本發(fā)明屬于無線通信領(lǐng)域，涉及時(shí)延-多普勒域通信系統(tǒng)中，基于頻域chirp信號(hào)的otfs系統(tǒng)峰值平均功率比抑制技術(shù)。
背景技術(shù)：
1、隨著高鐵、無人機(jī)、低軌衛(wèi)星等系統(tǒng)的飛速發(fā)展，提供高速移動(dòng)場景中穩(wěn)定可靠的移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)成為未來b5g(beyond?5g)、6g移動(dòng)通信系統(tǒng)發(fā)展的必然趨勢。另外，隨著移動(dòng)流量需求的爆發(fā)式增長，頻譜資源短缺問題日益突出，促使移動(dòng)提供商利用更高的載波頻段。然而，由發(fā)射機(jī)和接收機(jī)之間的相對運(yùn)動(dòng)引起的多普勒效應(yīng)，為高速移動(dòng)場景和高載波頻率下的通信帶來了巨大的挑戰(zhàn)。為了解決存在嚴(yán)重多普勒頻移條件下的可靠通信問題，正交時(shí)頻空間調(diào)制(orthogonal?time?frequency?space，otfs)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生.otfs引入了時(shí)延-多普勒(delay-doppler，dd)域，將時(shí)頻域的雙選擇性衰落信道轉(zhuǎn)化為dd域的準(zhǔn)靜態(tài)信道，從而克服嚴(yán)重的多徑效應(yīng)和多普勒效應(yīng)的影響，在高載波頻率高速移動(dòng)場景中有著廣闊的應(yīng)用前景。
2、otfs技術(shù)在擁有廣闊前景的同時(shí)，也面臨著巨大的挑戰(zhàn)，otfs作為一種多載波技術(shù)，對dd域信號(hào)做離散逆辛傅里葉變換(inverse?symplectic?finite?fouriertransform，isfft)時(shí)，但多個(gè)子載波上的信號(hào)相位相同時(shí)，會(huì)有較大概率出現(xiàn)高功率信號(hào)，進(jìn)而導(dǎo)致信號(hào)的峰值平均功率比(peak?to?average?power?ratio，papr)增大；otfs信號(hào)在發(fā)送前需要通過高功率放大器(high?power?amplifier，hpa)，而高papr信號(hào)容易超出hpa的線性工作區(qū)，進(jìn)而引起非線性畸變，經(jīng)過信道傳輸后會(huì)進(jìn)一步影響系統(tǒng)的誤碼率(biterror?rate，ber)性能。因此抑制otfs系統(tǒng)的papr對其廣泛應(yīng)用有著重要意義。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明針對otfs通信系統(tǒng)，提供一種基于頻域chirp信號(hào)的papr抑制方案，在此基礎(chǔ)上，與slm方法結(jié)合，提供一種基于頻域chirp信號(hào)的slm改進(jìn)方法。本發(fā)明要解決的技術(shù)問題由以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：
2、基于頻域chirp信號(hào)的papr抑制方案包括以下步驟：
3、(1)對信號(hào)源產(chǎn)生的二進(jìn)制比特序列經(jīng)過星座圖符號(hào)映射到時(shí)延-多普勒域后，進(jìn)行isfft，將信號(hào)轉(zhuǎn)換為時(shí)頻域信號(hào)；
4、(2)生成頻域chirp信號(hào)，采樣得到m點(diǎn)離散chirp信號(hào)序列，并將之做n次循環(huán)移位，得到n*m點(diǎn)離散chirp信號(hào)，與上述時(shí)頻域信號(hào)相乘得到otfs-chirp信號(hào)；
5、(3)對生成的otfs-chirp進(jìn)行海森堡變換得到時(shí)域信號(hào)；
6、(4)對生成的時(shí)域信號(hào)進(jìn)行papr計(jì)算；
7、所述步驟(1)中，時(shí)延-多普勒域中的發(fā)送符號(hào)x[k，l]，k＝0，...，n-1，l＝0，...，m-1，通過isfft變換映射到時(shí)頻域x[n，m]，具體轉(zhuǎn)換過程為：
8、
9、在時(shí)延多普勒域中，n為多普勒網(wǎng)格數(shù)，m為時(shí)延網(wǎng)格數(shù)；轉(zhuǎn)換到時(shí)頻域后，n和m分別對應(yīng)符號(hào)數(shù)與子載波數(shù)。
10、所述步驟(2)中，頻域chirp信號(hào)為：
11、
12、其中，μ為chirp信號(hào)的調(diào)頻斜率，μ＝b/t，b＝m*δf，δf是時(shí)頻域中的子載波頻率間隔。
13、信號(hào)對應(yīng)的m點(diǎn)離散表示為：
14、
15、其中，m＝0，1，...，m-1。
16、n*m點(diǎn)離散chirp信號(hào)可表示為大小為n*m的矩陣s[n，m]＝[s(m)，s1(m)，...，sn-1(m)]，其中n＝0，1，...，n-1，m＝0，1，...，m-1，sn(m)為對s(m)做一次n點(diǎn)移位得到的序列。
17、所述步驟(3)中，離散chirp矩陣與時(shí)頻域x[n，m]做點(diǎn)乘后，做海森堡變換得到時(shí)域otfs-chirp信號(hào)為：
18、
19、基于頻域chirp信號(hào)的slm改進(jìn)方法包括以下步驟：
20、(1)與上述方法步驟(1)相同，對時(shí)延-多普勒域信號(hào)做isfft，將之轉(zhuǎn)換為時(shí)頻域信號(hào)；
21、(2)復(fù)制v組時(shí)頻域信號(hào)，同時(shí)生成v組長度為mn的離散chirp信號(hào)序列，與v組時(shí)頻域信號(hào)點(diǎn)乘，得到v組otfs-chirp備選信號(hào)；
22、(3)對v組備選信號(hào)做海森堡變換，得到v組時(shí)域信號(hào)；
23、(4)計(jì)算每組時(shí)域信號(hào)的papr，選取papr最小的一組時(shí)域信號(hào)作為發(fā)送信號(hào)；
24、所述步驟(1)中，得到的時(shí)頻域信號(hào)為：
25、
26、所述步驟(2)中，長度為m*n的離散chirp信號(hào)序列表示為：
27、
28、其中，k＝0，1，…，m*n-1；
29、v組相位序列表示為：
30、bv＝[b1(k)，b2(k)，...，bv(k)]
31、其中，v＝0，1，…，v-1；
32、v組相位序列與時(shí)頻域信號(hào)x[n，m]做點(diǎn)乘，得到的信號(hào)為：
33、
34、所述步驟(3)中，做海森堡變換得到v組時(shí)域信號(hào)矩陣表示為：
35、
36、其中，heisenberg[·]為海森堡變換。
37、所述步驟(4)中，發(fā)送信號(hào)表示為：
38、
39、本發(fā)明的有益之處體現(xiàn)在：
40、(1)本發(fā)明將頻域chirp信號(hào)用于otfs系統(tǒng)的papr抑制，由于頻域采樣的chirp信號(hào)|s(m)|＝1，在完成isfft得到時(shí)頻域信號(hào)后，對時(shí)頻格上的每一列做頻域chirp調(diào)制，相當(dāng)于為一幀otfs信號(hào)中每個(gè)子載波上的信號(hào)做相位偏移，從而降低高papr的概率；在頻域觀點(diǎn)下，相當(dāng)于otfs-chirp調(diào)制在不改變原始信號(hào)的情形下，向信號(hào)添加了一個(gè)低通恒包絡(luò)的二次相位濾波器，也不會(huì)改變原始o(jì)tfs信號(hào)的頻譜形狀；
41、(2)與傳統(tǒng)papr抑制技術(shù)相比，基于頻域chirp信號(hào)的papr抑制方法的復(fù)雜度較低，只需要在發(fā)送端添加一個(gè)chirp信號(hào)發(fā)生器和一個(gè)乘法器即可實(shí)現(xiàn)；
42、(3)基于頻域chirp信號(hào)的slm改進(jìn)方法將頻域chirp信號(hào)與傳統(tǒng)slm方法結(jié)合，與傳統(tǒng)slm方法使用的隨機(jī)生成相位序列相比，由于頻域chirp信號(hào)自身優(yōu)越的抑制papr性質(zhì)，能夠以更少的生成組數(shù)獲得更優(yōu)越的papr抑制效果；
1.一種基于頻域chirp信號(hào)的papr抑制方案，其特征在于，使用頻域chirp信號(hào)對otfs系統(tǒng)中經(jīng)逆辛傅里葉變換得到的時(shí)頻域信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，包括以下步驟：
2.一種基于頻域chirp信號(hào)的slm改進(jìn)方法，其特征在于，使用頻域chirp信號(hào)代替?zhèn)鹘y(tǒng)slm方法中使用的隨機(jī)相位序列，包括以下步驟：
3.如權(quán)利要求1所述的基于頻域chirp信號(hào)的papr抑制方案，其特征在于，所述步驟(2)中，離散chirp信號(hào)為：其中，μ為chirp信號(hào)的調(diào)頻率。
4.如權(quán)利要求1所述的基于頻域chirp信號(hào)的papr抑制方案，其特征在于，所述步驟(2)中，對離散頻域chirp信號(hào)做n次相位偏移得到的離散chirp信號(hào)可表示為大小為n*m的矩陣s[n，m]＝[s(m)，s1(m)，...，sn-1(m)]，其中n＝0，1，...，n-1，m＝0，1，...，m-1，sn(m)為對s(m)做一次n點(diǎn)移位得到的序列。
5.如權(quán)利要求2所述的基于頻域chirp信號(hào)的slm改進(jìn)方法，其特征在于，所述步驟(2)中，長度為mn的離散chirp信號(hào)序列為：其中，k＝0，1，...，m*n-1；v組相位序列表示為：bv＝[b1(k)，b2(k)，...，bv(k)]，其中，v＝0，1，...，v-1。