[发明专利]基于多天线单载波调制的矿井无线通信方法

权利要求书

1.一种基于多天线单载波调制的矿井无线通信方法，其特征在于，包括如下：

(1)对发射端的原始数据依次进行正交相移键控QPSK映射和空时分组编码，对编码后的数据添加循环前缀CP，生成单载波信号x_sc(n)；其中，对发射端的原始数据依次进行正交相移键控QPSK映射和空时分组编码，实现如下：

1a)由信号源映射分别产生第一根天线和第二根天线的第T时刻发送数据块

1b)将第T时刻发送的数据块进行空时分组编码，得到T+1时刻第一根天线要发送的数据块和第二根天线要发送的数据块

其中，n表示数据块中的数据索引，表示取共轭操作，(·)_N表示取模N操作，N表示数据块的长度，取值为512；

(2)根据ZC序列的生成方式分别生成矿井信道的符号定时同步序列A(m)和频偏估计序列B(m)；实现如下：

2a)选取四个不同的根指数μ，分别生成四段长度为N_zc的频域ZC序列Q_i(k)，i＝1,2,3,4，k＝0,1,2,...N_zc-1；

2b)将四段不同的频域ZC序列Q_i(k)分别作IFFT运算，对应生成时域ZC序列q_i(n)，再把这四个时域ZC序列q(n)进行拼装，生成符号定时同步序列A(m)；

2c)生成长度为2N_zc的频域ZC序列D(k)，将D(k)作IFFT运算，得到时域ZC序列d(n)，并将d(n)在时域重复一次生成频偏估计序列B(m)；

(3)将符号定时同步序列A(m)、频偏估计序列B(m)及单载波信号x_sc(n)在时域进行组帧，生成发送信号x(n)，再将生成的发送信号x(n)从N_t个发射天线发送到矿井信道，N_t≥2，得到接收信号y(n)；

(4)对符号定时同步序列A(m)作符号定时同步运算，得到定时同步位置

(4a)将符号定时同步序列A(m)中的四段ZC序列分别与接收信号y(n)进行互相关运算，得到四个符号定时同步部分相关值序列per_cor_i(r)；表示如下：

其中，i表示符号定时同步序列A(m)中的第i段ZC序列，r表示当前时刻，N_A表示符号定时同步序列A(m)的长度，取值为512，n表示数据块中的数据索引，(·)^*表示取共轭，y(·)表示当前时刻的接收信号；

(4b)将四个符号定时同步部分相关值序列per_cor_i(r)作取模和累加运算，生成最终用于符号定时同步的相关值序列cor(r)；表示如下：

其中，r表示当前时刻，i表示符号定时同步序列A(m)中的第i段ZC序列，|·|为符号定时同步部分相关值序列per_cor_i(r)的模值；

(4c)对符号定时同步相关值序列cor(r)作取最值运算，得到定时同步位置

(5)利用频偏估计序列B(m)进行频偏补偿，得到频偏补偿后的接收信号y'(n)：

(5a)根据定时同步位置得到接收信号y(n)中频偏估计序列B(m)的起始位置：

其中N_A表示符号定时同步序列A(m)的长度；将频偏估计序列B(m)中的两段ZC序列作自相关运算，得到频偏估计相关值P；

(5b)对频偏估计相关值P作频偏估计运算，得到频偏估计值

(5c)利用频偏估计值对接收信号y(n)作频偏补偿操作，得到频偏补偿后的接收信号y'(n)；

(6)将接收信号y'(n)依次进行空时译码和信道均衡，对均衡后的信号进行解映射操作，得到输出信号。

2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，(4c)中对符号定时同步相关值序列cor(r)作取最值运算，公式如下：

其中，表示定时同步位置，表示取最大值所在的r值。