一種面向5GNR的載波間幹擾消除方法與流程
2024-04-15 02:14:08
一種面向5g nr的載波間幹擾消除方法
技術領域
1.本發明屬於抗幹擾技術領域，尤其涉及一種面向5g nr的載波間幹擾消除方法。
背景技術：
2.隨著無線電技術的發展，已經大規模商用的移動通信技術已經演進至第五代，最新的5g nr(new radio,新空口)標準設備具有高速率、泛在網、低功耗、以及低時延等特點。隨著軍隊現代化與信息化建設，對戰場抗幹擾通信組網的需求愈加迫切。而採用已經被海量運行終端驗證過的5g nr技術來實現戰場通信組網是成本效益最佳的選擇之一。面對戰場高速移動場景，標準的5g nr設備由於無法有效抵抗高都卜勒頻偏而無法有效實現通信功能。
3.採用基於ofdm的5g nr通信系統雖然可以完成多終端間的高數據率通信，但是在存在高都卜勒頻偏的條件下，並不能有效完成信息的傳輸。
技術實現要素：
4.針對上述問題，本發明提出一種面向5g nr的載波間幹擾消除方法。在基於頻譜符號排列的ici消除方法下(inter-carrier interference，載波間幹擾)，在採用5g nr發射端與接收端標準信號處理流程前提下，僅通過增加頻域符號級操作就可在高都卜勒頻偏條件下完成通信功能。
5.本發明採用的技術方案是，基於頻域符號排列的ici消除方案示意圖如圖1所示，採用基於頻域符號排列的ici消除方法的5g nr系統結構圖如圖2所示：
6.發送端的數據處理：
7.a1、設子載波數為n，將發送比特流調製為數據符號調製方式為qam(quadrature amplitude modulation)或psk(phase shift keying)；
8.a2、將n/2個數據符號進行ici消除調製，即按照如下方式進行排列，得到頻域符號：
9.[x[0],x[1],...,x[n-1]]＝[xs[0],-xs[0],xs[1],-xs[1],...,xs[n/2-1],-xs[n/2-1]]；
[0010]
a3、將得到的頻域符號經過5g nr發送端標準信號處理流程之後，通過發射天線發射至信道中，即完成發送端信號發射；
[0011]
接收端的數據處理：
[0012]
b1、通過接收天線與5g nr接收端信號標準信號處理流程處理得到接收頻域符號
[0013]
b2、對接收頻域符號進行ici消除解調，得到接收數據符號：
[0014]
[0015]
b3、將接收數據符號通過解調後得到接收比特流。
[0016]
本發明的有益效果為：本發明採用ici消除技術，基於ofdm的5g nr通信系統可以在採用5g發射端與接收端標準信號處理流程條件下，完成存在高都卜勒頻偏的無線通信功能。
附圖說明
[0017]
圖1為基於頻域符號排列的ici消除方案示意圖。
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圖2為面向5g nr的ici消除系統結構圖。
[0019]
圖3為採用ici消除方案的系統誤碼率性能圖。
具體實施方式
[0020]
本發明是在傳統的基於ofdm的5g nr系統上提出的一種頻域符號排列的ici消除方法。該方法是在傳統的基於ofdm的5g nr系統基礎上，首先將比特流調製為數據符號，然後進行簡單的基於頻域符號排列的ici消除調製，將得到的傳輸頻域符號經過5g nr發射端標準信號處理流程後發射到信道中；ici消除調製即為在子載波上按照每隔一個子載波插入一個數據符號，並在每個數據符號之後的子載波上放入該數據符號的負值的方式進行排列。在接收端，通過5g nr接收端標準信號處理流程後得到接收頻域符號，再進行基於頻域符號減法的ici消除解調，最後將所得數據符號進行解調後得到通信接收比特流。ici消除解調即為將每個接收數據符號都減去其後的負值數據符號，然後提取其差值作為接收數據符號。本發明引入基於頻域符號排列的ici消除方法，能夠在5g nr標準信號處理流程的基礎上，僅通過增加基於頻域符號排列的ici消除手段，完成面向5g nr系統的ici消除。
[0021]
本發明的方法為：
[0022]
在發送端，將傳輸比特流通過qam或psk調製映射成數據符號，將數據符號進行ici消除調製，即在子載波上按照每個偶數位子載波插入一個數據符號，並在每個數據符號之後的奇數位子載波上放入該數據符號的負值的方式進行排列，得到傳輸頻域符號。將所得頻域符號經過5g nr發射端標準信號處理流程後完成信號的發射。
[0023]
在接收端，通過接收天線和5g nr接收端標準信號處理流程得到接收頻域符號，然後將其按照偶數位符號減去其後的奇數位符號的方式進行ici消除解調得到接收數據符號，再進行qam或pam解調得到接收比特流，完成通信。
[0024]
ici消除調製方法：將長度為n/2的數據符號，放入子載波數為n的子載波偶數位位置，並在子載波奇數位位置放入該位置前部相鄰的數據符號的負值，得到長度為n的傳輸頻域符號。
[0025]
ici消除解調方法：將長度為n的接收頻域符號中的每個位於偶數位的數據符號減去其後部相鄰的負值數據符號，得到長度為n/2的接收數據符號。
[0026]
假設採用4-qam調製，載波頻率為5ghz，子載波間隔δf為15khz，cp周期為4.7μs以及n＝3240時，定義fd為都卜勒頻偏，ε＝fd/δf為歸一化信道頻偏。則基於ofdm的5g nr系統在不同ε條件下的通信誤碼率性能如圖3所示。由圖可知，當歸一化信道頻偏相同時，採用ici消除方案的系統誤碼率性能優於不採用ici消除的ofdm系統。
技術特徵：
1.一種面向5g nr的載波間幹擾消除方法，其特徵在於，包括：發送端的數據處理：a1、設子載波數為n，將發送比特流調製為數據符號a2、將n/2個數據符號進行ici消除調製，即按照如下方式進行排列，得到頻域符號：[x[0],x[1],...,x[n-1]]＝[x
s
[0],-x
s
[0],x
s
[1],-x
s
[1],...,x
s
[n/2-1],-x
s
[n/2-1]]；a3、將得到的頻域符號經過5g nr發送端信號處理後，通過發射天線發射至信道中；接收端的數據處理：b1、通過接收天線與5g nr接收端信號處理得到接收頻域符號b2、對接收頻域符號進行ici消除解調，得到接收數據符號：b3、將接收數據符號通過解調後得到接收比特流。
技術總結
本發明屬於抗幹擾技術領域，尤其涉及一種面向5G NR的載波間幹擾消除方法。本發明是在傳統的基於OFDM的5G NR系統基礎上，首先將比特流調製為數據符號，然後進行簡單的基於頻域符號排列的ICI消除調製，將得到的傳輸頻域符號經過5G NR發射端標準信號處理流程後發射到信道中；ICI消除調製即為在子載波上按照每隔一個子載波插入一個數據符號，並在每個數據符號之後的子載波上放入該數據符號的負值的方式進行排列。在接收端，通過5G NR接收端標準信號處理流程後得到接收頻域符號，再進行基於頻域符號減法的ICI消除解調，最後將所得數據符號進行解調後得到通信接收比特流。號進行解調後得到通信接收比特流。號進行解調後得到通信接收比特流。
技術研發人員：黃驛軒 胡蘇 唐萬斌 何明 宋琪 王震
受保護的技術使用者：中移（成都）信息通信科技有限公司
技術研發日：2022.11.02
技術公布日：2023/3/28