一种频选信道预编码功率分配传输方法技术

本发明专利技术提出一种频选信道预编码功率分配传输方法。本发明专利技术所述方法能够在发射端和接收端均已知频选信道的信道状态信道前提下，通过在发射端进行合适的符号与子载波能量分配，在接收端进行对应的信道均衡，取得相较于在发射端使用预均衡技术或在接收端使用相同的均衡技术情况下更好的误码性能。技术情况下更好的误码性能。技术情况下更好的误码性能。

【技术实现步骤摘要】
一种频选信道预编码功率分配传输方法


[0001]本专利技术属于通信
，特别是涉及一种频选信道预编码功率分配传输方法。

技术介绍

[0002]在频率选择性衰落信道下，OFDM技术将整个通信频段切分为若干个彼此独立的平坦衰落的子载波信道。OFDM技术的这一特性使得接收机可以方便的通过频域线性均衡技术来实现对信道衰落影响的抵消和抑制，常用的频域线性均衡技术有以最小信号畸变为准则的迫零(Zero Forcing，ZF)均衡和以最小均方误差为准则的MMSE(Minimum Mean Square Error)均衡。而相较于在接收端进行均衡，在发射端以相同的均衡系数进行发端频域预均衡往往能取得更好的误码性能。OFDM系统的发端预均衡技术需要发射端已知信道状态信息，而在实际通信系统中，接收端更容易获得信道状态信息。因此在发射端能够获取信道状态信息的系统中，接收端通常也具有信道状态信息的知识。基于以上背景，本专利技术提出一种在发射端和接收端都能够获取信道状态信息的系统中，将发射端的符号与子载波能量分配和接收端的均衡技术相结合的信号传输方法，使得系统能够取得相较于在发射端使用预均衡技术或在接收端使用相同的均衡技术情况下更好的误码性能。

技术实现思路

[0003]本专利技术目的是为了解决现有技术中的问题。本专利技术提出了一种频选信道预编码功率分配传输方法。本专利技术所述方法能够在发射端和接收端均已知频选信道的信道状态信道前提下，通过在发射端进行合适的符号与子载波能量分配，在接收端进行对应的信道均衡，取得相较于在发射端使用预均衡技术或在接收端使用相同的均衡技术情况下更好的误码性能。
[0004]本专利技术是通过以下技术方案实现的，本专利技术提出一种频选信道预编码功率分配传输方法，所述传输方法在发射端进行合适的符号与子载波能量分配，在接收端进行对应的信道均衡；所述方法具体包括：
[0005]发射端的处理过程为：
[0006]步骤A1、预先根据OFDM技术的原理将通信带宽内的一整个频率选择性衰落信道划分为N个相互独立的平坦衰落子信道，其中第i个子信道增益记为H(i)；
[0007]步骤A2、将待传输的信息比特数据流进行基带星座映射，得到星座映射后的复数信号矢量X0，矢量长度为N；
[0008]步骤A3、将步骤A2得到的复数信号矢量X0左乘一个变换矩阵T，得到复数信号矢量X1＝TX0；
[0009]步骤A4、将步骤A3得到的复数信号矢量X1中的N个元素视为N个待传输的信频域信息符号，按顺序映射到步骤A1中划分出的N个子信道进行传输；
[0010]步骤A5、将步骤A4中映射在各个子信道上的符号以不同的发射功率利用功率控制策略进行传输，每个子信道上的发射功率与该子信道的信道幅度增益相关；所述功率控制
策略以信号解调时的等效信噪比最大化为准则，得到第i个子信道的发射功率为即经过步骤A5后得到信号矢量X2＝WX1，其中W表示功率控制矩阵；
[0011]步骤A6、将步骤A5得到的经过功率控制以后的子载波映射结果用IFFT实现OFDM调制，并为IFFT的结果添加CP，得到待传输的基带信号序列；
[0012]步骤A7、将步骤A6获得的待发送的基带信号序列进行数字滤波成型和数/模转换，获得模拟信号后，进行上变频处理，并将处理后的信号发射至信道；
[0013]接收端的处理过程为：
[0014]步骤B1、接收端接收发射端发射的信号，将接收到的信号进行下变频处理，并将下变频处理得到的信号进行模/数转换和匹配滤波，获得基带数字信号；
[0015]步骤B2、将步骤B1得到的基带数字信号在去除CP以后通过做FFT得到频域接收信号序列；
[0016]步骤B3、从步骤B2得到的频域信号序列中提取出各个子载波信道上传输的信息符号，并对其进行均衡；第i个子信道上提取出的接收信息符号记为Y0(i)，得到的均衡结果为Y1(i)＝Y0(i)
·
G(i)；
[0017]步骤B4、将步骤B3得到的N个均衡后的信息符号记为信号矢量Y1，将该信号矢量左乘步骤A3中的变换矩阵T的逆矩阵T
H
，得到变换后的信号矢量Y2＝T
H
Y1；
[0018]步骤B5、将步骤B4得到的信号矢量Y2做星座解映射，解调出对应的比特数据，实现一次信息的传输过程。
[0019]进一步地，所述变换矩阵T满足如下条件：
[0020](a)矩阵T是一个N
×
N的酉矩阵；
[0021](b)将矩阵T第i行第j列的元素记为t
ij
，对于任意的i和j，有
[0022](c)将信号矢量X1的第i个元素记为x1(i)，所有可能的输入X0经过变换矩阵T得到的所有可能的结果X1满足：
[0023]E[x1(1)]＝E[x2(1)]＝
…
＝E[x
i
(1)]＝
…
＝E[x
N
(1)]。
[0024]进一步地，所述功率控制矩阵W是一个对角阵，矩阵元素具体为：
[0025][0026]进一步地，对应的均衡系数为：
[0027][0028]其中为信道增益H(i)的相位。
[0029]进一步地，所述信号矢量Y1具体为：
[0030][0031]进一步地，所述N的取值为4，每个子信道的幅度增益分别为|H(1)|＝1，|H(2)|＝0.5，|H(3)|＝0.25，|H(4)|＝0.1。
[0032]进一步地，所述基带星座映射选择QPSK调制方式。
[0033]本专利技术的有益效果为：
[0034]本专利技术在发射端已知信道状态信息的情况下，在发射端首先进行符号能量平均化，然后根据不同子载波信道的信道增益情况进行功率控制，并在接收端进行频域信道均衡来接收信号。相较现有的发射端频域预均衡和接收端频域线性均衡技术，本专利技术所述方法可以提高系统的误码性能，在相同的信噪比下实现更低的误码率。
附图说明
[0035]图1为发射端和接收端的信号处理流程框图；
[0036]图2为本专利技术所述方法与现有的发射端频域预均衡技术和接收端频域线性均衡技术之间的误码率性能对比图。
具体实施方式
[0037]下面将结合本专利技术实施例中的附图对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0038]结合图1
‑
图2，本专利技术提出一种频选信道预编码功率分配传输方法，所述传输方法在发射端进行合适的符号与子载波能量分配，在接收端进行对应的信道均衡；所述方法具体包括：
[0039]发射端的处理过程为：
[0040]步骤A1、预先根据OFDM技术的原理将通信带宽内的一整个频率选择性衰落信道划分为N本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种频选信道预编码功率分配传输方法，其特征在于，所述传输方法在发射端进行合适的符号与子载波能量分配，在接收端进行对应的信道均衡；所述方法具体包括：发射端的处理过程为：步骤A1、预先根据OFDM技术的原理将通信带宽内的一整个频率选择性衰落信道划分为N个相互独立的平坦衰落子信道，其中第i个子信道增益记为H(i)；步骤A2、将待传输的信息比特数据流进行基带星座映射，得到星座映射后的复数信号矢量X0，矢量长度为N；步骤A3、将步骤A2得到的复数信号矢量X0左乘一个变换矩阵T，得到复数信号矢量X1＝TX0；步骤A4、将步骤A3得到的复数信号矢量X1中的N个元素视为N个待传输的信频域信息符号，按顺序映射到步骤A1中划分出的N个子信道进行传输；步骤A5、将步骤A4中映射在各个子信道上的符号以不同的发射功率利用功率控制策略进行传输，每个子信道上的发射功率与该子信道的信道幅度增益相关；所述功率控制策略以信号解调时的等效信噪比最大化为准则，得到第i个子信道的发射功率为即经过步骤A5后得到信号矢量X2＝WX1，其中W表示功率控制矩阵；步骤A6、将步骤A5得到的经过功率控制以后的子载波映射结果用IFFT实现OFDM调制，并为IFFT的结果添加CP，得到待传输的基带信号序列；步骤A7、将步骤A6获得的待发送的基带信号序列进行数字滤波成型和数/模转换，获得模拟信号后，进行上变频处理，并将处理后的信号发射至信道；接收端的处理过程为：步骤B1、接收端接收发射端发射的信号，将接收到的信号进行下变频处理，并将下变频处理得到的信号进行模/数转换和匹配滤波，获得基带数字信号；步骤B2、将步骤B1得到的基带数字信号在去除CP以后通过做FFT得到频域接收信号序列；步骤B3、从步骤B2得到的频域信号序列中提取出各个子载波信道上传输...

【专利技术属性】
技术研发人员：沙学军，廖壮壮，房宵杰，宋鸽，吴玮，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：