[发明专利]一种自适应正交恢复空频编码方法

说明书

本发明公开了一种自适应正交恢复空频编码方法。包括如下步骤：根据车辆行驶速度和行驶方向等因素，对不同天线发出信号的到达时间差进行预估计，以估计时延为中心点构建时延估计环；利用时延因子对预编码矩阵中的元素进行不同程度的相位旋转，用于补偿时延造成的信道非正交性，在一个时隙同个OFDM码元不同子载波上，根据时延估计环所得的两个时延，对导频信号进行预编码；利用接收端解码后的信号进行信道估计，使用信道脉冲响应的共轭对接收信号进行解码；接收端利用时延估计判断环，对估计时延的准确性进行判断；发送端根据反馈值，对TDOA进行修正。本发明的方法具有大幅度提高了系统信噪比，误码率和分集增益等性能。

技术领域

本发明涉及多天线环境下接收系统设计，特别涉及一种自适应正交恢复空频编码方法。

背景技术

随着移动通信应用的不断发展和扩大，在一些特殊的场合(例如高速铁路)，要求在快速移动的情况下能够实现数据的高速传输。典型高速移动场景包括高速列车(HighSpeed Train,HST)，车联网(Vehicle to X,V2X)以及空中交通管理(Air TrafficManagement,ATM)。陆地高速移动通信系统主要包括高速列车和车联网。现今的高速列车可以达到350km/h的时速，在未来5年内可能达到600km/h～1000km/h。现有的车联网系统在6GHz的载频下支持高达140k/m的绝对速度和280km/h的相对速度。在未来的5G中，eV2X系统将支持在mm波段(30GHz～70GHz)载波频率下的200km/h绝对速度。另一方面，高速移动场景中通常采用属于同一逻辑单元的多个远程无线单元(Remote Radio Units,RRU)/路边单元(Road Side Units,RSU)的网络部署方案，这种部署方案能够有效地减少HST/V2X中的切换发生频率。在目前的HST网络部署中，一个逻辑单元通常包含3～5个路边单元。该部署方案意味着列车或者车辆会接收到来自相同逻辑单元内的同一个BBU控制的多个RRU/RSU发送的相同信号。

在无线系统中，空间分集和空间复用能够抑制信道衰弱和增大系统容量，因此通常被用作提高系统性能的方法。考虑到高速移动场景，来自快速时变信道的衰弱将成为严重影响系统性能的因素之一。在空间分集技术中，空时码或空频码与正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM)技术的复用因其较高的频谱效率和抗多径衰弱特性而被广泛地研究。正交码的优点在于系统无需知道发射端的信道情况，简单的线性处理便可以在接收端恢复信号，而且正交码的正交特性抑制了平坦衰弱下码间干扰的产生。

然而，在高速移动情况下，信道呈现出显著的时变性，在相邻OFDM符号上使用空间时间块编码(Space Time Block Coding,STBC)将会导致系统性能的损失，空间频率块编码(Space Frequency Block Coding,SFBC)则被更广泛地应用。当天线之间的距离较近时，我们可以假设同一OFDM符号内的相邻子载波上的信道频率响应系数是大致相同的。当信道发生频率选择性衰弱时，上面的假设将不再成立，并且会出现码间干扰(Inter-SymbolInterference,ISI)。同一OFDM符号内子载波间的非正交性同样会在SFBC-OFDM系统中引发波间干扰(Inter-Carrier Interference,ICI)。由于码间干扰和波间干扰的影响，接收信号无法在接收端被很好地分离，整个系统的性能也将会被严重地影响。

综上，本发明针对上述现有技术的缺陷及市场需求，开发出一种自适应正交恢复空频编码方法。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提出了一种自适应正交恢复空频编码方法。本发明的自适应正交恢复空频编码方法具有大幅度提高了系统信噪比，误码率和分集增益等性能。

为了达到上述的目的，本发明采取以下技术方案：

一种自适应正交恢复空频编码方法，包括如下步骤：