[发明专利]一种基于多维OFDM环境自适应调制方法和系统

权利要求书

1.一种基于多维OFDM环境自适应调制方法，其特征在于，所述方法包括：

S1：采集不同场景下的噪声环境，形成所述不同场景下的噪声环境模型；

S2：将接收端接收的信号进行提取伪噪声序列，同时经过下采集、傅里叶变换和数据分割处理后重建信号信道传输函数；

S3：将所述伪噪声序列分别进行多维OFDM调制，并将调制后的伪噪声序列映射到各子载波上，在所述噪声环境模型中进行发射，获得一定数量的环境信道传递函数样本， 通过提取所述环境信道传递函数样本的特征，建立环境混合样本数据库；以及

S4：基于所述环境混合样本数据库，利用神经网络对所述信号信道传输函数进行信道估计网络训练，获得不同类型的最优信道估计网络传输函数。

2.根据权利要求1所述的一种基于多维OFDM环境自适应调制方法，其特征在于，所述S4步骤中的所述最优信道估计网络传输函数表达式为：

其中，F(·)表示为信号信道传输网络，s_r为接收端接收到的信号。

3.根据权利要求1所述的一种基于多维OFDM环境自适应调制方法，其特征在于，所述S4步骤中的所述神经网络的结构包括输入层、多个连接层、激活层和输出层，且所述连接层、所述激活层和所述输出层的神经元数目都比所述输入层的神经元的数目大。

4.根据权利要求3所述的一种基于多维OFDM环境自适应调制方法，其特征在于，所述连接层之间采用带泄露线性整流单元连接，所述输出层采用双曲函数输出。

5.根据权利要求1所述的一种基于多维OFDM环境自适应调制方法，其特征在于，在所述S4步骤后还包括在发射端基于所述环境信道传递函数样本的特征进行星座映射的类型选取，在所述接收端利用最小均方误差均衡器进行信号均衡，消除信道干扰。

6.根据权利要求5所述的一种基于多维OFDM环境自适应调制方法，其特征在于，所述特征提取包括提取环境信道传递函数样本的抽头系数和时延特征，具体提取方式的表示如下：

抽头系数：n_tap＝n(a≥0.1)

最大时延：delay_max＝max(n_tap)

其中，n(a≥0.1)表示归一化最优信道幅值大于等于0.1的抽头位置，根据提取到的信道主要抽头，提取时延最大抽头的位置，记为最大时延。

7.根据权利要求1所述的一种基于多维OFDM环境自适应调制方法，其特征在于，所述多维OFDM调制采用三维MQAM调制方法，具体表达式为：

其中，g(t-mT_s)是宽度为T_s，幅度为1的矩形脉冲，是频率ω_c处的信号幅度，是频率为2ω_c处的信号幅度，此处为某一时刻的电平状态值，ω_c和2ω_c为两个载波频率，和β_m表示相位值。

8.根据权利要求7所述的一种基于多维OFDM环境自适应调制方法，其特征在于，所述三维MQAM调制也可表示为立方体映射，具体映射坐标表示为：

其中，X_m，Y_m和Z_m分别映射到三维直角坐标系X轴，Y轴和Z轴，和β_m表示相位值。

9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-8中任一所述的方法。

10.一种基于多维OFDM环境自适应调制系统，其特征在于，所述系统包括：

噪声环境模型单元：配置用于采集不同场景下的噪声环境，形成所述不同场景下的噪声环境模型；

接收端信号处理单元：配置用于将接收端接收的信号进行提取伪噪声序列，同时经过下采集、傅里叶变换和数据分割处理后重建信号信道传输函数；

环境混合样本单元：配置用于将所述伪噪声序列分别进行多维OFDM调制，并将调制后的伪噪声序列映射到各子载波上，在所述噪声环境模型中进行发射，获得一定数量的环境信道传递函数样本，通过提取所述环境信道传递函数样本的特征，建立环境混合样本数据库；以及

最优信道估计单元：配置用于基于所述环境混合样本数据库，利用神经网络对所述信号信道传输函数进行信道估计网络训练，获得不同类型的最优信道估计网络传输函数。