[发明专利]一种基于干扰消除的时隙ALOHA系统发送与接收方法

摘要

本发明公开了属于卫星通信技术领域的一种基于干扰消除的时隙ALOHA系统信号发送与接收方法。该方法包括首先建立时隙ALOHA系统接收模型，其次是该时隙ALOHA系统接收模型的信号发送与接收的方法；其中，时隙ALOHA系统接收模型信号在发送过程中每个消息在一帧内随机选择多个时隙重复发送，不同消息随机选择不同训练序列用于接收端同步，在接收端通过相关运算估计各个消息的到达时延；最后，利用接收模型进行干扰消除，从而实现在消息发生碰撞的情况下恢复各用户消息；该方法适用于时隙ALOHA系统，如甚高频数据交换系统VDES、卫星船舶自动识别系统SAT‑AIS、卫星物联网等，可以显著提高时隙ALOHA系统的容量。

主权项

1.一种基于干扰消除的时隙ALOHA系统信号发送与接收方法,其特征在于，首先建立时隙ALOHA系统接收模型；具体时隙ALOHA系统接收装置组成为存储器与相关器、干扰消除、解调串联；存储器再和干扰消除连接以及本地训练序列与相关器连接；其次，时隙ALOHA系统信号在发送过程中随机使用不同训练序列用作接收端同步，在接收端通过训练序列的同步估计各个消息在时隙中的分布；最后通过干扰消除解出每个消息，从而在已发生消息碰撞的情况下恢复各个用户的消息；所述时隙ALOHA系统接收模型的建立，假设时隙ALOHA协议中一帧长度为N个时隙，在一帧中有L个用户发送信号，建立时隙ALOHA系统接收模型的过程如下：用户发送的消息形式：s[i,n]＝[s_train[i],s_payload[i],s_guard]其中s[i,n]表示第i个消息在时隙n的发射信号，在一帧内同一用户发送信号相同，因此对于n≤N均有s[i,m]＝s[i,n]＝s[i]；s_train[i]表示第i个消息的训练序列，训练序列的码型在T₁,T₂,…T_M中随机选择；s_payload[i]表示第i个用户需要发送的数据信息，s_guard为保护间隔，s_guard＝[0,0,…,0]；时隙ALOHA系统接收模型在第n个时隙的接收信号波形：其中δ[n]为第n个时隙的窗函数，即其中slot n表示第n个时隙，others表示其他时隙，A_k[i,n]为第i个消息在时隙n中的信号幅度，D[i,n]为信号传播时延，φ[i,n]为相位偏移，Δω[i,n]为信号的频偏，w(n)为高斯白噪声，其双边带功率谱密度为σ_w²/2；利用矩阵形式描述时隙ALOHA系统接收模型r＝Hs+w其中r为接收信号矢量，是N×1的矩阵r＝[r[1],r[2],…r[N]]^T：s为发送信号矢量其中H为N×L的矩阵，表示通信系统的信道，H的第i行第j列元素H_ij＝h[i,j]表示在第i个时隙接收到来及第j个用户消息的信道，如果第j个用户没有在第i个时隙下发送信号则H_ij为0；w为大小为N×1的高斯白噪声矢量该式反映了在高斯信道下时隙ALOHA系统接收模型。