[發(fā)明專利]同步系統(tǒng)中加權(quán)分?jǐn)?shù)傅里葉變換擴(kuò)時傳輸方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510319838.1
• 申請日: 2015-06-11
• 公開（公告）號: CN104917599B
• 公開（公告）日: 2018-03-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 沙學(xué)軍;房宵杰;吳宣利;梅林;白旭;史軍;吳瑋
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: H04L5/00
• 分類號: H04L5/00;H04L27/26
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標(biāo)事務(wù)所23109
• 代理人: 岳泉清

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域，具體涉及同步系統(tǒng)中加權(quán)分?jǐn)?shù)傅里葉變換擴(kuò)時傳輸技術(shù)。

背景技術(shù)

分?jǐn)?shù)傅立葉變換(Fractional Fourier Transform,FRFT)是一種重要的時頻分析工具，近些年來得到了較為廣泛的研究，并在一些工程技術(shù)領(lǐng)域得以應(yīng)用，F(xiàn)RFT是對傳統(tǒng)Fourier變換的推廣，其根本特點可以理解為對Fourier變換特征值的分?jǐn)?shù)化、參數(shù)取值的連續(xù)性、旋轉(zhuǎn)相加性和對信號時頻形式的統(tǒng)一性是FRFT的基本性質(zhì)。由于對特征值分?jǐn)?shù)化方式的不同，以及對FRFT性質(zhì)約束的寬泛性，使得FRFT具有很多種不同的定義形式。根據(jù)這些定義各自的出發(fā)點和基本特征，可以大致將其劃分為兩類，即：經(jīng)典類FRFT和加權(quán)類FRFT。

加權(quán)分?jǐn)?shù)傅立葉變換(weighted Fractional Fourier Transform，WFRFT)是出現(xiàn)時間較晚，是由C.C.Shih在1995年首次提出,近些年來得到了較為廣泛的研究，并在一些工程技術(shù)領(lǐng)域得以應(yīng)用。四項加權(quán)分?jǐn)?shù)傅立葉變換的定義為：

其中：

動態(tài)加密參數(shù)α的取值周期為4，這里設(shè)定α的取值范圍為[-2,2]之間的任何實數(shù)，對于取值范圍之外的實數(shù)，加權(quán)系數(shù)將隨著α呈現(xiàn)周期性變化。X₁、X₂和X₃分別為序列X₀的1～3次DFT結(jié)果。其能量歸一化DFT定義形式為：

申請?zhí)枮?01010301259.1、發(fā)明名稱為《一種場強(qiáng)驅(qū)動型單載波一多載波融合的信號傳輸方法》的專利基于加權(quán)分?jǐn)?shù)傅里葉變換申請公開了一種可提高系統(tǒng)的吞吐量場強(qiáng)驅(qū)動型單載波一多載波融合的信號傳輸方法。然而該方法只適用于單用戶情況，并未考慮多用戶場景。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是為了抵抗信道的衰落，并提升傳輸容量，從而提供一種同步系統(tǒng)中加權(quán)分?jǐn)?shù)傅里葉變換擴(kuò)時傳輸方法。

第一種方案：同步系統(tǒng)中加權(quán)分?jǐn)?shù)傅里葉變換擴(kuò)時傳輸方法，

該方法采用長度為N的加權(quán)分?jǐn)?shù)傅立葉變換進(jìn)行處理，N為正整數(shù)；設(shè)基站中心系統(tǒng)所處理的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)種類為M，M為正整數(shù)，且M≤N；來自業(yè)務(wù)i的數(shù)據(jù)的第k比特或符號信息由D_i^k＝±a_i^k±jb_i^k表示；i＝1,2,3,...,M；式中：a為實部數(shù)據(jù)；b為虛部數(shù)據(jù)；j為虛部符號；k為正整數(shù)；

它的信號發(fā)射方法：

步驟A1、中心基站對來自M個業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)符號進(jìn)行預(yù)處理，將不同的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)分配給不同的通信時隙，分配后的信號形式滿足：

式中：T_s為每個時隙的時間長度。

步驟A2、將步驟A1獲得的M個業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)符號進(jìn)行串/并轉(zhuǎn)換，獲得長度為M的并行數(shù)據(jù)；

步驟A3、將步驟A2獲得的M點并行數(shù)據(jù)進(jìn)行N點加權(quán)分?jǐn)?shù)傅里葉變換，變換階數(shù)α∈[-2,2]；

當(dāng)M<N時，系統(tǒng)自動在M點數(shù)據(jù)之后補(bǔ)充N-M個零點以保證加權(quán)分?jǐn)?shù)傅里葉模塊的數(shù)據(jù)點需求；

經(jīng)傅里葉變換處理后，獲得到長度為N的并行加權(quán)分?jǐn)?shù)傅里葉變換結(jié)果；

步驟A4、將步驟A3獲得的長度為N的并行加權(quán)分?jǐn)?shù)傅里葉變換結(jié)果進(jìn)行并串轉(zhuǎn)換，獲得長度為N的串行加權(quán)分?jǐn)?shù)傅里葉變換結(jié)果；

步驟A5、將步驟A4中的N點串行加權(quán)分?jǐn)?shù)傅里葉結(jié)果添加幀頭和幀尾后，打包成一個數(shù)據(jù)包；

步驟A6、將步驟A5獲得的數(shù)據(jù)包進(jìn)行數(shù)字載波調(diào)制；

步驟A7、將步驟A6中的數(shù)字載波調(diào)制結(jié)果進(jìn)行模/數(shù)轉(zhuǎn)換，并進(jìn)行濾波處理；

步驟A8、將步驟A7得到的濾波處理后信號進(jìn)行上變頻處理，并通過發(fā)射天線發(fā)送至無線信道；

對于業(yè)務(wù)i系統(tǒng)，它的信號接收方法：

步驟B1、接收端對接收到信號進(jìn)行下變頻處理，得到基帶連續(xù)模擬波形信號；

步驟B2、將步驟B1獲得的基帶連續(xù)模擬波形信號進(jìn)行濾波處理，并進(jìn)行模/數(shù)轉(zhuǎn)換，得到基帶數(shù)字采樣信號；

步驟B3、將步驟B2中獲得的基帶數(shù)字采樣信號進(jìn)行數(shù)字載波解調(diào)處理，得到解調(diào)后的信號；

步驟B4、將步驟B3中的解調(diào)信號幀解包，并去除幀頭和幀尾，得到長度為N的接收數(shù)據(jù)；

步驟B5、將步驟B4獲得的長度為N的接收數(shù)據(jù)進(jìn)行串/并轉(zhuǎn)換，得到長度為N的并行數(shù)據(jù)；