[發(fā)明專利]一種面向低軌星座通信的信號發(fā)送與接收方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011580218.0
• 申請日: 2020-12-28
• 公開（公告）號: CN112636798B
• 公開（公告）日: 2022-04-15
• 發(fā)明（設計）人: 陳翔;劉允;郭志恒;宋瑞良;聶俊楠;李捷;彭福洲
• 申請（專利權(quán)）人: 中山大學;中國電子科技集團公司第五十四研究所
• 主分類號: H04B7/0413
• 分類號: H04B7/0413;H04B7/06;H04B7/08;H04L27/26
• 代理公司: 深圳市創(chuàng)富知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44367
• 代理人: 高冰

本發(fā)明公開了一種面向低軌星座通信的信號發(fā)送與接收方法，該方法包括：基于發(fā)射端對需要發(fā)送的不同符號做OFDM變換，得到對應OFDM符號；各天線對同一個OFDM符號按預設規(guī)則循環(huán)樣點，得到循環(huán)位移形式；將循環(huán)位移形式加入循環(huán)前綴，得到MMDM空時編碼矩陣；將MMDM空時編碼矩陣結(jié)合低軌衛(wèi)星多天線系統(tǒng)發(fā)送不同延遲的相同衛(wèi)星信號；接收信號并對具有不同延遲的相同衛(wèi)星信號進行分離，得到各條路徑的信號；對各條路徑的信號進行多普勒頻移和時延的估計與補償，解調(diào)得到所有的衛(wèi)星信號。本發(fā)明解決了傳統(tǒng)低軌星座通信中MIMO系統(tǒng)由于信道矩陣缺秩導致的信道容量下降問題。本發(fā)明作為一種面向低軌星座通信的信號發(fā)送與接收方法，可廣泛應用于無線通信技術領域。

技術領域

本發(fā)明屬于無線通信技術領域，尤其涉及一種面向低軌星座通信的信號發(fā)送與接收方法。

背景技術

在衛(wèi)星MIMO系統(tǒng)方案中，自由空間路徑損耗、LOS項或者萊斯衰落、有限散射物、收發(fā)天線單元間相關性容易導致信道矩陣缺秩，甚至完全退化為一維從而引起信道容量的下降。同時，傳統(tǒng)的空時分組編碼(STBC)和空時格柵編碼(STTC)技術在面向低軌星座MIMO系統(tǒng)的傳輸與接收設計方面存在許多約束，如STBC編碼需要所有的分組碼都是正交的，采用STBC編碼，大于兩根發(fā)射天線的系統(tǒng)，保持全速率傳輸是不可能實現(xiàn)的。隨著發(fā)射天線數(shù)目的增多，STBC編碼的復雜度以指數(shù)倍增加。STBC編碼技術和STTC編碼技術只適用于固定的發(fā)射天線和接收天線的組合，它們沒有提供適用于任意數(shù)目發(fā)射天線和接收天線的組合的靈活的編碼技術。因此，對于任意數(shù)目天線的組合來說，迫切需要一種新的空時編碼技術實現(xiàn)面向低軌星座通信的傳輸與接收。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述技術問題，本發(fā)明的目的是提供一種面向低軌星座通信的信號發(fā)送與接收方法，解決了傳統(tǒng)低軌星座通信中MIMO系統(tǒng)由于信道矩陣缺秩導致的信道容量下降問題。

本發(fā)明所采用的第一技術方案是：一種面向低軌星座通信的信號發(fā)送與接收方法，包括以下步驟：

基于發(fā)射端對需要發(fā)送的不同符號做OFDM變換，得到對應OFDM符號；

各天線對同一個OFDM符號按預設規(guī)則循環(huán)樣點，得到循環(huán)位移形式；

將循環(huán)位移形式加入循環(huán)前綴，得到MMDM空時編碼矩陣；

將MMDM空時編碼矩陣結(jié)合低軌衛(wèi)星多天線系統(tǒng)發(fā)送不同延遲的相同衛(wèi)星信號；

接收信號并對具有不同延遲的相同衛(wèi)星信號進行分離，得到各條路徑的信號；

對各條路徑的信號進行多普勒頻移和時延的估計與補償，解調(diào)得到所有的衛(wèi)星信號。

進一步，所述基于發(fā)射端對需要發(fā)送的不同符號做OFDM變換，得到對應OFDM符號這一步驟，其具體包括：

預設系統(tǒng)參數(shù)，包括衛(wèi)星總數(shù)量為P，碼字序列長度為N，每顆衛(wèi)星所發(fā)送的相同數(shù)據(jù)u_p[k]，p＝1，2，...，P；k＝0，1，...，N-1，碼字序列符號位X₀，X₁，...，X_N-1，發(fā)送天線數(shù)量為L，循環(huán)前綴長度為G，且要求G＞L；

基于離散傅里葉逆變換將碼字序列調(diào)制到子載波上，得到OFDM符號。

進一步，所述OFDM符號的表達式如下：

上式中，X_k表示頻域碼字序列符號第k位，x_n表示時域碼字序列符號第n位，e表示自然指數(shù)其中j表示復數(shù)，k、n為下表索引，k、n＝0，1，2，...，N-1。

進一步，所述各天線對同一個OFDM符號按預設規(guī)則循環(huán)樣點，得到循環(huán)位移形式，表達式如下：