[发明专利]一种基于格基规约的FBMC-OQAM模分复用系统的解复用算法

说明书

本发明公开了一种基于格基规约的FBMC‑OQAM模分复用系统的解复用算法，属于通信技术领域，该算法首先对最小二乘(LS)估计得到的非正交信道矩阵H进行规约处理，得到一个准正交矩阵和一个幺模矩阵T，然后利用准正交矩阵对接收信号进行均衡得到最后将进行量化判决后左乘幺模矩阵T，实现与之间的转换，得到发送信号的估计值。即通过格基规约将非正交信道矩阵的均衡问题转化为准正交矩阵的信号处理问题，从而解决了MDL引起的信道矩阵正交性劣化问题，其具有计算复杂度低、误码性能优的特点，具有较好的解复用效果，提升了均衡算法的损伤补偿性能。

技术领域

本发明属于通信技术领域，具体涉及一种基于格基规约的FBMC-OQAM模分复用系统的解复用算法。

背景技术

随着信息化社会的飞速发展，全球数据流量每年以超过50％的速度爆发式增长，传统的单模光纤通信系统容量已逐渐接近非线性香农极限。作为可突破单模光纤容量瓶颈的一种新型扩容技术，基于少模光纤(FMF)的模分复用(MDM)技术应运而生。模分复用技术通过利用少模光纤中的正交模式进行独立传输实现成倍的扩容传输。在MDM系统中，存在模式耦合(MC)、差分模式群时延(DMGD)、模式相关损耗(MDL)等特有损伤，严重影响系统性能，通常采用基于多输入多输出(MIMO)的均衡技术解决这些损伤所导致的系统性能劣化问题，主要有基于信道估计和线性检测算法(ZF、MMSE)的MIMO均衡技术、基于自适应滤波算法(LMS、RLS、CMA、MMA)的MIMO均衡技术和基于盲源分离(如ICA)的MIMO均衡技术，这些方法在MDL可以忽略情况下效果良好。然而，对于实际的MDM系统，由于光纤、光纤放大器和光无源器件对不同模式的增益或衰减是不同的，MDL的存在不可避免，特别是长距离大容量MDM系统中，MDL较大，导致系统信道矩阵的正交性劣化严重，此时，传统的MIMO均衡算法不再适用。

另外，为补偿DMGD损伤，抵抗符号间干扰(ISI)，许多人对MDM系统发送端信号采用OFDM调制。但由于OFDM引入的循环前缀(CP)会破坏信号间的正交性，使得信道间相互干扰，正交性破坏导致的微小的偏移会严重影响系统的性能；并且CP的引入增加了系统冗余，使系统在频谱效率方面的表现大打折扣，OFDM系统还会造成严重的带外频谱泄露。

发明内容

为了克服现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种基于格基规约的FBMC-OQAM模分复用系统的解复用算法，本发明的FBMC-OQAM模分复用系统可以消除循环前缀，提高频谱利用率，且不需要严格的时频同步，比传统的OFDM更具竞争力；本发明的基于格基规约的线性均衡算法对MDL造成的损伤进行了有效补偿，具有较好的解复用效果。

本发明的基于格基规约的FBMC-OQAM模分复用系统的解复用算法的基本原理是：格基规约算法首先对最小二乘(LS)估计得到的非正交信道矩阵H进行规约处理，得到一个准正交矩阵和一个幺模矩阵T，然后利用准正交矩阵对接收信号进行均衡得到最后将进行量化判决后左乘幺模矩阵T，实现与之间的转换，得到发送信号的估计值。即，通过格基规约，将非正交信道矩阵的均衡问题转化为准正交矩阵的信号处理问题，从而解决了MDL引起的信道矩阵正交性劣化问题，提升了均衡算法的损伤补偿性能。

本发明通过如下技术方案实现：

一种基于格基规约的FBMC-OQAM模分复用系统的解复用算法，具体步骤如下：

步骤一：通过对信道矩阵进行扩展和右乘单位循环矩阵，将非列满秩的D×D(Q+1)的高阶信道矩阵H转换为可进行格基约减处理的低阶满秩矩阵H_fk，其中，D为模式数量，Q为时延覆盖长度；

具体步骤如下：