[發(fā)明專利]一種基于單頻檢測(cè)的波形智能適配方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110689677.0
• 申請(qǐng)日: 2021-06-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113438188B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-05-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李勇;宋志群;王斌;孫柏昶;李榮海;沈斌松
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第五十四研究所
• 主分類號(hào): H04L25/02
• 分類號(hào): H04L25/02;H04L27/26
• 代理公司: 河北東尚律師事務(wù)所 13124
• 代理人: 王文慶

本發(fā)明公開(kāi)了一種基于單頻檢測(cè)的波形智能適配方法，屬于無(wú)線通信傳輸技術(shù)領(lǐng)域。該方法在發(fā)送端對(duì)原始信號(hào)進(jìn)行?α階的加權(quán)分?jǐn)?shù)傅里葉變換，并產(chǎn)生一路單頻信號(hào)，加載到經(jīng)過(guò)?α的加權(quán)分?jǐn)?shù)傅里葉變換信號(hào)上，得到單頻和加權(quán)分?jǐn)?shù)傅里葉變換信號(hào)的聯(lián)合信號(hào)；接收端接收模擬信號(hào)，并得到頻域信號(hào)，對(duì)頻域信號(hào)進(jìn)行(α?1)階的加權(quán)分?jǐn)?shù)傅里葉變換和頻域信道均衡，得到時(shí)域信號(hào)估計(jì)值；此外，接收端根據(jù)無(wú)線信道參數(shù)得到α的優(yōu)化值，并反饋給發(fā)送端。本發(fā)明可提升復(fù)雜無(wú)線信道下信號(hào)的傳輸性能，并在不降低信號(hào)傳輸效率的情況下簡(jiǎn)化信道估計(jì)設(shè)計(jì)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無(wú)線通信傳輸技術(shù)領(lǐng)域，特別是指一種基于單頻檢測(cè)的波形智能適配方法。

背景技術(shù)

隨著現(xiàn)代無(wú)線通信技術(shù)快速發(fā)展，特別是現(xiàn)代4G/5G技術(shù)的飛速發(fā)展，信息傳輸質(zhì)量的要求也越來(lái)越高。然而在復(fù)雜傳輸環(huán)境下，特別是在時(shí)域、頻域或者時(shí)頻域衰落等信道衰落環(huán)境下，需要利用不同的通信波形適配不同的信道衰落場(chǎng)景。這就需要波形能夠隨著信道變換智能適配。

基于四項(xiàng)加權(quán)分?jǐn)?shù)傅里葉變換的混合載波體制，可以通過(guò)調(diào)整變換階數(shù)得到不同的通信波形體制，例如，變換階數(shù)α＝0時(shí)，混合載波體制可以退化為單載波通信波形體制，變換階數(shù)α＝1時(shí)，混合載波體制可以退化為OFDM通信波形體制，當(dāng)α∈(0,1)時(shí)，混合載波體制可以退化為單載波和多載波融合的變換域通信波形體制，這為波形選擇奠定了基礎(chǔ)。

文獻(xiàn)《MAX-SIR Based Optimal Modulation Order Selecting ofGeneralization Hybrid Carrier Systems Under Doubly Selective Channels》中，作者已經(jīng)找到了混合載波變換階數(shù)與信道參數(shù)(多徑和多普勒)之間的耦合關(guān)系，這為變換階數(shù)的選擇奠定了基礎(chǔ)。

雖然可以通過(guò)加導(dǎo)頻信號(hào)的方式對(duì)信道參數(shù)進(jìn)行探測(cè)，但是這種方法將降低信號(hào)傳輸效率，并且利用導(dǎo)頻信號(hào)對(duì)信道探測(cè)設(shè)計(jì)復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提出一種基于單頻檢測(cè)的波形智能適配方法，該方法利用了單頻信號(hào)對(duì)信道特征進(jìn)行探測(cè)，分析信道多徑和多普勒的大小，并且利用信道參數(shù)和變換階數(shù)的耦合關(guān)系，選擇優(yōu)化的變換階數(shù)，利用混合載波的信道衰落抑制能力，提升了信號(hào)在不同信道條件下的傳輸質(zhì)量。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取了以下技術(shù)方案：

一種基于單頻檢測(cè)的波形智能適配方法，包括發(fā)送端過(guò)程和接收端過(guò)程，其中，發(fā)送端過(guò)程包括以下步驟：

(1)對(duì)原始信號(hào)進(jìn)行-α階的加權(quán)分?jǐn)?shù)傅里葉變換，變換到時(shí)域信號(hào)；其中，α的初始值為0.5，然后采用從接收端反饋回的α優(yōu)化值；此外，根據(jù)不同的α值選擇不同的信號(hào)波形，α＝0時(shí)，采用單載波信號(hào)波形；α＝1時(shí)，采用OFDM信號(hào)波形；α∈(0,1)時(shí)，采用變換域波形；

(2)產(chǎn)生一路單頻信號(hào)，加載到經(jīng)過(guò)-α階的加權(quán)分?jǐn)?shù)傅里葉變換的信號(hào)上，得到單頻和加權(quán)分?jǐn)?shù)傅里葉變換信號(hào)的聯(lián)合信號(hào)，其中，單頻信號(hào)的功率占聯(lián)合信號(hào)功率的1/10；

(3)將步驟(2)得到的聯(lián)合信號(hào)經(jīng)過(guò)并/串、數(shù)/模變換后，得到模擬信號(hào)，通過(guò)無(wú)線信道發(fā)射出去；

接收端過(guò)程包括以下步驟：

(4)通過(guò)無(wú)線信道接收模擬信號(hào)，對(duì)模擬信號(hào)依次進(jìn)行模/數(shù)變換和串/并轉(zhuǎn)換，將串/并轉(zhuǎn)換后的信號(hào)進(jìn)行快速傅里葉變換，得到頻域信號(hào)；

(5)將步驟(4)得到的頻域信號(hào)進(jìn)行單頻檢測(cè)，通過(guò)檢測(cè)單頻信號(hào)的頻率偏移以及多徑特性，得到無(wú)線信道參數(shù)，所述無(wú)線信道參數(shù)包括多普勒偏移和多徑時(shí)延；

(6)根據(jù)變換階數(shù)α與無(wú)線信道參數(shù)之間的耦合關(guān)系，計(jì)算α的優(yōu)化值，并將α優(yōu)化值反饋給發(fā)送端；