一种无线分布式均衡通信方法、计算机系统、介质及程序技术方案

本发明专利技术涉及一种无线分布式均衡通信方法、计算机系统、介质及程序，属于无线通信领域。该方法利用多径信道下分布式MIMO

【技术实现步骤摘要】
一种无线分布式均衡通信方法、计算机系统、介质及程序


[0001]本专利技术属于无线通信领域，涉及一种无线分布式均衡通信方法，尤其涉及分布式MIMO系统。

技术介绍

[0002]分布式MIMO(Multiple Input Multiple Output)系统是指收发端天线分布式地放置于不同的地理位置的MIMO系统，相对于集中式MIMO系统，天线的分开放置使得分布式MIMO各条通信支路的相互影响较小，因此能够有更高的系统容量，可以灵活地放置于不同的地理位置，覆盖更广的小区范围甚至小区的盲点。正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)技术由于其子载波在时域和频域上正交，允许各子信道的频谱相互重叠，所以能更大限度地利用频谱资源，与分布式系统的结合可以有效提高信道容量，提高频谱利用率。与集中式MIMO
‑
OFDM系统不同，分布式MIMO
‑
OFDM系统的发送端和接收端之间具有多个频偏和时延及信道系数，因此，相比于传统的单一参数估计问题，分布式系统中的多参数估计问题更有难度。
[0003]目前的分布式均衡技术的算法大多都基于最大似然理论推导出的联合似然函数，通过多维搜索来得到估计值，但当收发端天线数增加时，存在待估参数维数高，复杂度高的问题，且在实际的通信系统中，导频往往难以获得，信道的多径效应比较严重，因此，研究一种能够运用到多径信道下的分布式MIMO多频偏多信道盲估计均衡算法具有重要的实际意义。
专利技术内容
[0004]要解决的技术问题
[0005]为了避免现有技术的不足之处，本专利技术提出一种无线分布式均衡通信方法。
[0006]技术方案
[0007]一种无线分布式均衡通信方法，其特征在于包括发射端和接收端两部分处理；
[0008]其中发射端处理分为以下步骤：
[0009]步骤1：用逆傅里叶变换将频域信号转换成时域信号，设发射端共有N
t
个发射天线，接收端共有N
r
个接收天线；是q时刻第n根天线上的OFDM频域符号，子载波数为N，内层调制为正交相移键控QPSK调制，有其中n＝1,2,
…
,N
t
,q＝0,1,
…
则经过逆傅里叶变换后得到的时域信号其中1≤i≤N，q＝0,1,
…
[0010]步骤2：在OFDM符号尾部加入N
g
个0作为循环后缀，此时的时域信号的有效长度为M＝N+N
g
；
[0011]步骤3：将时域信号送入信道；
[0012]其中接收端处理分为以下步骤：
[0013]步骤4：接收时域信号，第m根接收天线上第q个离散时域OFDM符号块可以表示为：
[0014][0015]其中m＝1,2,
…
,N
r
,i＝1,2,
…
,M,q＝0,1,
…
f
m,n
表示第n根发射天线到第m根接收天线间的归一化载波频偏，由于发射天线相互之间相距很远，认为拥有各自独立的频率振荡器，接收天线共享一个频率振荡器，则系统中只有发射天线数(N)个频偏，f
m,n
可以简化为f
n
；h
m,n
(l)是第n根发射天线到第m根接收天线上的信道响应，路径数为L，这里认为频偏和信道在多个OFDM符号块内是不变的：τ
m,n
为第n根发射天线到第m根接收天线上的时延：为第m根接收天线上的复高斯白噪声，均值为0，方差为
[0016]为了更清楚地表示频偏，定义则可以进一步表示为：写成矩阵形式，有：
[0017]y
q
＝Hx
′
q
+w
q
:q＝0,1,
…
，
[0018]其中是N
r
M
×
1维的接收信号矩阵，为N
t
N
×
1维的带有频偏的发送信号，为N
r
M
×
1维的噪声向量，H为一个N
r
M
×
N
t
N维的Toeplitz矩阵：
[0019]为方便后续的表示，定义P＝[h(0) h(1)
ꢀ…ꢀ
h(N
g
)]T
，其中
[0020]步骤5：计算接收信号y
p
的N
r
M
×
N
r
M维的自相关矩阵：由于噪声是加性高斯噪声，且与信号独立，则可以进一步表示为：其中是信号向量的N
t
N
×
N
t
N维的协方差矩阵；
[0021]步骤6：将其自相关函数进行特征值分解，即特征值分为两部分：其各自对应的范数为1的特征向量分别张成信号子空间和噪声子空间，则可以分别表示为：则自相关矩阵也可表示为：
[0022]步骤7：找到自相关矩阵中特征值中r＝N
r
M
‑
N
t
N个最小的特征值，并求得相应的特征向量g
k
(k＝1,2,
…
,r)，构成噪声子空间；
[0023]步骤8：将N
r
M
×
1维的g
k
向量划分成：其中是N
r
×
1维的向量；
[0024]步骤9：将g
k
组合成一个新的矩阵G
′
，其中
[0025]步骤10：对G
′
进行特征值分解，求得N
t
个最小的特征值，得到对应的特征向量将得到的特征向量按照步骤4的P和H的对应关系重新组合得到Toeplitz矩阵
[0026]步骤11：利用最小二乘法对接收信号进行均衡，可以得到
[0027]一种计算机系统，其特征在于包括：一个或多个处理器，计算机可读存储介质，用于存储一个或多个程序，其中，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器实现上述的方法。
[0028]一种计算机可读存储介质，其特征在于存储有计算机可执行指令，所述指令在被执行时用于实现上述的方法。
[0029]一种计算机程序，其特征在于包括计算机可执行指令，所述指令在被执行时用于
实现上述的方法。
[0030]有益效果
[0031]本专利技术提出的一种无线分布式均衡通信方法，该方法利用多径信道下分布式MIMO
‑
OFDM信号与盲源分离理论中卷积混合信号类似的特点，利用卷积混合自源分离算法分离接收信号，去除多径影响，用最小二乘法均衡后得到发送信号。有益效果体现在以下三个方面：
[0032]第一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无线分布式均衡通信方法，其特征在于包括发射端和接收端两部分处理；其中发射端处理分为以下步骤：步骤1：用逆傅里叶变换将频域信号转换成时域信号，设发射端共有N
t
个发射天线，接收端共有N
r
个接收天线；是q时刻第n根天线上的OFDM频域符号，子载波数为N，内层调制为正交相移键控QPSK调制，有其中n＝1,2,
…
,N
t
,q＝0,1,
…
则经过逆傅里叶变换后得到的时域信号其中步骤2：在OFDM符号尾部加入N
g
个0作为循环后缀，此时的时域信号的有效长度为M＝N+N
g
；步骤3：将时域信号送入信道；其中接收端处理分为以下步骤：步骤4：接收时域信号，第m根接收天线上第q个离散时域OFDM符号块可以表示为：其中m＝1,2,
…
,N
r
,i＝1,2,
…
,M,q＝0,1,
…
f
m,n
表示第n根发射天线到第m根接收天线间的归一化载波频偏，由于发射天线相互之间相距很远，认为拥有各自独立的频率振荡器，接收天线共享一个频率振荡器，则系统中只有发射天线数(N)个频偏，f
m,n
可以简化为f
n
；h
m,n
(l)是第n根发射天线到第m根接收天线上的信道响应，路径数为L，这里认为频偏和信道在多个OFDM符号块内是不变的：τ
m,n
为第n根发射天线到第m根接收天线上的时延：为第m根接收天线上的复高斯白噪声，均值为0，方差为为了更清楚地表示频偏，定义则可以进一步表示为：写成矩阵形式，有：y
q
＝Hx
′
q
+w
q
:q＝0,1,
…
，其中是N
r
M
×
1维的接收信号矩阵，为N
t
N
×
1维的带有频偏的发送信号，为N
r
M
×
1维的噪声向量，H为一个N
...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙文彬，周睿哲，杨欣，王伶，张兆林，粟嘉，陶明亮，谢坚，许茜，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：