一种多天线单载波频分多址系统的信号传输方法技术方案

本发明专利技术公开一种多天线单载波频分多址系统的信号传输方法，所述方法包括：在发送端，将待发送信号进行调制与MIMO处理，经N-DFT后进行子载波映射，再经M-IDFT后添加循环前缀，送入无线信道；在接收端，将接收信号先进行循环前缀的移除，经M-DFT后进行子载波解映，进行频域均衡与并行干扰消除，经N-IDFT与MIMO处理后，解调输出所需信号；其中，M、N为子载波数且M>N。本发明专利技术的信号传输方法进行载波同步时无需对接收到的信号进行估计，而是并行输出期望信号时，直接将频率偏差的信号所产生的影响当成干扰直接并行消除，载波频率同步效果更好，提升了系统的整体性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及宽带无线通信系统
，更具体地，涉及一种多天线单载波频分多址系统的信号传输方法。
技术介绍
LTE-Advanced是LTE(Long Term Evolution)的演进，它不仅是3GPP形成国际电信联盟ITU IMT-Advanced技术标准的一个重要来源，还是一个后向兼容的技术，要完全兼容LTE。LTE-Advanced相对于LTE系统，主要增强了峰值速率、传输时延、频谱效率、VoIP容量、系统带宽等方面的需求。LTE-Advanced上行链路传输方案采用多天线单载波频分多址(MIMO SC-FDMA)技术，将经典的正交频分复用(OFDM)技术和单载波(SC)传输方案融合在一起，具有较低的峰均比(PAPR)的优点。相比其它多载波传输技术，单载波频分多址技术能有效降低待发射信号的峰均比，从而相应地提高了功放的效率和增加小区的覆盖面积，这就为研制低价格、低功耗、小尺寸的移动终端提供了条件。LTE-Advanced上行链路利用MIMO技术可以实现空间分集，使空间成为一种可以用于提高性能的资源，并能够增加无线系统的覆盖范围，有效提高系统的传输性能。在无线通信系统中，由于受到无线信道传输特性的影响，接收端与发送端的载波频率通常会不完全一致，从而导致接收端与发送端载波频率偏差。当LTE-Advanced上行链路MIMO SC-FDMA系统存在载波频率偏差的时候，它就会破坏子载波之间的正交性，从而导致子载波间干扰(ICI)，使发送的信息不能正确恢复，误码率增加，系统性能大大降低。对于数字通信系统而言，只有发送端和接收端载波频率同步时才有信息的可靠性传输。目前，对于SC-FDMA技术而言，该技术的研究成熟度远远比不上OFDMA技术，特别是针对LTE-Advanced上行链路MIMO SC-FDMA系统的载波频率同步研究较少。在传统的OFDM技术载波同步算法中，大多先进行时域粗估计校正，再进行频域细估计频率跟踪，以此来实现载波频率同步的目的。此类方法需要先估计再补偿，且补偿度取决于在先估计，如果估计得偏差较大，则会影响后面的补偿，以致影响通信系统的同步性能。
技术实现思路
本专利技术为克服上述现有技术所述的至少一种缺陷，提供一种多天线单载波频分多址系统的信号传输方法，所述方法在进行载波同步时无需对接收到的信号进行估计，而是并行输出期望信号时，直接将频率偏差的信号所产生的影响当成干扰直接并行消除。为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案如下：一种多天线单载波频分多址系统的信号传输方法，所述方法包括：在发送端，将待发送信号进行调制与MIMO(多天线)处理，经N-DFT(N点离散傅里叶变换)后进行子载波映射，再经M-IDFT(M点离散傅里叶逆变换)后添加循环前缀(CP)，送入无线信道；在接收端，将接收信号先进行循环前缀的移除，经M-DFT(M点离散傅里叶变换)后进行子载波解映，进行频域均衡与并行干扰消除，经N-IDFT(N点离散傅里叶逆变换)与MIMO处理后，解调输出所需信号；其中，M、N为子载波数且M>N。在一种优选的方案中，所述的并行干扰消除包含S级并行干扰消除，S为正整数。在一种优选的方案中，所述的S级并行干扰消除中，第s级并行干扰消除包括以下步骤：S1.根据每层的输入信号同时对各层再生全部发射信号的干扰信号；S2.每一层的输入信号把其余层的输入信号所再生的干扰信号作为干扰抵消掉，得到新的接收信号；S3.对每一层信号进行判决，输出每一层判决得到的信号；其中，s为不大于S的正整数，层数等于发送天线数Nt；当s＝1时，所述输入信号为频域均衡所得到的信号；当s>1，所述输入信号为第s-1级并行干扰消除的输出信号。在一种优选的方案中，所述的级数S的取值为1或2或3。在一种优选的方案中，所述的频域均衡采用以原信号和估计信号的最小均方误差(MMSE)进行检测估计。在一种优选的方案中，所述插入的循环前缀是每帧数据符号尾部的复制，其长度小于每帧数据符号长度，并与数据符号形成发送帧通过天线发送出去。在一种优选的方案中，所述信道为独立准静态瑞利平衰落MIMO信道，其元素为独立同分布的均值为0、方差为的复高斯随机变量；噪声为均值为零、方差为N0的加性高斯白噪声。在一种优选的方案中，所述调制过程所使用的调制方法为QPSK、16QAM和64QAM。在一种优选的方案中，所述子载波映射过程为集中式映射。与现有技术相比，本专利技术技术方案的有益效果是：本专利技术信号传输方法在进行载波同步时无需对接收到的信号进行估计，而是并行输出期望信号时，直接将频率偏差的信号所产生的影响当成干扰直接并行消除，载波频率同步效果更好；本专利技术提供的基于最小均方误差准则检测法结合并行干扰消除的方法能够更加高效和准确的解决载波频率偏移带来的问题，同时可以根据系统要求灵活调节初始值获取的方式和多级干扰消除的级数和迭代次数，达到更好的系统性能。另外，在实际应用中，本专利技术显现方法简单，改善效果更加明显。附图说明图1为本专利技术所实施的多天线单载波频分多址系统原理框图。图2为本专利技术所实施的频域均衡的原理框图。图3为本专利技术所实施的基于MMSE-PIC的多级并行干扰消除方法的原理框图。图4为本专利技术所实施的多级并行干扰消除第s级的原理框图。具体实施方式附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。下面结合附图和实施例对本专利技术的技术方案做进一步的说明。实施例1本专利技术的应用的系统如图1所示，图中所示为LTE-Advanced上行链路MIMOSC-FDMA传输系统在收发两端的系统框图，该系统具有Nt个发送天线、Nr个接收天线，N个子载波，P个循环前缀。本实施例中，Nt、Nr均为2。一种多天线单载波频分多址系统的信号传输方法，所述方法包括：在发送端：S11：将待发送信号进行调制与MIMO处理，调制方式为QPSK、16QAM或64QAM，调制信号经过MIMO处理后，变为多路信号，此处的发射天线数Nt为2，故本实施例中，为两路信号；S12：两路调制信号经N-DFT后进行子载波映射，经过N点DFT后，时域信号变为频域信号，在频域中进行子载波映射，子载波映射方式可以为集中式映射本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多天线单载波频分多址系统的信号传输方法，其特征在于，所述方法包括：在发送端，将待发送信号进行调制与MIMO处理，经N‑DFT后进行子载波映射，再经M‑IDFT后添加循环前缀，送入无线信道；在接收端，将接收信号先进行循环前缀的移除，经M‑DFT后进行子载波解映，进行频域均衡与并行干扰消除，经N‑IDFT与MIMO处理后，解调输出所需信号；其中，M、N为子载波数且M>N。

【技术特征摘要】
1.一种多天线单载波频分多址系统的信号传输方法，其特征在于，所述方
法包括：
在发送端，将待发送信号进行调制与MIMO处理，经N-DFT后进行子载波映
射，再经M-IDFT后添加循环前缀，送入无线信道；
在接收端，将接收信号先进行循环前缀的移除，经M-DFT后进行子载波解映，
进行频域均衡与并行干扰消除，经N-IDFT与MIMO处理后，解调输出所需信号；
其中，M、N为子载波数且M>N。
2.根据权利要求1所述的多天线单载波频分多址系统的信号传输方法，其特
征在于，所述的并行干扰消除包含S级并行干扰消除，S为正整数。
3.根据权利要求2所述的多天线单载波频分多址系统的信号传输方法，其特
征在于，所述的S级并行干扰消除中，第s级并行干扰消除包括以下步骤：
S1.根据每层的输入信号同时对各层再生全部发射信号的干扰信号；
S2.每一层的输入信号把其余层的输入信号所再生的干扰信号作为干扰抵消
掉，得到新的接收信号；
S3.对每一层信号进行判决，输出每一层判决得到的信号；
其中，s为不大于S的正整数，层数等于发送天线数Nt；当s＝1时，所述输
入信号...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭端，彭珞丽，王玄，张雅媛，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：广东;44