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专利号: 202210378850X
申请人: 江苏科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-03-02
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种多维索引调制OTFS通信系统,其特征在于,包括发送端和接收端;

在所述发送端,输入比特流经比特分流器分为若干组,每组中包含时延‑多普勒(DD)域索引比特、符号比特和滤波器组索引比特;滤波器组索引比特经滤波器组索引选择模块后输出到海森堡(Heisenberg)变换模块用于选择原型滤波函数;DD域索引比特和符号比特分别经DD域索引选择模块、星座映射模块后送至OTFS块产生器,产生的DD域信号经逆辛傅里叶变换(ISFFT)模块变为时频域信号、又经Heisenberg变换模块变为时域信号、最后经P/S&插入导频&D/A模块发送至信道传输;

在所述接收端,接收信号经A/D&移除导频&S/P模块、滤波器组索引检测&维纳(Wigner)变换模块后变为时频域信号,经SFFT模块变为DD域信号、经DD域检测器将检测结果分别输入至DD域索引译码模块、符号译码模块和滤波器组索引译码模块得到恢复出的相应发送比特,最后经比特并流器得到完整的发送比特流。

2.根据权利要求1所述的一种多维索引调制OTFS通信系统,其特征在于,所述发送端中的Heisenberg变换模块会根据滤波器组索引选择结果确定Heisenberg变换中所用的原形滤波函数。所述接收端中的滤波器组索引检测&Wigner变换模块会将检测结果直接输出到滤波器组索引译码模块,同时确定Wigner变换中所用的原形滤波函数。

3.根据权利要求1所述的一种多维索引调制OTFS通信系统的通信方法,其特征在于包括发送方法和接收方法;

所述发送方法的步骤是:

步骤1:发送的二进制比特流经比特分流器分为若干组,每组中符号比特经过星座映射后输出为复数符号;DD域索引比特经索引选择确定所激活符号在DD域矩阵中的位置,未选中的位置被静默即不承载数据符号;进而映射出完整的DD域发送信号,经ISFFT变换为时频域信号;

步骤2:每组中的滤波器组索引选择结果直接输出到Heisenberg变换模块用于选择原型滤波函数,最终将信号变换到时域进行发送;

所述接收方法的步骤是:

步骤3:经过时频双选择信道和噪声作用后,对接收的时域信号先进行滤波器组索引检测,采用相应原型滤波函数的Wigner变换至时频域,再经SFFT变为DD域信号;

步骤4:在DD域对接收符号矩阵中的活跃位置和传输符号进行检测,将检测结果分别进行译码得到恢复的DD域索引比特、符号比特和滤波器组索引比特信息,最后经比特并流器合并得到完整的发送比特。

4.根据权利要求3所述的一种多维索引调制OTFS通信方法,其特征在于,所述步骤1中,考虑OTFS系统子载波个数为M,符号个数为N,共有B比特被平均分为G组,每组有p=B/G比特被映射到OTFS子块中,每个OTFS子块中的符号长度为K=MN/G;各组中p比特由三部分组成,分别是DD域索引比特p1、符号比特p2和滤波器组索引比特p3,p=p1+p2+p3;其中比特用于从K个符号位置中选择R个来传输数据符号, 和 分别为向下取整函数和二项式系数,经DD域索引选择输出记为Ig={ig,1,ig,2,...,ig,R},ig,r∈{1,2,...,K},g=1,...,G,r=1,...,R;p2=Rlog2Q比特经Q维星座映射形成R个数据符号,记为sg={sg,1,sg,2,...,sg,R}, g=1,...,G,r=1,...,R,其中 为Q维星座符号;将各组信号经OTFS块产生器排列到M×N的DD域矩阵中,该域上第k行第l列的符号为 k=0,...,N‑1,l=0,...,M‑1;经过ISFFT变换将DD域信号变换到时频域。

5.根据权利要求3所述的一种多维索引调制OTFS通信方法,其特征在于,所述步骤2中,比特用于从长度为Z的滤波器组中选择在Heisenberg变换时所用的原型滤波函数,滤波器组选择模块输出记为Fg∈{1,2,...,Z},g=1,...,G。Heisenberg变换将信号从时频域变换到时域其中Δf为子载波间隔,T=1/Δf为每组符号的持续时间,gtx,g为第g组所采用的发送原型滤波函数,gtx,g∈{g1,...,gZ}。

6.根据权利要求3所述的一种多维索引调制OTFS通信方法,其特征在于,所述步骤3中,所用原型滤波函数满足gz(t)=fz(Tf‑t),t∈[0,Tf]为滤波器持续时间,z=1,...,Z;在时域均衡后,采用最大能量匹配法对接收时域信号r(t)进行滤波器组索引检测:步骤1:计算Z个滤波器的原型滤波函数对应输出:

步骤2:判断Z个输出中能量值最大的即为选用的原型滤波函数:

根据 的值,通过Wigner变换将接收信号r(t)变换到时频域

其中grx,g为第g组所采用的接收匹配原型滤波函数, 为模糊函数,最后再通过SFFT将信号变换到DD域

7.根据权利要求3所述的一种多维索引调制OTFS通信方法,其特征在于,所述步骤4中,采用对接收符号矩阵中的活跃位置和传输符号进行最大似然检测检测结果 分别通过DD域索引译码、符号译码、滤波器组索引译码后经比特并流器输出。