离散傅里叶变换扩展正交时频空调制方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113556306A(43)申请公布日2021.10.26(21)申请号202110812760.2(22)申请日2021.07.19(71)申请人上海交通大学地址200240上海市闵行区东川路800号(72)发明人韩充吴永知(74)专利代理机构上海交达专利事务所31201代理人王毓理王锡麟(51)Int.Cl.H04L27/26(2006.01)H04B10/90(2013.01)权利要求书2页说明书3页附图3页(54)发明名称离散傅里叶变换扩展正交时频空调制方法(57)摘要一种离散傅里叶变换扩展正交时频空调制方法，对数字基带信号先进行DFT预编码处理和时延多普勒域映射处理后再输入OTFS调制器进行收发，同时对接收信号进行时延多普勒域逆映射处理和IDFT解码处理，实现调制解调。本发明相比于现有波形OFDM、DFT‑s‑OFDM能够减小高多普勒扩展信道下的误码率的同时能够降低发射信号的峰均功率比。CN113556306ACN113556306A权利要求书1/2页1.一种用于毫米波和太赫兹无线通信的离散傅里叶变换扩展正交时频空调制方法，其特征在于，对数字基带信号先进行DFT预编码处理和时延多普勒域映射处理后再输入OTFS调制器进行收发，同时对接收信号进行时延多普勒域逆映射处理和IDFT解码处理，实现调制解调；所述的DFT预编码处理具体是指在时延多普勒域沿着多普勒轴进行DFT操作：其中：L是DFT预编码大小，x是N×M传输数据帧，M为子载波数目，N为符号数目，是时延多普勒域信号，k＝0，1，...，K‑1，n＝0，1，...，L‑1，l＝0，1，...，M‑1，K为用户数量。2.根据权利要求1所述的离散傅里叶变换扩展正交时频空调制方法，其特征是，所述的时延多普勒域映射处理具体是指：用于上行链路的和用于下行链路的当a＝kL+n，其中：为映射后的信号。3.根据权利要求1所述的离散傅里叶变换扩展正交时频空调制方法，其特征是，所述的OTFS调制器发射的改进的DFT‑s‑OTFS信号其中：X[n，m]是通过逆辛有限傅里叶变换(ISFFT)得到，其中：n为行编号，m为列编号，gtx(t)为发射脉冲，T为码元符号间隔，Δf为子载波间隔。4.根据权利要求1所述的离散傅里叶变换扩展正交时频空调制方法，其特征是，所述的时延多普勒域逆映射处理具体是指：当a＝kL+n，其中：为通过辛有限傅里叶变换(SFFT)得到的时延多普勒域接收信号，为时延多普勒域逆映射信号。5.根据权利要求1所述的离散傅里叶变换扩展正交时频空调制方法，其特征是，所述的IDFT解码处理是指：其中：k＝0，1，...，K‑1，l＝0，1，...M‑1，为接收数据帧。6.根据权利要求3所述的离散傅里叶变换扩展正交时频空调制方法，其特征是，所述的改进的DFT‑s‑OTFS信号，通过以下方式进行检测：步骤1、接收端收到时延多普勒域接收信号估计出信道矩阵H；步骤2、对接收信号进行单抽头均衡其中：diag(·)表示将向量变为对角矩阵，Hi为信道矩阵H的第i个对角元素；步骤3、利用梯度下降算法根据单抽头均衡后的信号进行初始化，然后迭代更新时延多普勒域信号其中：η为学习速率，步进幅度σ2为接收信号信噪比，从而估计出均衡后的时延多普勒域信号步骤4、将时延多普勒域信号进行解映射和IDFT操作，通过星座图解调检测得到发射2CN113556306A权利要求书2/2页数据。7.一种实现权利要求1～6中任一所述离散傅里叶变换扩展正交时频空调制方法的系统，其特征在于，包括：DFT预编码单元、时延多普勒域映射单元、OTFS调制器、OTFS解调器、时延多普勒域均衡器、时延多普勒域解映射单元和IDFT解编码单元，其中：DFT预编码单元与时延多普勒域映射单元相连并传输DFT预编码时延多普勒域信号，时延多普勒域映射单元与OTFS调制器相连并传输映射后时延多普勒域调制信号，OTFS调制器生成时域发射信号后与无线信道相连并发射信号，接收端接收到信号后通过OTFS解调器获得时延多普勒域接收信号，经过时延多普勒域均衡器恢复时延多普勒域发射信号，并通过时延多普勒域解映射单元和IDFT解编码单元得到传输信息码元。3CN113556306A说明书1/3页离散傅里叶变换扩展正交时频空调制方法技术领域[0001]本发明涉及的是一种太赫兹通信领域的技术，具体是一种用于毫米波和太赫兹无线通信的离散傅里叶变换扩展正交时频空调制方法。背景技术[0002]现有正交频分复用(OFDM)和离散傅里叶变换(DFT)扩展OFDM(DFT‑s‑OFDM)，对于具有高多普勒扩展的快速时变信道而言并不鲁棒，这可能会导致载波间干扰(ICI)，并严重降低链路性能。随着载波频率的增加，与微波频带