一种基于EWFRFT的多址与复用传输方法与流程

一种基于ewfrft的多址与复用传输方法
技术领域
1.本发明属于无线通信技术领域，具体涉及一种基于ewfrft的多址与复用传输方法。


背景技术：

2.多址技术是构成现在和未来通信网络的重要基础，现有多址方式主要包括时分多址、频分多址、码分多址等。其中，码分多址系统为不同用户分配不同的地址码，每个用户采用一个噪声式的宽带信号并可以任意长时间地占有整个给定频带，具有较大的通信容量，已经得到了广泛的研究和应用。然而，在码分多址系统中，每一用户的信号对其他用户而言都是干扰，这种多址干扰导致了系统的误码率的上升，同时限制了系统可以容纳的用户总数。这导致现有码分多址系统抗多址干扰性能仍然比较差，传输可靠性较低，因此，对现有码分多址方式进行改进以进一步提升其误码性能为一个值得研究的问题。


技术实现要素：

3.本发明的目的是为解决现有码分多址系统存在的抗多址干扰性能差、误码率高的问题，而提出了一种基于ewfrft的多址与复用传输方法。
4.本发明为解决上述技术问题所采取的技术方案是：
5.一种基于ewfrft的多址与复用传输方法，在上行链路，所述方法具体为：
6.步骤s1、将多址系统中的用户进行编号后，分别对每个用户信源产生的基带数据进行调制；
7.其中，第i
′
个用户对应的调制结果为b
i
′
，，均为调制结果中的数据，i
′
＝1,2,3,...,m，m代表用户总数；
8.步骤s2、分别为每个用户分配地址码；
9.其中，第i
′
个用户的地址码为s
i
′
，s
i
′
是长度为p的序列，p≥m，且s
i
′
的生成方式为：
[0010][0011]
其中，为s
i
′
的转置，e为扩展加权分数傅里叶变换的基础算子，β
l
为扩展加权分数傅里叶变换的加权系数，l＝0,1,
…
,p
‑
1，列向量t
i
′
为第i
′
个用户的变换序列；
[0012]
且变换序列t
i
′
中的元素满足：
[0013][0014]
其中，[t
i
′
]
n
为变换序列t
i
′
中的第n个元素；
[0015]
步骤s3、利用分配的地址码对用户的调制结果进行序列扩展，分别获得每个用户对应的扩频结果；
[0016]
其中，第i
′
个用户的扩频结果表示为p
i
′
；
[0017][0018]
步骤s4、分别对每个用户的扩频结果进行处理，再将每个用户对应的处理结果分别通过天线发射至信道；
[0019]
步骤s5、接收机对从信道中接收的信号进行处理，获得数字基带信号；
[0020]
步骤s6、根据步骤s5获得的数字基带信号进行用户数据提取，分别提取出每个用户传输的数据；
[0021]
所述步骤s6的具体过程为：
[0022]
对步骤s5获得的数字基带信号进行串并转换，得到l行p列的并行数据r；再采用序列h
i
′
对多址系统中的第i
′
个用户传输的数据进行提取：
[0023][0024]
其中，为h
i
′
的转置，y
i
′
的转置矩阵为为提取出的第i
′
个用户传输的数据；序列h
i
′
的生成方式为：
[0025][0026]
其中，为序列h
i
′
中的第d个元素，为序列s
i
′
中的第d个元素，d＝0,1,...,p
‑
1，为的复共轭，序列
[0027]
步骤s7、分别对提取出的每个用户传输的数据进行数字解调，恢复出每个用户的0、1比特数据。
[0028]
一种基于ewfrft的多址与复用传输方法，在下行链路，所述方法具体为：
[0029]
步骤c1、将多址系统中的用户进行编号后，分别对传输的每个用户的基带数据进行调制；
[0030]
其中，第i
′
个用户数据对应的调制结果为b
i
′
，，均为调制结果中的数据，i
′
＝1,2,3,...,m，m代表用户总数；
[0031]
步骤c2、分别为每个用户生成地址码；
[0032]
其中，第i
′
个用户的地址码为s
i
′
，s
i
′
是长度为p的序列，p≥m，且s
i
′
的生成方式为：
[0033][0034]
其中，为s
i
′
的转置，e为扩展加权分数傅里叶变换的基础算子，β
l
为扩展加权分数傅里叶变换的加权系数，l＝0,1,
…
,p
‑
1，列向量t
i
′
为第i
′
个用户的变换序列；
[0035]
且变换序列t
i
′
中的元素满足：
[0036][0037]
其中，[t
i
′
]
n
为变换序列t
i
′
中的第n个元素；
[0038]
步骤c3、利用生成的地址码对用户对应的调制结果进行序列扩展，分别获得每个用户对应的扩频结果；
[0039]
其中，第i
′
个用户的扩频结果表示为p
i
′
；
[0040][0041]
步骤c4、在所有用户的扩展结果中，将处在扩展结果的相同位置的数据相加，获得长度为pl的基带发送序列；
[0042]
步骤c5、对步骤c4获得的基带发送序列进行处理，再将处理结果通过天线发射至信道；
[0043]
步骤c6、接收机从信道中接收信号，并对接收到的信号进行处理，获得处理后的数字基带信号；
[0044]
步骤c7、根据步骤c6中获得的处理后数字基带信号进行用户数据提取，提取出传输的第i
′
个用户的数据，i
′
＝1,2,3,...,m；
[0045]
所述步骤c7的具体过程为：
[0046]
步骤c71、对步骤c6中获得的处理后数字基带信号进行串并转换，得到l行p列的并行数据r；
[0047]
步骤c72、对于多址系统中的第i
′
个用户，采用序列h
i
′
对传输的数据进行提取；
[0048][0049]
其中，为h
i
′
的转置，y
i
′
的转置矩阵为为提取出的传输的第i
′
个用户数据；序列h
i
′
的生成方式为：
[0050][0051]
其中，为序列h
i
′
中的第d个元素，为序列s
i
′
中的第d个元素，d＝0,1,...,p
‑
1，为的复共轭，序列
[0052]
步骤c8、分别对传输的每个用户数据进行数字解调，恢复出每个用户的0、1比特数据。
[0053]
本发明的有益效果是：本发明为提升现有码分多址系统的传输性能而设计了一种基于ewfrft的多址与复用传输方法，在本发明所提系统中，各用户传输数据占据相同的时频资源，利用通过扩展加权分数傅里叶变换生成的一组正交地址码来实现用户多址；在发送端，通过地址码进行序列扩展；在接收端，只需通过对应序列进行解扩即可恢复用户数据。本发明所提方案在充分利用系统时频资源的同时兼顾了信号的正交特性，大幅度降低了系统的多址干扰带来的影响，有效提高了衰落信道下的误码性能，增强了码分多址系统的可靠性。同时该方法对现有通信体制具有较好的兼容性。
[0054]
本发明采用一种扩展加权分数傅里叶变换及扩展混合载波多址技术，可以在提升
无线通信系统抗衰落性能的同时，增加码分多址系统可以容纳的用户总数。
附图说明
[0055]
图1是本发明的一种基于ewfrft的多址与复用传输方法的上行链路发射机系统框图；
[0056]
图2是本发明的一种基于ewfrft的多址与复用传输方法的上行链路接收机系统框图；
[0057]
图3是本发明的一种基于ewfrft的多址与复用传输方法的下行链路发射机系统框图；
[0058]
图4是本发明的一种基于ewfrft的多址与复用传输方法的下行链路接收机系统框图。
具体实施方式
[0059]
具体实施方式一、结合图1和图2说明本实施方式。本实施方式所述的一种基于ewfrft的多址与复用传输方法，在上行链路，所述方法具体为：
[0060]
步骤s1、将多址系统中的用户进行编号后，分别对每个用户信源产生的基带数据进行调制；
[0061]
其中，第i
′
个用户对应的调制结果为b
i
′
，，均为调制结果中的数据，i
′
＝1,2,3,...,m，m代表用户总数；
[0062]
调制方式为相移键控bpsk方式；
[0063]
步骤s2、分别为每个用户分配地址码；
[0064]
其中，第i
′
个用户的地址码为s
i
′
，s
i
′
是长度为p的序列，是长度为p的序列，均为序列s
i
′
中的元素，p≥m，且s
i
′
通过ewfrft(扩展加权分数傅里叶变换)生成，s
i
′
的生成方式为：
[0065][0066]
其中，为s
i
′
的转置，e为扩展加权分数傅里叶变换的基础算子，β
l
为扩展加权分数傅里叶变换的加权系数，l＝0,1,
…
,p
‑
1，列向量t
i
′
为第i
′
个用户的变换序列；
[0067]
且变换序列t
i
′
中的元素满足：
[0068][0069]
其中，[t
i
′
]
n
为变换序列t
i
′
中的第n个元素；
[0070]
步骤s3、利用分配的地址码对用户的调制结果进行序列扩展，分别获得每个用户对应的扩频结果；
[0071]
其中，第i
′
个用户的扩频结果表示为p
i
′
；
[0072][0073]
步骤s4、分别对每个用户的扩频结果进行处理，再将每个用户对应的处理结果分别通过天线发射至信道；
[0074]
所述分别对每个用户的扩频结果进行处理，其具体为：
[0075]
每个用户的扩频结果均依次经过数/模转换和上变频处理。
[0076]
步骤s5、接收机对从信道中接收的信号进行处理，获得数字基带信号；
[0077]
信号通过信道的传输到达接收端，接收机依次对接收到的信号进行下变频和模/数转换处理；
[0078]
步骤s6、根据步骤s5获得的数字基带信号进行用户数据提取，分别提取出每个用户传输的数据；
[0079]
所述步骤s6的具体过程为：
[0080]
对步骤s5获得的数字基带信号进行串并转换，得到l行p列的并行数据r；再采用序列h
i
′
对多址系统中的第i
′
个用户传输的数据进行提取：
[0081][0082]
其中，为h
i
′
的转置，y
i
′
的转置矩阵为为提取出的第i
′
个用户传输的数据；序列h
i
′
的生成方式为：
[0083][0084]
其中，为序列h
i
′
中的第d个元素，为序列s
i
′
中的第d个元素，d＝0,1,...,p
‑
1，为的复共轭，序列
[0085]
步骤s7、分别对提取出的每个用户传输的数据进行数字解调，恢复出每个用户的0、1比特数据。
[0086]
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：所述扩展加权分数傅里叶变换的基础算子e为：
[0087][0088]
其它步骤及参数与具体实施方式一相同。
[0089]
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是：所述扩展加权分数傅里叶变换的加权系数β
l
为：
[0090]
[0091]
其中，e
k
为变换参数，k＝0,1,
…
,p
‑
1，i为虚数单位；
[0092]
所述变换参数e
k
由如下方式生成：
[0093][0094]
其中，参数e0∈(0,2π]，即e0的取值可以在(0,2π]内任意选取，p＝2w 1，w为正整数。
[0095]
其它步骤及参数与具体实施方式一或二相同。
[0096]
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是：所述步骤s6中，序列h
i
′
的生成方式替换为：
[0097][0098]
其中，序列为：
[0099][0100]
其中，f
k
为变换参数。
[0101]
其它步骤及参数与具体实施方式一至三之一相同。
[0102]
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是：所述变换参数f
k
为：
[0103][0104]
其中，变换参数f0满足：f0＝
‑
e0。
[0105]
其它步骤及参数与具体实施方式一至四之一相同。
[0106]
具体实施方式六、结合图3和图4说明本实施方式。本实施方式所述的一种基于ewfrft的多址与复用传输方法，在下行链路，所述方法具体为：
[0107]
步骤c1、将多址系统中的用户进行编号后，分别对传输的每个用户的基带数据进行调制；
[0108]
其中，第i
′
个用户数据对应的调制结果为b
i
′
，，均为调制结果中的数据，i
′
＝1,2,3,...,m，m代表用户总数；
[0109]
调制方式为相移键控bpsk方式；
[0110]
步骤c2、分别为每个用户生成地址码；
[0111]
其中，第i
′
个用户的地址码为s
i
′
，s
i
′
是长度为p的序列，是长度为p的序列，均为序列s
i
′
中的元素，p≥m，且s
i
′
通过ewfrft(扩展加权分数傅里叶变换)生成，s
i
′
的生成方式为：
[0112][0113]
其中，为s
i
′
的转置，e为扩展加权分数傅里叶变换的基础算子，β
l
为扩展加权分数傅里叶变换的加权系数，l＝0,1,
…
,p
‑
1，列向量t
i
′
为第i
′
个用户的变换序列；
[0114]
且变换序列t
i
′
中的元素满足：
[0115][0116]
其中，[t
i
′
]
n
为变换序列t
i
′
中的第n个元素；
[0117]
步骤c3、利用生成的地址码对用户对应的调制结果进行序列扩展，分别获得每个用户对应的扩频结果；
[0118]
其中，第i
′
个用户的扩频结果表示为p
i
′
；
[0119][0120]
步骤c4、在所有用户的扩展结果中，将处在扩展结果的相同位置的数据相加(即将各用户的扩展结果中全部的首位数据相加、全部的第二位数据相加、
…
，全部的第pl位数据相加，将相加结果依次作为获得的长度为pl的基带发送序列的首位、第二位、
…
、第pl位)，获得长度为pl的基带发送序列；
[0121]
步骤c5、对步骤c4获得的基带发送序列进行处理，再将处理结果通过天线发射至信道；
[0122]
所述对基带发送序列进行处理，其具体为：
[0123]
对基带发送序列依次进行数/模转换和上变频处理。
[0124]
步骤c6、接收机从信道中接收信号，并对接收到的信号进行处理，获得处理后的数字基带信号；
[0125]
信号通过信道的传输到达接收端，接收机对接收到信号进行下变频和模/数转换处理；
[0126]
步骤c7、根据步骤c6中获得的处理后数字基带信号进行用户数据提取，提取出传输的第i
′
个用户的数据，i
′
＝1,2,3,...,m；
[0127]
所述步骤c7的具体过程为：
[0128]
步骤c71、对步骤c6中获得的处理后数字基带信号进行串并转换，得到l行p列的并行数据r；
[0129]
步骤c72、对于多址系统中的第i
′
个用户，采用序列h
i
′
对传输的数据进行提取；
[0130][0131]
其中，为h
i
′
的转置，y
i
′
的转置矩阵为为提取出的传输的第i
′
个用户数
据；序列h
i
′
的生成方式为：
[0132][0133]
其中，为序列h
i
′
中的第d个元素，为序列s
i
′
中的第d个元素，d＝0,1,...,p
‑
1，为的复共轭，序列
[0134]
步骤c8、分别对传输的每个用户数据进行数字解调，恢复出每个用户的0、1比特数据。
[0135]
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式六不同的是：所述扩展加权分数傅里叶变换的基础算子e为：
[0136][0137]
其它步骤及参数与具体实施方式六相同。
[0138]
具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式六或七不同的是：所述扩展加权分数傅里叶变换的加权系数β
l
为：
[0139][0140]
其中，e
k
为变换参数，k＝0,1,
…
,p
‑
1，i为虚数单位；
[0141]
所述变换参数e
k
由如下方式生成：
[0142][0143]
其中，参数e0∈(0,2π]，即e0的取值可以在(0,2π]内任意选取，p=2w 1，w为正整数。
[0144]
其它步骤及参数与具体实施方式六或七相同。
[0145]
具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式六至八之一不同的是：所述步骤c72中，序列h
i
′
的生成方式替换为：
[0146][0147]
其中，序列为：
[0148]
[0149]
其中，f
k
为变换参数。
[0150]
其它步骤及参数与具体实施方式六至八之一相同。
[0151]
具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式六至九之一不同的是：所述变换参数f
k
为：
[0152][0153]
其中，变换参数f0满足：f0＝
‑
e0。
[0154]
其它步骤及参数与具体实施方式六至九之一相同。
[0155]
本发明的上述算例仅为详细地说明本发明的计算模型和计算流程，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。