CN105429672B - 加权分数傅里叶变换域扩频信号串行干扰消除差错修正方法 - Google Patents
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Abstract
加权分数傅里叶变换域扩频信号串行干扰消除差错修正方法，涉及无线通信领域。本发明是为了解决无线系统接收端中使用的SIC方法带来误码扩散，以及影响下一级信息解调的问题。本发明是在使用串行干扰消除实现信息解码的基础上增加了多个符号能量积累单元，将每个符号能量积累和前一级的符号能量积累对比，如果能量大于前一级能量则要对已经解调出的前一级信号进行修正，减少误码扩散，以提高系统的整体误码性能。本发明适用于混合载波系统中，应用在对加权分数傅里叶变换域扩频信号使用串行干扰消除方法进行信号解调的场景。
Description
技术领域
本发明涉及无线通信领域。
背景技术
近期，一种基于加权分数傅立叶变换(WFRFT)的混合载波(HC)系统被提出，该系统可以融合单载波与多载波系统特性，并且对时频干扰信道有着更好的适应性(文献1：2010年6月，梅林、沙学军、张乃通公开的《The Approach to Carrier Scheme ConvergenceBased on 4-Weighted Fractional Fourier Transform》)。
与此同时，码分多址(CDMA)技术是一个有效的多址和抗多径干扰技术。因此，为了利用二者的优势，将混合载波技术与码分多址技术相结合使用的HC-CDMA系统被提出(文献2：沙学军、邱昕、梅林、王焜、房宵杰于2011年公开的《一种混合载波CDMA传输系统》；文献3：邱昕、沙学军、梅林于2012年公开的《Hybrid Carrier Spread Spectrum System Based on4-Weighted Fractional Fourier Transform》；文献4：邱昕、沙学军、梅林于2011年公开的《Performance of hybrid carrier DS CDMA communication system》)；该系统能够融合单载波CDMA和多载波CDMA，还能在频选信道和单频干扰信道下取得较好的误码性能。
然而，由于CDMA是非正交多址(NOMA)方案，不可避免的会带来多址干扰(MAI)。目前，使用串行干扰消除(SIC)方法(文献5：Cho Y,Lee J H于1998年公开的《Analysis of anadaptive SIC for near-far resistant DS-CDMA》；文献6：Liberti Jr J C,Moshavi S,Zablocky P G于2014年公开的《Successive interference cancellation》)来消除多址干扰已经较为普遍。但是，HC-CDMA系统的接收端是使用传统的CDMA解调方法，对使用SIC来进行信息解调的方法未做考虑。
发明内容
本发明是了解决无线系统接收端中使用的SIC方法带来误码扩散，以及影响下一级信息解调的问题，从而提供一种加权分数傅里叶变换域扩频信号串行干扰消除差错修正方法。
加权分数傅里叶变换域扩频信号串行干扰消除差错修正方法，
在发送端：首先将N个基带映射信号分为一组[b1,b2,…bN]，使用同一时频资源进行传输；N为正整数；
将基带映射信号视为α阶加权分数傅立叶变换域上的数据，对第k个基带映射信号采用长度为M的序列ck进行序列扩展/扩频处理；
其中ck表示扩频码，k表示要发送的基带映射信号序号，k∈[1,N]；M为整数；
N个经过扩展后的长度为M的离散数据符号经过-α阶加权分数傅立叶变换后得到时域信号；
然后对变换后的数据进行加循环前缀、D/A转换处理后发出；
在接收端，获取该N个扩展信号到达接收端时的功率大小，并且根据功率降序对其进行依次解调；
对叠加的N个扩展后的数据符号进行接收，经A/D转换、去循环前缀处理后，得到接收信号序列ri，序列长度为M；其中：i是将要解调出的基带映射信号序号，i∈[1,N]；i的初始值为1；
对接收信号序列ri进行串行干扰消除差错修正的方法，由以下步骤实现：
步骤一、对接收信号序列ri根据公式：
Ei-1＝||ri||2
获得符号能量积累结果Ei-1，并将该符号能量积累结果Ei-1存入符号能量判决模块；
步骤二、对接收信号序列ri进行匹配滤波和解星座映射判决，获得第i个基带映射信号判决结果
步骤三、对步骤二获得的判决结果进行信号重构，获得重构信号rei；
步骤四、将接收端经过延迟后收到的信号序列ri与步骤三获得的重构信号rei相减，得到信号序列ri+1，并根据公式：
Ei＝||ri+1||2
获得符号能量积累结果Ei，并将该符号能量积累结果Ei存入符号能量判决模块；
步骤五、在符号能量判决模块中对Ei-1和Ei进行比较，如果Ei-1≥Ei，则执行步骤七；如果Ei-1<Ei，则执行步骤六；
步骤六、对步骤二中解星座映射判决得到的进行取反，作为新的值，并返回执行步骤三；
步骤七、判断i的值是否小于N，如果判断结果为是，则令i加1，并返回执行步骤二；如果判断结果为否，则结束。
步骤二中，对接收信号序列ri进行匹配滤波是采用匹配滤波模块实现的；所述匹配滤波模块是由α阶WFRFT和长度为M的解序列扩展模块组合而成的；α为实数。
步骤三中，对步骤二获得的判决结果进行信号重构是采用再生重构模块实现的，所述再生重构模块是由长度为M的序列扩展模块和-α阶WFRFT组合而成的。
本发明带来的有益效果：
(1)减少SIC带来的误码扩散。
(2)提高系统的误码性能。
附图说明
图1是信号串行干扰消除差错修正方法与实现结构的原理示意图；
图2是匹配滤波原理示意图；
图3是再生重构原理示意图；
具体实施方式
具体实施方式一、加权分数傅里叶变换域扩频信号串行干扰消除差错修正方法，
本发明涉及到的数学工具是加权分数傅立叶变换(WFRFT)；
本发明中，离散时间信号X0(n)的α阶4-WFRFT(本发明中，也称作WFRFT)：
Y(n)＝Fα[X0(n)]＝ω0(α)X0(n)+ω1(α)X1(n)+ω2(α)X2(n)+ω3(α)X3(n) (1)
其中：[X0(n),X1(n),X2(n),X3(n)]分别是X0(n)的0～3次离散傅里叶变换(Discrete Fourier Transform,DFT)，DFT采用式(2)所示进行计算。
使用的加权系数定义式为：
假设4-WFRFT系统使用块传输，Y(n)是一组基带映射信号经过4-WFRFT后的离散时间信号。
在发送端，首先将N个基带映射信号分为一组[b1,b2,…bN]，使用同一时频资源进行传输。将基带映射信号看做α阶加权分数傅立叶变换域上的数据，对第k个基带映射信号采用长度为M的序列ck进行序列扩展/扩频处理，其中ck表示扩频码，k表示要发送的基带映射信号序号，k∈[1,N]。N个经过扩展后的长度为M的离散数据符号经过-α阶加权分数傅立叶变换后得到时域信号。然后对变换后的数据进行加循环前缀、D/A转换等处理后发出。这里可以对N个扩展后的离散数据分别处理发送，也可以将N个扩展后的序列对应位叠加后一起进行处理发送。
在接收端，要解调出这N个基带映射信号，并且假设已知该N个扩展信号到达接收端时的功率大小，并且根据功率降序对其进行依次解调。对叠加的N个扩展后的数据符号进行接收，经A/D转换、去循环前缀等处理后，得到接收信号序列r1，序列长度为M。下面对接收端的信号串行干扰消除差错修正方法步骤进行介绍，其实现结构如图1所示：
步骤一、对接收端收到的信号序列r1进行符号能量积累计算，能量积累计算式如式(4)所示，其中i是将要解调出的基带映射信号序号，i∈[1,N]。在此步骤中i＝1，即如式(5)所示，得到E0，并将其储存在符号能量判决模块中。
Ei-1＝||ri||2 (4)
E0＝||r1||2 (5)
步骤二、接收端收到的信号序列r1经过匹配滤波模块、判决模块，得到第一个基带映射信号判决结果其中匹配滤波模块的内部结构框图如图2所示，它是由α阶WFRFT和长度为M的ci解序列扩展模块组合而成，其中i是将要解调出的符号序号。在此步骤中i＝1，α是与发端WFRFT相对应的变换阶数。判决模块是实现解星座映射过程。
步骤三、对此时得到的判决结果进行信号重构，通过再生重构模块得到重构信号re1。其中再生重构模块内部结构框图如图3所示，它是由长度为M的ci序列扩展模块和-α阶WFRFT组合而成，在此步骤中i＝1，α是与发端WFRFT相对应的变换阶数。
步骤四、将经过延迟后的接收端收到的信号序列r1与步骤三得到的重构信号re1相减，得到信号序列r2。并按式(4)对r2进行符号能量积累计算，如式(6)所示，得到E1，并将其储存在符号能量判决模块中。
E1＝||r2||2 (6)
步骤五、在符号能量判决模块中对步骤二和步骤四中得到的E0和E1进行比较，如果E0≥E1，那么直接进行步骤七处理。如果E0<E1，那么执行“E1取反”，对在步骤二中解星座映射判决得到的取反，即如果在步骤二中判为1-i，那么此时取反为更新的值。
步骤六、重复步骤三、步骤四。
步骤七、将信号序列r2经过匹配滤波模块、判决模块，得到第二个基带映射信号判决结果在此步骤中，匹配滤波模块的内部结构中i＝2，α是与发端WFRFT相对应的变换阶数。
步骤八、对此时得到的判决结果进行信号重构，通过再生重构模块得到重构信号re2。在此步骤中，再生重构模块内的i＝2，α是与发端WFRFT相对应的变换阶数。
步骤九、将经过延迟后的信号序列r2与步骤八得到的重构信号re2相减，得到信号序列r3。并按式(4)对r3进行符号能量积累计算，得到E2，并将其储存在符号能量判决模块中。
步骤十、在符号能量判决模块中对步骤四和步骤九中得到的E1和E2进行比较，如果E1≥E2，那么直接进行步骤十二处理。如果E1<E2，那么执行“E2取反”，对在步骤七中解星座映射判决得到的取反，更新的值。
步骤十一、重复步骤八、步骤九。
步骤十二、将信号序列r3经过匹配滤波模块、判决模块，得到第三个基带映射信号判决结果在此步骤中，匹配滤波模块的内部结构中i＝3，α是与发端WFRFT相对应的变换阶数。
步骤十三、对此时得到的判决结果进行信号重构，通过再生重构模块得到重构信号re3。在此步骤中，再生重构模块内的i＝3，α是与发端WFRFT相对应的变换阶数。
步骤十四、将经过延迟后的信号序列r3与步骤八得到的重构信号re3相减，得到信号序列r4。并对r4进行符号能量积累计算，如式(4)所示，得到E3，并将其储存在符号能量判决模块中。
步骤十五、在符号能量判决模块中对步骤九和步骤十四中得到的E2和E3进行比较，如果E2≥E3，那么直接进行步骤十七处理。如果E2<E3，那么执行“E3取反”，对在步骤十二中解星座映射判决得到的取反，更新的值。
步骤十六、重复步骤十三、步骤十四。
步骤十七、接下来重复类似步骤十二至步骤十六处理方法，得到最终的第四个基带映射信号判决结果第五个基带映射信号判决结果直至解调出第N个基带映射信号判决结果
本发明中的缩略语和关键术语定义：
WFRFT：Weighted-type fractional Fourier transform，加权分数傅立叶变换；
HC：Hybrid Carrier，混合载波；
CDMA：Code Division Multiple Access，码分多址；
SIC：Successive Interference Canceller/Cancellation，串行干扰消除；
NOMA：Non-Orthogonal Multiple Access，非正交多址；
MAI：Multiple Access Interference，多址干扰；
本发明是在接收端使用SIC进行信息解调的基础上提出了差错修正方法与实现结构以减少SIC带来的误码扩散，提高系统的可靠性与误码性能。
本发明的应用场景：
混合载波系统中，应用在对加权分数傅里叶变换域扩频信号使用串行干扰消除方法进行信号解调的场景。
Claims (3)
1.加权分数傅里叶变换域扩频信号串行干扰消除差错修正方法，其特征是：
在发送端：首先将N个基带映射信号分为一组[b1,b2,…bN]，使用同一时频资源进行传输；N为正整数；
将基带映射信号视为α阶加权分数傅立叶变换域上的数据，对第k个基带映射信号采用长度为M的序列ck进行序列扩展/扩频处理；
其中ck表示扩频码，k表示要发送的基带映射信号序号，k∈[1,N]；M为整数；α为实数；
N个经过扩展后的长度为M的离散数据符号经过-α阶加权分数傅立叶变换后得到时域信号；
然后对变换后的数据进行加循环前缀、D/A转换处理后发出；
在接收端，获取该N个扩展信号到达接收端时的功率大小，并且根据功率降序对其进行依次解调；
对叠加的N个扩展后的数据符号进行接收，经A/D转换、去循环前缀处理后，得到接收信号序列ri，序列长度为M；其中：i是将要解调出的基带映射信号序号，i∈[1,N]；i的初始值为1；
对接收信号序列ri进行串行干扰消除差错修正的方法，由以下步骤实现：
步骤一、对接收信号序列ri根据公式：
Ei-1＝||ri||2
获得符号能量积累结果Ei-1，并将该符号能量积累结果Ei-1存入符号能量判决模块；
步骤二、对接收信号序列ri进行匹配滤波和解星座映射判决，获得第i个基带映射信号判决结果
步骤三、对步骤二获得的判决结果进行信号重构，获得重构信号rei；
步骤四、将接收端经过延迟后收到的信号序列ri与步骤三获得的重构信号rei相减，得到信号序列ri+1，并根据公式：
Ei＝||ri+1||2
获得符号能量积累结果Ei，并将该符号能量积累结果Ei存入符号能量判决模块；
步骤五、在符号能量判决模块中对Ei-1和Ei进行比较，如果Ei-1≥Ei，则执行步骤七；如果Ei-1<Ei，则执行步骤六；
步骤六、对步骤二中解星座映射判决得到的进行取反，作为新的值，并返回执行步骤三；
步骤七、判断i的值是否小于N，如果判断结果为是，则令i加1，并返回执行步骤二；如果判断结果为否，则结束。
2.根据权利要求1所述的加权分数傅里叶变换域扩频信号串行干扰消除差错修正方法，其特征在于步骤二中，对接收信号序列ri进行匹配滤波是采用匹配滤波模块实现的；所述匹配滤波模块是由α阶加权分数傅里叶变换WFRFT和长度为M的解序列扩展模块组合而成的。
3.根据权利要求2所述的加权分数傅里叶变换域扩频信号串行干扰消除差错修正方法，其特征在于步骤三中，对步骤二获得的判决结果进行信号重构是采用再生重构模块实现的，所述再生重构模块是由长度为M的序列扩展模块和-α阶WFRFT组合而成的。
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| 加权分数傅里叶变换在采样重构中的应用;史军等;《通信学报》;20100425;第31卷(第4期);第88-93页 * |
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