【技术实现步骤摘要】
本申请涉及无线通信领域，尤其涉及一种基于小波变换的高维索引调制otfs实现方法及系统。
技术介绍
1、一些传统的正交时频空(otfs)调制系统如文献1、文献2、文献3所示。在文献1介绍的双模索引调制otfs系统中，采用双模索引调制技术传输信息，相比于传统非索引调制otfs系统，提高了系统误比特率性能和频谱效率。文献1的双模索引调制otfs系统采了用二维信号星座图来承载比特信息，并没有考虑高维信号星座图在最小欧几里德距离(med)方面的优势，如三维、四维或更高维度的星座图在平均功率不变的条件下能提供较相应二维信号星座图更大的med值。
2、鉴于高维信号星座图的优势，文献2介绍了一种基于三维信号星座图的otfs系统，将信息比特映射至三维星座图中的信号点，获得时延-多普勒域的otfs信号，再利用基于傅里叶变换技术的逆辛有限傅里叶变换和海森堡变换进行调制，转换至时域，系统具有较高的可靠性，但是系统的频谱效率因为传输带宽的增加而减少。
3、为了提高otfs系统的可靠性，文献3提出了基于小波变换的otfs系统，相比于傅里叶变换，小波变换通过在时间和频率两个维度上同时提供局部化信息，捕捉信号的局部细节和全局特征，小波变换的时频域局部化特性更加适应时变信道，提升了系统的可靠性，并且降低了系统的复杂度。
4、文献1：h.zhao,d.he,z.kang,and h.wang,“orthogonal time frequency space(otfs)with dual-mode index modulation
5、文献2：y.chen,l.zhao,y.jiang,w.li,h.gao,and c.liu,“otfs waveform basedon 3-d signal constellation for time-variant channels,”ieee commun.lett.,vol.27,no.8,pp.1999–2003,aug.2023.
6、文献3：m.h.abid,i.a.talin and m.i.kadir,"wavelet-aided otfs for ris-assisted high-mobility wireless channels,"ieee wireless commun.lett.,vol.13,no.6,pp.1611-1615,jun.2024.
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于：为了解决现有的高维otfs系统的频谱效率较低的问题，提供一种基于小波变换的高维索引调制otfs实现方法及系统。
2、本申请的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：
3、s1：利用高维信号星座图完成单模索引调制映射或双模索引调制映射，构建时延-多普勒域otfs信号；
4、s2：采用mallat小波变换技术完成时延-多普勒域otfs信号的调制，获得二维时域otfs信号；
5、s3：将二维时域otfs信号向量化后添加循环前缀送入时变信道进行传输，实现基于小波变换的高维otfs系统。
6、可选的，步骤s1包括：
7、每帧otfs信号均发送c个信息比特，通过高维信号星座图映射到一个m0×n0的二维矩阵，c比特由比特分组器模块分成g组，每组包含p＝c/g比特，其中g＝m0×n0/v，m0×n0也表示一帧时延-多普勒域otfs信号的网格大小，v表示每个otfs信号子帧的子载波个数，即每个格子映射一个复数信号；
8、在一个尺寸为m的高维信号星座图中，一个d维信号表示为一个列向量sd＝(w1,w2,…,wd,…wd)t，1≤d≤d，t表示转置操作，并且高维信号星座图中的所有符号的坐标分量均为非零实数。
9、可选的，步骤s1还包括：
10、利用高维信号星座图完成单模索引调制映射的步骤如下：
11、在任意一帧otfs信号的第g个子帧中，1≤g≤g，将每个子帧中的p比特分为p1比特和p2比特，即p＝p1+p2，p1为索引比特，决定激活的子载波位置，p2表示一个高维信号携带的比特数，即每个子帧映射一个高维符号；
12、式中表示平台函数，即向下取整，为二项式系数，d<v，即子帧v个子载波中的d个被激活用于映射高维信号坐标元素，未激活的v-d个子载波位置为0；
13、激活的子载波索引表示为i＝[i1,i2,…,id]；
14、p2＝log2m为一个高维信号包含的比特数即一个子帧中的符号比特数；
15、映射后的子帧表示为ug＝[w1(i1),w2(i2),…,wd(id)]；
16、级联所有的g个子帧构建一个m0×n0二维矩阵，即一个时延-多普勒域的otfs信号xdd。
17、可选的，步骤s1还包括：
18、利用高维信号星座图完成双模索引调制映射的步骤如下：
19、在任意一帧otfs信号的第g个子帧中，1≤g≤g，设一个d×n的二维实数矩阵x用于映射n个高维信号，即每列映射一个高维信号；
20、将每个子帧中的p比特分为p1比特和p2比特，即p＝p1+p2，p1为索引比特，决定激活位置，p2表示n个高维信号携带的比特总数；
21、n列中的k列采用尺寸为ma的星座图sa进行映射，即激活的位置索引表示为ia＝[ia，1,ia，2,…,ia，k]，映射后的信号表示为ua＝[sa(ia，1),…,sa(ia，k)]；
22、n列中的另外n–k列采用尺寸为mb的星座图sb进行映射，映射后的信号表示为ub＝[sb(ib，1),…,sb(ib，n-k)]，其中索引位置表示为ib＝[ib，1,ib，2,…,ib，n-k]；
23、p2＝k log2ma+(n–k)log2mb为一个子帧中的符号比特数；
24、映射后的二维矩阵表示为x＝[ua,ub]；
25、通过同相转换或正交转换，将矩阵x中的每相邻两个实数组合成一个复数信号；经同相转换或正交转换后的子帧表示为ug＝[x1,x2,…,xv]，1≤v≤v，v表示子载波中的复数信号个数；重组后的子帧中复数信号的个数v＝d×n/2；
26、级联所有的g个子帧构建一个m0×n0二维矩阵，即一个时延-多普勒域的otfs信号xdd。
27、可选的，步骤s2包括：
28、s21：计算小波变换矩阵的系数；
29、小波变换通过尺度函数φ(x)和小波变换系数表示时延-多普勒域otfs信号的主要信息和细节信息，公式如下：
30、
31、式中，系数ck的约束条件为
32、s22：构建小波变换矩阵wn；
33、s23：对时延-多普勒域otfs信号的二维信号矩阵xdd本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于小波变换的高维索引调制OTFS实现方法，其特征在于，方法包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的一种基于小波变换的高维索引调制OTFS实现方法，其特征在于，步骤S1包括：
3.如权利要求2所述的一种基于小波变换的高维索引调制OTFS实现方法，其特征在于，步骤S1还包括：
4.如权利要求2所述的一种基于小波变换的高维索引调制OTFS实现方法，其特征在于，步骤S1还包括：
5.如权利要求1所述的一种基于小波变换的高维索引调制OTFS实现方法，其特征在于，步骤S2包括：
6.一种基于小波变换的高维索引调制OTFS实现系统，用于实现如权利要求1-5任意一项所述的一种基于小波变换的高维索引调制OTFS实现方法，其特征在于，所述系统包括：发送端和接收端；
7.一种电子设备，其特征在于，包括处理器(501)、存储器(505)、用户接口(503)及网络接口(504)，所述存储器(505)用于存储指令，所述用户接口(503)和网络接口(504)用于给其它设备通信，所述处理器(501)用于执行所述存储器(505)中存储
8.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有指令，当所述指令被计算机执行时，执行如权利要求1-5任意一项所述的方法。
...【技术特征摘要】
1.一种基于小波变换的高维索引调制otfs实现方法，其特征在于，方法包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的一种基于小波变换的高维索引调制otfs实现方法，其特征在于，步骤s1包括：
3.如权利要求2所述的一种基于小波变换的高维索引调制otfs实现方法，其特征在于，步骤s1还包括：
4.如权利要求2所述的一种基于小波变换的高维索引调制otfs实现方法，其特征在于，步骤s1还包括：
5.如权利要求1所述的一种基于小波变换的高维索引调制otfs实现方法，其特征在于，步骤s2包括：
6.一种基于小波变换的高维索引调制otfs实现系统，用于实现如权利...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈振兴，欧阳丝，王勇，程卓，王家豪，
申请(专利权)人：中国地质大学武汉，
类型：发明
国别省市：
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