[發明專利]一種基于無線波束調制的無相干擾消除方法

有效

• 申請號: 202111178055.8
• 申請日: 2021-10-09
• 公開（公告）號: CN113949478B
• 公開（公告）日: 2022-10-14
• 發明（設計）人: 張皓云;陳杰男;李帥;高文哲;熊興中
• 申請（專利權）人: 電子科技大學;四川輕化工大學
• 主分類號: H04J11/00
• 分類號: H04J11/00;H04B7/08
• 代理公司: 四川力久律師事務所 51221
• 代理人: 韓洋

本發明公開了一種基于無線波束調制的無相干擾消除方法，涉及物聯網通信技術領域，包括系統根據發送的數據幀信息比特切換發送為調制的毫米波波束，并使毫米波波束沿著信道中不同路徑進行傳播，在信道傳播過程中完成波束調制，根據數據幀中前導碼估計多用戶干擾量，并以此進行干擾消除，有效的解決了幅度調制系統中的多用戶干擾問題，通過建立相關矩陣進行干擾估計，所有物聯網節點能夠同時發射前導碼和數據，無需分時發送，從而能夠支持無授權的接入方式，提高了系統的魯棒性，節省了通信資源，通過窮盡搜索與迭代消除的算法結合，實現了誤碼率性能和算法復雜度的折中。

技術領域

本發明涉及物聯網通信技術領域，特別涉及一種基于無線波束調制的無相干擾消除方法。

背景技術

第六代通信旨在支持海量連接的物聯網(IOT)設備，這對低延遲、低功耗和低成本的通信系統提出了更高的要求。然而，在擁擠的sub-6GHz頻帶中運行的通信系統在未來提供高數據速率傳輸服務還很遙遠。雖然，基于毫米波的通信有可能通過提供更高的傳輸帶寬來解決這個問題，這提供了每秒千兆位的傳輸，以及波束成形技術來客服高路徑損耗的問題。

但是，混合波束成形傳輸仍然需要高功耗過載，特別是對于物聯網設備。為了進一步降低基于混合波束成形的毫米波系統的硬件成本和復雜性，Xianghao Y u等人在Ahardware-efficient analog network structure for hybrid precoding inmillimeterwave systems中的工作提出了一種硬件搞笑的模擬網絡解雇，該結構需要少量移相器。之后提出了一種兩級模數轉換器(ADC)，它支持ADC的低至三位量化。PascalBurasa等人在Low-power injection locked zero-if self-oscillating mixer forhigh gbit/s data-rate battery-free active μrfid tag at millimeter-wavefrequencies in 65-nm cmos中的工作改進了電路技術，以提高或降低功耗和成本消耗。由于上述方法仍然需要射頻(RE)鏈式電路，因此目前毫米波系統的能耗和硬件成本仍然遠遠超出物聯網應用的要求。

基于無線調制(OTAM)的毫米波通信的出現為解決昂貴的硬件問題提供了新的視角。基于路徑損耗傳播的差異，可以通過監測信號的幅度來解碼。在OTAM中，節點使用幅移鍵控調制與接收進行通信。由于其簡單性，這種調制方案提供了適用于物聯網應用的簡單、低功耗架構。基于OTMA的系統只需要簡單的硬件，即用于傳輸的壓控振蕩器和單刀雙擲開關。因此，OTMA通過避免耗電的RF鏈電路實現第成本毫米波傳輸，這被認為是未來高數據速率物聯網上行鏈路傳輸的有前途的技術。為了進一步提高空分復用(SDM)效率，提出了基于OTAM的無線束波調制(WBM)。WBM方案的關鍵改進是在OTAM方案中使用混合天線陣列代替接收的全向天線。通過這種方式，WBM可以創建具有特定方向的多個波束，以對齊各種IOT節點。與基于OTMA的平臺相比，WBM在能效、頻譜效率和傳輸比特率方面具有顯著優勢。與基于毫米波的MiRa相比，WBM還可以實現更低的能耗和成本，適用于實用的海量物聯網系統。WBM可以在沒有位移器陣列和復雜信號處理(例如信道估計)的情況下部署。OTAM和WBM都利用途徑傳播差異進行傳輸，需要能量檢測并且沒有相位信息。然而，由于基于OTAM的傳輸是基于能量的檢測，沒有相位信息，干擾消除將成為無相位接收器的主要挑戰。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中所存在的多用戶干擾的問題，提供了一種基于無線波束調制的無相干擾消除方法，通過每幀數據的前導碼，經過多用戶干擾估計算法獲得近似的多用戶干擾，估計算法獲得近似的多用戶干擾，根據接收端能量差異確定進行窮盡搜索的節點，并且對剩余節點進行干擾的迭代消除，選擇能最小化接收端能量差的解碼組合作為解碼結果，實現解碼與信息傳輸。

為了實現上述發明目的，本發明提供了以下技術方案：

一種基于無線波束調制的無相干擾消除方法，包括以下步驟：