[发明专利]一种重叠二次相位耦合的频差UNB通信传输方法

说明书

本发明公开了一种重叠二次相位耦合的频差UNB通信传输方法，该方法以信号发射端重叠二次相位耦合的形式，将4点单频分为两组满足QPC特征的组合，实现了不同频差区分数字信息的调制方式。本发明可适用于多用户UNB‑IoT通信网络；在包含有效信息方面，兼具频率和相位中携带的调制信息，使得用户传输检测性能得到提升；相比3单频点信号组合通信模式(QPC‑FD信号)，以及单用户UNB甚小波形差键控(VWDK)技术而言，具有更低的误码率，提升了系统传输质量。

技术领域

本发明属于数字信息传输技术领域，具体涉及一种重叠二次相位耦合的频差UNB通信传输方法。

背景技术

在5G物联网通信技术快速发展的时代，大规模物联网移动终端设备的部署，不仅使得新一代通信技术不断朝着高时延性、高可靠性、低延时性，网络通信信息交互的智能化、多元化、综合化发展；而且也使得信息交互所需空间、物资成本的急剧上升。从数字通信领域的角度来看，信息传输的发射端信号调制技术是解约频谱资源的有效关键技术之一。在面临有限的频谱匮乏现状阶段，科技学者们已逐步从超宽带(Ultra-wide Band，UWB)调制技术的研究领域转向了超窄带(Ultra-narrow Band，UNB)调制技术的研究。现阶段对UNB调制技术的研究，主要有美国工程师H.R.Walker研究团队和我国东南大学吴乐南教授及其学生两大团队。他们研究的主要思路是对二元数字调制信号比特“0”和比特“1”对应的载波波形不同，通过对载波波形尽可能的类正弦形式的修正与改进，进一步压缩信号频谱宽度，提升频谱效率。然而这种仅考虑用一个载频及其周围一定频带范围内的频谱表示信号的所有调制信息方式，损失了相当一部分有效信息，也必然降低了信号检测的精度。本文以及其具有代表性的“高频带利用率的信息调制和解调方法”专利(申请号：03152978.X)为参考对比。

在考虑将信号的相位信息同传统大多数调制方式以频率作为信号调制解调的主要变量条件。但是，我们在已有的技术方案中并没有考虑到以更多单频点信息表示一个单频信号的形式。可以说单频信号无法携带调制信息；双频则恰好用于区分二元信息；用三个单频的不同频差区分调制信息，可以克服一定的错误频偏性；那么再进一步考虑，用更多单频点及其频差区分数字调制信号，将会更有效的提升UNB通信传输性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种重叠二次相位耦合的频差UNB通信传输方法，用于实现UNB通信中容纳多用户数、各用户间抗干扰能力更强的频差通信模式，基于重叠二次相位耦合多频UNB通信技术，提出了一种多频点组合形式下抗干扰、频偏性能更好的无二义性的信号组合传输系统，并将所设计的传输信号称为重叠二次相位耦合频率差分信号(DoubleQuadratic-Phase Coupling-based Frequency-Differential Signal，DQPC-FD)。

本发明通过如下的技术方案予以实现：

一种重叠二次相位耦合的频差UNB通信传输方法，包括以下步骤：

1)DQPC-FD信号发射端模块：在UNB通信网络中，使用重叠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，为每个用户分配包含有更多载频相关性的有效调制，且不同频差的频率组合；

2)DQPC-FD信号接收端模块：在UNB通信网络信号接收端，将4点的单频组合分为两组满足二次相位耦合的组合形式，进一步采用多用户检测方式进行系统用户抗干扰性能的分析。

本发明进一步的改进在于，步骤1)中，对多用户发射端信号模型的组合设计，每比特单频信号选取K＝4个单频表示，具体如下：

设码元间隔为T的多频二元数字信号，Bit 0、Bit 1分别对应不同的单频信号组合：

同时假设Bit 1、Bit 0对应传输信号的频率满足频率耦合特性，即如式(2)所示：