[发明专利]一种变换域通信系统及其实现方法

说明书

技术领域

本发明属于通信技术领域，尤其涉及一种变换域通信系统及其实现方法。

背景技术

在变换域通信系统(Transform Domain Communication System，TDCS)中，为了充分利用空闲的频谱资源，TDCS系统把空闲频段分解为一系列独立频谱，结合随机相位生成模块，产生TDCS系统基本调制波形，通过圆周循环调制(Circular Cyclic Shift Keying，CCSK)生成最终的发送信号。通过上述方式，发送信号具有类似于噪声的统计特性，因此具有较低的检测概率(主要针对非授权用户)。这种方案的缺点在于：现有的TDCS系统通过CCSK调制的圆周循环偏移量来表示传输的数据，例如CCSK调制有M种不同偏移量数值，则基于该调制方式的发送符号所能携带的最大信息比特数为log₂(M)。因此基于CCSK调制方式的TDCS系统的频谱利用率较低。因此在有限的空闲频段中，TDCS系统不能传输大量数据，限制了其在实际系统中的应用场景，目前仅用于低速数据传输链路。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有的TDCS系统频谱利用率低的问题，提出了一种变换域通信系统。

本发明的技术方案是：一种变换域通信系统，其发射端包括用于生成频谱随机相位序列的第一随机相位频谱序列生成模块，

其特征在于，发射端还包括：第一随机相位频谱序列分配模块、调制模块和支路信号叠加模块，其中，

所述的第一随机相位频谱序列分配模块用于根据所述变换域通信系统参数中频谱簇的大小，将随机相位频谱序列分配给不同频谱簇用于传输有效数据，即将随机相位频谱序列中的空闲频谱分成不同的支路，且支路数目等于频谱簇数；

所述的调制模块用于调制第一调制随机相位频谱序列分配模块分配的对应支路的数据；

所述的支路信号叠加模块用于将不同支路调制后的波形进行叠加，最后将叠加后的波形进行发射。

进一步的，所述变换域通信系统的接收端包括：第二随机相位频谱序列生成模块、信号共轭模块、第二随机相位频谱序列分配模块、傅里叶变换模块、相乘模块和解调模块，其中，

所述的第二随机相位频谱序列生成模块用于生成频谱随机相位序列；

所述的信号共轭模块用于对第二随机相位频谱序列生成模块生成的频谱随机相位序列进行共轭运算；

所述的第二随机相位频谱序列分配模块用于根据所述变换域通信系统参数中频谱簇的大小，将随机相位频谱序列分配给不同频谱簇用于传输有效数据，即将随机相位频谱序列中的空闲频谱分成不同的支路，且支路数目等于频谱簇数；

所述的傅里叶变换模块用于对接收天线接收的信号进行傅里叶变换；

所述的相乘模块用于第二调制随机相位频谱序列分配模块分配的对应支路的数据与傅里叶变换模块输出的数据分别进行相乘运算；

所述的解调模块用于解调各个支路的相乘模块的输出数据，并将得到的解调数据进行输出。

为了解决上述问题，本发明还提出了一种变换域通信系统的实现方法，在所述变换域通信系统发射端包括如下步骤：

S110.根据外部环境的电磁特性，检测所有频谱区域的频谱特征，将所得的频谱特征与预设定的频谱门限相比较，产生用于描述空闲频谱和已占用频谱的频谱序列；

S120.利用随机序列发生器产生随机比特序列，根据所述变换域通信系统的相位映射图表，产生相应的随机相位序列；

S130.将步骤S110产生的频谱序列与步骤S120产生的随机相位序列进行逐元素乘法运算，得到随机相位频谱序列；

S140.根据变换域通信系统参数中频谱簇的数目，对步骤S130得到的随机相位频谱序列中空闲频谱进行分配，形成不同的支路，具体分配原则为：所有频谱簇中的随机相位频谱序列共同占用所有的空闲频谱资源，并且不同频谱簇之间没有占用相同的空闲频谱资源，所述支路数目等于频谱簇数；

S150.将步骤S140得到的不同支路随机相位频谱序列，分别进行调制；

S160.将步骤S150得到的各个支路的调制数据进行叠加，最后将叠加后的数据进行发射。

具体的，步骤S150所述的调制的具体过程如下：

S1501.将步骤S140输出的各个支路信号分别经过傅里叶逆变换，形成多个不相关的基础调制波形。

S1502.将步骤S1501输出的不同支路根据不同的输入数据，利用CCSK调制进行圆周循环调制每条支路上基础调制波形，得到各个支路上调制后的信号波形。