基于tdcs系統(tǒng)的信號發(fā)送方法和信號接收方法
【專利摘要】本發(fā)明提供基于TDCS系統(tǒng)的信號發(fā)送和信號接收方法，所述方法包括：利用基于對第一環(huán)境頻譜采樣而獲得的第一頻譜遮罩序列，以及具有偽隨機噪聲統(tǒng)計特性且由N/2個序列單元組構(gòu)成的第一隨機相位復(fù)序列，獲得第一頻域基礎(chǔ)波形矢量，其中，序列單元組包括互為倒數(shù)的兩個元素，N等于對第一環(huán)境頻譜采樣的采樣點的個數(shù)；通過對第一頻域基礎(chǔ)波形矢量進行快速傅里葉逆變換，獲得時域的基礎(chǔ)調(diào)制波形；將待傳送的比特數(shù)據(jù)依次取i位后，再依照最右位最高位原則，分別獲得與所i位待傳送的比特數(shù)據(jù)對應(yīng)的十進制映射值，其中，i＝log2(N/2)；基于所述十進制映射值，獲得發(fā)射信號，并利用正交頻分復(fù)用發(fā)射模塊將發(fā)射信號進行發(fā)射。
【專利說明】基于TDCS系統(tǒng)的信號發(fā)送方法和信號接收方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及變換域通信領(lǐng)域，尤其是涉及基于TDCS系統(tǒng)的信號發(fā)送方法和信號接收方法。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著無線通信的快速發(fā)展，頻譜資源的利用越來越緊張，變換域通信系統(tǒng)(Transform Domain Communicat1n System, TDCS)作為認知無線電(Cognitive Rad1,CR)的一種備選技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)對頻譜資源的合理利用。
[0003]TDCS通過檢測當前頻段的利用情況，在頻域合成相應(yīng)的基礎(chǔ)調(diào)制波形(Fundamental Modulat1n Waveform, FMW),再基于FMW加載數(shù)據(jù)，從而既能夠避免影響當前使用的用戶，又能夠有效利用當前空閑頻段進行通信傳輸。TDCS中包含兩個關(guān)鍵的技術(shù):偽隨機相位匹配技術(shù)(Pseudo Phase Mapping, PPM)和循環(huán)移位調(diào)制技術(shù)(Cyclic CodeShift Keying, CCSK)。PPM使本地FMW具有類似嗓聲的良好自相關(guān)和互相關(guān)特性，適合多用戶傳輸，而CCSK使得調(diào)制解調(diào)過程只需簡單的傅里葉變換，簡化了操作，并有效提高了抗截獲性能。
[0004]在現(xiàn)有技術(shù)中，TDCS系統(tǒng)的發(fā)送端包括頻譜采樣估計模塊、隨機相位匹配模塊、IFFT模塊、CCSK調(diào)制模塊和射頻發(fā)射模塊，而，TDCS系統(tǒng)的接收端包括FFT模塊、去隨機相位模塊、IFFT模塊、信號檢測判決與CCSK解調(diào)模塊。
[0005]其中，發(fā)送端的數(shù)據(jù)處理過程包括如下步驟:
[0006]I)頻譜采樣模塊對環(huán)境頻譜采樣，并將采樣結(jié)果與預(yù)設(shè)閾值進行比較，高于或等于閾值時，置I，反之，置O,從而得到頻譜遮罩序列A = [A0,A1；...,AnJ ,其中,此序列中的元素為O或I, N為采樣點數(shù)，同F(xiàn)MW序列長度。
[0007]2)同時，隨機相位匹配模塊產(chǎn)生一組具有偽隨機噪聲統(tǒng)計特性的N長隨機序列Ω (如m序列)，Ω =.,e~]，將Ω與A逐項相乘，得到N長頻域基礎(chǔ)波形矢量B
=A* Ω，其中，為逐點相乘運算符，B中第k個元素盡=AkeM。
[0008]3)將B乘以歸一化因子λ，然后通過IFFT模塊，從而得到時域基礎(chǔ)調(diào)制波形^ =.,U = 2F1(S)，其中，F(xiàn)-1()為IFFT符號，λ=抑Nc，N。為A中取值為I的點數(shù)。將b存儲起來，以備后續(xù)CCSK調(diào)制使用。
[0009]4)在CCSK調(diào)制模塊中，每次取k比特數(shù)據(jù)，其中，k= log2(M。)，M。為調(diào)制階數(shù)，不失一般性，令M。= N。再，按照最右位、最高位原則，得到該k比特數(shù)據(jù)的十進制表示S。由于CCSK調(diào)制實質(zhì)上是對時域FMW序列進行S個單位的循環(huán)移位，因此，其頻域?qū)?yīng)等效操作為乘以一個相位因子eH2nSk/N)。
[0010]5)綜上，TDCS系統(tǒng)的發(fā)射信號序列x[n]可以表不為:

【權(quán)利要求】
1.基于TDCS系統(tǒng)的信號發(fā)送方法，應(yīng)用于所述系統(tǒng)的發(fā)射端，其特征在于，所述方法包括:利用基于對第一環(huán)境頻譜采樣而獲得的第一頻譜遮罩序列，以及具有偽隨機噪聲統(tǒng)計特性且由N/2個序列單元組構(gòu)成的第一隨機相位復(fù)序列，獲得第一頻域基礎(chǔ)波形矢量，其中，序列單元組包括互為倒數(shù)的兩個元素，N等于對第一環(huán)境頻譜采樣的采樣點的個數(shù)；通過對第一頻域基礎(chǔ)波形矢量進行快速傅里葉逆變換，獲得時域的基礎(chǔ)調(diào)制波形；將待傳送的比特數(shù)據(jù)依次取i位后，再依照最右位最高位原則，分別獲得與所述i位待傳送的比特數(shù)據(jù)對應(yīng)的十進制映射值，其中，i = 1g2 (N/2)； 基于所述十進制映射值，獲得發(fā)射信號，并利用正交頻分復(fù)用發(fā)射模塊將發(fā)射信號進行發(fā)射。
2.如權(quán)利要求1所述的基于TDCS系統(tǒng)的信號發(fā)送方法，其特征在于，獲得第一頻譜遮罩序列，具體為: 通過對第一環(huán)境頻譜采樣，并將采樣結(jié)果與預(yù)設(shè)閾值比較，獲得第一頻譜遮罩序列。
3.如權(quán)利要求1所述的基于TDCS系統(tǒng)的信號發(fā)送方法，其特征在于，獲得時域的基礎(chǔ)調(diào)制波形，具體包括: 通過將所述第一頻域基礎(chǔ)波形矢量乘以歸一化因子，對第一頻域基礎(chǔ)波形矢量歸一化； 對歸一化的第一頻域基礎(chǔ)波形矢量進行快速傅里葉逆變換，獲得時域的基礎(chǔ)調(diào)制波形。
4.如權(quán)利要求3所述的基于TDCS系統(tǒng)的信號發(fā)送方法，其特征在于，所述歸一化因子
，其中，N。為第一頻譜遮罩序列中取值為I的點的個數(shù)。
5.基于TDCS系統(tǒng)的信號接收方法，應(yīng)用于所述系統(tǒng)的接收端，其特征在于，所述方法包括: 利用正交頻分復(fù)用接收模塊進行信號的接收，獲得接收信號； 通過快速傅里葉變換，將接收信號變換到頻域，獲得第一頻域接收信號； 利用最小均方誤差均衡器消除第一頻域接收信號的碼間干擾，獲得第二頻域接收信號; 將獲得的第二頻域基礎(chǔ)波形矢量的共軛與第二頻域接收信號逐項相乘，去除第二頻域基礎(chǔ)波形矢量的隨機相位，其中，利用基于對第二環(huán)境頻譜采樣而獲得的第二頻譜遮罩序列，以及具有偽隨機噪聲統(tǒng)計特性且由Ρ/2個序列單元組構(gòu)成的第二隨機相位復(fù)序列，獲得第二頻域基礎(chǔ)波形矢量，其中，序列單元組包括互為倒數(shù)的兩個元素，P等于對第二環(huán)境頻譜采樣的采樣點的個數(shù)； 通過快速傅里葉逆變換，將去除隨機相位的第二頻域基礎(chǔ)波形矢量變換到時域，獲得周期相關(guān)函數(shù)矢量； 利用解調(diào)檢測模塊，獲取周期相關(guān)函數(shù)矢量的絕對值，并獲取所述絕對值中最大值對應(yīng)的序列號； 將所述序列號反射成比特數(shù)據(jù)，從而完成解調(diào)。
6.如權(quán)利要求5所述的基于TDCS系統(tǒng)的信號接收方法，其特征在于，在去除第二頻域基礎(chǔ)波形矢量的隨機相位之前，所述方法還包括: 獲取第二頻域基礎(chǔ)波形矢量。
7.如權(quán)利要求5所述的基于TDCS系統(tǒng)的信號接收方法，其特征在于，所述第二頻域基礎(chǔ)波形矢量與所述系統(tǒng)的發(fā)射端的第一頻域基礎(chǔ)波形矢量相同。
【文檔編號】H04L27/26GK104168243SQ201410393676
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2014年8月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月11日
【發(fā)明者】胡蘇 , 郭偉, 柯英豪, 郭慧婷, 李少謙 申請人:電子科技大學