本技術(shù)涉及通信，尤其涉及面向超大時(shí)延空地通信場(chǎng)景的符號(hào)間干擾消除方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、由于對(duì)空中數(shù)據(jù)服務(wù)的需求不斷增長(zhǎng)，高速率空地通信在近年來(lái)引起了廣泛的研究興趣，與地面信道相比，a2g信道具有更高的多普勒頻移和更大的多徑延遲，從而使高速率空中無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)變得復(fù)雜。在a2g信道中，無(wú)線(xiàn)信號(hào)將經(jīng)歷較大的多普勒頻率偏移(doppler?frequency?offsets，dfo)，從而導(dǎo)致嚴(yán)重的載波間干擾(inter-carrierinterference，ici)。相關(guān)技術(shù)提出一種減少狀態(tài)的最大似然檢測(cè)方法，該方法聯(lián)合檢測(cè)當(dāng)前和先前符號(hào)中目標(biāo)子載波周?chē)淖虞d波，以減輕擴(kuò)展循環(huán)前綴(cyclic-prefix，cp)不足帶來(lái)的符號(hào)間干擾(inter-symbol?interference，isi)。另一個(gè)無(wú)cp的ofdm系統(tǒng)通過(guò)迭代外推接收的符號(hào)，將一些符號(hào)分類(lèi)為不容易受isi干擾的符號(hào)，以此恢復(fù)接收信號(hào)。但是上述方法無(wú)法處理超過(guò)一個(gè)ofdm符號(hào)持續(xù)時(shí)間的信道時(shí)延帶來(lái)的isi。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本技術(shù)實(shí)施例的主要目的在于提出面向超大時(shí)延空地通信場(chǎng)景的符號(hào)間干擾消除方法及系統(tǒng)，旨在穩(wěn)定、高效地消除高移動(dòng)性、大時(shí)延a2g巡航場(chǎng)景的符號(hào)間干擾。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本技術(shù)實(shí)施例的一方面提出了面向超大時(shí)延空地通信場(chǎng)景的符號(hào)間干擾消除方法，所述方法包括：

3、在信號(hào)發(fā)射前，計(jì)算所需的保護(hù)間隔長(zhǎng)度；

4、獲取接收信號(hào)；其中，所述接收信號(hào)包括改進(jìn)數(shù)據(jù)幀；所述改進(jìn)數(shù)據(jù)幀包括單位序列長(zhǎng)度一致的前置分組訓(xùn)練序列和后置分組訓(xùn)練序列，以及保護(hù)間隔；

5、結(jié)合所述前置分組訓(xùn)練序列，計(jì)算直射徑多普勒頻率偏移估計(jì)值；

6、結(jié)合所述后置分組訓(xùn)練序列，計(jì)算反射徑多普勒頻率偏移估計(jì)值；

7、結(jié)合所述反射徑多普勒頻率偏移估計(jì)值和所述保護(hù)間隔長(zhǎng)度，確定反射徑時(shí)延估計(jì)值；

8、根據(jù)所述直射徑多普勒頻率偏移估計(jì)值、所述反射徑多普勒頻率偏移估計(jì)值和所述反射徑時(shí)延估計(jì)值消除符號(hào)間干擾，得到正交頻分復(fù)用符號(hào)。

9、在一些實(shí)施例中，所述計(jì)算所需的保護(hù)間隔長(zhǎng)度，包括：

10、根據(jù)第一距離、第二距離、鏈路夾角和光速，確定反射徑時(shí)延估計(jì)值；其中，所述第一距離是空中用戶(hù)設(shè)備與地面基站設(shè)備之間的距離；所述第二距離是反射體與所述地面基站之間的距離；所述鏈路夾角是所述地面基站與所述反射體的鏈路和所述地面基站與所述空中用戶(hù)設(shè)備的鏈路之間的夾角；

11、根據(jù)所述反射徑時(shí)延估計(jì)值、快速傅里葉變換大小和通信系統(tǒng)采樣間隔，確定保護(hù)間隔的長(zhǎng)度，得到保護(hù)間隔長(zhǎng)度。

12、在一些實(shí)施例中，所述結(jié)合所述前置分組訓(xùn)練序列，計(jì)算直射徑多普勒頻率偏移估計(jì)值，包括以下步驟：

13、根據(jù)所述前置分組訓(xùn)練序列的單位序列長(zhǎng)度和所述接收信號(hào)，確定直射徑信號(hào)樣本；

14、計(jì)算所述直射徑信號(hào)樣本的第一相位；

15、根據(jù)所述第一相位，得到直射徑多普勒頻率偏移估計(jì)值。

16、在一些實(shí)施例中，所述結(jié)合所述后置分組訓(xùn)練序列，計(jì)算反射徑多普勒頻率偏移估計(jì)值，包括以下步驟：

17、根據(jù)所述后置分組訓(xùn)練序列的單位序列長(zhǎng)度、快速傅里葉變換大小和所述接收信號(hào)，確定反射徑信號(hào)樣本；

18、計(jì)算所述反射徑信號(hào)樣本的第二相位；

19、根據(jù)所述第二相位，得到反射徑多普勒頻率偏移估計(jì)值。

20、在一些實(shí)施例中，所述結(jié)合所述反射徑多普勒頻率偏移估計(jì)值和所述保護(hù)間隔長(zhǎng)度，確定反射徑時(shí)延估計(jì)值，包括以下步驟：

21、采用單位序列和所述反射徑多普勒頻率偏移估計(jì)值，在所述保護(hù)間隔中對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行反射徑多普勒頻率偏移補(bǔ)償，得到補(bǔ)償后信號(hào)；

22、基于時(shí)域發(fā)射信號(hào)和接收信號(hào)，根據(jù)兩個(gè)串聯(lián)的單位序列和所述補(bǔ)償后信號(hào)，構(gòu)建自相關(guān)函數(shù)；

23、根據(jù)所述自相關(guān)函數(shù)確定反射徑時(shí)延所歸屬的通信場(chǎng)景；其中，所述通信場(chǎng)景根據(jù)所述后置訓(xùn)練序列落入采樣窗口時(shí)包含的所述單位序列的數(shù)量確定；

24、根據(jù)所述通信場(chǎng)景確定反射徑時(shí)延估計(jì)值。

25、在一些實(shí)施例中，所述根據(jù)所述直射徑多普勒頻率偏移估計(jì)值、所述反射徑多普勒頻率偏移估計(jì)值和所述反射徑時(shí)延估計(jì)值消除符號(hào)間干擾，得到正交頻分復(fù)用符號(hào)，包括以下步驟：

26、根據(jù)所述直射徑多普勒頻率偏移估計(jì)值、所述反射徑多普勒頻率偏移估計(jì)值和所述反射徑時(shí)延估計(jì)值計(jì)算時(shí)域發(fā)射信號(hào)；

27、根據(jù)所述時(shí)域發(fā)射信號(hào)構(gòu)建臨時(shí)變量；

28、對(duì)所述臨時(shí)變量依次進(jìn)行快速傅里葉變換、符號(hào)解映射、符號(hào)映射和逆快速傅里葉變換處理，得到變換結(jié)果；

29、根據(jù)所述變換結(jié)構(gòu)更新所述時(shí)域發(fā)射信號(hào)，直至數(shù)據(jù)幀處理完成，得到消除符號(hào)間干擾后的正交頻分復(fù)用符號(hào)。

30、在一些實(shí)施例中，所述直射徑多普勒頻率偏移的計(jì)算表達(dá)式為：

31、

32、所述反射徑多普勒頻率偏移的計(jì)算表達(dá)式為：

33、

34、其中，表示直射徑多普勒頻率偏移估計(jì)值；arg{x}操作表示求出x的相位；r[n]表示接收信號(hào)；n表示第n個(gè)時(shí)刻；u表示單位序列長(zhǎng)度；n表示快速傅里葉變換大小；ns表示時(shí)域發(fā)射信號(hào)幀采樣點(diǎn)數(shù)。

35、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本技術(shù)實(shí)施例的另一方面提出了面向超大時(shí)延空地通信場(chǎng)景的符號(hào)間干擾消除系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：

36、第一模塊，用于在信號(hào)發(fā)射前，計(jì)算所需的保護(hù)間隔長(zhǎng)度；

37、第二模塊，用于獲取接收信號(hào)；其中，所述接收信號(hào)包括改進(jìn)數(shù)據(jù)幀；所述改進(jìn)數(shù)據(jù)幀包括單位序列長(zhǎng)度一致的前置分組訓(xùn)練序列和后置分組訓(xùn)練序列，以及保護(hù)間隔；

38、第三模塊，用于結(jié)合所述前置分組訓(xùn)練序列，計(jì)算直射徑多普勒頻率偏移估計(jì)值；

39、第四模塊，用于結(jié)合所述后置分組訓(xùn)練序列，計(jì)算反射徑多普勒頻率偏移估計(jì)值；

40、第五模塊，用于結(jié)合所述反射徑多普勒頻率偏移估計(jì)值和所述保護(hù)間隔長(zhǎng)度，確定反射徑時(shí)延估計(jì)值；

41、第六模塊，用于根據(jù)所述直射徑多普勒頻率偏移估計(jì)值、所述反射徑多普勒頻率偏移估計(jì)值和所述反射徑時(shí)延估計(jì)值消除符號(hào)間干擾，得到正交頻分復(fù)用符號(hào)。

42、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本技術(shù)實(shí)施例的另一方面提出了一種電子設(shè)備，所述電子設(shè)備包括存儲(chǔ)器和處理器，所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)實(shí)現(xiàn)前面所述的方法。

43、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本技術(shù)實(shí)施例的另一方面提出了一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)前面所述的方法。

44、本技術(shù)實(shí)施例至少包括以下有益效果：本技術(shù)提供面向超大時(shí)延空地通信場(chǎng)景的符號(hào)間干擾消除方法及系統(tǒng)，該方案通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)幀進(jìn)行改進(jìn)，通過(guò)對(duì)包含前置分組訓(xùn)練序列、后置分組訓(xùn)練序列和保護(hù)間隔的數(shù)據(jù)幀的接收信號(hào)進(jìn)行處理，可以通過(guò)前置分組訓(xùn)練序列和后置分組訓(xùn)練序列估計(jì)反射徑多普勒頻率偏移以及直射徑多普勒頻率偏移，并且利用保護(hù)間隔長(zhǎng)度，可以結(jié)合接收信號(hào)的時(shí)域互相關(guān)準(zhǔn)確估計(jì)反射徑時(shí)延。根據(jù)上述得到的各個(gè)估計(jì)值，可以穩(wěn)定、高效地消除高移動(dòng)性、大時(shí)延高速率空地巡航場(chǎng)景的符號(hào)間干擾。