[发明专利]基于符号缩短的单载波交织式频分多址信号传输方法

说明书

本发明公开一种基于符号缩短的单载波交织式频分多址信号传输方法，其步骤为：(1)生成发送数据块；(2)获得时域数据块；(3)对时域数据块进行符号缩短；(4)获得串行时域发送数据序列；(5)接收时域发送信号；(6)对接收时域发送信号进行符号恢复；(7)获得并行变换域数据块；(8)对并行变换域数据块进行并串转换。本发明利用单载波交织式频分多址系统时域信号的重复性质，缩短符号长度进行传输，提高了传输效率；利用接收到的数据在时域恢复符号数据，实现复杂度低易于实现；在每帧信号发送能量相同的条件下，本发明方法可以获得更高的传输吞吐量。

技术领域

本发明属于通信技术领域，更进一步涉及无线通信技术领域中的一种基于符号缩短的单载波交织式频分多址信号传输方法。本发明可以应用在多径衰落信道中，实现单载波交织式频分多址SC-IFDMA(Single-Carrier Interweaving Frequency-DivisionMultiple Access)信号的符号缩短传输，可以利用数据自身的重复性质，减少发送数据冗余。

背景技术

在电离层散射信道，对流层散射信道，移动通信信道等实际通信信道中，通常存在明显多径时延，对于多载波通信体制，多径时延会破坏子载波之间的正交性，并且会引入符号间干扰。通过添加循环前缀可以将信道和信号的线性卷积转变为循环卷积，同时保证载波间正交性，降低符号间干扰。但是循环前缀本身并不承载业务数据，添加循环前缀增加了传输冗余，尤其是在信道多径时延较大时，用增加循环前缀长度的方式来抵抗信道多径影响很不现实。本发明通过利用SC-IFDMA信号本身的重复性质，利用未干扰部分数据来恢复受干扰部分数据，可用缩短甚至取消循环前缀来提高通信系统吞吐量。同时，本发明方法可以更进一步利用符号数据的重复性质，缩短发送符号长度，在接收端进行符号恢复，可以获得更大的传输吞吐量。

浙江大学在其申请的专利文献“一种无循环前缀的单载波频域均衡方法”(申请号：2012102605230，申请公布号：CN102752244A)中公开了一种无循环前缀的单载波频域均衡方法。该方法利用已知训练序列进行信道估计以及降噪处理，对接收到的数据进行块间干扰消除以及循环前缀的重构来消除符号间干扰，使无循环前缀保护的单载波系统能够具有跟带有循环前缀保护的单载波系统一样的抗多径干扰特性。该方法存在的不足之处是，该方法需要用已知训练序列估计实际无线信道，如果信道估计不准，系统性能会明显变差，并且该方法只能去除循环前缀，不能应对较大多径时延的情况，在信道多径时延较大时，会引入明显的载波间干扰和符号间干扰。

哈尔滨工业大学在其申请的专利文献“基于快速卷积的无循环前缀滤波混合载波连续流传输方法”(申请号：201810966467X，申请公布号：CN108964731A)中公开了一种无循环前缀的传输方法。该发明中多个子带同时并行传输，每个子带进行加权傅里叶变换预处理后，经由滤波映射到不同的频段上，在频域使用快速卷积完成滤波，能够解决多载波传输中添加循环前缀导致频谱效率低的问题。但是，该方法仍然存在的不足之处是，该方法需要在频域额外添加频域滤波单元，处理复杂度高。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提出一种基于符号缩短的单载波交织式频分多址信号传输方法，用于解决传统单载波交织式频分多址系统传输冗余数据多，以及在信道多径时延大于循环前缀长度时，会引入明显的符号间干扰和载波间干扰的问题。

本发明实现的基本思路是，针对电离层散射、对流层散射、移动通信等有明显多径时延的实际信道，提出了一种单载波频分多址系统中能够降低系统传输冗余提高传输吞吐量的符号缩短方法。该方法可以在发送端缩短符号，包括缩短循环前缀和有效数据符号，在接收端通过符号恢复方法恢复信道和数据循环卷积性质。考虑在相同发射能量前提下，本方法可以获得更大的吞吐量。

为实现上述目的，本发明包括发送端符号缩短和接收端符号恢复两部分，实现的具体步骤如下：

发送端的符号缩短步骤如下：

(1)生成发送数据块：