[發(fā)明專利]一種基于大規(guī)模MIMO的無(wú)線通信系統(tǒng)寬帶信號(hào)設(shè)計(jì)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810685602.3
• 申請(qǐng)日: 2018-06-28
• 公開（公告）號(hào): CN108900461B
• 公開（公告）日: 2020-10-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王捷;陳華宇;楊天棋;翟立君
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東南大學(xué);中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第五十四研究所
• 主分類號(hào): H04L27/26
• 分類號(hào): H04L27/26;H04B7/0413
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 李淑靜

1.一種基于大規(guī)模MIMO的無(wú)線通信系統(tǒng)寬帶信號(hào)設(shè)計(jì)方法，其特征在于，包括如下步驟：

根據(jù)數(shù)據(jù)傳輸要求的信號(hào)帶寬W_b和預(yù)設(shè)的子帶帶寬W_sb，得到子帶數(shù)目M；

大規(guī)模MIMO系統(tǒng)中的每個(gè)發(fā)射天線上都產(chǎn)生M個(gè)子帶帶寬為W_sb的數(shù)據(jù)，并且每個(gè)子帶數(shù)據(jù)都是經(jīng)過(guò)OFDM調(diào)制得到；

M個(gè)子帶帶寬W_sb的OFDM數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)GMC合成濾波器組的快速實(shí)現(xiàn)算法得到合成的W_b帶寬的發(fā)射信號(hào)，合成濾波器組實(shí)現(xiàn)步驟包括：初始化、子帶調(diào)制和前頻移、IDFT和后頻移、循環(huán)擴(kuò)展、濾波、信號(hào)的累加和移位輸出，具體如下：

S11、初始化：設(shè)置n和l的初始值：n＝0、l＝0，n和l都為離散時(shí)間的表示形式；設(shè)置L點(diǎn)數(shù)據(jù)序列，這個(gè)序列的作用相當(dāng)于移位寄存器：d(k)＝0,k＝0,1,2,...,L-1；

S12、子帶調(diào)制：對(duì)M點(diǎn)序列進(jìn)行調(diào)制，M點(diǎn)序列為M個(gè)子帶在某個(gè)時(shí)間上的采樣點(diǎn)，對(duì)M個(gè)子帶同一采樣時(shí)刻的采樣點(diǎn)并行處理，第m個(gè)子帶時(shí)域上的數(shù)據(jù)x_m(n)作為調(diào)制的輸入數(shù)據(jù)，調(diào)制的過(guò)程為：每個(gè)輸入數(shù)據(jù)乘以后，得到M點(diǎn)序列y_m(n)，0≤m≤M-1，N為抽取倍數(shù)，T為每個(gè)采樣點(diǎn)的時(shí)間間隔，a為常數(shù)；

S13、前頻移、IDFT和后頻移：利用IFFT對(duì)M點(diǎn)序列y_m(n)進(jìn)行變換，變換矩陣為Z＝V₂W_M^*V₁，其中V₁是對(duì)角線上值為的對(duì)角矩陣，V₂是對(duì)角線上值為e^-jπk(M-1)/M的對(duì)角矩陣，W_M＝[e^-j2πmn/M]_M×M是M×M的IDFT矩陣，得到

S14、循環(huán)擴(kuò)展：把M點(diǎn)序列擴(kuò)展為2M點(diǎn)序列

然后再擴(kuò)展為L(zhǎng)點(diǎn)序列，得到

S15、濾波：濾波器系數(shù)記為p(k)，計(jì)算

S16、累加：計(jì)算

d(k)＝d(k)+s_n(k),k＝0,1,...,L-1

S17、移位輸出：把L點(diǎn)序列d(k)中的前M個(gè)數(shù)據(jù)送到發(fā)送信號(hào)序列，即：

s(l+k)＝d(k),k＝0,1,2,...N-1

更新L點(diǎn)序列d(k)為：

S18、更新：置n＝n+1、l＝l+N，并轉(zhuǎn)入S12；

S19、最后得到的發(fā)射信號(hào)：

其中t_n＝1,2,…,len，len表示s(t_n)的長(zhǎng)度；

每個(gè)接收天線的接收信號(hào)都經(jīng)過(guò)相應(yīng)的GMC分析濾波器組后進(jìn)行大規(guī)模MIMO信號(hào)檢測(cè)，分析濾波器組實(shí)現(xiàn)步驟包括：初始化、滑動(dòng)、濾波、求和、DFT和前頻移、子帶解調(diào)和后頻移，具體如下：

S21、初始化：設(shè)置n的初始值n＝1；

S22、滑動(dòng)：從接收信號(hào)r(l)中取L點(diǎn)序列

其中離散時(shí)間t_nn＝N(n-1)+k，k＝1,2,...,L；

S23、濾波：計(jì)算

S24、求和：求L/(2M)的余數(shù)delta，對(duì)在末尾補(bǔ)2M–delta個(gè)0使得的長(zhǎng)度正好為2M的整數(shù)倍，然后把變成行數(shù)為2M的矩陣，對(duì)每一行數(shù)據(jù)求和，得到2M×1的矩陣然后求得

S25、后頻移、DFT和前頻移：利用FFT對(duì)M點(diǎn)序列進(jìn)行變換，變換矩陣為Z^H＝(V₂W_M^*V₁)^H，得到重建信號(hào)

S26、子帶解調(diào)：與矩陣點(diǎn)乘得到最后再除以功率系數(shù)得到

S27、更新：置n＝n+1，轉(zhuǎn)入S22。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于大規(guī)模MIMO的無(wú)線通信系統(tǒng)寬帶信號(hào)設(shè)計(jì)方法，其特征在于，所述根據(jù)信號(hào)帶寬W_b和預(yù)設(shè)的子帶帶寬W_sb得到子帶數(shù)目M的計(jì)算方法為：將信號(hào)帶寬W_b除以預(yù)設(shè)的子帶帶寬W_sb，取小于且最接近該相除結(jié)果的偶數(shù)，作為子帶數(shù)目M。