[發明專利]一種基于大規模MIMO的無線通信系統寬帶信號設計方法

有效

• 申請號: 201810685602.3
• 申請日: 2018-06-28
• 公開（公告）號: CN108900461B
• 公開（公告）日: 2020-10-13
• 發明（設計）人: 王捷;陳華宇;楊天棋;翟立君
• 申請（專利權）人: 東南大學;中國電子科技集團公司第五十四研究所
• 主分類號: H04L27/26
• 分類號: H04L27/26;H04B7/0413
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 李淑靜

本發明公開了一種基于大規模MIMO的無線通信系統寬帶信號設計方法，在一個實施例中，針對100M帶寬信號的傳輸設計包括如下步驟：大規模MIMO系統中的每個發射天線上都產生32個子帶帶寬3MHz的數據，并且每個子帶數據都是正交頻分復用調制(OFDM)得到，OFDM的子載波間隔為15kHz；32個子帶帶寬3MHz的時域數據經過廣義多載波(GMC)合成濾波器組的快速實現算法得到合成的100MHz帶寬的發射信號；每個接收天線的接收信號都經過相應的GMC分析濾波器組后進行大規模MIMO信號檢測。本發明結合OFDM技術和GMC濾波器組的快速實現算法，產生基于大規模MIMO無線通信專網的100MHz帶寬信號，具有算法復雜度低、易于硬件實現等優點。

技術領域

本發明涉及無線通信系統的下行鏈路信號設計，具體涉及一種基于大規模MIMO無線通信專網系統中寬帶信號的設計方法。

背景技術

隨著5G技術日臻成熟，基于大規模MIMO的無線通信專網應用需求也已迫在眉睫。然而專網的基站覆蓋范圍要求遠大于5G蜂窩移動通信系統，因此，基于直接正交頻分復用(OFDM)技術的子載波間隔通常選用15kHz以消除專網應用環境的多徑時延影響，產生100MHz帶寬的專網信號需要進行8192點的FFT變換，實現復雜度較高。故此，有必要為基于大規模MIMO的無線通信專網研究新的、低復雜度的寬帶信號設計方案。

發明內容

發明目的：本發明的目的是為大規模MIMO無線通信系統提供一種快速實現的低復雜度寬帶信號設計方法。

技術方案：本發明采用如下技術方案：

根據數據傳輸所要求的信號帶寬W_b和預設的子帶帶寬W_sb，得到子帶數目M；

大規模MIMO系統中的每個發射天線上都產生M個子帶帶寬W_sb的數據，并且每個子帶數據都是經過OFDM調制得到；

M個子帶帶寬W_sb的OFDM數據經過廣義多載波(GMC)合成濾波器組的快速實現算法得到合成的W_b帶寬的發射信號，合成濾波器組實現步驟主要包括：初始化、子帶調制和前頻移、IDFT和后頻移、循環擴展、濾波、信號的累加和移位輸出。

每個接收天線的接收信號都經過相應的GMC分析濾波器組后進行大規模MIMO信號檢測，分析濾波器組實現主要包括：初始化、滑動、濾波、求和、DFT和前頻移、子帶解調和后頻移等步驟。

作為一種優選實施方式，根據信號帶寬W_b和預設的子帶帶寬W_sb得到子帶數目M的計算方法如下：將信號帶寬W_b除以預設的子帶帶寬W_sb，取小于且最接近該相除結果的偶數，作為子帶數目M。

作為另一種優選實施方式，根據信號帶寬W_b和預設的子帶帶寬W_sb得到子帶數目M的計算方法如下：將信號帶寬W_b除以預設的子帶帶寬W_sb，取小于且最接近該相除結果的奇數，作為子帶數目M。

作為一種優選實施方式，GMC合成濾波器組和GMC分析濾波器組的原型濾波器為低通濾波器。

作為更進一步的優選實施方式，所述低通濾波器為均方根升余弦濾波器。

作為另一種更進一步的優選實施方式，所述低通濾波器是通過正弦脈沖信號加窗而形成，其濾波器系數按如下形式構造：

其中，w(k)為時間窗函數，采用Hanning窗，T_w為窗口持續時間，k表示時間的離散形式；