[發(fā)明專利]一種二次相位耦合的多用戶頻差UNB通信傳輸方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810316399.2
• 申請日: 2018-04-10
• 公開（公告）號: CN108566351B
• 公開（公告）日: 2020-03-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 杜清河;段奧琴;趙衛(wèi)東
• 申請（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號: H04L25/03
• 分類號: H04L25/03;H04L27/12
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 徐文權(quán)

本發(fā)明公開了一種二次相位耦合的多用戶頻差UNB通信傳輸方法，包括以下步驟：1)頻差組合信號發(fā)射端模塊：在UNB通信網(wǎng)絡(luò)中，使用二次相位耦合實(shí)現(xiàn)不同頻差區(qū)分?jǐn)?shù)字邏輯信息的調(diào)制信號編碼形式，通過頻率差分UNB系統(tǒng)中多用戶的單頻信號相位耦合設(shè)計分配方案，為每個用戶分配攜帶有效調(diào)制信息且有不同頻差的頻率組合；2)頻差組合信號接收端模塊：在UNB通信網(wǎng)絡(luò)調(diào)制信號的接收端，對此類多頻組合信號實(shí)現(xiàn)多用戶抗干擾線性、非線性多用戶性能的并行分析模式。本發(fā)明適用于多用戶UNB?IoT通信網(wǎng)絡(luò)中可以部署更多的系統(tǒng)用戶數(shù)；相比傳統(tǒng)單用戶超窄帶甚小波形差鍵控(VWDK)技術(shù)而言，獲得了一定信噪比條件下更低的誤碼性能；以及更優(yōu)的抗頻偏性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于數(shù)字信息傳輸技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種二次相位耦合的多用戶頻差UNB通信傳輸方法。

背景技術(shù)

隨著新一代無線通信技術(shù)的快速發(fā)展，以及物聯(lián)網(wǎng)在通信行業(yè)中的普及應(yīng)用，使得人與人、人與物、物與物之間的通信得以成為現(xiàn)實(shí)。單用戶傳統(tǒng)的同步通信模式已不能滿足于當(dāng)下的快速的信息服務(wù)需求，進(jìn)而通信界關(guān)注的焦點(diǎn)逐步向多用戶分布式、異步通信轉(zhuǎn)移。同時，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)通信的應(yīng)用，從低碳的角度出發(fā)，節(jié)省頻譜資源，提升頻譜效率，擴(kuò)大基站通信覆蓋率，降低通信成本等方面都促使通信技術(shù)朝著超窄帶通信技術(shù)方向進(jìn)展。然而，已知早期的超窄帶(Ultra Narrow Band，UNB)技術(shù)研究起源于美國工程師H.R.Walker在1988年取得的專利US 4,742,532，提出了VPSK調(diào)制技術(shù)與零群時延濾波器的研究。在此基礎(chǔ)之上，H.R.walker工程師先后又取得了US 5,185,765，US Patent 6,445,737等專利及論文著作。當(dāng)時的超窄帶技術(shù)研究是以設(shè)計實(shí)現(xiàn)具有超高效的頻譜編碼調(diào)制技術(shù)為導(dǎo)向，同時設(shè)計出可以高精度獲取因通信發(fā)射調(diào)制信號極小時段內(nèi)相位突變、載波缺失或幅相變化引起的調(diào)制波形的零群時延濾波器，該濾波器滿足通帶內(nèi)相對平坦，邊帶快速訴衰減的特性，但因該濾波器設(shè)計的技術(shù)高難度與高成本之處，使得早起的UNB技術(shù)不能得以大量投入現(xiàn)代物聯(lián)網(wǎng)通信應(yīng)用之中。

近年來，由東南大學(xué)吳樂南教授提出的類正弦信號調(diào)制波形設(shè)計形式技術(shù)的發(fā)展吸引了通信界研究者們的極大關(guān)注。使用美國聯(lián)邦通信委員會FCC指定的60dB帶外功率衰減帶寬作為目前UNB通信調(diào)制技術(shù)的頻譜看度衡量標(biāo)準(zhǔn)。需要強(qiáng)調(diào)的是，實(shí)際發(fā)送信號發(fā)射信號所占的整體帶寬很寬，然而在對頻譜效率的分析中，并沒有完全包含其所有的頻譜，而是將部分邊帶信息的功率譜衰減相對于載頻大于60dB的部分視為無效干擾。

現(xiàn)有UNB技術(shù)的信號抗干擾能力差，僅依靠極小的信號突變特性，相鄰信道間頻帶窄，易受鄰道干擾，難于提高檢測性能。再者，該技術(shù)信號能效低：信號的主要功率集中到載頻線譜上，而單頻線譜并不攜帶調(diào)制信息。此外，對于單用戶而言已有的超窄帶調(diào)制技術(shù)雖可以獲得極窄的信道帶寬，然而卻難以避免微小頻偏的嚴(yán)重影響，并不能滿足于大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)時代多用戶多業(yè)務(wù)速率、異步或同步等通信需求。基于上述問題描述，提出一種融合二次相位耦合技術(shù)抗多用戶干擾的UNB通信傳輸方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于實(shí)現(xiàn)UNB通信中容納用戶數(shù)量多、各用戶間抗干擾能力更強(qiáng)的頻差通信模式，基于多頻組合的二次相位耦合技術(shù)，提出了一種保證信息檢測過程中無二義性的多頻率信號組合傳輸系統(tǒng)，將該設(shè)計信號稱為二次相位耦合頻率差分信號(Quadratic-Phase Coupling-based Frequency-Differential signal，QPC-FD)。

本發(fā)明通過如下的技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：

一種二次相位耦合的多用戶頻差UNB通信傳輸方法，包括以下步驟：

1)頻差組合信號發(fā)射端模塊：在UNB通信網(wǎng)絡(luò)中，使用二次相位耦合實(shí)現(xiàn)不同頻差區(qū)分?jǐn)?shù)字邏輯信息的調(diào)制信號編碼形式，通過頻率差分UNB系統(tǒng)中多用戶的單頻信號相位耦合設(shè)計分配方案，為每個用戶分配攜帶有效調(diào)制信息且有不同頻差的頻率組合；