[发明专利]基于TDCS系统差分传输的信号发送方法和信号接收方法

说明书

技术领域

本发明涉及变换域通信领域，尤其是涉及基于TDCS系统差分传输的信号发送方法和信号接收方法。

背景技术

随着无线通信的快速发展，频谱资源的利用越来越紧张，变换域通信系统(Transform Domain Communication System，TDCS)作为认知无线电(Cognitive Radio，CR)的一种备选技术，能够实现对频谱资源的合理利用。

TDCS通过检测当前频段的利用情况，在频域合成相应的基础调制波形(Fundamental Modulation Waveform，FMW)，再基于FMW加载数据，从而既能够避免影响当前使用的用户，又能够有效利用当前空闲频段进行通信传输。TDCS中包含两个关键的技术：伪随机相位匹配技术(Pseudo Phase Mapping，PPM)和循环移位调制技术(Cyclic Code Shift Keying，CCSK)。PPM使本地FMW具有类似嗓声的良好自相关和互相关特性，适合多用户传输，而CCSK使得调制解调过程只需简单的傅里叶变换，简化了操作，并有效提高了抗截获性能。

在现有技术中，TDCS系统的发送端包括频谱采样估计模块、随机相位匹配模块、IFFT模块、CCSK调制模块和射频发射模块，而，TDCS系统的接收端包括FFT模块、去随机相位模块、IFFT模块、信号检测判决与CCSK解调模块。

其中，发送端的数据处理过程包括如下步骤：

1)频谱采样模块对环境频谱采样，并将采样结果与预设阈值进行比较，高于或等于阈值时，置1，反之，置0，从而得到频谱遮罩序列A＝[A₀，A₁，...，A_N-1]，其中，此序列中的元素为0或1，N为采样点数。

2)同时，随机相位匹配模块产生一组具有伪随机噪声统计特性的N长随机相位复序列Ω(如m序列)，将Ω与A逐项相乘，得到N长频域基础波形矢量B＝A*Ω，其中，“*”为逐点相乘运算符，B中第k个元素

3)将B乘以归一化因子λ，然后通过IFFT模块，从而得到时域基础调制波形其中，为IFFT符号，N_c为A中取值为1的点数。将b存储起来，以备后续CCSK调制使用。

4)在CCSK调制模块中，每次取k比特数据，其中，k＝log₂(M_c)，M_c为调制阶数，不失一般性，令M_c＝N。再，按照最右位、最高位原则，得到该k比特数据的十进制表示S。由于CCSK调制实质上是对时域FMW序列进行S个单位的循环移位，因此，其频域对应等效操作为乘以一个相位因子e(^-j2πSk/N)。

5)综上，TDCS系统的发射信号序列x[n]可以表示为：

x[n]=λΣk=0N-1{Akejmke(-j2πSk/N)}ej2πkn/N]]>

其中，n＝0,1,...,N-1。最后，将上述发射信号经过常规射频发射模块进行发射，从而完成发送端的工作。

而，接收端的数据处理过程包括如下步骤：

1)首先，将接收信号r经过一个FFT模块，得到频域接收信号