基于WFRFT预编码的多输入多输出传输系统及传输方法技术方案

基于WFRFT预编码的多输入多输出传输系统及传输方法，涉及基于WFRFT预编码的OFDM系统的多输入多输出传输技术。它统一了基于STBC的单载波和多载波技术，能够灵活的调整WFRFT-MIMO-OFDM系统中的峰均功率比。在发射端对输入数据d1和d2进行调制，再进行-β阶的加权分数傅里叶变换把数据变换到α阶域；在α阶频域进行STBC编码并在天线1、2的两个时刻进行传送；再进行-α阶WFRFT操作变换到时域后发射；接收端采用1根天线先后接收2个时刻的发射信号，变换到频域后进行STBC解码和频域均衡操作；再对信号进行-1+α阶的加权分数傅里叶变换把数据变换到α阶域；最后进行β阶的加权分数傅里叶变换，变换回加权分数域，解调后输出。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术设及基于WFRFT预编码的多输入多输出传输技术。
技术介绍
MIMO技术是5G中的主要技术，也是近几年通信物理层技术的研究重点，MIMO技术 与(FDM技术和单载波频域均衡技术也已经被证明拥有很好的兼容性。混合载波技术作为 一种广义化的多载波技术，很好的融合了单载波技术和多载波技术的优点，那么研究MIMO 技术在混合载波系统中的应用也是非常必要的。 文南犬(N.Al-Dhahir,Single-carrierfrequency-domainequalization forspace-timeblock-codedtransmissionsoverfrequency-selectivefading channels，#IEEE_J_C0ML#，2001，5(7) :304-306)提出 了一种STBC传送体制的单载波频域 均衡方法，在此体制中STBC编解码过程分别在时域和频域进行，所W在时域编码的过程中 需要对于数据进行反转操作，运是由于时域的反转共辆等于频域的共辆的性质，同时对基 于STBC编码的频域最小均方误差均衡（MM沈）给出了均衡矩阵的表达式。 文献巧](Y. -H.Qum泌S. -M.Phoong,UnitaryPrecodersforST-O抑MSystems UsingAlamoutiSTBC, #I邸E_J_CASI_RP#，2008, 55 巧）：2860-2869)对于STBC-O抑M系统提 出了一种预编码技术。预编码矩阵分别为单位阵和傅里叶矩阵，运样对应的系统模型就是 STBC-O抑M系统和STBC-SC系统，并且对两种系统的误码率性能进行了分析，说明了哪一种 预编码STBC-OFDM系统具有较好的误码率性能。 文献 (Q.Wang,C.化an,J.Zhang,Z.Hu&Y.Li,FrequencyDomainD阳for Single-CarrierSTBCBlockTransmission, #IEEE_J_C0ML#，2013, 17(6):1108-1111)提 出了一种基于单载波STBC的频域判决反馈均衡方法，相比于传统的方法，运种均衡方式拥 有更好的误码率性能。 文南犬 (C.Athaudage&K.Sathananthan,Probabilityoferrorofspace-time codedOFDMsystemswithfrequencyoffsetinfrequency-selectiveRayleigh fadingch曰nnels,Communic曰tions, 2005.ICC2005. 2005IEEEInternationalConference on, 2005, 4 0 :2593-2599)从概率的角度对受CR)影响的MIMO-OFDM系统的误码率进行了分 析，并给出了不同CFO值下的系统误码率的理论值和仿真值。
技术实现思路
本专利技术是为了实现基于空时编码的单载波和多载波技术的统一，并用WFRFT作为 预编码技术，实现了系统性能的统一与灵活的峰均功率比。 基于WFRFT预编码的多输入多输出传输系统，它包括发射端和接收端； 所述发射端包括调制模块、-0阶WFRFT模块、STBC编码模块、两个-a阶WFRFT 模块、两个加CP模块和两根发射端天线； a取值为0或1，0为0至1之间的实数； 调制模块的信号输入端是原始信号输入端，所述调制模块的信号输出端与-e阶 WFRFT模块的信号输入端连接；所述-0阶WFRFT模块的信号输出端与STBC编码模块的信 号输入端连接；所述STBC编码模块的一个信号输出端与一个-a阶WFRFT模块的输入端连 接；该-a阶WFRFT模块的信号输出端与一个加CP模块的信号输入端连接；该加CP模块的 信号输出端与一根发射端天线的信号输入端连接； 同时STBC编码模块的另一个信号输出端与另一个-a阶WFRFT模块的输入端连 接；该-a阶WFRFT模块的信号输出端与另一个加CP模块的信号输入端；该加CP模块的信 号输出端与另一根发射端天线的信号输入端连接，所述第2个时刻与第1个时刻的信号发 射方法相同；[001引接收端包括接收端天线、去CP模块、FFT模块、STBC解码模块、频域均衡模 块、-1+a阶WFRFT模块、0阶WFRFT模块和解调模块； 所述接收端天线的信号输出端与去CP模块的信号输入端连接；所述去CP模块的 信号输出端与FFT模块的信号输入端连接；所述FFT模块的信号输出端与频域均衡模块的 信号输入端连接；所述频域均衡模块的信号输出端与-1+a阶WFRFT模块的信号输入端连 接；所述-1+a阶WFRFT模块的信号输出端与0阶WFRFT模块的信号输入端连接；所述0 阶WFRFT模块的信号输出端与解调模块的信号输入端连接，所述解调模块的信号输出端作 为原始数据输出端。 根据上述装置的基于WFRFT预编码的多输入多输出传输方法，它由W下步骤实 现： 它的信号发射方法： 步骤一、在输入端对输入数据di和CU进行调制，并将调制后的数据分别进行-0 阶的加权分数傅里叶变换到a阶域； 步骤二、在a阶频域，对调制后的数据进行STBC编码，获得数据Xi和X2及其共辆 形式-X;;并分别在两根发射端天线的两个时刻进行传送，其中： 时刻1两根天线传输的数据分别为Xi和X2,时刻2两根天线传送的数据分别为 -.r；；和*；'，传输期间设两个时刻的信道条件不发生变化； 步骤S、将STBC编码后的数据进行-a阶WFRFT处理，将STBC编码后的数据变换 到时域，并添加CP后通过两根发射端天线发射至信道； 它的信号接收方法： 步骤四、接收端通过一根接收端天线先后接收2个时刻下发射端发射的信号，经 过去CP和FFT操作后，把数据变换到频域； 步骤五、在频域内，先后对2个时刻下发射端发射的信号进行STBC解码和频域均 衡处理； 步骤六、对经步骤五处理后的信号进行-1+a阶的加权分数傅里叶变换处理，变 换到a阶域；步骤屯、在a阶域，对信号进行0阶的加权分数傅里叶变换，将数据变换回到加 权分数域，并进行解调解码后输出。 阳0%] STBC-SC/MC-抑E系统下，发射端的STBC编码模块处，设时刻1的数据为Si,其反 转形式为马.，则时刻2在进行数据共辆操作之前，对数据进行如下处理， =仿?、+ (1 _ 分)-。 步骤五所述的频域均衡处理采用ZF/MMSE均衡方法实现。 本专利技术是一种WFRFT预编码性质的MIMO-OFDM系统，在该系统中WFRFT模块预编 码技术置于发射端和接收端。本专利技术WAlamouti多天线技术为例，即发射端放置2根天线， 接收端1跟天线，采用STBC(spacetimeblockcode)编码方式。由于空时编码的存在，两 根天线上的数据有着很强的相关性，存在着共辆的数学关系，所W两根天线上的数据拥有 相同的峰均功率比，进而在WFRFT-MIM0-0FDM系统中，可W通过灵活的选取WFRFT参数来合 理的调整系统的峰均功率比。【附图说明】 图1是本专利技术的基于WFRFT预编码OFDM系统的多输入多输出传输系统的通信原 理不意图； 图2和图3是带有ZF/MMSE均衡系统误码率仿真示意图；【本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于WFRFT预编码的多输入多输出传输系统，其特征是：它包括发射端和接收端；所述发射端包括调制模块、‑β阶WFRFT模块、STBC编码模块、两个‑α阶WFRFT模块、两个加CP模块和两根发射端天线；α取值为0或1，β为0至1之间的实数；调制模块的信号输入端是原始信号输入端，所述调制模块的信号输出端与‑β阶WFRFT模块的信号输入端连接；所述‑β阶WFRFT模块的信号输出端与STBC编码模块的信号输入端连接；所述STBC编码模块的一个信号输出端与一个‑α阶WFRFT模块的输入端连接；该‑α阶WFRFT模块的信号输出端与一个加CP模块的信号输入端连接；该加CP模块的信号输出端与一根发射端天线的信号输入端连接；同时STBC编码模块的另一个信号输出端与另一个‑α阶WFRFT模块的输入端连接；该‑α阶WFRFT模块的信号输出端与另一个加CP模块的信号输入端；该加CP模块的信号输出端与另一根发射端天线的信号输入端连接，所述第2个时刻与第1个时刻的信号发射方法相同；接收端包括接收端天线、去CP模块、FFT模块、STBC解码模块、频域均衡模块、‑1+α阶WFRFT模块、β阶WFRFT模块和解调模块；所述接收端天线的信号输出端与去CP模块的信号输入端连接；所述去CP模块的信号输出端与FFT模块的信号输入端连接；所述FFT模块的信号输出端与频域均衡模块的信号输入端连接；所述频域均衡模块的信号输出端与‑1+α阶WFRFT模块的信号输入端连接；所述‑1+α阶WFRFT模块的信号输出端与β阶WFRFT模块的信号输入端连接；所述β阶WFRFT模块的信号输出端与解调模块的信号输入端连接，所述解调模块的信号输出端作为原始数据输出端。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：梅林，王震铎，王晓鲁，沙学军，张乃通，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23