一种提升频谱效率的正交时频空间调制系统及方法技术方案

本发明专利技术提出了一种提升频谱效率的正交时频空间调制系统及方法，在发射机，首先信号通过QAM调制器映射到时延多普勒域，再通过逆辛傅里叶变换模块变换到时频域。接着引入频域压缩因子，通过逆分数阶傅里叶变换，将信号变换到时域。最后，通过并串转换与加循环前缀的模块生成最终发送的信号。在接收机，信号首先通过串并转换和去循环前缀模块变为时域待处理信号。然后通过分数阶傅里叶变换转换为时频域信号，再经过辛傅里叶变换模块，信号转换至时延多普勒域。接着时延多普勒域的信号被送入信道估计器和线性最小均方误差均衡器(LMMSE)中。中。中。

【技术实现步骤摘要】
一种提升频谱效率的正交时频空间调制系统及方法


[0001]本专利技术涉及一种提升频谱效率的正交时频空间调制系统及方法，属于无线通信


技术介绍

[0002]未来移动通信技术要求空中接口与相关波形必须满足各种需求，适应多种场景。对于移动终端速度达到300km/h甚至500km/h的通信系统，4G采用的OFDM(正交频分复用)调制技术已经丧失了优势。OFDM凭借高效的信道估计在低多普勒场景能够达到接近信道容量的性能，但是在高多普勒场景信道估计性能急剧恶化。未来各种新的应用场景需求驱动了对新波形的研究。OTFS(正交时频空间调制)作为一种新的调制体制，可以解决时变信道高多普勒的影响。OTFS泛化了CDMA(码分多址接入)和OFDM，并且继承了它们的优点。OTFS将每个信息符号调制到一组跨度为突发传输包带宽与持续时间的二维正交基函数上。当基函数使用一维扩频码时，OTFS退化为CDMA；当基函数使用子信道载波时，OTFS退化为OFDM。与CDMA、OFDM相比，OTFS的调制基函数集被证明可以有效地对抗时变多径信道的动态影响。
[0003本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提升频谱效率的正交时频空间调制系统，其特征在于：该正交时频空间调制系统包括QAM调制器、逆辛傅里叶变换模块、逆分数阶傅里叶变换模块、并串转换模块、信道估计器、LMMSE均衡器和ML检测器；所述的QAM调制器用于接收bit信号流，并将接收到的bit信号流调制成时延多普勒域符号并输出给逆辛傅里叶变换模块；所述的逆辛傅里叶变换模块用于接收QAM调制器输出的时延多普勒域符号，并将接收到的时延多普勒域符号进行逆辛傅里叶变换，输出变换后的时频域符号给逆分数阶傅里叶变换模块；所述的逆分数阶傅里叶变换模块用于接收逆辛傅里叶变换模块输出的时频域符号，并将接收到的时频域符号进行逆分数阶傅里叶变换，在此过程中引入压缩因子，压缩子载波间隔，输出变换后的时域符号给并串转换模块。2.根据权利要求1所述的一种提升频谱效率的正交时频空间调制系统，其特征在于：所述的并串转换模块用于接收逆分数阶傅里叶变换输出的时域符号，将并行的时域符号通过并串转换操作转化为串行数据流信号经过时变信道传输至信道估计器和LMMSE均衡器。3.根据权利要求1或2所述的一种提升频谱效率的正交时频空间调制系统，其特征在于：所述的信道估计器用于接收经过时变信道传输的串行数据流信号，并对接收到的串行数据流信号进行信道估计处理恢复出信道状态信息矩阵，并输出给LMMSE均衡器。4.根据权利要求3所述的一种提升频谱效率的正交时频空间调制系统，其特征在于：所述的LMMSE均衡器用于接收经过时变信道传输的串行数据流信号和信道估计器输出的信道状态信息矩阵通过LMMSE方法利用信道状态信息矩阵对接收到的串行数据流信号进行均衡，输出均衡后的待检测信号给ML检测器。5.根据权利要求1或2所述的一种提升频谱效率的正交时频空间调制系统，其特征在于：所述的ML检测器用于接收LMMSE均衡器输出的待检测信号，基于ML准则对待检测信号进行检测，输出最后的判决信号。6.一种提升频谱效率的正交时频空间调制方法，其特征在于该方法步骤包括：第一步，QAM调制器接收bit信号流并将接收到的bit信号流调制成时延多普勒域符号X
DD
并输出给逆辛傅里叶变换模块；其中，N
b
表示发送比特数，X
DD
是大小为N
×
M的矩阵；N为符号数，M为子载波数；第二步，逆辛傅里叶变换模块接收到QAM调制器输出的时延多普勒域符号X
DD
，并将接收到的时延多普勒域符号进行逆辛傅里叶变换，输出变换后的时频域符号X
TF
给逆分数阶傅里叶变换模块，逆傅里叶变换的具体操作为：定义
其中α为压缩因子，ρ为过采样因子；则模块输出的矩阵表示为第三步，逆分数阶傅里叶变换模块接收逆辛傅里叶变换模块输出的时频域符号X
TF

【专利技术属性】
技术研发人员：武楠，徐一雄，李彬，秦臻，戚远靖，胡鸣宇，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：