一种联合频谱与空间点聚焦波传输的四维无线通信方法技术

本发明专利技术提供一种联合频谱与空间点聚焦波传输的四维无线通信方法，以满足大容量超高速通信的需求，属于无线通信技术领域。本发明专利技术提供的方法用一维频谱资源和三维空间资源同时携带数字信息：在频域上，利用OFDM正交子载波频谱携带数字信息；在空域上，利用时间反演信号产生聚焦斑的三维空间位置携带数字信息；相较于传统通信系统，四维无线通信技术充分利用了空域资源，不仅利用时间反演技术产生空间分集在固定频谱上增大了信道容量，而且能通过基站天线阵元的空间位置传输信息，在提升频谱资源利用率、系统容量、无线通信速率方面具有巨大技术优势。

A four dimension wireless communication method with joint spectrum and space point focus wave transmission

The invention provides a four-dimensional wireless communication method that combines spectrum and spatial point focusing wave transmission to meet the demand of large capacity and ultra high speed communication, and belongs to the field of wireless communication technology. The invention provides a method for one dimensional spectrum and three-dimensional space resources while carrying digital information: in the frequency domain, using OFDM orthogonal sub carrier spectrum to carry digital information; in space, three-dimensional space position spot focusing based on time reversal signal with digital information; compared with the traditional communication system, wireless communication technology makes full use of the four airspace resources, not only by using time inversion technique to generate spatial diversity in fixed frequency spectrum increases the channel capacity, but also through the base station antenna array spatial position information transmission element, has great superiority in technology enhance the spectrum resource utilization rate, system capacity, wireless communication rate.

【技术实现步骤摘要】
一种联合频谱与空间点聚焦波传输的四维无线通信方法
本专利技术属于无线通信
，具体涉及一种联合频谱与空间点聚焦波传输的四维无线通信方法。
技术介绍
从2G通信到5G通信，移动通信从简单的语音信息的传输，发展到图片、视频等，如今随着大数据时代的到来，各种通信设备需要传输的信息量爆发式增长，对于无线通信速率和信道容量的要求也越来越高。然而，由于电子器件的物理带宽限制，以及各国通信频谱分配规章制约造成频谱资源有限，人们尝试应用新的频段来进行无线通信，例如文献“WolfgangGerstacker,JosepMiquelJornet.THzCommunications[J].NanoCommunicationNetworks,2016,10:”提到太赫兹通信，将射频通信频率扩展至太赫兹频段，但太赫兹通信存在辐射功率低、大气衰减严重及调制解调困难等问题难于应用。因此单纯依靠通过扩展频谱宽度来提高数据传输速率和频谱利用率等无线通信系统性能的方案难以实现。因此，在现有频谱资源的基础上寻求全新的无线通信方案已成为无线通信领域中的一个重要研究课题方向。OFDM(OrthogonalFrequenc本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种联合频谱与空间点聚焦波传输的四维无线通信方法,其特征在于，包含如下步骤：基站天线阵由M个阵元天线构成，阵元间隔依照空间采样定律进行设定，部署在通信区域的曲面上；终端天线阵由N个阵元天线构成，采用三维立体的空间点阵形式进行部署，位于通信区域的内部；步骤一：生成OFDM信号：本步骤要生成的OFDM信号包含N1个子载波，其中有M1个进行频域调制的子载波，采用串并转换器将要发射的串行比特流转化为并行的两个比特流，分别为进行频域调制的比特流bf和进行空域调制的比特流bs，其中比特流bs的比特数为N1，比特流bf的比特数为2M1，将比特流bf进行QPSK调制，得到频域调制信号星座图，得到一组并行数据流...

【技术特征摘要】
1.一种联合频谱与空间点聚焦波传输的四维无线通信方法,其特征在于，包含如下步骤：基站天线阵由M个阵元天线构成，阵元间隔依照空间采样定律进行设定，部署在通信区域的曲面上；终端天线阵由N个阵元天线构成，采用三维立体的空间点阵形式进行部署，位于通信区域的内部；步骤一：生成OFDM信号：本步骤要生成的OFDM信号包含N1个子载波，其中有M1个进行频域调制的子载波，采用串并转换器将要发射的串行比特流转化为并行的两个比特流，分别为进行频域调制的比特流bf和进行空域调制的比特流bs，其中比特流bs的比特数为N1，比特流bf的比特数为2M1，将比特流bf进行QPSK调制，得到频域调制信号星座图，得到一组并行数据流，经过N1个子载波进行载波调制，得到携带频域信息的OFDM信号p(t)；步骤二：无线信道探测：终端天线阵中的第i个阵元发射信道探测信号，即携带频域信息的OFDM信号p(t)，其中i＝1,…N，基站天线阵中的第j个阵元接收到信道探测响应yji(t)，其中j＝1,…M；对信道探测响应yji(t)进行时间反演处理，得到信道探测响应的时间反演信号yji(-t)，记为Sji(t)；基站天线阵有M个阵元，则终端天线阵中的第i个阵元到基站天线阵每个阵元的信道探测响应的时间反演信号构成矩阵[S1，i(t)S2，i(t)…SM，i(t)]T；终端天线阵有N个阵元，每个阵元进行上述无线信道探测过程，然后对信道探测响应进行时间反演处理后作为载波，从而得到载波矩阵：步骤三：将载波矩阵与步骤一中的空域串行比特流bs＝[bs1bs2…bsN]相乘：

【专利技术属性】
技术研发人员：赵德双，韩烁，陈征伟，王秉中，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川,51