一种基于交织和正交频分复用的变换域通信方法

摘要

一种基于交织和正交频分复用的变换域通信方法，属于无线通信技术领域，涉及认知无线技术中的频谱自适应收发技术。发射方一方面通过频谱估计、空闲频谱标记、随机相位生成、缩放和存储步骤生成基函数，k＝0，...，N－1；另一方面通过数据映射与交织，生成数据矢量，k＝0，...，N－1；然后将基函数和数据矢量对应元素相乘得到信号矢量(C·A_koe，并采用正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM)方式发射。接收方基本采取发射方逆向操作，最终得到对发送数据符号的估计S_i。本发明基于OFDM发射和接收，与现有的OFDM技术兼容；采用循环移位键控(Cyclic Code Shift Keying，CCSK)调制，发送信号有较低的峰平比值；采用OFDM接收方式和离散傅立叶逆变换实现解调，避免了复杂的相关器；避免了采用复杂的瑞克(Rake)接收方式；无需在接收方预设门限，提高了搜索速度和通信系统的性能。本发明还采用了传统时域CCSK调制、解调中不能实现的交织技术。

主权项

1、一种基于交织和正交频分复用的变换域通信方法，包括发射方和接收方，其特征在于，所述发射方包括如下步骤：步骤一：生成基函数k＝0，...，N-1，具体包括如下步骤：第一步：频谱估计，估计无线环境的频谱，得到各个频点的可用性信息；第二步：空闲频谱标记，将频谱估计结果与一个预先设定的门限值比较，频谱估计值超过门限值的频率分量被设定为0，其它的频率分量设定为1，生成相应的频谱幅度序列A_k，k＝0，...，N-1；第三步：随机相位生成，将一组随机整数m_k，k＝0，...，N-1作M-PSK调制得到k＝0，...，N-1，作为随机相位序列；第四步：将生成的随机相位序列与频谱幅度序列A_k对应元素相乘得到序列k＝0，...，N-1；第五步：缩放，为了维持每个矢量信号序列的能量一致，将序列，k＝0，...，N-1的幅度被缩放C倍， $C=\sqrt{N/N_{A_k}},$N_Ak为序列A_k，k＝0，...，N-1中1的个数；第六步：存储，存储序列k＝0，...，N-1；步骤二：数据调制与交织，具体包括如下步骤：第一步：数据映射，采用CCSK调制，执行数据映射操作： $S_i\to e^{-j\frac{2\pi S_{i}m}{M\_\mathrm{ary}}},$m＝0，...，N-1，其中，M_ary是CCSK调制的参数，这里，符号表示不超过x的最大整数；第二步：交织，对矢量m＝0，...，N-1做交织，得到矢量k＝0，...，N-1；步骤三：生成信号矢量并发射，具体包括如下步骤：第一步：将矢量和序列k＝0，...，N-1对应元素相乘得到信号矢量第二步：OFDM发射，先执行离散傅立叶逆变换，得到 $\frac{1}{N}\underset{k=0}{\overset{N-1}{\Sigma }}C·A_k{e}^{j\frac{2\pi m_k}{M}}{e}^{-j\frac{2\pi S_{i}k}{M\_\mathrm{ary}}}{e}^{j\frac{2\mathrm{\pi kn}}{N}},$n＝0，...，N-1，然后作功率调整后，根据信道的最大时延添加循环前缀，最后发射出去；所述接收方包括如下步骤：第一步：OFDM接收，接收到的信号经过OFDM接收机处理得到R(k)；第二步：空闲频谱标记和随机相位生成，采用与发送机相同的技术得到幅度矢量A_k和随机相位矢量生成的矢量A_k与矢量对应元素相乘得到k＝0，...，N-1；第三步：取共轭，对k＝0，...，N-1取共轭，生成k＝0，...，N-1，并在同步之后与矢量R(k)对应元素相乘，取掉随机相位，得到矢量R(k)；第四步：解交织，对接收到的信号矢量做解交织，执行与发射机交织的逆操作；第五步：快速傅立叶逆变换，对矢量R(k)执行离散傅立叶逆变换得到矢量第六步：取实部，对矢量取实部，得到第七步：最大值下标搜索，从实部矢量的起点开始、等间隔的取M_ary个元素，作为新的序列，并重新编号，取其最大值的下标作为发送数据符号的估计