CN114338296A - 信道估计和解调方法、装置及介质、接收设备、发送设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种线性调频多用户通信系统的信道估计和解调方法、装置以及存储介质、接收设备、发送设备。其中，线性调频多用户通信系统的信道估计和解调方法包括以下步骤：接收目标用户发送的线性増频调制信号、导频符号和数据符号，其中，不同的用户对应不同的导频符号和/或数据符号；分别对线性増频调制信号、导频符号和数据符号进行分数傅里叶变换，得到相应的第一信号、第二信号和第三信号；根据第一信号、第二信号和第三信号，进行信道估计和解调。该方法，可以降低不同用户之间的相互干扰。

Description

信道估计和解调方法、装置及介质、接收设备、发送设备

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种线性调频多用户通信系统的信道估计和解调方法、装置以及存储介质、接收设备、发送设备。

背景技术

Chirp扩频由于其强抗干扰性、低耗、抗多径效应等能力，在雷达探测、水声通信、激光通信、超宽带通信和LORA(Long Range Radio，远距离无线电)通信中得到了大量的应用。结合不同数字调制方式的Chirp信号展现了更好的通信性能，Chirp信号的调制基本上是两种方式：BOK(Binary Orthogonal Keying，二进制正交键控)和DM(DirectModulation，直接调制)，其中，DM是在其他方式调制如DPSK(Differential Phase ShiftKeying，差分相移键控)、DQPSK(Differential Quadrature Reference Phase ShiftKeying，四相相对相移键控)、BPSK(Binary Phase Shift Keying，二进制相移键控)等后的信号上乘以一个Chirp信号，以达到扩频的目的。Chirp信号类似于DSSS(Direct SequenceSpread Spectrum，直接序列扩频)的PN(Pseudorandom Noise，伪噪声)序列，这种调制方式结构简单，易于实现，而且整个系统可以只用一种Chirp信号，接收处理也方便。

然而，相关技术中在多用户场景下，主要是根据初始频率来区分不同的用户，而在突发的通信系统中，不一定能保证发送端是同步的，根据初始频率区分多用户的方法会存在多用户间干扰比较大且无法消除的情况

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的第一个目的在于提出一种线性调频多用户通信系统的信道估计和解调方法，以降低不同用户之间的相互干扰。

本发明的第二个目的在于提出一种计算机可读存储介质。

本发明的第三个目的在于提出一种接收设备。

本发明的第四个目的在于提出一种线性调频多用户通信系统的信道估计和解调装置。

本发明的第五个目的在于提出一种发送设备。

为达到上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种线性调频多用户通信系统的信道估计和解调方法，包括以下步骤：接收目标用户发送的线性増频调制信号、导频符号和数据符号，其中，不同的用户对应不同的导频符号和/或数据符号；分别对所述线性増频调制信号、所述导频符号和所述数据符号进行分数傅里叶变换，得到相应的第一信号、第二信号和第三信号；根据所述第一信号、所述第二信号和所述第三信号，进行信道估计和解调。

为达到上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现上述的线性调频多用户通信系统的信道估计和解调方法。

为达到上述目的，本发明第三方面实施例提出了一种接收设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上的计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现上述的线性调频多用户通信系统的信道估计和解调方法。

为达到上述目的，本发明第四方面实施例提出了一种线性调频多用户通信系统的信道估计和解调装置，包括：接收模块，用于接收目标用户发送的线性増频调制信号、导频符号和数据符号，其中，不同的用户对应不同的导频符号和/或数据符号；变换模块，用于分别对所述线性増频调制信号、所述导频符号和所述数据符合进行分数傅里叶变换，得到相应的第一信号、第二信号和第三信号；信道估计和解调模块，用于根据所述第一信号、所述第二信号和所述第三信号，进行信道估计和解调。

为达到上述目的，本发明第五方面实施例提出了一种发送设备，包括：确定单元，用于确定第一序列和/或第二序列，其中，不同的发送设备对应不同的第一序列和第二序列，所述第一序列为Walsh序列或伪随机序列，所述第二序列为随机相位序列；发送单元，用于向目标接收设备发送线性増频调制信号、导频符号和数据符号，以使目标接收设备采用上述的线性调频多用户通信系统的信道估计和解调方法，对接收到的通信信号进行信道估计和解调，其中，所述导频符号使用调制后的第一序列进行发送，和/或，所述数据符号乘以所述第二序列进行发送。

本发明实施例的线性调频多用户通信系统的信道估计和解调方法、装置以及存储介质、接收设备、发送设备，设置不同用户(即发送设备)对应不同的导频符号和/或数据符号，进而在接收到目标用户发送的信号后，对该信号中的线性増频调制信号、导频符号和数据符号分别进行离散傅里叶变换，进而根据变换结果进行信道估计和解调，从而实现对不同的用户进行区分，降低不同用户之间的相互干扰。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1是本发明一个实施例的线性调频多用户通信系统的信道估计和解调方法的流程图；

图2是本发明另一个实施例的线性调频多用户通信系统的信道估计和解调方法的流程图；

图3是本发明一个示例的线性调频多用户通信系统的信道估计和解调方法的示意图；

图4是本发明另一个示例的线性调频多用户通信系统的信道估计和解调方法的示意图；

图5是本发明一个示例的线性调频多用户通信系统的信道估计和解调方法的流程图；

图6是本发明又一个示例的线性调频多用户通信系统的信道估计和解调方法的示意图；

图7是本发明一个示例的线性调频多用户通信系统的信道估计和解调方法的结果示意图；

图8是本发明实施例的线性调频多用户通信系统的信道估计和解调装置的结构框图；

图9是本发明实施例的发送设备的结构框图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考附图1-9描述本发明实施例的线性调频多用户通信系统的信道估计和解调方法、装置以及存储介质、接收设备、发送设备。

图1是本发明一个实施例的线性调频多用户通信系统的信道估计和解调方法的流程图。

如图1所示，本发明实施例的线性调频多用户通信系统的信道估计和解调方法包括：

S11，接收目标用户发送的线性増频调制信号、导频符号和数据符号，其中，不同的用户对应不同的导频符号和/或数据符号。

具体地，假设信道带宽为B，并假设该目标用户为第m个用户，则该目标用户所使用的带宽可以表示为ε_mB，且该ε_m<1，进而该目标用户的chirp率为：

其中，SF为chirp的扩频因子，取值范围为3～12。不同的用户的chirp率的瞬时频率不同，不同的用户使用不同的斜率，作为一个示例，如图3所示。

由此，可以实现不同的用户对应不同的chirp率，从而使得接收端可以根据chirp率识别用户。

同时，由于在信道上发送的信号为

A_m为传输信号时所使用的PSK调制值，例如，若使用BPSK调制，则该A_m为-1或1。因而，上述目标用户发送的信号可以表示为：

对于该信号，up chirp基本信号(线性増频调制信号)为

若对于导频符号使用BPSK调制，则导频符号对应的A_m为-1或1。

由此，可以实现用户发送的信号中包括与用户对应的导频符号以及与用户对应的一个或多个数据符号。作为一个示例，参见图4，用户发送的信号包括preamble符号、导频符号和数据符号，其中preamble符号包含多个up chirp符号与多个down chirp符号；每N个发送符号包含1个导频符号与N-1个数据符号，N值可以取4、8、16等，上述导频符号、数据符号均与用户对应。上述导频符号和数据符号中的每个符号内均包括一个chirp率，且每个用户对应的chirp率不同，即不同的用户对应的导频符号、数字符号不同。当然，也可一个符号中包括多个chirp率。

S12，分别对线性増频调制信号、导频符号和数据符号进行分数傅里叶变换，得到相应的第一信号、第二信号和第三信号。

具体地，在接收端接收到目标用户发送的信号后，对其中的up chirp基本信号

进行分数傅里叶变换得到第一信号UpChirpFrFTSignal；对接收到的导频符号中的信号进行分数傅里叶变换得到第二信号RxPilotFrFTSignal；对接收到的数据符号中的信号进行分数傅里叶变换得到第三信号RxDataFrFTSignal。

由此，可以实现对up chirp基本信号、导频符号和数据符号进行处理，同时考虑到接收端的性能，降低接收端的负担，并能提高干扰抑制能力。

S13，根据第一信号、第二信号和第三信号，进行信道估计和解调。

具体地，首先根据第一信号UpChirpFrFTSignal、第二信号RxPilotFrFTSignal和第三信号RxDataFrFTSignal，进行信道估计。

参见图5，在接收端对接收到的信号进行分数傅里叶变换得到相应的第一信号UpChirpFrFTSignal、第二信号RxPilotFrFTSignal和第三信号RxDataFrFTSignal之后，可以首先获取第一信号UpChirpFrFTSignal的共轭，进而将第一信号UpChirpFrFTSignal的共轭和第二信号RxPilotFrFTSignal进行卷积，得到导频符号的第一信道估计值CheEstSingle。

进一步地，根据第一信道估计值CheEstSingle得到导频符号的第一功率谱PowerCheSingle，例如可以通过计算第一信道估计值CheEstSingle的平方得到；分别对第一信道估计值CheEstSingle和第一功率谱PowerCheSingle进行滤波；根据滤波后的功率谱确定导频符号的有效径；根据有效径从滤波后的信道估计值中，得到相应的第二信道估计值CheEstFng。

其中，上述根据滤波后的功率谱确定导频符号的有效径，可以为根据滤波后的功率谱计算最强径功率和噪声功率；根据最强径功率和噪声功率得到导频符号的有效径。

具体地，可以由用户预先配置第一门限值与第二门限值，且默认第一门限值的取值为0.1，第二门限值的取值为1.5。进而在根据滤波后的功率谱计算得到最强径功率和噪声功率后，计算第一径功率阈值＝第一门限值*最强径功率，并计算第二径功率阈值＝第二门限值*噪声功率，并取第一径功率阈值与第二径功率阈值中的最大值max，从而将功率大于max(第一门限值*最强径功率，第二门限值*噪声功率)的径作为有效径。

可选地，上述根据滤波后的功率谱确定导频符号的有效径，也可为对上述第一功率谱PowerCheSingle进行时延扩展，具体而言：

首先，通过如下公式计算时延扩展均方根Trms：

其中，L为第一预设参数(取值可根据需要标定)，P_l为滤波后的功率谱中第l条径的功率，τ_l为滤波后的功率谱中第l条径的时延。

进一步地，根据Trms得到时延扩展标示TrmsFlag，如果T_rms<TrmsTh1，则TrmsFlag＝0；如果TrmsTh1≤T_rms≤TrmsTh2，则TrmsFlag＝1；如果T_rms>TrmsTh2，则TrmsFlag＝2；其中，TrmsTh1和TrmsTh2分别为第三门限值、第四门限值。且上述第三门限值为1、第四门限值为2仅仅为一个默认的实施例，在实际应用中用户可以自行设置。

在得到TrmsFlag之后，根据TrmsFlag和目标用户的信道带宽得到最大距离MaxPathPos。如果TrmsFlag＝0，则MaxPathPos＝2；如果TrmsFlag＝1，则MaxPathPos＝8；如果TrmsFlag＝2，则MaxPathPos＝16。从而将在最大距离MaxPathPos以内的径作为有效径。

进一步地，在得到有效径后，根据该有效径得到对应的第二信道估计值CheEstFng。由此，可以实现信道估计。

在完成信道估计后，根据第一信号UpChirpFrFTSignal、第二信号RxPilotFrFTSignal和第三信号RxDataFrFTSignal，进行解调。参见图2，该进行解调包括如下步骤：

S21，根据滤波后的功率谱得到最大距离MaxPathPos。

具体地，如若上述根据滤波后的功率谱确定导频符号的有效径的方法为：根据滤波后的功率谱计算最强径功率和噪声功率；根据最强径功率和噪声功率得到导频符号的有效径。则该根据滤波后的功率谱得到最大距离MaxPathPos的方法为：

根据滤波后的功率谱确定首径位置和最远径位置；计算首径位置与最远径位置之间的距离，将该距离作为最大距离MaxPathPos。或者，根据滤波后的功率谱确定最远径位置；计算有效径的位置PathPos与最远径位置之间的距离，将该距离作为最大距离MaxPathPos。

如若上述根据滤波后的功率谱确定导频符号的有效径的方法为对上述第一功率谱PowerCheSingle进行时延扩展，则可直接使用上述确定有效径的过程中得到的最大距离MaxPathPos。

S22，根据第一信号UpChirpFrFTSignal计算功率最大径的第一位置MaxChirpPos。

S23，根据第一位置MaxChirpPos和最大距离MaxPathPos，确定第三信号RxDataFrFTSignal的有用信号位置，并把有用信号位置外的信号置零。

具体地，在确定第三信号RxDataFrFTSignal之后，将在区间[MaxChirpPos-L’,MaxChirpPos+MaxPathPos]内的位置作为有用信号位置，其中，L’为第二预设参数，该L’默认可为1，且可由用户自行配置。进而将第三信号RxDataFrFTSignal中在上述区间之外的位置中的信号置零。

由此，可以实现将干扰信号置零，从而进一步提高了抗干扰能力。

S24，根据有效径的位置PathPos和第一信号UpChirpFrFTSignal得到第四信号UpChirpFrFTSignalDem。

具体地，通过下式得到第四信号UpChirpFrFTSignalDem：

UpChirpFrFTSignalDem(index)＝UpChirpFrFTSignal(mod(index+PathPos(Pathindex),N))，

其中，mod()为求余函数，PathPos(Pathindex)为有效径Pathindex的位置，index＝0～N-1。

S25，将第四信号UpChirpFrFTSignalDem的共轭和置零后的第三信号RxDataFrFTSignal点乘累加，得到每个径对应的接收信号DeSpreadSignal。

S26，分别将每个径的接收信号DeSpreadSignal和第二信道估计值CheEstFng的共轭相乘，累加所有径的共轭相乘值得到解调信号。

进一步地，在得到解码信号后，即可将解码信号送入译码模块。

在本发明的一个实施例中，在发送信号时，还可设置各用户的导频符号均使用调制后的Walsh序列或伪随机序列进行发送，不同的用户对应不同的Walsh序列和伪随机序列；和/或各用户的数据符号上均乘以有随机相位序列，不同的用户对应不同的随机相位序列。即对发送的信号中的导频符号和/或数据符号进行相应的处理，以便后续接收端可以更好地对接收到的信号进行处理。

具体而言，由于在电网系统中或者信号变化比较缓慢的系统中，导频的信道估计使用滤波来降低多用户干扰，所以可以设置各用户的导频发送序列尽量正交以降低同步场景下多用户干扰的影响，且通过使用Walsh序列在后续的信道估计过程中提高信道估计的精度，从而提高抗干扰能力。而且，还可预先产生预设阶的Walsh序列，该序列的阶数可配置例如可以为1024阶，进而每个用户均可选择其中一个序列进行调制，例如可以进行BPSK调制。导频符号使用调制后的序列进行发送。

同时，由于导频符号的信道估计值中还会残留着多用户干扰，在编码速率较低的系统中，接收端在对信号进行解调时，存在解出其他用户的可能性；例如，在BPSK chirp多用户系统中，发送端的导频符号和数据号发送都为+1或-1的数据，在多用户干扰比较大时，存在解出其他用户的概率。因而，为了使该目标用户发送的信号可以与其他用户发送的信号被接收端区分开，在发送信号之前，还需要获取与目标用户对应的相位序列，进而在目标用户发送信号时，将目标用户发送的信号中的数据符号乘以该相位序列。其中，上述相位序列为与用户对应的随机的相位序列，例如，可以将相位序列随即为实部和虚部都为

或

的随机序列。由此，可以通过简单的方法，避免由于多用户干扰的存在，在接收端检测出其他用户数据的情况。

需要说明的是，对于上述用于对导频符号进行调制的Walsh序列及上述与数据符号相乘的相位序列，均为与用户对应的序列，如图6所示，从而进一步实现对不同的用户进行区分。

综上，本发明实施例的线性调频多用户通信系统的信道估计和解调方法，设置不同用户对应不同的导频符号和/或数据符号，进而在接收到目标用户发送的信号后，对该信号中的线性増频调制信号、导频符号和数据符号分别进行离散傅里叶变换，进而根据变换结果进行信道估计和解调，从而实现对不同的用户进行区分，降低不同用户之间的相互干扰。尤其是在如基于chirp扩频的多址通信之类的多个用户同时共享紧张的频带资源与时域资源的情况下可以实现多个用户之间互不干扰地进行通信，从而提高了频带资源利用率，降低了实际应用过程中通信系统的成本。而且，还可设置不同的用户对应不同的Walsh序列和伪随机序列，和/或各用户的数据符号上均乘以有随机相位序列，从而进一步实现对不同用户之间的信号进行区分。而且，通过设置对线性増频调制信号、导频符号和数据符号进行分数傅里叶变换，以在分数傅里叶域进行信道估计与解调，从而进一步提高抗干扰能力，参见图7(a)、(b)所示的具体结果示例，在分数傅里叶域进行信道估计与解调可以显著降低块差错率。

进一步地，本发明提出一种计算机可读存储介质。

在本发明实施例中，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时，实现上述的线性调频多用户通信系统的信道估计和解调方法。

本发明实施例的计算机可读存储介质，在其上的计算机程序被处理器执行时，设置不同用户对应不同的导频符号和/或数据符号，进而在接收到目标用户发送的信号后，对该信号中的线性増频调制信号、导频符号和数据符号分别进行离散傅里叶变换，进而根据变换结果进行信道估计和解调，从而实现对不同的用户进行区分，降低不同用户之间的相互干扰。尤其是在如基于chirp扩频的多址通信之类的多个用户同时共享紧张的频带资源与时域资源的情况下可以实现多个用户之间互不干扰地进行通信，从而提高了频带资源利用率，降低了实际应用过程中通信系统的成本。而且，还可设置不同的用户对应不同的Walsh序列和伪随机序列，和/或各用户的数据符号上均乘以有随机相位序列，从而进一步实现对不同用户之间的信号进行区分。而且，通过设置对线性増频调制信号、导频符号和数据符号进行分数傅里叶变换，以在分数傅里叶域进行信道估计与解调，从而进一步提高抗干扰能力。

进一步地，本发明提出一种接收设备。

在本发明实施例中，接收设备包括存储器、处理器及存储在存储器上的计算机程序，该计算机程序被处理器执行时，实现上述的线性调频多用户通信系统的信道估计和解调方法。

本发明实施例的接收设备，通过实现上述的线性调频多用户通信系统的信道估计和解调方法时，设置不同用户对应不同的导频符号和/或数据符号，进而在接收到目标用户发送的信号后，对该信号中的线性増频调制信号、导频符号和数据符号分别进行离散傅里叶变换，进而根据变换结果进行信道估计和解调，从而实现对不同的用户进行区分，降低不同用户之间的相互干扰。尤其是在如基于chirp扩频的多址通信之类的多个用户同时共享紧张的频带资源与时域资源的情况下可以实现多个用户之间互不干扰地进行通信，从而提高了频带资源利用率，降低了实际应用过程中通信系统的成本。而且，还可设置不同的用户对应不同的Walsh序列和伪随机序列，和/或各用户的数据符号上均乘以有随机相位序列，从而进一步实现对不同用户之间的信号进行区分。而且，通过设置对线性増频调制信号、导频符号和数据符号进行分数傅里叶变换，以在分数傅里叶域进行信道估计与解调，从而进一步提高抗干扰能力。

进一步地，本发明提出一种线性调频多用户通信系统的信道估计和解调装置。

图8是本发明实施例的线性调频多用户通信系统的信道估计和解调装置的结构框图。

如图8所示，线性调频多用户通信系统的信道估计和解调装置100包括：接收模块101、变换模块102、信道估计和解调模块103。

具体地，接收模块，用于接收目标用户发送的线性増频调制信号、导频符号和数据符号，其中，不同的用户对应不同的导频符号和/或数据符号；变换模块，用于分别对线性増频调制信号、导频符号和数据符合进行分数傅里叶变换，得到相应的第一信号UpChirpFrFTSignal、第二信号RxPilotFrFTSignal和第三信号RxDataFrFTSignal；信道估计和解调模块，用于根据第一信号UpChirpFrFTSignal、第二信号RxPilotFrFTSignal和第三信号RxDataFrFTSignal，进行信道估计和解调。

该线性调频多用户通信系统的信道估计和解调装置，可以实现降低不同用户之间的干扰。

在本发明一个实施例中，各用户的导频符号均使用调制后的Walsh序列或伪随机序列进行发送，不同的用户对应不同的Walsh序列和伪随机序列；和/或各用户的数据符号上均乘以有随机相位序列，不同的用户对应不同的随机相位序列。

在本发明一个实施例中，信道估计和解调模块103包括：信道估计单元，用于将第一信号UpChirpFrFTSignal的共轭和第二信号RxPilotFrFTSignal进行卷积，得到导频符号的第一信道估计值CheEstSingle。

在本发明一个实施例中，上述信道估计单元还用于：根据第一信道估计值CheEstSingle得到导频符号的第一功率谱PowerCheSingle；分别对第一信道估计值CheEstSingle和第一功率谱PowerCheSingle进行滤波；根据滤波后的功率谱确定导频符号的有效径；根据有效径从滤波后的信道估计值中，得到相应的第二信道估计值CheEstFng。

在本发明一个实施例中，信道估计和解调模块103还包括解调单元，解调单元用于：根据滤波后的功率谱得到最大距离MaxPathPos；根据第一信号UpChirpFrFTSignal计算功率最大径的第一位置MaxChirpPos；根据位置第一位置MaxChirpPos和最大距离MaxPathPos，确定第三信号RxDataFrFTSignal的有用信号位置，并把有用信号位置外的信号置零；根据有效径的位置PathPos和第一信号UpChirpFrFTSignal得到第四信号UpChirpFrFTSignalDem；将第四信号UpChirpFrFTSignalDem的共轭和置零后的第三信号RxDataFrFTSignal点乘累加，得到每个径对应的接收信号DeSpreadSignal(Pathindex)；分别将每个径的接收信号DeSpreadSignal和第二信道估计值CheEstFng的共轭相乘，累加所有径的共轭相乘值得到解调信号。

需要说明的是，本发明实施例的线性调频多用户通信系统的信道估计和解调装置的其他具体实施方式，可以参见上述的线性调频多用户通信系统的信道估计和解调方法。

本发明实施例的线性调频多用户通信系统的信道估计和解调装置，通过实现上述的线性调频多用户通信系统的信道估计和解调方法时，设置不同用户对应不同的导频符号和/或数据符号，进而在接收到目标用户发送的信号后，对该信号中的线性増频调制信号、导频符号和数据符号分别进行离散傅里叶变换，进而根据变换结果进行信道估计和解调，从而实现对不同的用户进行区分，降低不同用户之间的相互干扰。尤其是在如基于chirp扩频的多址通信之类的多个用户同时共享紧张的频带资源与时域资源的情况下可以实现多个用户之间互不干扰地进行通信，从而提高了频带资源利用率，降低了实际应用过程中通信系统的成本。而且，还可设置不同的用户对应不同的Walsh序列和伪随机序列，和/或各用户的数据符号上均乘以有随机相位序列，从而进一步实现对不同用户之间的信号进行区分。而且，通过设置对线性増频调制信号、导频符号和数据符号进行分数傅里叶变换，以在分数傅里叶域进行信道估计与解调，从而进一步提高抗干扰能力。

图9是根据本发明实施例的发送设备的结构框图。

如图9所示，发送设备200包括确定单元201和发送单元202。

在该实施例中，确定单元201用于确定第一序列和/或第二序列，其中，不同的发送设备对应不同的第一序列和第二序列，第一序列为Walsh序列或伪随机序列，第二序列为随机相位序列。

发送单元202用于向目标接收设备发送线性増频调制信号、导频符号和数据符号，以使目标接收设备采用上述的线性调频多用户通信系统的信道估计和解调方法，对接收到的通信信号进行信道估计和解调，其中，导频符号使用调制后的第一序列进行发送，和/或，数据符号乘以第二序列进行发送。

具体地，在线性调频多用户通信系统中，可预先对各发送设备200分配第一序列和/或第二序列，并将分配的第一序列和/或第二序列告知相应的接收设备，进而发送设备200可直接调用自身分配的第一序列和/或第二序列进行导频符合、数据符号的发送，且便于相应的接收设备识别。

本发明实施例的发送设备，通过第一序列和/或第二序列的设置，可方便接收设备能够准确区分目标用户，以便准确进行信道估计和解调。

需要说明的是，在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，“计算机可读介质”可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (22)

1.一种线性调频多用户通信系统的信道估计和解调方法，其特征在于，包括以下步骤：

接收目标用户发送的线性増频调制信号、导频符号和数据符号，其中，不同的用户对应不同的导频符号和/或数据符号；

分别对所述线性増频调制信号、所述导频符号和所述数据符号进行分数傅里叶变换，得到相应的第一信号、第二信号和第三信号；

根据所述第一信号、所述第二信号和所述第三信号，进行信道估计和解调。

2.如权利要求1所述的线性调频多用户通信系统的信道估计和解调方法，其特征在于，

各用户的导频符号均使用调制后的Walsh序列或伪随机序列进行发送，不同的用户对应不同的Walsh序列和伪随机序列；和/或

各用户的数据符号上均乘以有随机相位序列，不同的用户对应不同的随机相位序列。

3.如权利要求1所述的线性调频多用户通信系统的信道估计和解调方法，其特征在于，根据所述第一信号、所述第二信号，进行信道估计，包括：

将所述第一信号共轭和所述第二信号进行卷积，得到所述导频符号的第一信道估计值。

4.如权利要求3所述的线性调频多用户通信系统的信道估计和解调方法，其特征在于，所述方法还包括：

根据所述第一信道估计值得到所述导频符号的第一功率谱；

分别对所述第一信道估计值和所述第一功率谱进行滤波；

根据滤波后的第一功率谱确定所述导频符号的有效径；

根据所述有效径从滤波后的第一信道估计值中，得到相应的第二信道估计值。

5.如权利要求4所述的线性调频多用户通信系统的信道估计和解调方法，其特征在于，所述根据滤波后的功率谱确定所述导频符号的有效径，包括：

根据滤波后的功率谱计算最强径功率和噪声功率；

根据所述最强径功率和所述噪声功率得到所述导频符号的有效径。

6.如权利要求5所述的线性调频多用户通信系统的信道估计和解调方法，其特征在于，所述根据所述最强径功率和所述噪声功率得到所述导频符号的有效径，包括：

将功率大于第一门限值乘以最强径功率和第二门限值乘以噪声功率中的较大值的径作为所述有效径。

7.如权利要求6所述的线性调频多用户通信系统的信道估计和解调方法，其特征在于，所述第一门限值的取值为0.1，所述第二门限值的取值为1.5。

8.如权利要求4所述的线性调频多用户通信系统的信道估计和解调方法，其特征在于，所述根据滤波后的功率谱确定所述导频符号的有效径，包括：

通过如下公式计算时延扩展均方根：

其中，Trms为时延扩展均方根，L为第一预设参数，P_l为滤波后的功率谱中第l条径的功率，τ_l为滤波后的功率谱中第l条径的时延；

根据所述时延扩展均方根得到时延扩展标示，并根据所述时延扩展标示和所述目标用户的信道带宽得到最大距离；

将在所述最大距离以内的径作为有效径。

9.如权利要求8所述的线性调频多用户通信系统的信道估计和解调方法，其特征在于，所述根据所述时延扩展均方根得到时延扩展标示，包括：

如果T_rms＜TrmsTh1，则TrmsFlag＝0；

如果TrmsT_h1≤T_rms≤TrmsTh2，则TrmsFlag＝1；

如果T_rms＞TrmsTh2，则TrmsFlag＝2；

其中，TrmsTh1和TrmsTh2分别为第三门限值、第四门限值。

10.如权利要求4所述的线性调频多用户通信系统的信道估计和解调方法，其特征在于，根据所述第一信号、所述第二信号和所述第三信号，进行解调，包括：

根据滤波后的功率谱得到最大距离；

根据所述第一信号计算功率最大径的第一位置；

根据所述第一位置和所述最大距离，确定所述第三信号的有用信号位置，并把所述有用信号位置外的信号置零；

根据所述有效径的位置和所述第一信号得到第四信号；

将所述第四信号的共轭和置零后的第三信号点乘累加，得到每个径对应的接收信号；

分别将每个径的接收信号和所述第二信道估计值的共轭相乘，累加所有径的共轭相乘值得到解调信号。

11.如权利要求10所述的线性调频多用户通信系统的信道估计和解调方法，其特征在于，所述根据滤波后的功率谱得到最大距离，包括：

根据滤波后的功率谱确定首径位置和最远径位置；

计算所述首径位置与所述最远径位置之间的距离，将该距离作为所述最大距离。

12.如权利要求10所述的线性调频多用户通信系统的信道估计和解调方法，其特征在于，所述根据滤波后的功率谱得到最大距离，包括：

根据滤波后的功率谱确定最远径位置；

计算所述有效径的位置与所述最远径位置之间的距离，将该距离作为所述最大距离。

13.如权利要求10所述的线性调频多用户通信系统的信道估计和解调方法，其特征在于，所述根据所述第一位置和所述最大距离，确定所述第三信号的有用信号位置，包括：

将在区间[MaxChirpPos-L’，MaxChirpPos+MaxPathPos]内的位置作为有用信号位置，其中，MaxChirpPos为所述第一位置，MaxPathPos为所述最大距离，L’为第二预设参数。

14.如权利要求10所述的线性调频多用户通信系统的信道估计和解调方法，其特征在于，通过下式得到所述第四信号：

UpChirpFrFTSignalDem(index)＝UpChirpFrFTSignal(mod(index+PathPos(Pathindex)，N))，

其中，UpChirpFrFTSignalDem为所述第四信号，UpChirpFrFTSignal为所述第一信号，mod()为求余函数，PathPos(Pathindex)为所述有效径的位置，index＝0～N-1。

15.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时，实现如权利要求1-14中任一项所述的线性调频多用户通信系统的信道估计和解调方法。

16.一种接收设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上的计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时，实现如权利要求1-14中任一项所述的线性调频多用户通信系统的信道估计和解调方法。

17.一种线性调频多用户通信系统的信道估计和解调装置，其特征在于，包括：

接收模块，用于接收目标用户发送的线性増频调制信号、导频符号和数据符号，其中，不同的用户对应不同的导频符号和/或数据符号；

变换模块，用于分别对所述线性増频调制信号、所述导频符号和所述数据符合进行分数傅里叶变换，得到相应的第一信号、第二信号和第三信号；

信道估计和解调模块，用于根据所述第一信号、所述第二信号和所述第三信号，进行信道估计和解调。

18.如权利要求17所述的线性调频多用户通信系统的信道估计和解调装置，其特征在于，

各用户的导频符号均使用调制后的Walsh序列或伪随机序列进行发送，不同的用户对应不同的Walsh序列和伪随机序列；和/或

各用户的数据符号上均乘以有随机相位序列，不同的用户对应不同的随机相位序列。

19.如权利要求17所述的线性调频多用户通信系统的信道估计和解调装置，其特征在于，所述信道估计和解调模块包括：

信道估计单元，用于将所述第一信号的共轭和所述第二信号进行卷积，得到所述导频符号的第一信道估计值。

20.如权利要求19所述的线性调频多用户通信系统的信道估计和解调装置，其特征在于，所述信道估计单元还用于：

根据所述第一信道估计值得到所述导频符号的第一功率谱；

分别对所述第一信道估计值和所述第一功率谱进行滤波；

根据滤波后的第一功率谱确定所述导频符号的有效径；

根据所述有效径从滤波后的第一信道估计值中，得到相应的第二信道估计值。

21.如权利要求20所述的线性调频多用户通信系统的信道估计和解调装置，其特征在于，所述信道估计和解调模块还包括解调单元，所述解调单元用于：

根据滤波后的功率谱得到最大距离；

根据所述第一信号计算功率最大径的第一位置；

根据所述第一位置和所述最大距离，确定所述第三信号的有用信号位置，并把所述有用信号位置外的信号置零；

根据所述有效径的位置和所述第一信号得到第四信号；

将所述第四信号的共轭和置零后的第三信号点乘累加，得到每个径对应的接收信号；

分别将每个径的接收信号和所述第二信道估计值的共轭相乘，累加所有径的共轭相乘值得到解调信号。

22.一种发送设备，其特征在于，包括：

确定单元，用于确定第一序列和/或第二序列，其中，不同的发送设备对应不同的第一序列和第二序列，所述第一序列为Walsh序列或伪随机序列，所述第二序列为随机相位序列；

发送单元，用于向目标接收设备发送线性増频调制信号、导频符号和数据符号，以使目标接收设备采用如权利要求1-14中任一项所述的线性调频多用户通信系统的信道估计和解调方法，对接收到的通信信号进行信道估计和解调，其中，所述导频符号使用调制后的第一序列进行发送，和/或，所述数据符号乘以所述第二序列进行发送。

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