[發明專利]一種信號發射方法及相應的接收端波束成形方法

在審

• 申請號: 201710620880.6
• 申請日: 2017-07-27
• 公開（公告）號: CN107171713A
• 公開（公告）日: 2017-09-15
• 發明（設計）人: 李勇;楊博;宋志群;劉麗哲;孫騰
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第五十四研究所
• 主分類號: H04B7/08
• 分類號: H04B7/08;H04L27/26
• 代理公司: 河北東尚律師事務所13124
• 代理人: 王文慶

技術領域

本發明涉及信號處理技術領域，特別是指一種信號發射方法及相應的接收端波束成形方法。

背景技術

隨著現代通信技術的快速發展，通信領域對于信息傳輸可靠性的要求在不斷提高。但是，由于通信環境的復雜性，信號傳輸受到的來自時域和頻域的雙選信道的干擾不可避免，這種干擾嚴重影響了通信質量。

例如，信號在傳輸過程中，會受到由于相對移動而引起的多普勒效應的影響，還會受到由于多徑傳輸而引起的多徑效應的影響。實際場景中，上述兩種信道衰落形式往往同時存在，因此這種情況也被稱為雙選信道。

現有技術中，為了實現時頻雙選信道下的抗碼間串擾(Intersymbol interference，ISI)，研究人員提出了波束成形技術(Beamforming Technology)。波束成形技術是性能較好的信號處理技術，是智能天線技術中的重要研究內容。但是，現在技術對于波束成形技術的研究主要集中在傳統的單載波系統和正交頻分復用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM)系統，不能應用到混合載波系統中。

發明內容

有鑒于此，本發明提出一種信號發射方法及相應的接收端波束成形方法，其能夠將波束成形技術應用到混合載波系統中，對于抑制雙選信道中的多徑干擾具有良好效果。

基于上述目的，本發明提供的技術方案是：

一種基于分數傅里葉變換調制的信號發射方法，其應用于信號發射端，包括以下步驟：

(1)將原始信號映射為數字信號形式；

(2)在映射后的數字信號中等間隔插入梳狀導頻；

(3)選擇變換階數α，通過-α階的4-WFRFT(4-weighted fractional Fourier transform，四項加權型分數階傅里葉變換)將插入導頻的信號變換為時域數字信號；

(4)對時域數字信號依次進行串并轉換、加入循環前綴、并串轉換和數/模變換，形成模擬信號；

(5)將模擬信號通過雙選信道發射出去。

此外，本發明還提供一種基于混合載波解調的波束成形方法，其應用于接收陣列天線，用于接收用如上所述方法發射的信號，其中，接收陣列天線具有根據最小均方誤差算法的算法復雜度設計的16～32個接收天線陣元，該方法包括以下步驟：

(1)估計多徑時延，并通過多徑時延估計出接收多徑信號的波達方向；

(2)通過雙選信道接收波達方向上的模擬信號，并通過模/數變換將模擬信號轉換為數字信號；

(3)通過已知的參考梳狀導頻信號以及估計得到的波達方向，確定接收陣列天線上每個接收天線陣元的最優權值；

(4)根據最優權值對每個接收天線陣元接收到的數字信號進行加權合成處理，并將合成后的信號依次進行串并轉換、去循環前綴和并串轉換處理，得到時域信號；

(5)對時域信號依次進行α階的4-WFRFT變換以及數字解調，得到原始的α階的加權分數域數字信號；

(6)對原始的α階的加權分數域數字信號進行與發射端信號處理相應的去導頻和逆映射處理，得到原始信號。

從上面的敘述可以看出，本發明技術方案的有益效果在于：

本發明將基于最小均方誤差的波束成形技術應用于混合載波系統，既實現了基于分數傅里葉變換的混合載波系統對抗雙選信道的天然優勢，又實現了波束成形算法對符號間干擾的抑制效果，從而極大地提升了通信系統的傳輸性能，是對現有技術的一種重要改進。

附圖說明