，得到估計(jì)符號(hào)并令

34、步驟b10，將合成信號(hào)向量中的干擾進(jìn)行刪除：

35、

36、步驟b11，令m＝m+1；

37、步驟b12，重復(fù)執(zhí)行步驟b8至步驟b11，直至m＝mk+1；

38、步驟b13，對(duì)進(jìn)行解調(diào)，輸出信號(hào)檢測(cè)結(jié)果。

39、由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果在于：

40、1、本發(fā)明在提升系統(tǒng)分集性能的同時(shí)并未使用額外的通信資源，只是以一定的計(jì)算復(fù)雜度作為代價(jià)。此外，相比于現(xiàn)有的預(yù)編碼算法，本發(fā)明所提出的算法不需要發(fā)送端已知信道狀態(tài)信息。

41、2、本發(fā)明將dcgwfrft技術(shù)的逆變換步驟與信號(hào)檢測(cè)步驟融合，解決了變換域波形由于出現(xiàn)星座裂變現(xiàn)象、新波形星座點(diǎn)間距減小導(dǎo)致其與v-blast技術(shù)相結(jié)合時(shí)出現(xiàn)的誤碼率下降問題。

技術(shù)特征：

1.一種聯(lián)合變換域和串行干擾抵消的散射波形傳輸方法，其特征在于，

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種聯(lián)合變換域和串行干擾抵消的散射波形傳輸方法，涉及無線通信領(lǐng)域。本發(fā)明將DCGWFRFT波形設(shè)計(jì)技術(shù)和V?BLAST信號(hào)檢測(cè)技術(shù)相結(jié)合，設(shè)計(jì)了一種新型的波形傳輸方式，通過對(duì)發(fā)送符號(hào)序列的時(shí)域兩分量進(jìn)行加權(quán)組合，將不同空時(shí)的發(fā)送符號(hào)進(jìn)行合并，最后通過串行干擾抵消提升信號(hào)檢測(cè)性能，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)誤碼率大幅度降低。本發(fā)明的波形設(shè)計(jì)方式相比于現(xiàn)有的單載波波形、變換域波形和基于V?BLAST的單載波波形，在數(shù)據(jù)速率不變的情況下具有更好的分集性能。

技術(shù)研發(fā)人員：李行健,宋志群,李勇,王斌,劉麗哲,沙學(xué)軍,汪暢,楊朔,夏金濤,徐文博,趙顯超
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第五十四研究所
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/8