本發(fā)明屬于無(wú)線通信，更具體地，涉及一種基于導(dǎo)頻優(yōu)化的符號(hào)快速恢復(fù)方法、存儲(chǔ)介質(zhì)及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、20世紀(jì)70年代，移動(dòng)通信系統(tǒng)出現(xiàn)在人們的視野中，移動(dòng)通信系統(tǒng)伴隨著人類文明的進(jìn)步與發(fā)展，為教育、醫(yī)療、商業(yè)和工業(yè)領(lǐng)域注入更多可能性。多載波調(diào)制(multi-carrier?modulation,mcm)憑借其能有效對(duì)抗衰落效應(yīng)的優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用于如今的無(wú)線通信系統(tǒng)中，其中最具代表性的就是正交頻分復(fù)用技術(shù)(orthogonal?frequency?divisionmultiplexing,ofdm)。ofdm通過(guò)頻分復(fù)用實(shí)現(xiàn)高速串行數(shù)據(jù)的并行傳輸，能夠有效對(duì)抗多徑衰落效應(yīng)。然而由于ofdm系統(tǒng)是采用矩形脈沖進(jìn)行整形，因此ofdm信號(hào)的頻譜旁瓣較高，會(huì)造成嚴(yán)重的帶外泄露。而且ofdm系統(tǒng)對(duì)發(fā)送端和接收端之間的時(shí)頻同步要求非常嚴(yán)格，需要耗費(fèi)一定的同步資源。因此需要挖掘更有潛力的多載波調(diào)制技術(shù)來(lái)彌補(bǔ)ofdm的不足。

2、基于交錯(cuò)正交幅度調(diào)制的濾波器組多載波調(diào)制(filter?bank?multicarrierwith?offset?quadrature?amplitude?modulation,fbmc-oqam)技術(shù)作為ofdm的一種拓展波形目前備受研究者的青睞。與ofdm系統(tǒng)相比，fbmc-oqam系統(tǒng)采用有良好時(shí)頻聚焦特性的原型濾波器，將復(fù)數(shù)數(shù)據(jù)分為實(shí)部和虛部錯(cuò)開(kāi)半個(gè)符號(hào)周期傳輸，通過(guò)設(shè)計(jì)原型濾波器來(lái)滿足載波間正交條件，有較低的帶外泄露和較高的頻譜利用率。與ofdm系統(tǒng)不同，fbmc-oqam系統(tǒng)僅在實(shí)數(shù)域內(nèi)滿足正交條件，因此接收信號(hào)不可避免受到固有的虛部干擾，因此適用于ofdm系統(tǒng)的一些傳統(tǒng)方案無(wú)法直接應(yīng)用于fbmc-oqam系統(tǒng)，需要根據(jù)fbmc-oqam系統(tǒng)的特點(diǎn)進(jìn)行調(diào)整。

3、通信系統(tǒng)接收端符號(hào)恢復(fù)的準(zhǔn)確率和效率決定了整個(gè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)男阅埽峭ㄐ畔到y(tǒng)研究的重點(diǎn)。符號(hào)快速恢復(fù)方法是fbmc-oqam系統(tǒng)中一種基于擬合直線的新型符號(hào)恢復(fù)方法，因其不需要使用信道估計(jì)和均衡，所以可以有效提高符號(hào)恢復(fù)的效率。該方法利用解調(diào)符號(hào)在復(fù)平面上的分布特點(diǎn)結(jié)合圖形學(xué)知識(shí)，通過(guò)利用導(dǎo)頻符號(hào)擬合復(fù)平面上的判決區(qū)間分界線，從而實(shí)現(xiàn)符號(hào)的快速恢復(fù)。該方法相較于fbmc-oqam系統(tǒng)中傳統(tǒng)的符號(hào)恢復(fù)方法有更低的計(jì)算復(fù)雜度，且仍然能保持較好的判決精度。所以在fbmc-oqam系統(tǒng)中基于擬合直線的符號(hào)快速恢復(fù)方法比傳統(tǒng)的符號(hào)恢復(fù)方法更有優(yōu)勢(shì)，也有深入研究的意義。在該方法中用于擬合直線的導(dǎo)頻符號(hào)決定著符號(hào)恢復(fù)的性能，然而目前對(duì)符號(hào)恢復(fù)方法中導(dǎo)頻符號(hào)的優(yōu)化設(shè)計(jì)研究只局限于對(duì)傳統(tǒng)符號(hào)恢復(fù)方法中信道估計(jì)性能的提高，如虛數(shù)干擾近似法(iam-i)和復(fù)值干擾近似法(iam-c)都只針對(duì)iam方法進(jìn)行導(dǎo)頻優(yōu)化，對(duì)于無(wú)需信道估計(jì)的符號(hào)恢復(fù)方法并不適用；對(duì)基于擬合直線的符號(hào)恢復(fù)方法中導(dǎo)頻符號(hào)的優(yōu)化研究也尚屬空白，因此研究基于擬合直線符號(hào)快速恢復(fù)方法中的導(dǎo)頻優(yōu)化設(shè)計(jì)是非常有意義的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進(jìn)需求，本發(fā)明提供了一種基于導(dǎo)頻優(yōu)化的符號(hào)快速恢復(fù)方法及裝置，得到在符號(hào)快速恢復(fù)方法中以符號(hào)恢復(fù)性能最優(yōu)為目標(biāo)的導(dǎo)頻優(yōu)化問(wèn)題的最優(yōu)解，從而提高fbmc-oqam系統(tǒng)中符號(hào)快速恢復(fù)方法的恢復(fù)性能。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，第一方面，本發(fā)明提供了一種基于導(dǎo)頻優(yōu)化的符號(hào)快速恢復(fù)方法，包括以下步驟：

3、s1、通過(guò)分析無(wú)噪聲干擾下的解調(diào)符號(hào)的理論判決直線與噪聲干擾下導(dǎo)頻符號(hào)擬合解調(diào)符號(hào)判決直線得到的擬合直線之間的聯(lián)系，得到用于擬合直線的導(dǎo)頻與符號(hào)恢復(fù)性能之間的聯(lián)系，再通過(guò)創(chuàng)建以符號(hào)恢復(fù)性能最優(yōu)為目標(biāo)的導(dǎo)頻優(yōu)化問(wèn)題，求解該優(yōu)化問(wèn)題得到最優(yōu)導(dǎo)頻；

4、s2、在發(fā)送端的數(shù)據(jù)符號(hào)中插入步驟s1得到的最優(yōu)導(dǎo)頻序列，進(jìn)行fbmc-oqam調(diào)制后傳輸；

5、s3、接收端對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行fbmc-oqam解調(diào)后，對(duì)解調(diào)信號(hào)中各子載波分別進(jìn)行判決操作，恢復(fù)出發(fā)送端發(fā)送的數(shù)據(jù)符號(hào)。

6、優(yōu)選地，在步驟s1中所述無(wú)噪聲干擾下的解調(diào)符號(hào)的理論判決直線為：其中，hi(k)和hr(k)為信道頻率響應(yīng)h(k)的虛部和實(shí)部，x0∈[-(2r-2),-(2r-4),...,+(2r-2)]，和為xk(m)對(duì)應(yīng)的解調(diào)符號(hào)yk(m)的虛部和實(shí)部。

7、優(yōu)選地，步驟s1所述噪聲干擾下導(dǎo)頻符號(hào)擬合解調(diào)符號(hào)判決直線得到的擬合直線為其中，x0∈[-(2r-2),-(2r-4),...,+(2r-2)]，pk(1)＝pk(2)＝pk為發(fā)送端第k個(gè)子載波上的兩列導(dǎo)頻符號(hào)，為導(dǎo)頻解調(diào)符號(hào)pk(1)和pk(2)的虛部，為導(dǎo)頻解調(diào)符號(hào)pk(1)和pk(2)的實(shí)部。

8、優(yōu)選地，在步驟s1中所述的符號(hào)快速恢復(fù)方法中用于擬合直線的導(dǎo)頻與符號(hào)恢復(fù)性能之間的聯(lián)系，通過(guò)所有子載波上兩直線夾角正弦值的均方誤差和導(dǎo)頻解調(diào)符號(hào)公式pk(1)＝h(k)[pk+jik(1)]+ηk(1)和pk(2)＝h(k)[pk+jik(2)]+ηk(2)，得到當(dāng)兩直線夾角最小時(shí)需要滿足的條件為取到最小值，從而得到擬合直線的導(dǎo)頻符號(hào)與符號(hào)恢復(fù)性能之間的聯(lián)系。

9、優(yōu)選地，在步驟s1中所述的優(yōu)化問(wèn)題模型為：

10、p1模型：

11、約束條件：-(2r-1)≤pk≤2r-1,k∈[0,k-1]

12、其中，ik(1)和ik(2)為第一列和第二列導(dǎo)頻符號(hào)pk受到的虛部干擾，a為常數(shù)項(xiàng)，fbmc-oqam系統(tǒng)為22rqam調(diào)制，子載波數(shù)為k。

13、優(yōu)選地，步驟s3中所述的利用符號(hào)快速恢復(fù)方法進(jìn)行的判決操作為基于第k個(gè)子載波的導(dǎo)頻解調(diào)符號(hào)及對(duì)應(yīng)的導(dǎo)頻符號(hào)，計(jì)算得到第k個(gè)子載波的判決直線，通過(guò)比較第k個(gè)子載波上各解調(diào)符號(hào)與判決直線的相對(duì)位置，得到各解調(diào)符號(hào)對(duì)應(yīng)的發(fā)送符號(hào)值，從而恢復(fù)出發(fā)送端發(fā)送的數(shù)據(jù)符號(hào)。

14、根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，所述fbmc-oqam系統(tǒng)符號(hào)的類型為fbmc-oqam調(diào)制中采用4qam、16qam、64qam中的任意一種。

15、根據(jù)本發(fā)明的第二方面，本發(fā)明提供了一種計(jì)算機(jī)可讀性存儲(chǔ)介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)有基于導(dǎo)頻優(yōu)化的符號(hào)快速恢復(fù)方法的程序，所述程序被執(zhí)行時(shí)用于實(shí)現(xiàn)上述基于導(dǎo)頻優(yōu)化的符號(hào)快速恢復(fù)方法。

16、根據(jù)本發(fā)明的第三方面，本發(fā)明提供了一種fbmc-oqam系統(tǒng)，包括：發(fā)送端和接收端；

17、所述發(fā)送端用于執(zhí)行所述步驟s1-s2；

18、所述接收端用于執(zhí)行所述步驟s3。

19、總體而言，通過(guò)本發(fā)明所構(gòu)思的以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，主要具備以下的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)：

20、1.本發(fā)明的方法能夠得到符號(hào)快速恢復(fù)方法中以符號(hào)恢復(fù)性能最優(yōu)為目標(biāo)的最優(yōu)導(dǎo)頻，使用該導(dǎo)頻后的符號(hào)快速恢復(fù)方法能夠達(dá)到更好的符號(hào)恢復(fù)性能，從而提高無(wú)線通信的質(zhì)量。

21、2.本發(fā)明優(yōu)選的符號(hào)判決方式，不需要利用信道估計(jì)和均衡恢復(fù)符號(hào)，具有較低的計(jì)算復(fù)雜度，也能保證符號(hào)恢復(fù)的準(zhǔn)確度。

22、3.本發(fā)明的方法適用于不同的qam符號(hào)的恢復(fù)，對(duì)于任意一種qam符號(hào)得到的最優(yōu)導(dǎo)頻，都能有效提升符號(hào)快速恢復(fù)方法的符號(hào)恢復(fù)性能。