[發明專利]一種基于選擇映射的通用濾波多載波方法

有效

• 申請號: 201811623860.5
• 申請日: 2018-12-28
• 公開（公告）號: CN109474412B
• 公開（公告）日: 2021-04-20
• 發明（設計）人: 魏山林;李輝;張文杰;韓剛;王偉光
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: H04L5/00
• 分類號: H04L5/00;H04L27/26
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 金鳳

1.一種基于選擇映射的通用濾波多載波方法，其特征在于包括下述步驟：

(1)在發送端，首先根據載波數劃分子帶，將總數為N的子載波劃分為B個子帶；

(2)將每一個子帶擴展為U個不同的候選子帶，發送端共產生BU個不相同的候選子帶，候選子帶均包含發送端原始傳送的數據信息；

(3)對于BU個候選子帶，每個候選子帶都乘以一組隨機產生的旋轉因子B^(u)，B^(u)＝[b_u,0,b_u,1,…,b_u,N/B-1]^T,其中u＝1,2,…,U，b_u,N/B-1∈{±1,±j}，旋轉后的信號表示為S_i,j＝[b_i,0S₀,b_i,1S₁,...,b_i,N/B-1S_N/B-1]，其中，i＝1,2,…,B，j＝1,2,…,U；

(4)頻域中的信號通過快速傅里葉逆變換轉換到時域中，表示為：

其中，S_i,j(k)是頻域中的候選信號，O_i是第i個子帶中的子載波索引集；

(5)用一個FIR濾波器對每一個子帶的子載波進行濾波，第i個子帶的濾波器的時域沖擊響應是fi，i＝1,2,…,B，得到濾波后的信號x_i,j(l)，為簡化分析，對U個候選子帶采用相同的濾波處理，表示為：

x_i,j(l)＝s_i,j(l)*f_i(l)l＝0,1,...,N+L-2 (2)

其中，*表示線性卷積操作，s_i,j(l)表示時域信號，L是線型濾波器的長度；

(6)發送端每U個候選子帶中選出峰均功率比最小的一個子帶進行傳輸，共B個子帶信號x_i進行發送，選擇的子帶索引以及旋轉因子以邊帶信息的形式傳送到接收端用來重現接收到的信號信息：

x_i(l)＝min{x_i,j(l)}l＝0,1,...,N+L-2 (3)

(7)BU個子帶中選出的B個子帶中的傳輸信號在時域進行疊加后形成新的發送信號，表示為：

(8)在接收端，對2N點接收信號進行快速傅里葉變換，將時域的信號轉化到頻域信號Y，表示為：

Y＝WPHFVS+WPn∈C^2N×1 (5)

其中，W是2N點FFT變換矩陣，P是一個擴展的單位陣，H是一個與信道沖擊響應相關的Toeplitz矩陣，F是由Toeplitz矩陣構成的矩陣，V是一個由逆傅里葉變換矩陣構成的對角矩陣，S是經過選擇后所要發送的頻域信號構成的信號矩陣，n是一個復高斯白噪聲；

(9)接收信號Y中處于偶數位的信號是需要解調的信號，奇數位信號是干擾信號，舍去奇數位的信號，而只解調偶數位的信號，干擾信號去除后的解調信號Y_i表示為：

Y_i＝P_i^TWPHFVS+P_i^TWPn∈C^N×1 (6)

令Φ＝P_i^TWPHFV，Φ是一個對角陣，P_i是一個2N×N矩陣，因此，第k個子載波的信號Y_i(k),i＝1,…,B，僅僅依賴于發送信號S_i,j(k)和對角矩陣Φ；

(10)通過線性均衡的方法從接收信號中直接恢復出發送信號，迫零均衡(ZF)和最小均方誤差均衡(MMSE)用來復原信號，公式如下：

其中，Φ(k)是第k個子載波的均衡系數，σ是信號和噪聲功率的比值，*表示共軛轉置運算符；

(11)假設接收端具有旋轉因子的發送副本，則均衡后的信號進行旋轉因子的反操作，即可重構原始的發送信號。

2.根據權利要求1所述的一種基于選擇映射的通用濾波多載波方法，其特征在于：

所述步驟(3)中旋轉因子可采用循環移位序列，Hadamard序列，Riemann序列或Helmert序列。