资源受限下的信号处理方法、装置及终端设备制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种资源受限下的信号处理方法、系统及终端设备，该方法包括：利用多阵元线性阵列天线接收用户通过各阵元发送的调制信号；根据预先构建的准正交跳频序列集对各阵元的所述调制信号进行解跳处理，得到各阵元的解跳信号；对所述解跳信号进行低通滤波，得到各阵元的调制基带信号；根据自适应算法计算各阵元的所述调制基带信号，得到各阵元的波束成形的输出信号；对各阵元的所述波束成形的输出信号进行解调和判决，得到目标数据符号。本发明专利技术实施例将准正交跳频序列和自适应波束成形相结合，同时从频域和空域两个维度上对干扰信号进行抑制，提高了同一物理资源中信号的抗干扰能力和可容纳数量。

Signal processing methods, devices and terminal equipment with limited resources

【技术实现步骤摘要】
资源受限下的信号处理方法、装置及终端设备
本专利技术涉及无线通信领域，尤其涉及一种资源受限下的信号处理方法、装置及终端设备。
技术介绍
在工业、科学和医学等非授权频段中，大量的无线应用(如蓝牙、WiFi、Zigbee、业余无线电等)共同工作在有限的物理资源上(如空间、时间和频率资源)。海量的无线用户在有限的物理资源上会造成多种干扰，严重影响无线网络的容量和性能。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种资源受限下的信号处理方法、装置及终端设备，以解决海量无线用户在有限的物理资源上造成相互干扰的问题。为了解决上述技术问题，本专利技术是这样实现的：第一方面，提供了一种资源受限下的信号处理方法，该方法包括：利用多阵元线性阵列天线接收用户通过各阵元发送的调制信号；根据预先构建的准正交跳频序列集对各阵元的所述调制信号进行解跳处理，得到各阵元的解跳信号；对所述解跳信号进行低通滤波，得到各阵元的调制基带信号；根据自适应算法计算各阵元的所述调制基带信号，得到各阵元的波束成形的输出信号；对各阵元的所述波束成形的输出信号进行解调和判决，得到目标数据符号。第二方面，提供了一种资源受限下的信号处理装置，该装置包括：接收模块，用于利用多阵元线性阵列天线接收用户通过各阵元发送的调制信号；解跳模块，用于根据预先构建的准正交跳频序列集对各阵元的所述调制信号进行解跳处理，得到各阵元的解跳信号；滤波模块，用于对所述解跳信号进行低通滤波，得到各阵元的调制基带信号；计算模块，用于根据自适应算法计算各阵元的所述调制基带信号，得到各阵元的波束成形的输出信号；解调模块，用于对各阵元的所述波束成形的输出信号进行解调和判决，得到目标数据符号。第三方面，提供了一种终端设备，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如第一方面所述的方法的步骤。第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如第一方面所述的方法的步骤。在本专利技术实施例中，首先利用多阵元线性阵列天线接收用户通过各阵元发送的调制信号，再根据预先建立的准正交跳频序列集对各阵元的调制信号进行解跳处理，得到各阵元的解跳信号，然后对上述解跳信号进行低通滤波，得到各阵元的调制基带信号，根据自适应算法计算各阵元的调制基带信号，得到各阵元的波束成形的输出信号，最后对各阵元的波束成形的输出信号进行解调和判决，得到目标数据符号。本专利技术实施例采用准正交跳频序列对调制信号进行解跳，在利用的频点个数有限的情况下，获得较多的跳频序列个数，较少的频点碰撞次数，较长的跳频序列长度，然后利用自适应算法的波束成形能容纳更多的用户，具有更好的干扰抑制效果。将准正交跳频序列和自适应波束成形相结合，同时从频域和空域两个维度上对干扰信号进行抑制，提高了同一物理资源中信号的抗干扰能力和可容纳数量。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本专利技术的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1是本专利技术本专利技术实施例示出的一种资源受限下的信号处理方法的流程图；图2是本专利技术实施例示出的一种多阵元线性阵列天线的示意图；图3是本专利技术实施例示出的一种基于QO-FH序列的自适应波束成形接收系统示意图；图4是本专利技术实施例示出的一种终端设备的硬件结构示意图。具体实施方式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。在无线通信网络中，用户通过共享无线资源(如空间、时间、频谱和扩频码)来接入网络。然而，随着各种无线应用爆发式增长，当大量的用户拥挤在有限的物理资源时(如ISM频段)，空白的频谱和空间资源越来越稀缺，这将导致多个用户在使用同一物理资源的情况下，会产生严重的干扰，同时也会影响无线网络的性能。本专利技术实施例利用空时频域信号处理技术，提供了一种资源受限下的信号处理方法、装置及终端设备。将最优QO-FH(Quasi-orthogonalFrequency-Hopping，准正交跳频)与BF(beamforming，波束成形)相结合，同时从频域和空域两个维度上对干扰信号进行抑制，提高同一物理资源中信号的抗干扰能力和可容纳数量。其中，FH是一种从频域的抗干扰技术，跳频序列是跳频系统中较关键的组成部分，它决定了跳频系统的抗干扰能力、抗频率选择性衰落能力和多址能力；基于天线阵的BF技术是另一种从空域的抗干扰技术，同时可以实现空分多址。FH和BF的组合利用频域信息处理技术和空间信号处理技术的优势来提高有限物理资源下的信号的抗干扰性能和网络容量。如图1所示，为本专利技术实施例提供的一种资源受限下的信号处理方法。如图所示，该方法可以包括：步骤S101至步骤S105所示的步骤。在步骤S101中，利用多阵元线性阵列天线接收用户通过各阵元发送的调制信号。在步骤S102中，根据预先构建的准正交跳频序列集对各阵元的调制信号进行解跳处理，得到各阵元的解跳信号。在本专利技术实施例中，根据预先构建的准正交跳频序列集对上述接收的各阵元的调制信号进行解跳处理，得到各阵元的解跳信号。通过解跳处理，使得用户收发端实现跳频码的完全同步。在步骤S103中，对解调信号进行低通滤波，得到各阵元的调制基带信号。在本专利技术实施例中，对各阵元解跳后的解跳信号经过低通滤波后，得到各阵元的调制基带信号。经过低通滤波后将高频信号滤除掉，得到各阵元的调制基带信号。在步骤S104中，根据自适应算法计算各阵元的调制基带信号，得到各阵元的波束成形的输出信号。在本专利技术实施例中，根据自适应算法计算上述得到的各阵元的调制基带信号，得到各阵元的波束成形的输出信号。采用波束成形可以进一步抑制大量用户之间的干扰。在步骤S105中，对各阵元的波束成形的输出信号进行解调和判决，得到目标数据符号。在本专利技术实施例中，首先对上述得到的各阵元的波束成形的输出信号进行解调处理，解调方法可以采用现有的各种解调方法，在此不再赘述，解调后得到解调信号，再对该解调信号进行判决，选择出期望用户发送的目标数据符号。本专利技术实施例，首先利用多阵元线性阵列天线接收用户通过各阵元发送的调制信号，再根据预先建立的准正交跳频序列集对各阵元的调制信号进行解跳处理，得到各阵元的解跳信号，然后对上述解跳信号进行低通滤波，得到各阵元的调制基带信号，根据自适应算法计算各阵元的调制基带信号，得到各阵元的波束成形的输出信号，最后对各阵元的波束成形的输出信号进行解调和判决，得到目标数据符号。本专利技术实施例采用准正交跳频序列对调制信号进行解跳，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种资源受限下的信号处理方法，其特征在于，包括：/n利用多阵元线性阵列天线接收用户通过各阵元发送的调制信号；/n根据预先构建的准正交跳频序列集对各阵元的所述调制信号进行解跳处理，得到各阵元的解跳信号；/n对所述解跳信号进行低通滤波，得到各阵元的调制基带信号；/n根据自适应算法计算各阵元的所述调制基带信号，得到各阵元的波束成形的输出信号；/n对各阵元的所述波束成形的输出信号进行解调和判决，得到目标数据符号。/n

【技术特征摘要】
1.一种资源受限下的信号处理方法，其特征在于，包括：
利用多阵元线性阵列天线接收用户通过各阵元发送的调制信号；
根据预先构建的准正交跳频序列集对各阵元的所述调制信号进行解跳处理，得到各阵元的解跳信号；
对所述解跳信号进行低通滤波，得到各阵元的调制基带信号；
根据自适应算法计算各阵元的所述调制基带信号，得到各阵元的波束成形的输出信号；
对各阵元的所述波束成形的输出信号进行解调和判决，得到目标数据符号。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在对各阵元的所述调制信号进行解跳处理之前，还包括：
根据预设目标值确定基跳频序列集；
根据所述基跳频序列集和频隙个数构建所述准正交跳频序列集。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据预设目标值确定基跳频序列集，包括：
按下式所示确定基跳频序列集：



C(k)＝(c(k)(0),c(k)(1),...,c(k)(Ls-1)),k＝1,2,...,Ks



其中，C为基跳频序列集；Ks为基跳频序列集的跳频序列个数；C(k)为基跳频序列集中第k个跳频序列；Hm(C)为最大汉明相关函数；为大于或等于r的最小整数，r为任意实数；Ls为跳频序列的长度；qs为基跳频序列集的频隙集大小。


4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述基跳频序列集和频隙个数构建准正交跳频序列集，包括：
按下式所示构建准正交跳频序列集：
S＝{S(1),S(2),...,S(K)}
S(k)＝(s(k)(0),s(k)(1),...,s(k)(L-1))
s(k)(m)＝c(k)(a)+bqs,modqs(Z+1),
m＝0,1,...,L-1；k＝1,2,...,K



b＝mmod(Z+1)
其中，S为准正交跳频序列集；S(k)为准正交跳频序列集中第k个准正交跳频序列；L为准正交跳频序列的长度；s(k)(m)为第k个准正交跳频信号中的第m个频点，c(k)(a)为第k个跳频信号中的第a个频点；Z为无碰撞区大小；K为准正交跳频序列集的跳频序列个数；qs为基跳频序列集的频隙集大小；为r的整数部分，r为任意实数。


5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据预先构建的准正交跳频序列集对所述调制信号进行解跳处...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾琦，张行，杜鹏飞，刘星，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：四川;51