[发明专利]一种多用户上行广义频分多址接入系统的接收机设计方法

说明书

本发明公开了一种多用户上行广义频分多址（GFDM）接入系统的接收机设计方法。具体步骤如下：将移除循环前缀后的时域接收信号变换成频域信号；分离多用户频域信号并分别实施频域信道均衡；对各用户信号实施截尾与加和操作，构建GFDM频域调制矩阵的块循环结构；采用离散傅立叶变换（DFT）/离散傅立叶反变换（IDFT）与一阶均衡器对各用户重构的信号实施均衡，获取各个用户的解调信号。相比于传统的迫零接收机，本发明大幅降低了接收机的计算复杂度，而且可以获得与传统接收机几乎相同的误符号率性能。

技术领域

本发明涉及无线通信中频分多址接入技术领域，具体涉及一种多用户广义频分多址接入系统的接收机设计方法。

背景技术

由于正交频分多址技术对同步误差异常敏感，且具有较大的带外功率泄漏，很难满足未来无线通信中机器类型通信需求。近年来，广义频分多址(generalized frequencydivision multiplexing，GFDM)技术被认为是一种具有广阔应用前景的多载波非正交调制技术，其主要优势在于具备较小的带外功率泄漏，以及对异步传输的鲁棒性。

由于原型滤波器的非正交特性，GFDM系统会产生自干扰。因此，在接收端实施用户信号检测时，GFDM系统需要配备比较复杂的接收机。传统接收机实施方法是将信道矩阵与调制矩阵的合成矩阵进行直接求逆，然而，其复杂度随着合成矩阵维度的三次方而增长。为了避免大维度系统矩阵直接求逆而造成的较大计算复杂度，GFDM接收机的低复杂实施方案一直是研究的重点。

通过采用频域干扰删除技术，已有研究提出了一种低复杂度的匹配接收机。然而，该匹配接收机并不能完全消除自干扰。利用调制矩阵的格拉姆(Gram)矩阵的块循环属性，已有研究提出了一种匹配接收机与迫零接收机的低复杂度实施方案。然而，已有的低复杂接收机方案都是基于单用户占用所有子载波的场景。在实际上行GFDM接入系统中，可并行调度多个用户，每个用户分配的子载波数目可各不相同，同时，每个用户到基站间的信道矩阵也各不相同。对于该多用户上行GFDM接入系统，已有的单用户低复杂度接收机实施方案并不适用。目前，关于多用户GFDM上行接入系统的接收机设计方法只有传统的系统矩阵直接求逆法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，利用GFDM频域调制矩阵的块循环特性与带状特性，设计了一种多用户广义频分多址接入系统的接收机设计方法，该接收机可实现GFDM系统多用户信号解调。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种多用户广义频分多址接入系统的接收机设计方法，其特征是，包括以下步骤：

S1，获取移除循环前缀后的时域接收信号，将其变换成频域信号；

S2，从频域信号中分离出各用户信号，对各用户信号分别进行均衡处理；

S3，对均衡处理后的各用户信号进行重构，构建GFDM频域调制矩阵的块循环结构；

S4，对重构后的各用户信号实施均衡处理，实现各个用户信号的解调。

进一步的，S1中，将时域接收信号变换成频域信号的具体过程为：对时域接收信号进行DFT操作变换成频域信号。

进一步的，S2中，对各用户信号分别进行均衡处理的具体过程为：采用一个(B_k+1)M维的一阶均衡器对(B_k+1)M路用户信号y_k进行并行均衡处理，其中，B_k表示用户k占用子载波数目，M表示一个GFDM符号块包含时隙数。