[发明专利]一种基于序列设计的TDCS多址接入改进方法

摘要

本发明属于基于序列设计的变换域通信系统(TDCS,Transform Domain Communication System)的改进方案，引入良好相关特性序列和扩频结构，特别适用于需要满足海量用户的多址接入系统中。本发明提出一种基于序列设计的、能够提高多址接入能力的TDCS系统改进方法，在保持上述优势的条件下，采用直接针对周期相关特性进行优化的良好相关序列，命名为最小化周期集成旁瓣序列(Minimizer for Periodic Integrated Sidelobe Level，MIPSL)，作为初始相位序列，然后通过与扩频序列逐元素相乘扩展成序列集合，再分配给不同的用户。

主权项

1.一种基于序列设计的TDCS多址接入改进方法，其特征在于，具体如下：发送端：1)频谱感知模块将整个信号带宽分成N个子载波，然后根据预设定门限确定所有子载波的可用性，即如果该子载波功率谱幅度超过门限值，则认为该子载波已经被占用，并将其标记为0；如果该子载波功率谱幅度没有超过门限值，则认为该子载波未被占用，并将其标记为1，设得到的频谱效用序列均为A＝[A0,A1,…,Ak,…AN‑1]；2)采用迭代算法产生具备良好相关性能的最小化周期集成旁瓣MIPSL序列步骤如下：a)初始化令其中为在[0,2π]均匀分布的随机变量；b)计算的FFT值得到其相位值：]p＝arg(Xp),p＝0,…,N‑1    (1)；c)计算的IFFT值则更新后的为：d)重复步骤b)和c)，直到满足预设的停止条件，即更新前后序列差的范数小于阈值；3)将MIPSL序列与第i个用户的扩频序列相乘，得到扩频相位序列：4)将扩频相位序列与频谱效用序列A进行逐元素相乘，得到基础调制波形FMW频域表达式：逐元素乘法的目的是为了给每个可用频点加载一个随机相位，以便于系统抗截获特性的实现；5)将FMW频域表达式B(i)进行逆傅里叶变换得到时域序列b(i)，即：再乘以归一化因子ε_s为发射一个码元所需要的能量，N_A为频谱效用序列中“1”的个数；6)接下来为CCSK调制，设log2M_ary比特数据转换为十进制数Di，则最终的时域表达式为：7)将上述发送信号通过天线模块发送出去，即完成了发送端工作；接收端：1)首先对经过信道作用的到达信号进行接收，并完成信道估计；设通过信道均衡技术来弥补信道带来的失真后的输出结果为：式中，e[n]为高斯白噪声，第一项x(j)[n]为期望信号；2)将信号通过一个FFT模块，得到频域接收信号FFT(r)；3)与发送端同步，令MIPSL序列与已知的扩频序列点乘，得到相应的基础调制波形B(j)，取共轭，并与FFT(r)逐项相乘，消除随机相位；同时，由于扩频相位序列间的良好互相关性，在此抵消了其他用户对期望用户的影响；4)将上述结果通过一个IFFT模块，得到时域的矢量y，用于检测判决：y＝[y0,y1,…,yN‑1]＝IFFT{FFT(r)×(B(j))}   (8)其第p项元素为：根据FFT变换的性质可知，其在时域的波形类似冲激函数；5)在解调检测模块中，取y的实部，找到最大值的下标即为估计的数据6)将反映射，得到log₂M_ary位比特数据，即完成了判决解调。