[发明专利]一种基于扩展加权分数傅里叶变换的时频完全平均化正交多址传输方法

说明书

一种基于扩展加权分数傅里叶变换的时频完全平均化正交多址传输方法，它属于无线通信技术领域。本发明解决了现有多址系统对抗信道的时频深衰落性能差，传输可靠性低的问题。本发明提出了一种新的正交多址传输方法，通过对每一用户数据进行符号映射和扩展加权分数傅里叶变换，形成一种具有时频能量平均化特性的信号形式，同时保留了原始信号的正交优势。在本发明所提方案中，每个用户均可以占用系统可利用的全部的时频资源，且不会产生相互干扰。同时，由于所提多址系统实现了信号在时频平面的均匀分布，因此具有更好的抗时频深衰落的性能，有效提高恶劣信道条件下的误码性能，增强了多址系统的传输的可靠性。本发明可以应用于无线通信技术领域。

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，具体涉及一种基于扩展加权分数傅里叶变换的时频完全平均化正交多址传输方法。

背景技术

在无线通信技术领域，时分多址、频分多址、码分多址等是目前主要的多址方式。时分多址和频分多址通过为不同用户分配不同的时间或频率资源实现多址，已经在通信系统中得到了广泛的应用，然而，由于现有方法缺乏时频域联合设计，系统中的每一用户往往只能占据全部频谱或时间资源的一部分进行传输，这不利于对抗信道的时频深衰落；码分多址系统中，不同用户占用相同的时频资源，通过不同的地址码来区分用户，但一方面信号经扩频后会占用更多的频谱资源，另一方面不同用户之间存在相互干扰问题，会降低系统的接收性能。因此，对信号的多址方案进行设计以进一步提升多址系统传输的可靠性成为一个值得研究的问题。

发明内容

本发明的目的是为解决现有多址系统对抗信道的时频深衰落性能差，导致多址系统信号传输的可靠性低的问题，而提出了一种基于扩展加权分数傅里叶变换的时频完全平均化正交多址传输方法。

本发明为解决上述技术问题所采取的技术方案是：

基于本发明的一个方面，一种基于扩展加权分数傅里叶变换的时频完全平均化正交多址传输方法，所述方法在发送端的工作过程为：

步骤一、将多址系统中的用户进行编号后，对每个用户信源产生的基带数据分别进行调制，获得每个用户对应的调制结果；其中，第k个用户对应的调制结果为A_k,k＝1,2,3,…,K，K为用户的总个数；

步骤二、分别对每个用户对应的调制结果进行符号映射，获得每个用户对应的符号映射结果；

所述步骤二的具体过程为：

对第k个用户对应的调制结果A_k进行串并转换，形成u_k个列向量其中，表示对A_k进行串并转换形成的第1个，第2个，…，第u_k个列向量；

令中间变量将A_k1写入多址系统分配的符号位，并将其余符号位填零；其具体为：

s_k0＝A_k1P^k

其中，s_k0为中间变量；P^k是u_k行L列的映射矩阵，u_k≤L，映射矩阵P^k满足：每行仅有一个元素为1，每列最多只有一个元素为1，其余元素均为0；且各用户对应的映射矩阵组成的集合满足：集合的任意两矩阵中元素1所在的列数不重复；

再对中间变量s_k0进行并串转换得到一路串行数据，得到的串行数据即为第k个用户对应的符号映射结果s_k，其中，中间变量s_k0的每一行数据分别作为符号映射结果s_k的一帧；

步骤三、分别对第k个用户对应的符号映射结果s_k中的每一帧进行扩展加权分数傅里叶变换，获得每一帧对应的变换结果；将各帧对应的变换结果表示为一路串行数字信号，即得到第k个用户的输出信号；