[发明专利]一种二次相位耦合的多用户频差UNB通信传输方法

说明书

本发明公开了一种二次相位耦合的多用户频差UNB通信传输方法，包括以下步骤：1)频差组合信号发射端模块：在UNB通信网络中，使用二次相位耦合实现不同频差区分数字逻辑信息的调制信号编码形式，通过频率差分UNB系统中多用户的单频信号相位耦合设计分配方案，为每个用户分配携带有效调制信息且有不同频差的频率组合；2)频差组合信号接收端模块：在UNB通信网络调制信号的接收端，对此类多频组合信号实现多用户抗干扰线性、非线性多用户性能的并行分析模式。本发明适用于多用户UNB‑IoT通信网络中可以部署更多的系统用户数；相比传统单用户超窄带甚小波形差键控(VWDK)技术而言，获得了一定信噪比条件下更低的误码性能；以及更优的抗频偏性能。

技术领域

本发明属于数字信息传输技术领域，具体涉及一种二次相位耦合的多用户频差UNB通信传输方法。

背景技术

随着新一代无线通信技术的快速发展，以及物联网在通信行业中的普及应用，使得人与人、人与物、物与物之间的通信得以成为现实。单用户传统的同步通信模式已不能满足于当下的快速的信息服务需求，进而通信界关注的焦点逐步向多用户分布式、异步通信转移。同时，结合物联网通信的应用，从低碳的角度出发，节省频谱资源，提升频谱效率，扩大基站通信覆盖率，降低通信成本等方面都促使通信技术朝着超窄带通信技术方向进展。然而，已知早期的超窄带(Ultra Narrow Band，UNB)技术研究起源于美国工程师H.R.Walker在1988年取得的专利US 4,742,532，提出了VPSK调制技术与零群时延滤波器的研究。在此基础之上，H.R.walker工程师先后又取得了US 5,185,765，US Patent 6,445,737等专利及论文著作。当时的超窄带技术研究是以设计实现具有超高效的频谱编码调制技术为导向，同时设计出可以高精度获取因通信发射调制信号极小时段内相位突变、载波缺失或幅相变化引起的调制波形的零群时延滤波器，该滤波器满足通带内相对平坦，边带快速诉衰减的特性，但因该滤波器设计的技术高难度与高成本之处，使得早起的UNB技术不能得以大量投入现代物联网通信应用之中。

近年来，由东南大学吴乐南教授提出的类正弦信号调制波形设计形式技术的发展吸引了通信界研究者们的极大关注。使用美国联邦通信委员会FCC指定的60dB带外功率衰减带宽作为目前UNB通信调制技术的频谱看度衡量标准。需要强调的是，实际发送信号发射信号所占的整体带宽很宽，然而在对频谱效率的分析中，并没有完全包含其所有的频谱，而是将部分边带信息的功率谱衰减相对于载频大于60dB的部分视为无效干扰。

现有UNB技术的信号抗干扰能力差，仅依靠极小的信号突变特性，相邻信道间频带窄，易受邻道干扰，难于提高检测性能。再者，该技术信号能效低：信号的主要功率集中到载频线谱上，而单频线谱并不携带调制信息。此外，对于单用户而言已有的超窄带调制技术虽可以获得极窄的信道带宽，然而却难以避免微小频偏的严重影响，并不能满足于大规模物联网时代多用户多业务速率、异步或同步等通信需求。基于上述问题描述，提出一种融合二次相位耦合技术抗多用户干扰的UNB通信传输方法。

发明内容

本发明的目的在于实现UNB通信中容纳用户数量多、各用户间抗干扰能力更强的频差通信模式，基于多频组合的二次相位耦合技术，提出了一种保证信息检测过程中无二义性的多频率信号组合传输系统，将该设计信号称为二次相位耦合频率差分信号(Quadratic-Phase Coupling-based Frequency-Differential signal，QPC-FD)。

本发明通过如下的技术方案予以实现：

一种二次相位耦合的多用户频差UNB通信传输方法，包括以下步骤：

1)频差组合信号发射端模块：在UNB通信网络中，使用二次相位耦合实现不同频差区分数字逻辑信息的调制信号编码形式，通过频率差分UNB系统中多用户的单频信号相位耦合设计分配方案，为每个用户分配携带有效调制信息且有不同频差的频率组合；