一种抗干扰宽带单载波空时编码传输方法技术

一种抗干扰宽带单载波空时编码传输方法，属于无线数据传输技术领域，其特征在于，发送端两天线，对待发送信号进行空时编码，并引入独特字；接收端多天线，截取各路接收天线接收的导频信号，对其中一条发送天线发送的已知导频信号进行循环移位并添加系数，通过求解最优化问题获得相应的最优自适应权值和系数矢量；利用所得最优自适应权值和系数矢量建立一个等效模型，在此模型的基础上获取后续信号的发射分集。本发明专利技术在传统的单载波均衡系统空时编码方法的基础上进一步提高了系统性能。在存在外界干扰的情况下，本发明专利技术所提方法表现出了良好干扰抑制能力，有效提高了通信链路在复杂电磁环境中的生存能力。

【技术实现步骤摘要】
一种抗干扰宽带单载波空时编码传输方法
本专利技术属于无线数据传输
，涉及一种抗干扰宽带单载波空时编码传输方法。
技术介绍
在无线通信中，电磁波从发射端到接收端的空间传播过程会因为遇到各种障碍物而产生无数条不同的路径，多条路径的到达延时不一样，对信号的衰落也不一样，从而带来无线信道的多径衰落。码间干扰就是多径衰落导致发送的符号通过无线信道发生畸变无法正常判断的情况。要实现无线通信的高速稳定传输需要克服由多径衰落引起的码间干扰，如何克服多径衰落引起的码间干扰也是近年来无线通信领域的一大研究热点。单载波频域均衡通过插入循环前缀，然后在频域实现低复杂度的均衡补偿信道的影响，从而有效的对抗无线信道高速传输带来的码间干扰，单载波频域均衡拥有与正交频分复用技术相似的抗多径性能，并且克服了多载波调制具有的高峰均功率比和频偏敏感特性的不足。此外，在信息论中的相关研究表明，在不同的发射天线与不同的接收天线相互正交的情况下，多天线系统能在使用同一频谱的情况下显著提高通信系统的容量和抗噪声抗信道衰落的性能。多天线技术主要包括空间复用，空间分集和空间预编码技术等，其中空间分集技术以空时编码技术为代表。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种抗干扰宽带单载波空时编码传输方法。为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方法予以实现：一种抗干扰宽带单载波空时编码传输方法，包括以下步骤：步骤(1)，对待发送信号进行符号映射并引入独特字后，进行空时编码后发送；步骤(2)，接收端多天线截取各接收天线接收到的导频信号，对频域自适应权值引入时域约束后，再对一条发送天线发送的导频信号进行循环移位并添加系数，通过求解最优化问题获得相应的最优自适应权值和系数矢量；步骤(3)，利用步骤(2)所得的最优自适应权值和系数矢量建立信道模型，根据信道模型获取后续信号的发射分集。本专利技术进一步的改进在于，步骤(1)中，引入独特字的具体过程如下：独特字包括第一独特字u与第二独特字v，第一独特字与第二独特字的长度相同。本专利技术进一步的改进在于，步骤(1)中，空时编码待发送信号具体为：第一个数据块为第二个数据块为在Alamouti编码的基础上，对第一数据块和第二数据块进行空时编码，编码后各天线发送数据信号如下：第一发送天线发送数据信号为第二发送天线发送数据信号为其中，表示第一独特字u的共轭反转，表示第二独特字v的共轭反转，表示第一个数据块的共轭反转，表示第二个数据块x2的共轭反转。本专利技术进一步的改进在于，步骤(2)的具体过程如下：接收端多天线截取各路天线接收到的导频信号，并将接收到的导频信号转至频域，得到第m根接收天线接收到的频域导频信号通过式(3)求解最优化问题，获得相应的自适应权值和系数矢量；通过式(3)得到最优自适应权值和系数矢量其中，R为自相关矩阵，p为互相关矢量；F为NFFT×NFFT维归一化DFT矩阵；NFFT为均衡块长度，Y0,1为第1根接收天线接收到的频域导频信号，Y0,2为第2根接收天线接收到的频域导频信号，Y0,M为第M根接收天线接收到的频域导频信号，FQ为时域约束，w为最优时域自适应权值，s1为第一发送天线发送导频信号，为对第二发送天线发送导频信号s2循环上移B个元素后形成的矢量，为对第二发送天线发送导频信号s2循环上移(B-1)个元素后形成的矢量，为对第二发送天线发送导频信号s2循环下移(B-1)个元素后形成的矢量，为对第二发送天线发送导频信号s2循环下移B个元素后形成的矢量，B为循环移位元素的最大数值，B＜NFFT，α为系数矢量，s1为第一发送天线发送导频信号。本专利技术进一步的改进在于，步骤(3)中，信道模型为：其中，F为NFFT×NFFT维归一化DFT矩阵；NFFT为均衡块长度，Y0,1为第1根接收天线接收到的频域导频信号，Y0,2为第2根接收天线接收到的频域导频信号，Y0,M为第M根接收天线接收到的频域导频信号，FQ为时域约束，w为最优时域自适应权值，s1为第一发送天线发送导频信号，为对第二发送天线发送导频信号s2循环上移B个元素后形成的矢量，为对第二发送天线发送导频信号s2循环上移(B-1)个元素后形成的矢量，为对第二发送天线发送导频信号s2循环下移(B-1)个元素后形成的矢量，为对第二发送天线发送导频信号s2循环下移B个元素后形成的矢量，B为循环移位元素的最大数值，α为系数矢量。本专利技术进一步的改进在于，步骤(3)中，根据信道模型获取后续信号的发射分集的具体过程为：根据信道模型对后续信号进行空时译码后，去除独特字部分，解符号映射恢复相应二进制数据。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：与单载波频域均衡相比，本专利技术所提方法通过对待发送信号进行空时编码设计和引入独特字的方法，获得了分集增益，进一步降低了系统误码率并提高了系统抗多径衰落的能力；与传统的单载波频域均衡系统空时编码方法相比，本专利技术所提方法通过对频域自适应权值引入时域约束，降低了求逆矩阵的维度，在一定程度上降低了系统的计算复杂度；并且通过引入系数矢量的方法，对单载波多天线系统进行了优化，进一步降低了系统的误码率，提高了系统性能；此外，在存在外界干扰的情况下，本专利技术所提方法表现出了可靠的抗干扰特性，能在复杂的电磁环境中实现可靠的信号传输，有效提高了通信链路在复杂电磁环境中的生存能力。附图说明图1为本专利技术采用的系统模型框图；图2为本专利技术采用的空时编码传输帧结构图；图3为本专利技术的实施例的流程示意图；图4为本专利技术的实施例BER性能示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术进行详细描述。基于单载波频域均衡系统的研究现状，考虑空地通信的信道特点，单载波频域均衡和多天线技术相结合的方法可以进一步提高频谱利用率，提高系统抗多径衰落抗外界干扰能力。单载波频域均衡和多天线技术相结合是未来高速无线通信中一个很有竞争力的方法。本专利技术的一种抗干扰宽带单载波空时编码传输方法，包括以下步骤：步骤(1)，发射端两天线，发射端对待发送信号进行符号映射并引入独特字后，进行空时编码，发送至接收端；其中，空时编码和引入独特字的方式如下：独特字包括第一独特字与第二独特字第一独特字与第二独特字的长度相同，其中NUW为第一独特字的长度，表示NUW×1维矩阵；第一发送天线发送导频信号为s1，第二发送天线发送导频信号为s2，其中NFFT为均衡块长度，s1和s2的后NUW个元素为第一独特字u，表示NFFT×1维矩阵；以前两个数据块为例，随后的数据块采用和这两个数据块相同的空时编码方式；第一个数据块为第二个数据块为在Alamouti编码的基础上，对第一数据块和第二数据块进行空时编码，编码后各天线发送数据信号如下：第一发送天线发送数据信号第二发送天线发送数据信号其中，表示第一独特字u的共轭反转，表示第二独特字v的共轭反转，表示第本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抗干扰宽带单载波空时编码传输方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤(1)，对待发送信号进行符号映射并引入独特字后，进行空时编码后发送；/n步骤(2)，接收端多天线截取各接收天线接收到的导频信号，对频域自适应权值引入时域约束后，再对一条发送天线发送的导频信号进行循环移位并添加系数，通过求解最优化问题获得相应的最优自适应权值和系数矢量；/n步骤(3)，利用步骤(2)所得的最优自适应权值和系数矢量建立信道模型，根据信道模型获取后续信号的发射分集。/n

【技术特征摘要】
1.一种抗干扰宽带单载波空时编码传输方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤(1)，对待发送信号进行符号映射并引入独特字后，进行空时编码后发送；
步骤(2)，接收端多天线截取各接收天线接收到的导频信号，对频域自适应权值引入时域约束后，再对一条发送天线发送的导频信号进行循环移位并添加系数，通过求解最优化问题获得相应的最优自适应权值和系数矢量；
步骤(3)，利用步骤(2)所得的最优自适应权值和系数矢量建立信道模型，根据信道模型获取后续信号的发射分集。


2.根据权利要求1所述的一种抗干扰宽带单载波空时编码传输方法，其特征在于，步骤(1)中，引入独特字的具体过程如下：
独特字包括第一独特字u与第二独特字v，第一独特字与第二独特字的长度相同。


3.根据权利要求1所述的一种抗干扰宽带单载波空时编码传输方法，其特征在于，步骤(1)中，空时编码待发送信号具体为：第一个数据块为第二个数据块为在Alamouti编码的基础上，对第一数据块和第二数据块进行空时编码，编码后各天线发送数据信号如下：
第一发送天线发送数据信号为
第二发送天线发送数据信号为
其中，表示第一独特字u的共轭反转，表示第二独特字v的共轭反转，表示第一个数据块x1的共轭反转，表示第二个数据块x2的共轭反转。


4.根据权利要求1所述的一种抗干扰宽带单载波空时编码传输方法，其特征在于，步骤(2)的具体过程如下：
接收端多天线截取各路天线接收到的导频信号，并将接收到的导频信号转至频域，得到第m根接收天线接收到的频域导频信号Y0,m，通过式(3)求解最优化问题，获得相应的自适应权值和系数矢量；



通过式(3)得到最优自适应权值和系数矢量其中，R为自相关矩阵，p为互相关矢量；F为NFFT×NF...

【专利技术属性】
技术研发人员：张渭乐，詹煜廷，穆鹏程，王文杰，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61