基于多序列組合擴(kuò)頻的加權(quán)分?jǐn)?shù)傅里葉變換域信號(hào)傳輸方法
【專利摘要】基于多序列組合擴(kuò)頻的加權(quán)分?jǐn)?shù)傅里葉變換域信號(hào)傳輸方法，涉及通信【技術(shù)領(lǐng)域】。本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有采用擴(kuò)頻為支撐的通信系統(tǒng)的帶寬利用率低的問題。本發(fā)明在發(fā)射端，采用正變換參數(shù)選擇模塊產(chǎn)生加權(quán)分?jǐn)?shù)傅里葉變換階數(shù)控制參數(shù)α，并采用多序列組合擴(kuò)頻加權(quán)分?jǐn)?shù)傅里葉正變換模塊該變換階數(shù)控制參數(shù)α對(duì)兩路長度分別為Npc和K的并行數(shù)據(jù)bpc和bbase進(jìn)行處理；在接收端：采用反變換參數(shù)模塊產(chǎn)生加權(quán)分?jǐn)?shù)傅里葉變換反變換控制參數(shù)-α；并采用多序列組合擴(kuò)頻加權(quán)分?jǐn)?shù)傅里葉反變換模塊利用該反變換參數(shù)-α，對(duì)接收到的等效基帶信號(hào)進(jìn)行反變換處理得到反變換數(shù)據(jù)本發(fā)明適用于無線信號(hào)傳輸過程中。
【專利說明】基于多序列組合擴(kuò)頻的加權(quán)分?jǐn)?shù)傅里葉變換域信號(hào)傳輸方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及通信【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]分?jǐn)?shù)傅立葉變換是一種將時(shí)頻域有效整合的新型數(shù)學(xué)工具，四項(xiàng)加權(quán)分?jǐn)?shù)傅立葉變換，又是有別于經(jīng)典分?jǐn)?shù)傅立葉變換的一種更新的數(shù)學(xué)變換方法，目前在國內(nèi)外有關(guān)四項(xiàng)加權(quán)分?jǐn)?shù)傅立葉變換的研究中，越來越多的研究者提到將其用于通信領(lǐng)域，并有少部分研究已將其用于保密通信的領(lǐng)域。
[0003]四項(xiàng)加權(quán)分?jǐn)?shù)傅立葉變換的定義為:
[0004]
【權(quán)利要求】
1.基于多序列組合擴(kuò)頻的加權(quán)分?jǐn)?shù)傅里葉變換域信號(hào)傳輸方法，其特征是:它由以下步驟實(shí)現(xiàn): 它的信號(hào)發(fā)射方法: 步驟一、將信源數(shù)據(jù)進(jìn)行基帶映射處理，獲得基帶調(diào)制結(jié)果； 步驟二、將步驟一中產(chǎn)生的基帶調(diào)制結(jié)果以每N個(gè)為一組，進(jìn)行串/并轉(zhuǎn)換，并對(duì)轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)進(jìn)行分組，獲得兩路長度分別為Np。和K的并行數(shù)據(jù)bp。和bbase，且N = Npc+K ；步驟三、采用正變換參數(shù)選擇模塊產(chǎn)生加權(quán)分?jǐn)?shù)傅里葉變換階數(shù)控制參數(shù)α ； 步驟四、采用多序列組合擴(kuò)頻加權(quán)分?jǐn)?shù)傅里葉正變換模塊利用步驟三中產(chǎn)生的變換階數(shù)控制參數(shù)α分別對(duì)步驟二中獲得的兩路長度分別為Np。和K的并行數(shù)據(jù)bp。和bb_進(jìn)行處理，得到并行處理結(jié)果； 步驟五、將步驟四獲得的并行處理結(jié)果進(jìn)行并/串轉(zhuǎn)換，獲得串行輸出數(shù)據(jù)Srat ；步驟六、將步驟五獲得的串行輸出數(shù)據(jù)Stjut經(jīng)等效信道影響處理后，獲得等效基帶信號(hào)發(fā)射至信道； 它的信號(hào)接收方法: 步驟七、接收端接 收步驟六發(fā)射的等效基帶信號(hào)； 步驟八、采用反變換參數(shù)模塊產(chǎn)生加權(quán)分?jǐn)?shù)傅里葉變換反變換控制參數(shù)-α ； 步驟九、采用多序列組合擴(kuò)頻加權(quán)分?jǐn)?shù)傅里葉反變換模塊利用步驟八獲得的反變換參數(shù)-α，對(duì)步驟七中接收到的等效基帶信號(hào)進(jìn)行反變換處理得到反變換數(shù)據(jù)&:L = 0,l”...2Npc ； 步驟十、采用能量檢測(cè)模塊對(duì)步驟九獲得的反變換數(shù)據(jù)&進(jìn)行能量判決，并將其反變換數(shù)據(jù)反其判決結(jié)果送至接收端接收控制/存儲(chǔ)模塊進(jìn)行存儲(chǔ)； 步驟十一、接收端控制/存儲(chǔ)模塊接收到步驟十對(duì)&的能量判決結(jié)果后，控制計(jì)數(shù)器加1，并判斷計(jì)數(shù)器的數(shù)值是否達(dá)到Anpc如果判斷結(jié)果為是，則計(jì)數(shù)器清零，并執(zhí)行步驟十二 ；如果判斷結(jié)果為否，則返回執(zhí)行步驟九； 步驟十二、控制/存儲(chǔ)模塊將其存儲(chǔ)的內(nèi)容中能量判決結(jié)果最大值所對(duì)應(yīng)的序列\(zhòng)輸出到基帶數(shù)據(jù)解映射模塊處理得到，將該序列對(duì)應(yīng)的當(dāng)時(shí)控制/存儲(chǔ)模塊計(jì)數(shù)器的數(shù)值發(fā)送給序列信息解映射模塊得到解映射結(jié)果; 步驟十三、將步驟十二得到的數(shù)據(jù)組和&按照先f>base后ipc的順序進(jìn)行打包輸出，得到最終的接收解調(diào)結(jié)果，完成基于多序列組合擴(kuò)頻的加權(quán)分?jǐn)?shù)傅里葉變換域信號(hào)傳輸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多序列組合擴(kuò)頻的加權(quán)分?jǐn)?shù)傅里葉變換域信號(hào)傳輸方法，其特征在于步驟四中采用多序列組合擴(kuò)頻加權(quán)分?jǐn)?shù)傅里葉正變換模塊利用步驟三中產(chǎn)生的變換階數(shù)控制參數(shù)α分別對(duì)步驟二中獲得的兩路長度分別為Np。和K的并行數(shù)據(jù)bp。和bbase進(jìn)行處理的具體方法為: 步驟Al、多序列組合擴(kuò)頻加權(quán)分?jǐn)?shù)傅里葉正變換模塊接收到兩組長度分別為獲得兩路長度分別為Np。和K的并行數(shù)據(jù)bp。和bbase ； 步驟A2、多序列組合擴(kuò)頻加權(quán)分?jǐn)?shù)傅里葉正變換模塊內(nèi)部偽隨機(jī)碼生成模塊根據(jù)bp。生成4個(gè)長度為M的偽隨機(jī)序列PNtl~PN3 ； 步驟A3、輸入數(shù)據(jù)bb_分為4個(gè)路分別進(jìn)行處理: 在支路0,bbase;直接利用PNtl進(jìn)行擴(kuò)頻后與加權(quán)系數(shù)Wtl相乘,得到矩陣形狀為K*M的支路O處理數(shù)據(jù)6^; 在支路1，bbase首先在反轉(zhuǎn)模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)位置反轉(zhuǎn)后利用PN1進(jìn)行擴(kuò)頻，進(jìn)而與加權(quán)系數(shù)W1相乘，得到矩陣 形狀為K*M的支路I處理數(shù)據(jù)； 在支路2, bbase首先進(jìn)行一次FFT變換后利用PN2進(jìn)行擴(kuò)頻,進(jìn)而與加權(quán)系數(shù)W2相乘，得到矩陣形狀為K*M的支路2處理數(shù)據(jù)€_ ; 在支路3，bbase首先進(jìn)行一次FFT變換然后再經(jīng)過反轉(zhuǎn)模塊處理后利用PN3進(jìn)行擴(kuò)頻，進(jìn)而與加權(quán)系數(shù)W3相乘，得到矩陣形狀為K*M的支路3處理數(shù)據(jù)^_ ； 步驟A4、將步驟A3中得到的各支路處理數(shù)據(jù)進(jìn)行加和處理得到并行處理結(jié)果。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于多序列組合擴(kuò)頻的加權(quán)分?jǐn)?shù)傅里葉變換域信號(hào)傳輸方法，其特征在于步驟九中采用多序列組合擴(kuò)頻加權(quán)分?jǐn)?shù)傅里葉反變換模塊利用步驟八獲得的反變換參數(shù)-α，對(duì)步驟七中接收到的等效基帶信號(hào)進(jìn)行反變換處理得到反變換數(shù)據(jù)&的具體方法為: 步驟B1、偽隨機(jī)碼生成模塊在控制信號(hào)的控制下生成4個(gè)偽隨機(jī)碼W~; 步驟Β2、接收數(shù)據(jù)在多序列組合擴(kuò)頻的加權(quán)分?jǐn)?shù)傅里葉反變換模塊內(nèi)分為四個(gè)支路處理: 在支路O，接收數(shù)據(jù)利用進(jìn)行解擴(kuò)處理后，與加權(quán)系數(shù)?相乘，得到支路ο的處理數(shù)據(jù)； 在支路1，接收數(shù)據(jù)在利用進(jìn)行解擴(kuò)處理后進(jìn)行FFT變換，并將變換結(jié)果與加權(quán)系數(shù)巧相乘，得到支路I的處理數(shù)據(jù)； 在支路2，接收數(shù)據(jù)首先利用JW1進(jìn)行解擴(kuò)處理，而后在反轉(zhuǎn)模塊實(shí)現(xiàn)序列位置反轉(zhuǎn)后與加權(quán)系數(shù)巧相乘，得到支路2的處理數(shù)據(jù)； 在支路3，接收數(shù)據(jù)在利用&進(jìn)行解擴(kuò)處理后首先進(jìn)行FFT變換，進(jìn)而進(jìn)行位置序列反轉(zhuǎn)，最后將變換并 反轉(zhuǎn)后的結(jié)果與加權(quán)系數(shù)?相乘，得到支路3的處理數(shù)據(jù)；步驟B3、將步驟B2中得到的支路O至支路3的處理數(shù)據(jù)進(jìn)行加和處理得到反變換結(jié)果O
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于多序列組合擴(kuò)頻的加權(quán)分?jǐn)?shù)傅里葉變換域信號(hào)傳輸方法，其特征在于步驟A2所述多序列組合擴(kuò)頻加權(quán)分?jǐn)?shù)傅里葉正變換模塊內(nèi)部偽隨機(jī)碼生成模塊根據(jù)bp。生成4個(gè)長度為M的偽隨機(jī)序列PNtl~PN3的具體方法為: 首先在發(fā)送端建立一個(gè)偽隨機(jī)碼選擇集合，該集合由4個(gè)子集構(gòu)成，且各子集滿足以下條件: (1)、各個(gè)子集中的偽隨機(jī)碼元素兩兩互不相同，且碼元長度一致； (2)、不同子集中的偽隨機(jī)碼元素同樣兩兩互不相同，碼元長度一致； (3)、每個(gè)子集中元素的個(gè)數(shù)為2Νι>^.(4)、每個(gè)子集中的偽隨機(jī)碼均有一個(gè)編號(hào)1，/= 0,1,2,...,2.其次將輸入數(shù)據(jù)bp。包含的比特信息按照從高位到低位的順序按比特平均分為4組；然后將每組分好的比特信息轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)據(jù)di (i = 0，1，2，3)且O < < < 2 ; 則將發(fā)射端接收到的數(shù)據(jù)bp。與2、個(gè)偽隨機(jī)碼組合(PNtl, PN1, PN2, PN3I建立起了一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所 述的基于多序列組合擴(kuò)頻的加權(quán)分?jǐn)?shù)傅里葉變換域信號(hào)傳輸方法，其特征在于步驟BI所述偽隨機(jī)碼生成模塊在控制信號(hào)的控制下生成4個(gè)偽隨機(jī)碼1%,-W1的具體方法為: 控制/存儲(chǔ)模塊輸出的控制反饋信號(hào)為其模塊內(nèi)部計(jì)數(shù)器數(shù)值，該數(shù)值采用二進(jìn)制表示，且數(shù)據(jù)位數(shù)固定為乂。位；接收端偽隨機(jī)碼組合的映射索引信息應(yīng)該和發(fā)射端所對(duì)應(yīng)的偽隨機(jī)碼組合(PNtl, PN1, PN2, PN3}的映射索引數(shù)值一致； 在接收端的偽隨機(jī)序列生成模塊建立和發(fā)送端相同的偽隨機(jī)碼選擇集合，然后將接收端的控制信號(hào)反饋信號(hào)進(jìn)行如下操作: (1)、將反饋信號(hào)從高位到低位平均分為4組； (2)將分好的各組比特信息轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制表示； (3)、接收端偽隨機(jī)序列生成模塊根據(jù)這4個(gè)十進(jìn)制數(shù)據(jù)選擇相應(yīng)的偽隨機(jī)碼輸出。
【文檔編號(hào)】H04B1/707GK103957027SQ201410221915
【公開日】2014年7月30日 申請(qǐng)日期:2014年5月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月23日
【發(fā)明者】沙學(xué)軍, 房宵杰, 吳宣利, 馬聰 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)