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专利号: 2019111634130
申请人: 重庆邮电大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-12-30
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种应用于UFMC-MIMO系统中的干扰消除方法,所述系统包括具有M副发送天线的发送装置和具有N副接收天线的接收装置,其特征在于,所述方法包括:步骤1,发送装置利用M组不同的基于Walsh码的正交序列{wi}填充到M副发送天线的训练序列{pi}中,将所述训练序列通过M副发送天线发射到接收装置,其中M副发送天线中的第i副天线所发送的训练序列为pi=[wiwiwiwi],wi为第i个长度为Tw的Walsh码,1≤i≤M;

步骤2,接收装置利用N副接收天线接收所述训练序列,对于N副接收天线中的第j副接收天线,1≤j≤N,在训练序列集合{pi}中任取一个训练序列pi,计算训练序列pi与第一接收信号yj的第一互相关函数Rj,根据第一互相关函数Rj获得定时符号τj,使用定时符号τj对第一接收信号yj进行定时修正得到第二接收信号y'j;

步骤3,利用第一归一化频偏估计值εij对第二接收信号y'j做第一频偏估计,计算第j副接收天线的第三接收信号y”j,计算第j副天线的第三接收信号y”j与第i组训练序列的第二互相关函数Rij,计算第二互相关函数Rij的自相关函数 和对应的第二归一化频偏估计值步骤4,接收装置重复步骤2和3,计算N副天线接收信号与M组训练序列之间的M×N组的频偏估计值矩阵步骤5,接收装置利用频偏估计值矩阵 在时域对第三接收信号y”j进行第二频偏估计补偿,得到第四接收信号 以消除干扰。

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤2包括:

对于N副接收天线中的第j副接收天线,1≤j≤N,在训练序列集合{pi}中任取一个训练序列pi,计算训练序列pi与第一接收信号yj的第一互相关函数Rj为:其中Tw为Walsh码的长度,yj为第j副天线的第一接收序列,pi为训练序列,τ为定时符号,m表示求和公式中的变量;

根据第一互相关函数Rj获得定时符号τj为:

其中 表示使函数Rj(τ)取最大值的τ的集合;

使用定时符号τj对第一接收信号yj进行定时修正得到第二接收信号y'j为:y'j(n)=yj(n-τj),

其中,n为时域序号。

3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤3包括:

利用第一归一化频偏估计值εij对第二接收信号y'j做第一频偏估计,计算第j副接收天线的第三接收信号y”j为:其中,Ts为符号周期,εij为发送天线i与接收天线j之间的第一归一化频偏估计值,εij=Δfij/F,Δfij为发送天线i与接收天线j之间的载波频偏,F代表子载波间隔,si(n)=pi(n)为第i副发送天线发送的信号,n为时域序号;

计算第j副天线的第三接收信号y”j与第i组训练序列的第二互相关函数Rij(t)为:其中0≤t≤Tnw-1,Tnw为发送训练序列Walsh码的周期重复次数,Ts为符号周期,wi()为第i个Walsh码,m和k表示求和公式中的变量,εkj表示发送天线k与接收天线j之间的归一化频偏估计值;

利用Walsh码的正交性进一步简化第二互相关函数Rij(t)为:计算第二互相关函数Rij(t)的自相关函数 为:

其中, 为Rij的共轭,Ts为符号周期,εij为第一归一化频偏估计值,Tw为Walsh码的长度,1≤a<d≤Tnw,a为相关程度,d为自变量;

利用自相关函数 的相位 计算对应的第二归一化频偏估计

值 为:

其中 为自相关函数 的相位,Tw为Walsh码的长度,d为自变量,Ts为符号周期。

4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤4所述的频偏估计值矩阵 为:其中,矩阵 的大小为M列、N行的矩阵,矩阵 中第i列、第j行的元素为 表示发送天线i与接收天线j之间的第二归一化频偏估计值。

5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤5所述的第四接收信号 为:其中,n为时域序号,M为发送天线的个数,Ts为符号周期,εij为第一归一化频偏估计值,为第二归一化频偏估计值。

6.一种应用于UFMC-MIMO系统中的干扰消除装置,所述装置具有N副接收天线,其特征在于,所述装置包括:接收模块,用于接收从发送装置发送的训练序列{pi},所述训练序列{pi}是发送装置利用M组不同的基于Walsh码的正交序列{wi}填充到M副发送天线得到的,其中M副发送天线中的第i副天线所发送的训练序列为pi=[wiwiwiwi],wi为第i个长度为Tw的Walsh码,1≤i≤M;

符号定时模块,用于对于N副接收天线中的第j副接收天线,1≤j≤N,在训练序列集合{pi}中任取一个训练序列pi,计算训练序列pi与第一接收信号yj的第一互相关函数Rj,根据第一互相关函数Rj获得定时符号τj,使用定时符号τj对第一接收信号yj进行定时修正得到第二接收信号y'j;

频偏估计模块,用于利用第一归一化频偏估计值εij对第二接收信号y'j做第一频偏估计,计算第j副接收天线的第三接收信号y”j,计算第j副天线的第三接收信号y”j与第i组训练序列的第二互相关函数Rij,计算第二互相关函数Rij的自相关函数 和对应的第二归一化频偏估计值 计算N副天线接收信号与M组训练序列之间的M×N组的频偏估计值矩阵干扰消除模块,用于利用频偏估计值矩阵 在时域对第三接收信号y”j进行第二频偏估计补偿,得到第四接收信号 以消除干扰。

7.根据权利要求6所述的装置,其特征在于,符号定时模块具体用于:对于N副接收天线中的第j副接收天线,1≤j≤N,在训练序列集合{pi}中任取一个训练序列pi,计算训练序列pi与第一接收信号yj的第一互相关函数Rj为:其中Tw为Walsh码的长度,yj为第j副天线的第一接收序列,pi为训练序列,τ为定时符号,m表示求和公式中的变量;

根据第一互相关函数Rj获得定时符号τj为:

其中 表示使函数Rj(τ)取最大值的τ的集合;

使用定时符号τj对第一接收信号yj进行定时修正得到第二接收信号y'j为:y'j(n)=yj(n-τj),

其中,n为时域序号。

8.根据权利要求6所述的装置,其特征在于,频偏估计模块具体用于:利用第一归一化频偏估计值εij对第二接收信号y'j做第一频偏估计,计算第j副接收天线的第三接收信号y”j为:其中,Ts为符号周期,εij为发送天线i与接收天线j之间的第一归一化频偏估计值,εij=Δfij/F,Δfij为发送天线i与接收天线j之间的载波频偏,F代表子载波间隔,si(n)=pi(n)为第i副发送天线发送的信号,n为时域序号;

计算第j副天线的第三接收信号y”j与第i组训练序列的第二互相关函数Rij(t)为:其中0≤t≤Tnw-1,Tnw为发送训练序列Walsh码的周期重复次数,Ts为符号周期,wi()为第i个Walsh码,m和k表示求和公式中的变量,εkj表示发送天线k与接收天线j之间的归一化频偏估计值;

利用Walsh码的正交性进一步简化第二互相关函数Rij(t)为:计算第二互相关函数Rij(t)的自相关函数 为:

其中, 为Rij的共轭,Ts为符号周期,εij为第一归一化频偏估计值,Tw为Walsh码的长度,1≤a<d≤Tnw,a为相关程度,d为自变量;

利用自相关函数 的相位 计算对应的第二归一化频偏估

计值 为:

其中 为自相关函数 的相位,Tw为Walsh码的长度,d为自变量,Ts为符号周期。

重复以上步骤,计算N副天线接收信号与M组训练序列之间的M×N组的频偏估计值矩阵所述的频偏估计值矩阵 为:其中,矩阵 的大小为M列、N行的矩阵,矩阵 中第i列、第j行的元素为 表示发送天线i与接收天线j之间的第二归一化频偏估计值。

9.根据权利要求6所述的装置,其特征在于,干扰消除模块计算的所述第四接收信号为:其中,n为时域序号,M为发送天线的个数,Ts为符号周期,εij为第一归一化频偏估计值,为第二归一化频偏估计值。