[发明专利]单载波与多载波交叉调制2天线发射装置、接收装置及传输方法

说明书

本发明为一种单载波与多载波交叉调制2天线发射装置、接收装置及传输方法,具有更强的时间、频率、空间上的分集特性，可以更好的适应于多变的无线传输环境，属于通信领域。本发明的发射装置将两个待发送序列以不同的载波制式，同时从两根不同天线进行发送，对于同一个发送序列而言，将在不同时隙、以不同的载波制式、从不同的天线上进行发送，所述载波制式为单载波或多载波；本发明的接收装置对接收的信号进行空时解码、一次蝶形运算、混合解调和二次蝶形运算，进而获得原始信息。

技术领域

本发明涉及多天线无线通信传输方法，特别涉及一种单载波与多载波交叉调制2天线传输装置及方法，属于通信领域。

背景技术

无线通信环境中的多普勒频移、多径效应、电磁噪声等因素，对通信系统的性能产生了严重的影响。近年来，由于智能手机、平板电脑的流行，以及视频直播、虚拟现实(VR,virtual reality)、物联网(IoT,Internet of Things)等新兴应用的出现，多媒体数据业务量在不断地爆炸式地增加。此外，由于无线通信的广播特性，窃听者可以很容易截获保密信息，信息安全成为无线通信的一个关键问题。当前通信系统的载波体制大多是以SC-FDE(单载波频域均衡，Single Carrier Frequency Domain Equalization)为代表的单载波体制，和以OFDM(正交频分复用，Orthogonal Frequency Division Multiplexing)为代表的多载波体制。但现有的单载波、多载波体制仍然存在不适应信道环境变化，不能快速切换载波体制的问题，所以融合单载波与多载波体制的通信技术变得非常重要。因此，下一代无线通信系统的设计，不仅需要考虑信号传输的高速率、高可靠性，以及对复杂多变无线通信环境的鲁棒性，还要从物理层实现信息的安全传输。

现有技术1：在当前的通信系统中，载波体制大体包含两类，即单载波体制和以OFDM技术为代表的多载波体制。单载波体制的优势主要是低峰均功率比、低载噪比门限、受载频偏移影响小、系统结构简单等。但随着频谱资源的紧张和越发严重的ISI(符号间干扰，Intersignal Interference)，OFDM技术以其优秀的抗ISI性能与简单的频域均衡技术得到了研究和发展。多载波弥补了单载波系统在频率选择性信道中的不足。它把一组串行的数据流通过串并转换的方法，分解为许多个相互并列的低速子数据流，再调制到各自相对应的子载波上，从而将若干个不同频率的信号并行叠加发射。但是OFDM的缺点主要是对载频频偏敏感，以及较高的PAPR。针对这两个缺点，一种与OFDM系统处理信号方式相似的技术被提出来。SC-FDE技术能有效的弥补OFDM技术的缺陷，而且它的系统结构复杂度与抗衰落能力还与OFDM非常接近。目前SC-FDE技术与OFDM技术各自成为单载波体制与多载波体制中最重要的技术，吸引了广泛的无线通信领域学者们的研究。

与此同时，一种新兴的将单载波与多载波结合的混合载波体制被提出，这种混合载波体制利用了WFRFT(加权分数傅立叶变换，Weighted fractional Fouriertransform)。WFRFT是一种傅里叶变换的推广形式，表现为基本态函数线性4项加权和的形式。WFRFT的四个基本态函数分别是信号的时域形式、频域形式以及时域、频域的翻转。其中时域形式的信号与现有的单载波传输体系中信号的形式相一致；而频域形式的信号与现有的多载波传输体系中信号的形式相一致。因此WFRFT有独特的优势来建立这种融合单载波、多载波的混合载波传输体系。基于WFRFT的HC(混合载波，Hybrid Carrier)系统可以由α阶WFRFT预编码模块与现有的OFDM系统实现。

WFRFT的运算来源于DFT(离散傅里叶变换，Discrete Fourier Transform)，所以其运算复杂度与DFT相当。WFRFT的另一个优点是，它不会改变变换后信号的总能量，只会改变信号能量在时频域的分布。因此混合载波系统在时频双弥散信道下，较之于OFDM和单载波系统，能够获得更优异的误码性能。