[发明专利]基于四项加权分数傅里叶变换的带宽压缩方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种通信系统的带宽资源节约方法，具体涉及基于四项加权分数傅里叶变换的带宽资源压缩方法。

背景技术

在无线通信中，特别是在移动通信近几年发展中，移动电话用户的增长速度远远超过了预测值，需要传输的业务量越来越多，业务类型也越来越多，而无线通信的带宽资源是一种有限的资源，如何合理利用宝贵的带宽资源，这是无线通信网络系统关注的重要问题。

传统的单载波体制下，为了节约带宽，提出了单边带通信技术，它是将一个载频和一个边带加以抑制，只发送一个边带的通信方式。但是现有的以OFDM为代表的多载波通信体制，以及以加权分数傅里叶变换为代表的单载波和多载波的混合载波体制下，由于频谱之间相互混叠，已经不能利用单边带通信的优势，只传一个边带进行通信了，只能将载波频率和上下两个边带一起传输，这样使得发射功率中的大部分功率被消耗掉，并且还要占用较宽的通信带宽，如果在多载波体制下也能实现类似单边带通信的技术，这样就能节省一半的通信带宽。

发明内容

本发明为了达到在多载波以及混合载波体制下节省带宽的目的，提出了基于四项加权分数傅里叶变换的带宽压缩方法。

本发明所述基于四项加权分数傅里叶变换的带宽压缩方法，该方法的的具体实现步骤为：

步骤一、在通信系统的发送端，对长度为N的信号X，利用N×N的加权矩阵W^α进行四项加权分数傅里叶变换4-WFRFT,得到长度为N的加权域信号Y；

步骤二、发送端发送信号Y_h，所述信号Y_h与为加权信号Y的前一半，所述信号Y_h的长度为N/2；

步骤三、接收端接收到加权域信号Y_h，对信号Y_h求矩阵广义逆，获得估计信号同时利用信噪比公式SNR=10log₁₀(P_x/P_n)对信道进行信噪比估计，其中P_n是噪声的平均功率，P_x是原始信号的平均功率，获得信道的信噪比。

步骤四、任意选择一组随机序列作为估计信号后一半的估计值，该估计值记为

步骤五、将步骤四中信号估计值和信号为估计信号的前一半，组成新的信号估计值对新的信号估计值进行四项加权分数傅里叶变换4-WFRFT,获得新的加权域信号

步骤六、对步骤五获得的新的加权域信号的前一半和步骤三获得的加权域信号Y_h进行均方误差比得Δ₁,同时设定一个阈值ξ₁，当满足Δ₁<ξ₁时，执行步骤七，否则返回步骤四，重新对估计信号的后一半进行估计；

步骤七、将信号为新的加权域信号的前一半和步骤三接收到的信号Y_h的方差统计量进行比较获得Δ₂，并且根据所需信号精度设置阈值ξ₂，满足Δ₂<ξ₂时，获得最佳接收序列为估计信号的后一半执行步骤八，否则返回步骤四，重新对估计信号的后一半进行估计；

步骤八、将步骤七获得的最佳接收序列为估计信号的后一半与估计信号的前一半信号重新组合，获得发送端原始信号X的估计值。

本发明应用四项加权分数傅里叶变换，它是不同于经典傅里叶变换的一种新的变换方法，本发明中，发送端发送的信号的长度是现有技术中所发送信号的长度的一半，因此有效的减少了系统信道带宽的占用，同时利用了符号全搜索算法，相对于传统的BPSK调制方法，在频谱利用率上提高了一倍。

附图说明

图1为具体实施方式一所述基于四项加权分数傅里叶变换的带宽压缩方法过程图。

图2为利用符号全搜索信号估计的误比特率曲线和BPSK调制的理论的误比特率-信噪比曲线对比图，图中：

曲线1是利用符号全搜索算法的信噪比—误比特率曲线，

曲线2是BPSK调制的理论的信噪比—误比特率—曲线。

图3为BPSK调制理论的信噪比-频谱利用率曲线和利用符号全搜索算法的信噪比-频谱利用效率曲线对比图，图中：

曲线3是α=0.15时利用符号全搜索算法的信噪比-频谱利用率比曲线，

曲线4是BPSK调制方法的信噪比-频谱利用率的理论曲线。

具体实施方式