CN107196693B - 通信数据的交互系统、通信系统、控制方法及存储介质 - Google Patents

通信数据的交互系统、通信系统、控制方法及存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种通信数据的交互系统、通信系统、控制方法及存储介质，交互系统包括：第一无线通信设备，用于利用预存统计谱域调制方式将隐式通信数据调制在业务通信数据上，以形成调制后的通信数据；第二无线通信设备，用于接收调制后的通信数据，利用与预存统计谱域调制方式对应的预存统计谱域解调方式对调制后的通信数据进行解调，以从调制后的通信数据中检测出隐式通信数据；其中，第一无线通信设备的频域属性不同于第二无线通信设备的频域属性；频域属性包括帧结构、信令格式及协议架构。本发明在不必解调属于另一系统发射机的频域数据流的前提下，识别发射机通过循环平稳特征携带的谱域数据流，从而实现异系统间的信息交互，改善全网的性能。

Description

通信数据的交互系统、通信系统、控制方法及存储介质
技术领域
本发明属于无线通信技术领域，涉及一种交互系统，特别是涉及一种通信数据的交互系统、通信系统、控制方法及存储介质。
背景技术
随着无线通信技术的发展，由不同标准化组织(例如3GPP、IEEE等)推进的无线通信协议都在持续不断地演进。未来的无线网络将由多种不同的无线通信系统组成。但由于不同无线通信系统的演进是相互独立的，它们使用的帧结构、信令格式和协议架构等都存在较大的差异，属于某一系统的设备难以识别属于另一系统的设备发射的信号。在异构无线网络中，不同的无线通信系统可能会共享相同的系统资源，因此属于不同系统的设备之间无法进行有效的信息交互将不利于全网的性能提升。例如，使用非授权频谱的LTE(LTEAdvanced in Unlicensed Spectrums，简称LTE-U)设备和WiFi设备将会共享非授权频谱，如果LTE-U设备和WiFi设备无法进行传输参数协调，那么两者在接入信道时的冲突概率会显著增加，双方的数据吞吐量都会有较大的损失。另一个例子是在车联网中，基于蜂窝系统的车载网络和基于IEEE 802.11p的车载网络是两大主流车载系统。当公共道路发生车祸时，如果使用蜂窝系统的车辆和使用IEEE 802.11p的车辆能够及时交互车祸信息，优化路线选择，那么将极大地缓解道路的拥塞情况。
因此，如何提供一种通信数据的交互系统、通信系统、控制方法及存储介质，以解决现有技术中无法实现异构无线通信系统间的信息交互等缺陷，实以成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种通信数据的交互系统、通信系统、控制方法及存储介质，用于解决现有技术中无法实现异构无线通信系统间的信息交互的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明一方面提供一种通信数据的交互系统，所述通信数据的交互系统包括：第一无线通信设备，用于利用预存统计谱域调制方式将隐式通信数据调制在业务通信数据上，以形成调制后的通信数据；第二无线通信设备，用于接收所述调制后的通信数据，利用与所述预存统计谱域调制方式对应的预存统计谱域解调方式，对所述调制后的通信数据进行解调，以从所述调制后的通信数据中检测出所述隐式通信数据；其中，所述第一无线通信设备的频域属性不同于所述第二无线通信设备的频域属性；所述频域属性包括帧结构、信令格式及协议架构。
于本发明的一实施例中的，所述预存统计谱域调制方式包括循环延时分集调制技术，或子载波映射调制技术。
于本发明的一实施例中的，所述预存统计谱域解调方式包括与所述循环延时分集调制技术对应的循环延时分集解调技术，或与所述子载波映射调制技术对应的子载波映射解调技术。
于本发明的一实施例中的，所述第一无线通信设备包括发射机及至少两根发射天线；其中发射机在一根发射天线上发射所述业务通信数据，所述发射机用于利用预存统计谱域调制方式将隐式通信数据调制在业务通信数据上，予以通过其余发射天线发射调制后的通信数据。
于本发明的一实施例中的，若所述预存统计谱域调制方式采用循环延时分集调制技术，则所述发射机将所述隐式通信数据调制成动态循环移位矢量，使所述业务通信数据按照所述动态循环移位矢量进行周期性动态移位，形成调制后的通信数据，并将调制后的通信数据发射至所述第二无线通信设备。
于本发明的一实施例中的，所述第二无线通信设备包括用于接收所述调制后的通信数据的接收机；若所述预存统计谱域解调方式为与所述循环延时分集调制技术对应的循环延时分集解调技术时，则所述接收机接收所述调制后的通信数据，对调制后的通信数据进行循环自相关函数估计值，和循环自相关函数理论值进行计算；根据所述计算的循环自相关函数估计值和循环自相关函数理论值，计算所述隐式通信数据的特征变量；从所述隐式通信数据的特征变量中判决出循环移位判决值；根据检测出的业务通信数据和所述循环移位判决值解映射出所述隐式通信数据。
于本发明的一实施例中的，所述循环自相关函数理论值为在特定条件下的理论值；所述特定条件为循环自相关函数理论值中的循环延时变量等于给定的循环延时矢量。
本发明另一方面提供一种通信系统，所述通信系统包括：谱域调制模块，用于利用预存统计谱域调制方式将隐式通信数据调制在业务通信数据上，以形成调制后的通信数据。
于本发明的一实施例中的，所述通信系统还包括与所述谱域调制模块连接的频域调制模块，所述频域调制模块用于利用预存正交频分复用调制方式调制并发射所述业务通信数据。
于本发明的一实施例中的，所述预存统计谱域调制方式包括循环延时分集调制技术，或子载波映射调制技术；若所述预存统计谱域调制方式采用循环延时分集调制技术，则所述谱域调模块将所述隐式通信数据调制成动态循环移位矢量，所述业务通信数据所述动态循环移位矢量按照所述动态循环移位矢量进行周期性动态移位，形成调制后的通信数据，将调制后的通信数据发射至另一通信系统。
本发明另一方面还提供一种通信系统，所述通信系统包括：谱域解调模块，用于利用与预存统计谱域调制方式对应的预存统计谱域解调方式对所述调制后的通信数据进行解调，以从所述调制后的通信数据中检测出所述隐式通信数据。
于本发明的一实施例中的，所述通信系统还包括与所述谱域解调模块连接的频域解调模块，用于对所述调制后的通信数据进行正交频分复用解调，以检测出所述业务通信数据。
于本发明的一实施例中的，所述预存统计谱域解调方式包括与所述循环延时分集调制技术对应的循环延时分集解调技术，或与所述子载波映射调制技术对应的子载波映射解调技术；若所述预存统计谱域解调方式为与所述循环延时分集调制技术对应的循环延时分集解调技术时，则所述谱域解调模块接收所述调制后的通信数据，对调制后的通信数据进行循环自相关函数估计值，和循环自相关函数理论值进行计算；根据所述计算的循环自相关函数估计值和循环自相关函数理论值，计算所述隐式通信数据的特征变量；从所述隐式通信数据的特征变量中判决出循环移位判决值；根据检测出的业务通信数据和所述循环移位判决值解映射出所述隐式通信数据。
本发明又一方面提供一种基于所述的通信系统的控制方法，所述控制方法包括：利用预存统计谱域调制方式将隐式通信数据调制在业务通信数据上，以形成调制后的通信数据。
本发明又一方面还提供一种基于所述的通信系统的控制方法，所述控制方法包括：利用与预存统计谱域调制方式对应的预存统计谱域解调方式对所述调制后的通信数据进行解调，以从所述调制后的通信数据中检测出所述隐式通信数据。
本发明最后一方面提供一种存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现所述的控制方法。
如上所述，本发明所述的通信数据的交互系统、通信系统、控制方法及存储介质通过运用统计谱域传输技术，使得属于一无线通信系统的接收机可以在不必解调属于另一系统发射机的频域数据流的前提下，识别该发射机通过循环平稳特征携带的谱域数据流，从而实现了异系统间的信息交互，改善全网的性能。其有益效果在于：
第一，由于不同无线通信系统在频域上的帧结构、信令格式等存在差异，异系统间难以识别对方的频域信号，因此本发明提出第一无线通信装置的发射机采用统计谱域传输技术将需要发送给第二系统的数据(即第二数据流)调制在频域的第一数据流上发送，第二无线通信装置的接收机利用统计谱域检测技术解调出第一无线通信装置发射机发送的第二数据流，在不改变频域帧结构、信令格式的前提下，实现了异系统间的信息交互。
第二，第一无线通信装置的发射机采用统计谱域传输技术将第二数据流调制在频域的第一数据流上发送，即利用第一数据流的循环平稳特征携带第二数据流，因此第二数据流的传输不会占用额外的带宽，也不会影响频域上的第一数据流的传输。
附图说明
图1显示为本发明的通信数据的交互系统于一实施例中的原理结构示意图。
图2显示为本发明中一通信系统与另一通信系统数据交互示意图。
图3A显示为本发明的基于通信系统的控制方法于一实施例中的流程示意图。
图3B显示为本发明的基于通信系统的控制方法于另一实施例中的流程示意图。
元件标号说明
1 通信数据的交互系统
11 第一无线通信设备
12 第二无线通信设备
111 发射机
112 发射天线
121 接收机
21， 通信系统
22
211 谱域调制模块
212 频域调制模块
221 谱域解调模块
222 频域解调模块
S31～S32 步骤
S31’～S32’ 步骤
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
本发明提出了所述的通信数据的交互系统、通信系统、控制方法及存储介质通过运用统计谱域传输技术，将需要在异系统间交互的信息映射到频域信号的循环平稳特征上，形成一条异系统兼容的统计谱域传输信道。该方法使得属于某一无线通信系统的接收机能够识别出属于另一无线通信系统发射机利用循环平稳特征携带的谱域数据流，而无需解调该发射机的频域数据流，在不改变频域帧结构、信令格式的前提下，实现了异系统间的信息交互。
统计谱域传输技术中的循环延时分集(Cyclic Delay Diversity，CDD)作为一项性能优越、标准兼容性好的多天线分集技术，已被收录于LTE与LTE-A的标准之中。统计谱域传输技术能够在频域常规的正交频分复用(orthogonal frequency divisionmultiplexing，OFDM)数据流之上，额外开辟一条独立的统计谱域传输信道。它通过动态地改变OFDM信号的循环延时量，隐性地将统计谱域信息嵌入常规OFDM数据流之中。具体而言，统计谱域传输技术是将数据送到循环延时调制模块中，将信息比特映射成一个个循环延时矢量；发射模块根据这一循环延时矢量，对每L个OFDM符号进行循环延时操作，这里每L个OFDM符号组成了一个统计谱域单元观测长度。因此在每个观测单元长度之内，信号的循环平稳特征即携带了统计谱域信息。
实施例一
本实施例提供一种通信数据的交互系统，所述通信数据的交互系统包括：
第一无线通信设备，用于利用预存统计谱域调制方式将隐式通信数据调制在业务通信数据上，以形成调制后的通信数据；
第二无线通信设备，用于接收所述调制后的通信数据，利用与所述预存统计谱域调制方式对应的预存统计谱域解调方式对所述调制后的通信数据进行解调，以从所述调制后的通信数据中检测出所述业务通信数据和所述隐式通信数据；
其中，所述第一无线通信设备的频域属性不同于所述第二无线通信设备的频域属性；所述频域属性包括帧结构、信令格式及协议架构。
以下将结合图示对本实施例所提供的通信数据的交互系统进行详细描述。请参阅图1和图2，显示为通信数据的交互系统于一实施例中的原理结构示意图。如图1所示，所述通信数据的交互系统1包括第一无线通信设备11和第二无线通信设备12。在本实施例中，所述第一无线通信设备11为LTE-U设备，所述第二无线通信设备12为WIFI设备，LTE-U设备和WIFI设备工作在相同的频段上。所述LTE-U设备在频域属性上与所述WIFI设备不同；所述频域属性包括帧结构、信令格式及协议架构等。
所述第一无线通信设备11包括发射机111及至少两根发射天线112；其中发射机111在一根发射天线112上发射所述业务通信数据，所述发射机用于利用预存统计谱域调制方式将隐式通信数据调制在业务通信数据上，予以通过其余发射天线发射调制后的通信数据。其中，所述预存统计谱域调制方式包括循环延时分集(cyclic delay diversity，CDD)调制技术，或子载波映射调制技术。
若所述预存统计谱域调制方式采用循环延时分集调制技术，则所述发射机将所述隐式通信数据调制成动态循环移位矢量(ΔnT∈{Δ(1),...,Δ(m),...}，m是统计谱域单元序号，nT为第nT根发射天线)，所述业务通信数据所述动态循环移位矢量按照所述动态循环移位矢量进行周期性动态移位，形成调制后的通信数据
Figure BDA0001293414170000061
(动态循环移位后的OFDM信号)，并将调制后的通信数据
Figure BDA0001293414170000062
通过其余发射天线112发射至所述第二无线通信设备12。
具体地，LTE-U设备包括至少两根发射天线，即第一发射天线，第二发射天线，第nT发射天线。发射机利用预存正交频分复用方式调制所述业务通信数据s1(n)＝a(n)(其中n是时域采样序号)，并通过第一发射天线发射。所述预存正交频分复用方式为对所输入的业务通信数据进行正交频分复用(OFDM)信道编码，再对编码后的业务通信数据进行正交振幅调制(QAM调制)，最后生成调制后的通信数据，即OFDM信号。所述循环延时分集调制技术为将所述隐式通信数据a(n)调制成动态循环移位矢量Δ＝63，所述业务通信数据所述动态循环移位矢量按照所述动态循环移位矢量进行周期性动态移位，形成调制后的通信数据
Figure BDA0001293414170000063
(动态循环移位后的OFDM信号)，并将调制后的通信数据
Figure BDA0001293414170000064
通过第二发射天线112发射至所WIFI设备。
所述预存统计谱域调制方式采用子载波映射调制技术，此处不再赘述。
第二无线通信设备12用于通过接收机121接收所述调制后的通信数据，利用与所述预存统计谱域调制方式对应的预存统计谱域解调方式对所述调制后的通信数据进行解调，以从所述调制后的通信数据中检测出所述隐式通信数据。调制后的通信数据r(n)＝hs(n)+v(n)，其中，
Figure BDA0001293414170000071
是第一无线通信设备11的nT根发射天线与第二无线通信设备12的接收机的接收天线之间的信道状态，
Figure BDA0001293414170000072
v(n)表示加性高斯白噪声。在本实施例中，所述预存统计谱域解调方式包括与所述循环延时分集调制技术对应的循环延时分集解调技术，或与所述子载波映射调制技术对应的子载波映射解调技术。其中，若所述预存统计谱域解调方式为与所述循环延时分集调制技术对应的循环延时分集解调技术时，则所述接收机接收所述调制后的通信数据，对调制后的通信数据进行循环自相关函数估计值，和循环自相关函数理论值进行计算；根据所述计算的循环自相关函数估计值和循环自相关函数理论值，计算所述隐式通信数据的特征变量；从所述隐式通信数据的特征变量中判决出循环移位判决值；根据检测出的业务通信数据和所述循环移位判决值解映射出所述隐式通信数据。
具体地，所述第二无线通信设备12为WIFI设备，LTE-U设备包括两根发射天线，那么h＝[h1,h2]是两根发射天线与接收天线之间的信道状态，s(n)＝[s1(n),s2(n)]T，v(n)表示加性高斯白噪声。
若所述预存统计谱域解调方式为与所述循环延时分集调制技术对应的循环延时分集解调技术时，所述预存统计谱域解调方式包括：
(1)，对调制后的通信数据进行循环自相关函数估计值，和循环自相关函数理论值进行计算。其中，所述调制后的通信数据r(n)＝hs(n)+v(n)的循环自相关函数估计值的计算公式为：
Figure BDA0001293414170000073
其中，L表示观察窗长度，τ表示循环延时变量，
Figure BDA0001293414170000074
M＝子载波数+循环前缀长度，(·)*表示共轭运算。
所述调制后的通信数据r(n)＝hs(n)+v(n)的循环自相关函数理论值的计算公式为：
Figure BDA0001293414170000075
其中，cr(n,τ)为第一中间变量，M＝子载波数+循环前缀长度。所述第一中间变量cr(n,τ)的计算公式为：
cr(n,τ)＝E{r(n)r*(n+τ)}＝hCshH 公式(3)
其中，E{·}表示数学期望，Cs为第二中间变量。
所述第二中间变量Cs存在两种状态：
当τ≠Δ时，Cs(n,τ)＝0；
当τ＝Δ时，第二中间变量Cs(n,τ)的计算公式为：
Figure BDA0001293414170000081
其中，p(n)为窗函数，WΔ为第三中间变量。
Figure BDA0001293414170000082
第三中间变量WΔ的计算公式为：
Figure BDA0001293414170000083
其中，WN为FFT相移因子，即
Figure BDA0001293414170000084
(2)，根据所述计算的循环自相关函数估计值和循环自相关函数理论值，计算所述隐式通信数据的特征变量。所述隐式通信数据的特征变量的计算公式为：
Figure BDA0001293414170000085
其中，所述循环自相关函数理论值为在特定条件下的理论值；所述特定条件为循环自相关函数理论值中的循环延时变量等于给定的循环延时矢量，即循环自相关函数理论值
Figure BDA0001293414170000086
在Δ＝τ下的理论值。
(3)，从所述隐式通信数据的特征变量中判决出循环移位判决值。所述循环移位判决值的计算公式如下：
Figure BDA0001293414170000087
其中，
Figure BDA0001293414170000088
表示Γ(i)达到最小值时i的取值。
(4)，根据检测出的业务通信数据a(n)和所述循环移位判决值i解映射出所述隐式通信数据。
所述预存统计谱域解调方式为采用子载波映射解调技术，此处不再赘述。
所述第二无线通信设备12同时还用于对调制后的通信数据r(n)＝hs(n)+v(n)进行OFDM信号接收，对所接收的通信数据r(n)＝hs(n)+v(n)进行QAM解调，并对解调后的通信数据进行OFDM信道解码，以检测出所述业务通信数据。
本实施例所述的通信数据的交互系统通过运用统计谱域传输技术，使得属于一无线通信系统的接收机可以在不必解调属于另一系统发射机的频域数据流的前提下，识别该发射机通过循环平稳特征携带的谱域数据流，从而实现了异系统间的信息交互，改善全网的性能。其有益效果在于：
第一，由于不同无线通信系统在频域上的帧结构、信令格式等存在差异，异系统间难以识别对方的频域信号，因此本发明提出第一无线通信装置的发射机采用统计谱域传输技术将需要发送给第二系统的数据(即第二数据流)调制在频域的第一数据流上发送，第二无线通信装置的接收机利用统计谱域检测技术解调出第一无线通信装置发射机发送的第二数据流，在不改变频域帧结构、信令格式的前提下，实现了异系统间的信息交互。
第二，第一无线通信装置的发射机采用统计谱域传输技术将第二数据流调制在频域的第一数据流上发送，即利用第一数据流的循环平稳特征携带第二数据流，因此第二数据流的传输不会占用额外的带宽，也不会影响频域上的第一数据流的传输。
实施例二
本实施例提供一种通信系统，所述通信系统包括：
谱域调制模块，用于利用预存统计谱域调制方式将隐式通信数据调制在业务通信数据上，以形成调制后的通信数据。
以下将结合图示对本实施例所提供的通信系统进行详细描述。请参阅图2，显示为一通信系统与另一通信系统数据交互示意图。如图2所示，通信系统21与通信系统22继续无线通信。所述通信系统21包括谱域调制模块211和频域调制模块212。
谱域调制模块211用于利用预存统计谱域调制方式将隐式通信数据调制在业务通信数据上，以形成调制后的通信数据。
具体地，所述谱域调制模块211利用预存统计谱域调制方式将隐式通信数据调制在业务通信数据上，予以发射调制后的通信数据。其中，所述预存统计谱域调制方式包括循环延时分集(cyclic delay diversity，CDD)调制技术，或子载波映射调制技术。
若所述预存统计谱域调制方式采用循环延时分集调制技术，则所述谱域调制模块211将所述隐式通信数据调制成动态循环移位矢量(ΔnT∈{Δ(1),...,Δ(m),...}，m是统计谱域单元序号，nT为第nT根发射天线)，所述业务通信数据所述动态循环移位矢量按照所述动态循环移位矢量进行周期性动态移位，形成调制后的通信数据
Figure BDA0001293414170000101
(动态循环移位后的OFDM信号)，并将调制后的通信数据
Figure BDA0001293414170000102
发射至另一通信系统22。
与所述谱域调制模块211连接的所述频域调制模块212用于利用预存正交频分复用调制方式调制并发射所述业务通信数据s1(n)＝a(n)(其中n是时域采样序号)。所述预存正交频分复用方式为对所输入的业务通信数据进行正交频分复用(OFDM)信道编码，再对编码后的业务通信数据进行正交振幅调制(QAM调制)。
第一解调模块，用于利用与预存统计谱域调制方式对应的预存统计谱域解调方式对所述调制后的通信数据进行解调，以从所述调制后的通信数据中检测出所述隐式通信数据；
第二解调模块，用于对所述调制后的通信数据进行解调，以检测出所述业务通信数据。
以下将结合图示对本实施例所提供的通信系统22进行详细说明。继续参阅图2，所述通信系统22包括谱域解调模块221和频域解调模块222。
所述谱域解调模块221用于利用与预存统计谱域调制方式对应的预存统计谱域解调方式对所述调制后的通信数据进行解调，以从所述调制后的通信数据中检测出所述业务通信数据和所述隐式通信数据。
具体地，所述谱域解调模块221接收所述调制后的通信数据，利用与所述预存统计谱域调制方式对应的预存统计谱域解调方式对所述调制后的通信数据进行解调，以从所述调制后的通信数据中检测出所述隐式通信数据。调制后的通信数据r(n)＝hs(n)+v(n)，其中，
Figure BDA0001293414170000103
是第一无线通信设备11的nT根发射天线与第二无线通信设备12的接收机的接收天线之间的信道状态，
Figure BDA0001293414170000104
v(n)表示加性高斯白噪声。在本实施例中，所述预存统计谱域解调方式包括与所述循环延时分集调制技术对应的循环延时分集解调技术，或与所述子载波映射调制技术对应的子载波映射解调技术。其中，若所述预存统计谱域解调方式为与所述循环延时分集调制技术对应的循环延时分集解调技术时，则所述接收机接收所述调制后的通信数据，对调制后的通信数据进行循环自相关函数估计值，和循环自相关函数理论值进行计算；根据所述计算的循环自相关函数估计值和循环自相关函数理论值，计算所述隐式通信数据的特征变量；从所述隐式通信数据的特征变量中判决出循环移位判决值；根据检测出的业务通信数据和所述循环移位判决值解映射出所述隐式通信数据。
若所述预存统计谱域解调方式为与所述循环延时分集调制技术对应的循环延时分集解调技术时，所述谱域解调模块221用于对调制后的通信数据进行循环自相关函数估计值，和循环自相关函数理论值进行计算，根据所述计算的循环自相关函数估计值和循环自相关函数理论值，计算所述隐式通信数据的特征变量；从所述隐式通信数据的特征变量中判决出循环移位判决值；根据检测出的业务通信数据和所述循环移位判决值i解映射出所述隐式通信数据。
其中，所述调制后的通信数据r(n)＝hs(n)+v(n)的循环自相关函数估计值的计算公式为：
Figure BDA0001293414170000111
其中，L表示观察窗长度，τ表示循环延时变量，
Figure BDA0001293414170000112
M＝子载波数+循环前缀长度，(·)*表示共轭运算。
所述调制后的通信数据r(n)＝hs(n)+v(n)的循环自相关函数理论值的计算公式为：
Figure BDA0001293414170000113
其中，cr(n,τ)为第一中间变量，M＝子载波数+循环前缀长度。所述第一中间变量cr(n,τ)的计算公式为：
cr(n,τ)＝E{r(n)r*(n+τ)}＝hCshH
其中，E{·}表示数学期望，Cs为第二中间变量。
所述第二中间变量Cs存在两种状态：
当τ≠Δ时，Cs(n,τ)＝0；
当τ＝Δ时，第二中间变量Cs(n,τ)的计算公式为：
Figure BDA0001293414170000114
其中，p(n)为窗函数，WΔ为第三中间变量。
Figure BDA0001293414170000115
第三中间变量WΔ的计算公式为：
Figure BDA0001293414170000121
其中，WN为FFT相移因子，即
Figure BDA0001293414170000122
所述隐式通信数据的特征变量的计算公式为：
Figure BDA0001293414170000123
其中，所述循环自相关函数理论值为在特定条件下的理论值；所述特定条件为循环自相关函数理论值中的循环延时变量等于给定的循环延时矢量，即循环自相关函数理论值
Figure BDA0001293414170000124
在Δ＝τ下的理论值。
所述循环移位判决值的计算公式如下：
Figure BDA0001293414170000125
其中，
Figure BDA0001293414170000126
表示Γ(i)达到最小值时i的取值。
与所述谱域解调模块221连接的频域解调模块222用于对调制后的通信数据进行OFDM信号接收，对所接收的通信数据r(n)＝hs(n)+v(n)进行QAM解调，并对解调后的通信数据进行OFDM信道解码，以检测出所述业务通信数据。
实施例三
本实施例提供一种基于通信系统的控制方法，所述控制方法具体包括以下几个步骤：
利用预存统计谱域调制方式将隐式通信数据调制在业务通信数据上，以形成调制后的通信数据。
以下将结合图示对本实施例所提供的基于实施例二中所述的通信系统21的控制方法。请参阅图3A，显示为基于通信系统的控制方法于一实施例中的流程示意图。如图3A所示，所述基于通信系统21的控制方法具体包括以下几个步骤：
S31，利用预存正交频分复用调制方式调制并发射所述业务通信数据。步骤S31具体包括对所输入的业务通信数据进行正交频分复用(OFDM)信道编码，再对编码后的业务通信数据进行正交振幅调制(QAM调制)，最后生成调制后的通信数据，即OFDM信号。
S32，同时利用预存统计谱域调制方式将隐式通信数据调制在业务通信数据上，以形成调制后的通信数据(动态循环移位后的OFDM信号)。其中，所述预存统计谱域调制方式包括循环延时分集(cyclic delay diversity，CDD)调制技术，或子载波映射调制技术。
若所述预存统计谱域调制方式采用循环延时分集调制技术，步骤S32包括将所述隐式通信数据调制成动态循环移位矢量
Figure BDA0001293414170000131
m是统计谱域单元序号，nT为第nT根发射天线)，所述业务通信数据所述动态循环移位矢量按照所述动态循环移位矢量进行周期性动态移位，形成调制后的通信数据
Figure BDA0001293414170000132
(动态循环移位后的OFDM信号)，并将调制后的通信数据
Figure BDA0001293414170000133
发射至另一通信系统22。
本实施例还提供一种基于通信系统的控制方法，所述控制方法具体包括以下几个步骤：
利用与预存统计谱域调制方式对应的预存统计谱域解调方式对所述调制后的通信数据进行解调，以从所述调制后的通信数据中检测出所述隐式通信数据。
以下将结合图示对本实施例所提供的基于通信系统22的控制方法进行详细说明。请参阅图3B，显示为基于通信系统的控制方法于另一实施例中的流程示意图。如图3B所示，所述基于通信系统22的控制方法具体包括以下几个步骤：
S31’，对所述调制后的通信数据进行解调，以检测出所述业务通信数据。具体地，对调制后的通信数据进行OFDM信号接收，对所接收的通信数据r(n)＝hs(n)+v(n)进行QAM解调，并对解调后的通信数据进行OFDM信道解码，以检测出所述业务通信数据。
S32’，同时利用与预存统计谱域调制方式对应的预存统计谱域解调方式对所述调制后的通信数据进行解调，以从所述调制后的通信数据中检测出所述隐式通信数据。所述预存统计谱域解调方式包括与所述循环延时分集调制技术对应的循环延时分集解调技术，或与所述子载波映射调制技术对应的子载波映射解调技术。其中，若所述预存统计谱域解调方式为与所述循环延时分集调制技术对应的循环延时分集解调技术时，则所述接收机接收所述调制后的通信数据，对调制后的通信数据进行循环自相关函数估计值，和循环自相关函数理论值进行计算；根据所述计算的循环自相关函数估计值和循环自相关函数理论值，计算所述隐式通信数据的特征变量；从所述隐式通信数据的特征变量中判决出循环移位判决值；根据检测出的业务通信数据和所述循环移位判决值解映射出所述隐式通信数据。
实施例四
本实施例提供一种存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现权利要求实施例三所述的控制方法。
所述存储介质本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过计算机程序相关的硬件来完成。前述的计算机程序可以存储于一计算机可读存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
综上所述，本发明所述的通信数据的交互系统、通信系统、控制方法及存储介质通过运用统计谱域传输技术，使得属于一无线通信系统的接收机可以在不必解调属于另一系统发射机的频域数据流的前提下，识别该发射机通过循环平稳特征携带的谱域数据流，从而实现了异系统间的信息交互，改善全网的性能。其有益效果在于：
第一，由于不同无线通信系统在频域上的帧结构、信令格式等存在差异，异系统间难以识别对方的频域信号，因此本发明提出第一无线通信装置的发射机采用统计谱域传输技术将需要发送给第二系统的数据(即第二数据流)调制在频域的第一数据流上发送，第二无线通信装置的接收机利用统计谱域检测技术解调出第一无线通信装置发射机发送的第二数据流，在不改变频域帧结构、信令格式的前提下，实现了异系统间的信息交互。
第二，第一无线通信装置的发射机采用统计谱域传输技术将第二数据流调制在频域的第一数据流上发送，即利用第一数据流的循环平稳特征携带第二数据流，因此第二数据流的传输不会占用额外的带宽，也不会影响频域上的第一数据流的传输。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (13)

1.一种通信数据的交互系统，其特征在于，所述通信数据的交互系统包括：
第一无线通信设备，用于利用预存统计谱域调制方式将隐式通信数据调制在业务通信数据上，以形成调制后的通信数据；其中，所述业务通信数据的循环平稳特征携带所述隐式通信数据；
第二无线通信设备，用于通过接收机接收所述调制后的通信数据，利用与所述预存统计谱域调制方式对应的预存统计谱域解调方式，对所述调制后的通信数据进行解调，以从所述调制后的通信数据中检测出所述隐式通信数据；所述预存统计谱域解调方式包括与循环延时分集调制技术对应的循环延时分集解调技术，或与子载波映射调制技术对应的子载波映射解调技术；其中，若所述预存统计谱域解调方式为与所述循环延时分集调制技术对应的循环延时分集解调技术时，则所述接收机接收所述调制后的通信数据，对调制后的通信数据进行循环自相关函数估计值，和循环自相关函数理论值进行计算；根据所述计算的循环自相关函数估计值和循环自相关函数理论值，计算所述隐式通信数据的特征变量；从所述隐式通信数据的特征变量中判决出循环移位判决值；根据检测出的业务通信数据和所述循环移位判决值解映射出所述隐式通信数据；
其中，所述第一无线通信设备的频域属性不同于所述第二无线通信设备的频域属性；所述频域属性包括帧结构、信令格式及协议架构。
2.根据权利要求1所述的通信数据的交互系统，其特征在于：所述第一无线通信设备包括发射机及至少两根发射天线；其中发射机在一根发射天线上发射所述业务通信数据，所述发射机用于利用预存统计谱域调制方式将隐式通信数据调制在业务通信数据上，予以通过其余发射天线发射调制后的通信数据。
3.根据权利要求2所述的通信数据的交互系统，其特征在于：若所述预存统计谱域调制方式采用循环延时分集调制技术，则所述发射机将所述隐式通信数据调制成动态循环移位矢量，使所述业务通信数据按照所述动态循环移位矢量进行周期性动态移位，形成调制后的通信数据，并将调制后的通信数据发射至所述第二无线通信设备。
4.根据权利要求1所述的通信数据的交互系统，其特征在于：所述循环自相关函数理论值为在特定条件下的理论值；所述特定条件为循环自相关函数理论值中的循环延时变量等于给定的循环延时矢量。
5.一种通信系统，其特征在于，所述通信系统包括：
谱域调制模块，用于利用预存统计谱域调制方式将隐式通信数据调制在业务通信数据上，以形成调制后的通信数据；其中，所述业务通信数据的循环平稳特征携带所述隐式通信数据。
6.根据权利要求5所述的通信系统，其特征在于：所述通信系统还包括与所述谱域调制模块连接的频域调制模块，所述频域调制模块用于利用预存正交频分复用调制方式调制并发射所述业务通信数据。
7.根据权利要求5所述的通信系统，其特征在于：所述预存统计谱域调制方式包括循环延时分集调制技术，或子载波映射调制技术；若所述预存统计谱域调制方式采用循环延时分集调制技术，则所述谱域调模块将所述隐式通信数据调制成动态循环移位矢量，使所述业务通信数据所述动态循环移位矢量按照所述动态循环移位矢量进行周期性动态移位，形成调制后的通信数据，将调制后的通信数据发射至另一通信系统。
8.一种通信系统，其特征在于，所述通信系统包括：
谱域解调模块，用于利用与预存统计谱域调制方式对应的预存统计谱域解调方式对所述调制后的通信数据进行解调，以从所述调制后的通信数据中检测出隐式通信数据；其中，所述预存统计谱域解调方式包括与循环延时分集调制技术对应的循环延时分集解调技术，或与子载波映射调制技术对应的子载波映射解调技术；其中，若所述预存统计谱域解调方式为与所述循环延时分集调制技术对应的循环延时分集解调技术时，则通过接收机接收所述调制后的通信数据，对调制后的通信数据进行循环自相关函数估计值，和循环自相关函数理论值进行计算；根据所述计算的循环自相关函数估计值和循环自相关函数理论值，计算所述隐式通信数据的特征变量；从所述隐式通信数据的特征变量中判决出循环移位判决值；根据检测出的业务通信数据和所述循环移位判决值解映射出所述隐式通信数据。
9.根据权利要求8所述的通信系统，其特征在于：所述通信系统还包括与所述谱域解调模块连接的频域解调模块，用于对所述调制后的通信数据进行正交频分复用解调，以检测出所述业务通信数据。
10.根据权利要求8所述的通信系统，其特征在于：所述预存统计谱域解调方式包括与所述循环延时分集调制技术对应的循环延时分集解调技术，或与所述子载波映射调制技术对应的子载波映射解调技术；若所述预存统计谱域解调方式为与所述循环延时分集调制技术对应的循环延时分集解调技术时，则所述谱域解调模块接收所述调制后的通信数据，对调制后的通信数据进行循环自相关函数估计值，和循环自相关函数理论值进行计算；根据所述计算的循环自相关函数估计值和循环自相关函数理论值，计算所述隐式通信数据的特征变量；从所述隐式通信数据的特征变量中判决出循环移位判决值；根据检测出的业务通信数据和所述循环移位判决值解映射出所述隐式通信数据。
11.一种基于权利要求5-7中任一项所述的通信系统的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：
利用预存统计谱域调制方式将隐式通信数据调制在业务通信数据上，以形成调制后的通信数据；其中，所述业务通信数据的循环平稳特征携带所述隐式通信数据。
12.一种基于权利要求8-10中任一项所述的通信系统的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：
利用与预存统计谱域调制方式对应的预存统计谱域解调方式对所述调制后的通信数据进行解调，以从所述调制后的通信数据中检测出隐式通信数据；所述预存统计谱域解调方式包括与循环延时分集调制技术对应的循环延时分集解调技术，或与子载波映射调制技术对应的子载波映射解调技术；其中，若所述预存统计谱域解调方式为与所述循环延时分集调制技术对应的循环延时分集解调技术时，则通过接收机接收所述调制后的通信数据，对调制后的通信数据进行循环自相关函数估计值，和循环自相关函数理论值进行计算；根据所述计算的循环自相关函数估计值和循环自相关函数理论值，计算所述隐式通信数据的特征变量；从所述隐式通信数据的特征变量中判决出循环移位判决值；根据检测出的业务通信数据和所述循环移位判决值解映射出所述隐式通信数据。
13.一种存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现权利要求11或12所述的控制方法。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101944988A (zh) * 2009-07-08 2011-01-12 上海无线通信研究中心 谱域信道复用传输系统的发射接收装置及方法
CN103428124A (zh) * 2013-07-24 2013-12-04 中国人民解放军总参谋部第五十七研究所 一种基于双向时域波形混叠的高安全通信技术
CN104380826A (zh) * 2012-06-07 2015-02-25 夏普株式会社 通信系统、移动台装置、基站装置、通信方法以及集成电路
CN104468057A (zh) * 2007-01-26 2015-03-25 高通股份有限公司 基于下行链路虚拟资源块来映射上行链路确认传输

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104468057A (zh) * 2007-01-26 2015-03-25 高通股份有限公司 基于下行链路虚拟资源块来映射上行链路确认传输
CN101944988A (zh) * 2009-07-08 2011-01-12 上海无线通信研究中心 谱域信道复用传输系统的发射接收装置及方法
CN104380826A (zh) * 2012-06-07 2015-02-25 夏普株式会社 通信系统、移动台装置、基站装置、通信方法以及集成电路
CN103428124A (zh) * 2013-07-24 2013-12-04 中国人民解放军总参谋部第五十七研究所 一种基于双向时域波形混叠的高安全通信技术

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
OFDM 动态频谱接入网络中基于跳频子载波的循环平稳签名;钟国辉等;《系统工程与电子技术》;20140831;第36卷(第8期);正文第1638-1641页 *

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