[发明专利]一种基于大规模MIMO的无线通信系统宽带信号设计方法

说明书

本发明公开了一种基于大规模MIMO的无线通信系统宽带信号设计方法，在一个实施例中，针对100M带宽信号的传输设计包括如下步骤：大规模MIMO系统中的每个发射天线上都产生32个子带带宽3MHz的数据，并且每个子带数据都是正交频分复用调制(OFDM)得到，OFDM的子载波间隔为15kHz；32个子带带宽3MHz的时域数据经过广义多载波(GMC)合成滤波器组的快速实现算法得到合成的100MHz带宽的发射信号；每个接收天线的接收信号都经过相应的GMC分析滤波器组后进行大规模MIMO信号检测。本发明结合OFDM技术和GMC滤波器组的快速实现算法，产生基于大规模MIMO无线通信专网的100MHz带宽信号，具有算法复杂度低、易于硬件实现等优点。

技术领域

本发明涉及无线通信系统的下行链路信号设计，具体涉及一种基于大规模MIMO无线通信专网系统中宽带信号的设计方法。

背景技术

随着5G技术日臻成熟，基于大规模MIMO的无线通信专网应用需求也已迫在眉睫。然而专网的基站覆盖范围要求远大于5G蜂窝移动通信系统，因此，基于直接正交频分复用(OFDM)技术的子载波间隔通常选用15kHz以消除专网应用环境的多径时延影响，产生100MHz带宽的专网信号需要进行8192点的FFT变换，实现复杂度较高。故此，有必要为基于大规模MIMO的无线通信专网研究新的、低复杂度的宽带信号设计方案。

发明内容

发明目的：本发明的目的是为大规模MIMO无线通信系统提供一种快速实现的低复杂度宽带信号设计方法。

技术方案：本发明采用如下技术方案：

根据数据传输所要求的信号带宽W_b和预设的子带带宽W_sb，得到子带数目M；

大规模MIMO系统中的每个发射天线上都产生M个子带带宽W_sb的数据，并且每个子带数据都是经过OFDM调制得到；

M个子带带宽W_sb的OFDM数据经过广义多载波(GMC)合成滤波器组的快速实现算法得到合成的W_b带宽的发射信号，合成滤波器组实现步骤主要包括：初始化、子带调制和前频移、IDFT和后频移、循环扩展、滤波、信号的累加和移位输出。

每个接收天线的接收信号都经过相应的GMC分析滤波器组后进行大规模MIMO信号检测，分析滤波器组实现主要包括：初始化、滑动、滤波、求和、DFT和前频移、子带解调和后频移等步骤。

作为一种优选实施方式，根据信号带宽W_b和预设的子带带宽W_sb得到子带数目M的计算方法如下：将信号带宽W_b除以预设的子带带宽W_sb，取小于且最接近该相除结果的偶数，作为子带数目M。

作为另一种优选实施方式，根据信号带宽W_b和预设的子带带宽W_sb得到子带数目M的计算方法如下：将信号带宽W_b除以预设的子带带宽W_sb，取小于且最接近该相除结果的奇数，作为子带数目M。

作为一种优选实施方式，GMC合成滤波器组和GMC分析滤波器组的原型滤波器为低通滤波器。

作为更进一步的优选实施方式，所述低通滤波器为均方根升余弦滤波器。

作为另一种更进一步的优选实施方式，所述低通滤波器是通过正弦脉冲信号加窗而形成，其滤波器系数按如下形式构造：

其中，w(k)为时间窗函数，采用Hanning窗，T_w为窗口持续时间，k表示时间的离散形式；