正交时频移位和频谱整形通信方法

摘要

一种无线组合时间、频率和频谱整形通信方法，该方法传输N x N(N2)的卷积单元矩阵(数据帧)，其中通常在N个时扩间隔(每个时扩间隔由N个时间片组成)上接收所有N2个数据符号，或一个都不接收。为了进行传输，N2大小的数据帧矩阵乘以第一N x N时频移位矩阵，置换，然后乘以第二N x N频谱整形矩阵，从而在整个所得的N x N矩阵(TFSSS数据矩阵)上混合每个数据符号。对该N2TFSSS数据矩阵的列每时间片一个元素地进行选择、调制并传输。在接收器上，对副本TFSSS矩阵进行重构并解卷积，从而使数据显示出来。该方法可以立即容纳多个用户，可以适应变化的信道条件，并且对处理信道损害(例如多普勒移位)尤其有利。

主权项

一种在通信链路上传输并接收至少一个数据帧([D])的方法，所述数据帧包括具有多达N²个数据元素的一个矩阵，N大于1，所述方法包括：创建一个正交矩阵集，所述正交矩阵集包括一个第一N x N矩阵([U₁])和一个第二N x N矩阵([U₂])；其中所述通信链路和所述正交矩阵集被选择为能够在一个时扩间隔上传输所述第一N x N矩阵([U₁])、一个数据帧([D])和所述第二N x N矩阵([U₂])的矩阵乘积的至少N个元素；所述时扩间隔由至少N个时间片组成；形成所述第一N x N矩阵([U₁])和所述数据帧([D])一个第一矩阵乘积；通过可逆置换运算P来置换所述第一矩阵乘积，从而形成一个置换的第一矩阵乘积P([U₁][D])；形成所述置换的第一矩阵乘积P([U₁][D])和所述矩阵([U₂])的一个第二矩阵乘积，以形成一个卷积的数据矩阵；通过以下步骤在所述通信链路上传输并接收所述卷积的数据矩阵：1:对于每个单一时扩间隔，选择所述卷积的数据矩阵的N个不同元素；2:在所述时扩间隔的不同所述时间片上，从所述卷积的数据矩阵的所述N个不同元素中选择一个元素，调制所述一个元素，并传输所述一个元素，以便每个所述一个元素占据它自己的时间片；3:在所述时扩间隔的不同所述时间片上接收所述卷积的数据矩阵的所述N个不同元素；4:解调制所述卷积的数据矩阵的所述N个不同元素；重复步骤1、2、3和4总共N次，从而在该接收器上重新组合所述卷积的数据矩阵的一个副本；使用所述第一N x N矩阵([U₁])和所述第二N x N矩阵([U₂])从所述卷积的数据矩阵来重构所述数据帧([D])；并且其中直到已经恢复了所述整个卷积的数据矩阵才能保证以满精度重构一个任意数据帧([D])的一个任意数据元素。