一种场强驱动型单载波-多载波融合的信号传输方法
【专利摘要】一种场强驱动型单载波-多载波融合的信号传输方法，涉及一种单载波-多载波融合的信号传输方法。它是为了提高系统的吞吐量。其方法：本发明的核心在于将信道状态信息、接收机位置信息反馈给发射机和接收机，并根据所反馈的信息和后述算法流程调整加权分数傅立叶变换参数和数字基带映射方式，即载波体制和调制方式的自适应调整，以实现系统在覆盖范围和系统吞吐量之间的平衡，最大化系统功效。本发明适用于单载波-多载波融合的信号传输。
【专利说明】一种场强驱动型单载波-多载波融合的信号传输方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种单载波-多载波融合的信号传输方法。
【背景技术】
[0002]现有通信系统通常只采用单载波或者多载波的单一载波体制，少数蜂窝系统在上、下行链路分别采用不同的载波体制，而基于加权分数傅立叶变换(WFRFT)可以实现单载波体制和多载波体制的融合，在同一频段上同时使用单载波和多载波进行工作。受现实环境中系统功放及其他功率限制，无线系统的覆盖范围与不同距离范围内终端设备的频谱效率之间形成了相互制约的关系。而单载波系统和多载波系统在覆盖范围与频谱效率之间各具优势，这使得综合考虑这两个指标的条件下，载波体制可切换具备平衡系统整体性能的功效。
【发明内容】
[0003]本发明是为了提高系统的吞吐量，从而提供一种场强驱动型单载波-多载波融合的信号传输方法。
[0004]一种场强驱动型单载波-多载波融合的信号传输方法，它由以下步骤实现:
[0005]在第t个时间周期下，t的初始值为1，采用现有单载波-多载波融合的信号传输方法进行信号传输；
[0006]在第t+1个时间周期下，它的信号发射方法是:
[0007]步骤一、将原始数据根据第t个时间周期下反馈回的信道状态信息和接收机位置信息进行数字基带映射，获得数字基带映射结果；
[0008]步骤二、将步骤一获得的数字基带映射结果进行加权分数傅立叶变换，获得变换结果；所述加权分数傅立叶变换的参数选择依据第t个时间周期下反馈回的信道状态信息和接收机位置信息选取；
[0009]步骤三、将步骤二获得的变换后的结果插入循环前缀，获得插入循环前缀后的信号;
[0010]步骤四、将步骤三获得的插入循环前缀后的信号进行波形成型，获得波形成型后的信号；
[0011]步骤五、将步骤四获得的波形成型后的信号进行D/A变换，获得模拟信号；
[0012]步骤六、将步骤五获得的模拟信号进行上变频处理，获得上变频后的信号，并发射至信道；完成第t+1个时间周期下的信号发射；
[0013]在第t+1个时间周期下，它的信号接收方法:
[0014]步骤七、接收端将接收到的信号进行下变频处理，获得下变频后的信号；
[0015]步骤八、将步骤七获得的下变频后的信号进行A/D变换，获得数字信号；
[0016]步骤九、将步骤八获得的数字信号去掉循环前缀，获得去掉循环前缀的信号；
[0017]步骤十、将步骤九获得的去掉循环前缀的信号进行DFT变换，获得DFT变换后信号;
[0018]步骤十一、将步骤十获得的DFT变换后信号进行频域均衡处理，获得均衡处理后的信号；
[0019]步骤十二、将步骤十一获得的均衡处理后的信号进行加权分数傅立叶变换，获得变换后结果；所述加权分数傅立叶变换的参数选择依据第t个时间周期下反馈回的信道状态信息和接收机位置信息选取；
[0020]步骤十三、将步骤十二获得的变换后结果根据第t个时间周期下反馈回的信道状态信息和接收机位置信息进行数字基带反映射，获得原始数据并输出；完成在第t+Ι时间周期下的信号接收；
[0021]步骤十四、令t的值加1，继续执行t+2个时间周期下的信号发射和接收，直至原始数据全部发送完成。
[0022]步骤二中将步骤一获得的数字基带映射结果进行加权分数傅立叶变换的过程是:
[0023]步骤二一、将数字基带映射结果进行串/并转换，结果作为支路O的输入数据；
[0024]步骤二二、根据第t个时间周期下反馈回的信道状态信息和接收机位置信息生成加权分数傅立叶变换的系数W2，将步骤二一中获得的并行数据进行反转并与系数W2进行相乘，得到支路2的数据；
[0025]根据第t个时间周期下反馈回的信道状态信息和接收机位置信息生成加权分数傅立叶变换的系数％，将步骤二一中获得的并行数据与系数Wtl进行相乘，得到支路O的数据；
[0026]根据第t个时间周期下反馈回的信道状态信息和接收机位置信息生成加权分数傅立叶变换的系数W1，将步骤二中获得的并行数据进行DFT变换，将DFT变换后的数据输出给支路3，并将DFT变换后的数据与系数W1进行相乘得到支路I的数据；
[0027]然后根据第t个时间周期下反馈回的信道状态信息和接收机位置信息生成加权分数傅立叶变换的系数《3，将输入给支路3的经过DFT的数据进行反转并与系数进行W3相乘，得到支路3的数据；
[0028]步骤二三、将步骤二二获得的支路O、支路1、支路2和支路3的数据进行相加，获得一路数据；
[0029]步骤二四、将步骤二三获得的一路数据进行并串转换，获得一种串行信号作为变换结果输出。
[0030]步骤二和步骤十二中加权分数傅立叶变换的参数选择依据第t个时间周期下反馈回的信道状态信息和接收机位置信息选取的方法，具体为:
[0031]步骤A、设每个移动终端只有一个功放，且最大发射功率为Pmax、信号的峰均功率比为PAPRa均为已知量，以对数形式表示，其中给定DFT长度和调制方式的加权分数傅立叶变换信号峰均功率比由经验数据的统计平均得到，则终端的平均发射功率为:
[0032]Pt = Pfflax-PAPBa
[0033]根据接收机直接反馈的信息，或者通过接收机和发射机间的距离利用Pt得到接收机处的场强，即:接收信号功率已，利用接收信号功率和已知的噪声功率计算得到接收信噪t匕 snr ；[0034]步骤B、根据接收机所采用的均衡和编码技术，预先估算出给定接收信噪比snr时各种调制方式、各种单载波和多载波混合方式的接收机误码率，根据接收机误码率获得接收机平均丢包率Pb ;
[0035]步骤C、根据WFRFT参数、DFT长度Ntons和脉冲成型方法预算出可用来传输信息的子载波数N。；
[0036]每种调制方式对应的传输效率为Rb比特/秒/赫兹，保护间隔N1长度取决于信道的最大时延，是已知确定的系统参数；则每次WFRFT的信息传输效率为:
r n n Ne
[0037]
【权利要求】
1.一种场强驱动型单载波-多载波融合的信号传输方法，其特征是:它由以下步骤实现: 在第t个时间周期下，t的初始值为1，采用现有单载波-多载波融合的信号传输方法进行信号传输； 在第t+i个时间周期下，它的信号发射方法是: 步骤一、将原始数据根据第t个时间周期下反馈回的信道状态信息和接收机位置信息进行数字基带映射，获得数字基带映射结果； 步骤二、将步骤一获得的数字基带映射结果进行加权分数傅立叶变换，获得变换结果；所述加权分数傅立叶变换的参数选择依据第t个时间周期下反馈回的信道状态信息和接收机位置信息选取； 步骤三、将步骤二获得的变换后的结果插入循环前缀，获得插入循环前缀后的信号； 步骤四、将步骤三获得的插入循环前缀后的信号进行波形成型，获得波形成型后的信号; 步骤五、将步骤四获得的波形 成型后的信号进行D/Α变换，获得模拟信号； 步骤六、将步骤五获得的模拟信号进行上变频处理，获得上变频后的信号，并发射至信道；完成第t+Ι个时间周期下的信号发射； 在第t+Ι个时间周期下，它的信号接收方法: 步骤七、接收端将接收到的信号进行下变频处理，获得下变频后的信号； 步骤八、将步骤七获得的下变频后的信号进行Α/D变换，获得数字信号； 步骤九、将步骤八获得的数字信号去掉循环前缀，获得去掉循环前缀的信号； 步骤十、将步骤九获得的去掉循环前缀的信号进行DFT变换，获得DFT变换后信号； 步骤十一、将步骤十获得的DFT变换后信号进行频域均衡处理，获得均衡处理后的信号; 步骤十二、将步骤十一获得的均衡处理后的信号进行加权分数傅立叶变换，获得变换后结果；所述加权分数傅立叶变换的参数选择依据第t个时间周期下反馈回的信道状态信息和接收机位置信息选取； 步骤十三、将步骤十二获得的变换后结果根据第t个时间周期下反馈回的信道状态信息和接收机位置信息进行数字基带反映射，获得原始数据并输出；完成在第t+Ι时间周期下的信号接收； 步骤十四、令t的值加1，继续执行t+2个时间周期下的信号发射和接收，直至原始数据全部发送完成。
2.根据权利要求1所述的一种场强驱动型单载波-多载波融合的信号传输方法，其特征在于步骤二中将步骤一获得的数字基带映射结果进行加权分数傅立叶变换的过程是: 步骤二一、将数字基带映射结果进行串/并转换，结果作为支路O的输入数据； 步骤二二、根据第t个时间周期下反馈回的信道状态信息和接收机位置信息生成加权分数傅立叶变换的系数W2，将步骤二一中获得的并行数据进行反转并与系数W2进行相乘，得到支路2的数据； 根据第t个时间周期下反馈回的信道状态信息和接收机位置信息生成加权分数傅立叶变换的系数W，将步骤二一中获得的并行数据与系数Wtl进行相乘，得到支路O的数据；根据第t个时间周期下反馈回的信道状态信息和接收机位置信息生成加权分数傅立叶变换的系数W1，将步骤二中获得的并行数据进行DFT变换，将DFT变换后的数据输出给支路3，并将DFT变换后的数据与系数W1进行相乘得到支路I的数据； 然后根据第t个时间周期下反馈回的信道状态信息和接收机位置信息生成加权分数傅立叶变换的系数《3，将输入给支路3的经过DFT的数据进行反转并与系数进行W3相乘，得到支路3的数据； 步骤二三、将步骤二二获得的支路O、支路1、支路2和支路3的数据进行相加，获得一路数据； 步骤二四、将步骤二三获得的一路数据进行并串转换，获得一种串行信号作为变换结果输出。
3.根据权利要求1所述的一种场强驱动型单载波-多载波融合的信号传输方法，其特征在于步骤二和步骤十二中加权分数傅立叶变换的参数选择依据第t个时间周期下反馈回的信道状态信息和接收机位置信息选取的方法，具体为: 步骤A、设每个移动终端只有一个功放，且最大发射功率为Pmax、信号的峰均功率比为PAPRa均为已知量，以对数形式表示，其中给定DFT长度和调制方式的加权分数傅立叶变换信号峰均功率比由经验数据的统计平均得到，则终端的平均发射功率为:
Pt = P--PAPRa 根据接收机直接反馈的信息，或者通过接收机和发射机间的距离利用Pt得到接收机处的场强，即:接收信号功率已，利用接收信号功率和已知的噪声功率计算得到接收信噪比snr ； 步骤B、根据接收机所采用的均衡和编码技术，预先估算出给定接收信噪比snr时各种调制方式、各种单载波和多载波混合方式的接收机误码率，根据接收机误码率获得接收机平均丢包率Pb ; 步骤C、根据WFRFT参数、DFT长度Ntons和脉冲成型方法预算出可用来传输信息的子载波数Nc ； 每种调制方式对应的传输效率为Rb比特/秒/赫兹，保护间隔N1长度取决于信道的最大时延，是已知确定的系统参数；则每次WFRFT的信息传输效率为:
【文档编号】H04L27/26GK103532904SQ201310556456
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2013年11月11日 优先权日:2013年11月11日
【发明者】梅林 , 沙学军, 王晓鲁, 张钦宇, 张乃通 申请人:哈尔滨工业大学