一种循环卷积六边形多载波传输方法技术

本发明专利技术提供一种循环卷积六边形多载波传输方法，包括：确定发送数据块所包含子符号的数目；根据子符号与子载波的个数确定待发送数据符号的数目；对所述每个待发送数据符号根据其所属子符号在时间上的位置进行移位和补零，得到相应的发送矢量；将每个所述的发送矢量分别与一高斯脉冲成型函数进行循环卷积运算，并根据发送矢量所属子符号和子载波号对所述循环卷积结果进行频率调制得到携带所述数据符号信息的脉冲信号；对所述各个脉冲信号进行累加得到多载波信号；根据信道的最大时延扩展为所述多载波信号添加循环前缀形成待发送基带信号。本发明专利技术实施例具有很强的抵抗双选择信道的能力，实现待发送的信号频谱效率更高，同时还降低了峰均功率比。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术实施例涉及信号调制领域，尤其涉及一种循环卷积六边形多载波传输方法。
技术介绍
在一些新的应用中，如高铁宽带通信移动通信、宽带水声通信等，由于物体的高速运动，或者是水声信号低的传播速度(约1500m/s)，无线信道会在频率和时间上形成选择性，成为所谓的双选择性信道。如何在双选择信道条件下实现高效的数据传输，是移动宽带通信领域的一个研究热点与难点。六边形多载波传输(英文名称：HexagonalMulticarrierTransmission，以下简称：HMT)技术。HMT不需要添加循环前缀，以高斯函数作为原型脉冲，直接对原型脉冲进行时移和频率调制，得到一组非正交的调制脉冲，调制脉冲信号对应的坐标点在二维时频平面上为六边形网格结构，仿真结果表明HMT在双选择信道中传输的鲁棒性明显优于传统的OFDM和LOFDM。HMT的发送信号可以表示为式中，dm,k表示第m个HMT符号的第k个子载波所发送的数据符号，mod(a,b)表示a对b进行取模运算，T为HMT的符号长度，F等于B/N，B为系统带宽，N为一个HMT符号所包含的所有子载波个数，而原型高斯脉冲函数g(t)可表示为从(1)式可以看出，HMT两个相邻的符号在时间上间隔T/2，而相邻符号的子载波在频率上彼此间隔F/2。本质上讲，HMT属于滤波器组多载波调制技术，其调制脉冲长度通常不小于4～6个符号周期。图2为连续12个HMT符号的第0号子载波的时域波形，具体参数为，符号长度T＝10-4s，采样间隔Ts＝10-6s，F＝25kHz，高斯调制脉冲长度为4个HMT符号周期，即4×10-4s。由图3可以看出，发送12个有效HMT符号时，HMT的时域信号持续时间达到9.5×10-4s，造成的原因在于成型脉冲的长度大于HMT的符号长度，这无疑将导致频谱效率下降，特别是当发送的HMT符号较少时。此外，在HMT发送信号的开始和结束部分的幅值很小，接近于零，这会造成HMT信号的峰均功率比很大，降低线性功率放大器的工作效率。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种循环卷积六边形多载波传输方法，以克服上述技术问题。本专利技术一种循环卷积六边形多载波传输方法，包括：根据所述子符号个数和每个所述子符号的子载波个数确定待发送数据符号的数目；根据子载波个数、循环前缀长度和信令效率确定每个所述子符号的采样点数，进而确定所述发送数据块的采样点数；对所述每个待发送数据符号根据其所属子符号的在时间上的位置进行移位和补零，得到长度等于所述发送数据块长度的发送矢量；根据所述发送数据块长度确定高斯脉冲成型函数的采样点数，并将所述高斯脉冲函数分别与每个所述的发送矢量进行循环卷积运算；对所述每个循环卷积运算结果根据其对应的发送矢量所属子符号编号和子载波号，进行频率调制，得到携带所述待发送数据符号信息的脉冲信号；对所述各个脉冲信号进行累加得到多载波信号；根据信道的最大时延扩展为所述多载波信号添加循环前缀形成待发送基带信号。进一步地，所述并将所述每个待发送数据符号进行移位和补零操作，得到长度等于所述发送数据块长度的发送矢量，包括：将第m(m＝0,1,…,M-1)个子符号的第k(k＝0,1,…,K-1)个所述子载波所承载的所述数据符号沿时间轴移位mN0/2个采样点，并在其余坐标点补零，得到长度为N的发送矢量，所述N0为所述子符号的采样点数，所述K为所述每个子符号的子载波总数，所述M为数据块所含子符号数目，所述N＝MN0/2，为数据块总长度；判断子符号的顺序号m是否为奇数，若是，则进行频率调制的第k个子载波的频率为(k+1/2)F，若否，则进行频率调制的第k个子载波的频率为kF，所述F为子载波间的频率间隔。进一步地，所述根据所述发送数据块长度确定高斯脉冲成型函数的采样点数，并将所述高斯脉冲函数分别与每个所述的发送矢量进行循环卷积运算，包括：高斯脉冲成型函数针对第m个子符号的循环移位，得到：gm(n)=g(mod(n-mN02,N)),n=0,...,N-1,m=0,...,M-1---(1)]]>其中，所述gm(n)为循环移位mN0/2个采样点后的高斯脉冲成型函数，mod(a,b)表示a对b进行取模运算，g(n)为原型高斯脉冲成型函数；将循环移位后的高斯脉冲成型函数转换为矢量形式，得到：gm＝[gm(0),gm(1),…,gm(N-1)]T(2)将所述循环移位后的高斯脉冲成型函数与发送矢量对应元素乘积，得到：am,k＝dm,k⊙gm,m＝0,…,M-1，k＝0,…,K-1(3)其中，⊙表示哈达玛积，am,k(n)为矢量am,k的第n个元素。进一步地，所述根据子载波个数、循环前缀长度和信令效率确定每个所述子符号的采样点数，包括：其中，ρ为所述循环移位六边形多载波传输的信令效率，NCP为循环前缀长度，所述M为数据块所含子符号数目，K为所述每个子符号的子载波总数。本专利技术采用了循环卷积使得循环卷积六边形多载波传输可以获得比HMT更短的发送时间，同时降低了峰均功率比，具有很好的抵抗双选择信道的能力。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术循环移位六边形多载波传输方法流程图；图2为现有技术HMT连续12个子符号的第0号子载波实部的时域波形图；图3为本专利技术经过移位与补零后各数据符号在时间轴上的位置示意图；图4为本专利技术循环移位六边形多载波传输过程示意图；图5为本专利技术包含12个子符号的CHMT信号中第0号子载波的时域波形图；图6为四种调制方式的CCDF曲线对比图；图7为OFDM与CHMT误码率随信道弥散积τfd的变化情况。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。图1为本专利技术一种循环卷积六边形多载波传输方法流程图，如图1所示，本实施例的方法可以包括：步骤101、根据所述子符号个数和每个所述子符号的子载波个数确定待发送数据符号的数目；步骤102、根据子载波个数、循环前缀长度和信令效率要求确定每个所述子符号的采样点数，进而确定所述发送数据块的采样点数；步骤103、对所述每个待发送数据符号根据其所属子符号的在时间上的位置进行移位和补零，得到长度等于所述发送数据块长度的发送矢量；具体来说，循环卷积六边形多载波传输(英文名称：Circular-convolutionHexagonalMulticarrierTransmission，以下简称：CHMT)是一种多载波传输技术，每一子载波均使用高斯脉冲成型滤波器进行加窗处理，因此，CHMT的子载波之间是非正交的。CHMT采用数据块方式发送数据，设一个CHMT符号由M个子符号构成，每个子符号的子载波数为K本实施例中信道带宽为BHz，则子载波间隔F为B/KHz，基带信号采样频本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种循环卷积六边形多载波传输方法，其特征在于，包括：根据所述子符号个数和每个所述子符号的子载波个数确定待发送数据符号的数目；根据子载波个数、循环前缀长度和信令效率确定每个所述子符号的采样点数，进而确定所述发送数据块的采样点数；对所述每个待发送数据符号根据其所属子符号的在时间上的位置进行移位和补零，得到长度等于所述发送数据块长度的发送矢量；根据所述发送数据块长度确定高斯脉冲成型函数的采样点数，并将所述高斯脉冲函数分别与每个所述的发送矢量进行循环卷积运算；对所述每个循环卷积运算结果根据其对应的发送矢量所属子符号编号和子载波号，进行频率调制，得到携带所述待发送数据符号信息的脉冲信号；对所述各个脉冲信号进行累加得到多载波信号；根据信道的最大时延扩展为所述多载波信号添加循环前缀形成待发送基带信号。

【技术特征摘要】
1.一种循环卷积六边形多载波传输方法，其特征在于，包括：根据所述子符号个数和每个所述子符号的子载波个数确定待发送数据符号的数目；根据子载波个数、循环前缀长度和信令效率确定每个所述子符号的采样点数，进而确定所述发送数据块的采样点数；对所述每个待发送数据符号根据其所属子符号的在时间上的位置进行移位和补零，得到长度等于所述发送数据块长度的发送矢量；根据所述发送数据块长度确定高斯脉冲成型函数的采样点数，并将所述高斯脉冲函数分别与每个所述的发送矢量进行循环卷积运算；对所述每个循环卷积运算结果根据其对应的发送矢量所属子符号编号和子载波号，进行频率调制，得到携带所述待发送数据符号信息的脉冲信号；对所述各个脉冲信号进行累加得到多载波信号；根据信道的最大时延扩展为所述多载波信号添加循环前缀形成待发送基带信号。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述并将所述每个待发送数据符号进行移位和补零操作，得到长度等于所述发送数据块长度的发送矢量，包括：将第m(m＝0,1,…,M-1)个子符号的第k(k＝0,1,…,K-1)个所述子载波所承载的所述数据符号沿时间轴移位mN0/2个采样点，并在其余坐标点补零，得到长度为N的发送矢量，所述N0为所述子符号的采样点数，所述K为所述每个子符号的子载波总数，所述M为数据块所含子符号数目，所述N＝MN0/2，为数据块总长度；判断子符号的顺序号m是否为奇数，若是，则进...

【专利技术属性】
技术研发人员：王莹，苗田田，杨成龙，李娜，林彬，何荣希，
申请(专利权)人：大连海事大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21