[发明专利]一种基于Y型网络的索引调制OTFS通信系统及方法

权利要求书

1.一种基于Y型网络的索引调制OTFS通信系统，包括发送端和接收端；

所述发送端包括原型比特分流器、时延-多普勒(DD)索引调制模块、OTFS块产生器、逆辛傅里叶变换(ISFFT)、Heisenberg变换、串并变换、插入导频、D/A转换；

所述接收端包括A/D转换、移除导频、并串变换、Wigner变换、辛傅里叶变换(SFFT)、数据预处理模块、Y型网络信号检测模块、比特并流器。

2.根据权利要求1所述的一种基于Y型网络的索引调制OTFS通信系统，其特征在于，在所述系统发送端：二进制比特流经所述比特分流器分别传递至DD域索引选择模块、星座映射模块；所述索引选择模块与星座映射模块的输出信号均传递至所述OTFS块产生器；所述OTFS块产生器的输出信号经ISFFT、Heisenberg变换、串并变换、插入导频、D/A转换后送入信道。

3.根据权利要求1所述的一种基于Y型网络的索引调制OTFS通信系统，其特征在于，在所述系统接收端：接收端的输入信号先经过A/D转换、移除导频、并串变换、Wigner变换、SFFT；经数据预处理后分别输入所述Y型网络信号检测模块的索引检测子网络和符号检测子网络；经特征融合后到达网络输出层恢复出发送比特；最终经比特并流器得到所恢复的完整二进制比特流。

4.一种基于权利要求1所述的Y型网络的索引调制OTFS通信系统的通信方法，包括发送方法和接收方法；

所述发送方法的步骤是：

步骤1：发送的二进制比特流经比特分流器平均分组，各组中部分比特用于选择DD矩阵中激活的位置信息，部分比特经星座映射为复数符号后调制到激活索引位置上，各组数据经OTFS块产生器后形成完整DD域发送数据；

步骤2：通过ISFFT将DD域发送信号转换为时频域信号，再通过Heisenberg变换将时频域信号变换到时域，最终经信道和噪声作用到达接收端；

所述接收方法的步骤是：

步骤3：在接收端时域信号经过Wigner变换(即Heisenberg变换的逆变换)到时频域，再经过SFFT变换到时频-多普勒域；

步骤4：经数据预处理后将两路输出数据分别作为各分组Y型检测网络中索引检测子网络和符号检测子网络的输入，将子网络隐藏层的输出进行特征融合后送达输出层输出，得到该组的预测比特，最终将所有分组的预测输出合并恢复出原始的发送二进制比特流。

5.根据权利要求4所述的一种基于Y型网络的索引调制OTFS通信方法，其特征在于，步骤1中所述发送端产生的共B比特被分为G组，每组p＝B/G比特被映射到OTFS子块上，每个子块在DD矩阵中的大小K＝MN/G，M和N分别为OTFS的子载波数和符号个数，各组p比特中有比特用于选择DD矩阵中L个激活符号的位置，表示向下取整函数，为二项式系数；其余p₂＝L log₂Q比特经Q-ary符号映射调制到激活索引位置，p＝p₁+p₂。所述p₁比特经过索引选择模块后输出为激活位置序号I_g＝{i_g，1，i_g，2，...，i_g，L}，i_g，l∈{1，2，...，K}，g＝1，...，G，l＝1，...，L；所述p₂比特经过星座映射模块后输出为L个符号s_g＝{s_g，1，s_g，2，...，s_g，L}，g＝1，...，G，l＝1，...，L，其中为Q维星座符号；第g组的输出为x_g＝{x_g，1，x_g，2，...，x_g，K}，g＝1，...，G，k＝1，...，K，最终所述OTFS块产生器的输出表示为m＝0，...，M-1，n＝0，...，N-1。