CN118054808B - 一种用于达分多址信号的多用户数据帧互干扰对消方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于达分多址信号的多用户数据帧互干扰对消方法，属于通信领域。本发明对达分多址系统的网络中心节点在同一时隙内接收到的L个用户数据帧相互叠加的混合数据，进行群路解扩、码元干扰对消、数据帧干扰对消的处理，得到互干扰对消后的各用户数据帧码元峰值数据。本发明不需要星状通信网络中的用户终端在采用达分多址接入方式时，多次发送同一个用户数据帧，而是只需要发送一次，即能够实现多用户数据帧干扰的对消，从而提升系统的接入效率。

Description

一种用于达分多址信号的多用户数据帧互干扰对消方法

技术领域

本发明涉及通信领域，特别是指一种用于达分多址信号的多用户数据帧互干扰对消方法，可用于采用达分多址方式接入的星状通信网络中。

背景技术

在天基物联网、空中无人蜂群、地面信息采集等领域应用的通信系统中，具有大数量用户、广域覆盖、用户数据动态短时猝发、中心节点全时接收等特点。这种通信系统一般采用有中心节点的网络拓扑结构，需要适应更多的用户数量和更低的用户端功率消耗需求。对于有中心节点的大用户容量通信网络，返向信息传输效率在很大程度上决定了网络的效能。为了能够提高接入用户传输的信息量，同时兼顾设备复杂度，达分多址信号的接入方式成为了该类网络返向链路的信号体制主要选择之一。

达分多址信号，以到达中心节点时刻作为区分用户地址的参数，允许多个用户数据帧在同一时隙和频段内传输，因此系统中存在多个用户数据帧互干扰的现象。一般情况下，用连续干扰消除技术提高吞吐量性能，用户终端需要多次发送同一组数据。在吞吐量达到最高点前，随着负载的增加，吞吐量性能提升明显，但吞吐量达到最高点后，随着负载的增加，系统吞吐量急剧衰减。用户终端如果使用电池或太阳能供电，或者是机载、星载载荷，则这些用户终端对发射功率一般比较敏感，采用重发或多次发送降低用户终端的功率利用率。为此，需要找到一种方法，不需要用户对同一帧数据多次发送，即可进行多用户信号的干扰对消。但是，现有技术中尚不存在这样的技术方案。

发明内容

本发明的目的在于改进上述背景技术中的不足之处而提出一种用于达分多址信号的多用户数据帧互干扰对消方法。本发明具有较高的功率效率的特点，不需要星状通信网络中的用户终端在采用达分多址接入方式时，多次发送同一个用户数据帧；只需要发送一次，即能够实现多用户数据帧干扰的对消，提升系统的接入效率。

本发明的目的是这样实现的：

一种用于达分多址信号的多用户数据帧互干扰对消方法，对达分多址系统的网络中心节点在同一时隙内接收到的个用户数据帧相互叠加的混合数据，进行以下3个环节的处理，得到互干扰对消后的各用户数据帧码元峰值数据：

第一个环节，群路解扩环节；

网络中心节点接收同一时隙内不同码片周期到达的相互叠加的个用户数据帧混合数据，在码片时钟的驱动下，与本地扩频码进行相关运算；

在前个码片周期内，每产生1个码元峰值，把峰值记作，即为第个用户数据帧的第0个码元峰值；在前个码片周期内，每经过1个码片周期，码片相位标号值加1，的初始值为0，每产生1个峰值，把产生该峰值的码片相位标号记作，即为第个用户数据帧的扩频码相位；在前个码片周期内，根据峰值产生顺序，依次取值0,1，…，，共产生个用户的码元峰值，；前个码片周期，为L个用户数据帧陆续到达中心节点的时间范围；

第个用户数据帧产生第个用户数据帧的第0个码元峰值后，经过N个码片周期产生的码元峰值即为该用户数据帧的第1个码元峰值，经过个码片周期产生发峰值即为该用户数据帧的第m个码元峰值，为码元序号，为整数，且；为每个用户数据帧中的码元数量；

开辟存储空间，存储各用户数据帧码元峰值，存储空间分为个串行存储器，串行存储器标号，按串行存储器标号对应存储各用户数据帧码元峰值；每个串行存储器在地址内，依次存储该用户数据帧的M个码元峰值；

第二个环节，码元干扰对消；包括以下步骤：

步骤2-1：在范围内，任取值；在范围内任取值；设定第个用户数据帧的第m个码元峰值为被干扰值；

步骤2-2：在范围内，任取值；计算第路用户数据帧对第路用户数据帧第m个码元峰值的干扰值，分为两种情况：

第一种情况：时：

将第路用户数据帧的扩频码相位和第路用户数据帧的扩频码相位相减，计算两路的相位延迟差，扩频码循环右移个码片；扩频码循环右移完成后，进行码片的符号调整，前个码片，每个码片逐一乘以的符号位；后个码片，每个码片逐一乘以的符号位；符号调整后形成的新的扩频码与原扩频码进行相关运算，得到第路用户数据帧对第路用户数据帧第m个码元峰值的干扰值；

第二种情况：时：

将第路用户数据帧的扩频码相位和第路用户数据帧的扩频码相位相减，计算两路的相位延迟差，扩频码循环左移个码片；扩频码循环左移完成后，进行码片的符号调整，前个码片，每个码片逐一乘以的符号位；后个码片，每个码片逐一乘以的符号位；符号调整后形成的新的扩频码与原扩频码进行相关运算，得到第路用户数据帧对第路用户数据帧第m个码元峰值的干扰值；

步骤2-3：

将第路用户数据帧对第路用户数据帧第m个码元峰值的干扰值乘以抵消系数，得到第路用户数据帧对第路用户数据帧第m个码元峰值的干扰值；

同时，根据第路用户数据帧对第路用户数据帧第m个码元峰值的干扰值和第路用户数据帧的误差信号实时调整抵消系数，如果和同正负，则加上调整步进，否则减去调整步进；

步骤2-4：在范围内，除了已经计算的数值之外，依次从小到大取值；每取一个值，完成步骤2-2的计算，依次取得、…的值；

步骤2-5：把、…求和，得到，把减去目标设定值A，得到误差信号，反馈到步骤2-3；

步骤2-6：

除已经计算值外，依次取值0,1,…,每取一值重复步骤2-1、2-2、2-3、2-4、2-5，依次得到、、…，依次更新存储空间中的第个串行存储器的存储地址0,1,…中的第个用户数据帧的码元峰值、、…；

第三环节，数据帧干扰对消；

除已计算值外，依次取值0,1，…,每取一值，重复第二环节，完成所有用户数据帧的码元峰值更新，即完成各用户数据帧的互扰对消；每一路数据输出一个用户数据帧，共输出路数据。

本发明与背景技术相比具有如下优点：

1、本发明不需要星状通信网络中的用户终端在采用达分多址接入方式时，多次发送同一个用户数据帧；而是只需要发送一次，即能够实现多用户数据帧干扰的对消，从而既提升了用户终端的功率效率，又提升系统的接入效率。

2、本发明通过时隙内自收敛的干扰对消等技术手段，提升系统对大用户数量、低功耗的适应性。

附图说明

图1是本发明的信号处理流程图。

图2是第一环节信号处理流程图。

图3是步骤2-2的第一种情况示意图。

图4是步骤2-2的第二种情况示意图。

图5是步骤2-5处理流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明。

一种用于达分多址信号的多用户数据帧互干扰对消方法，对达分多址系统的网络中心节点在同一时隙内接收到的个用户数据帧相互叠加的混合数据，进行以下群路解扩、码元互扰对消、数据帧互扰对消等3个环节的处理，如图1所示，得到互干扰对消后的各用户数据帧码元峰值数据：

第一个环节，群路解扩环节，如图2所示；

网络中心节点接收同一时隙内不同码片周期到达的相互叠加的个用户数据帧混合数据，在码片时钟的驱动下，与本地扩频码进行相关运算；

在前个码片周期内，每产生1个码元峰值，把峰值记作，即为第个用户数据帧的第0个码元峰值；在前个码片周期内，每经过1个码片周期，码片相位标号值加1，的初始值为0，每产生1个峰值，把产生该峰值的码片相位标号记作，即为第个用户数据帧的扩频码相位；在前个码片周期内，根据峰值产生顺序，依次取值0,1，…，，共产生个用户的码元峰值，；前个码片周期，为L个用户数据帧陆续到达中心节点的时间范围；

第个用户数据帧产生第0个码元峰值后，经过N个码片周期产生的码元峰值即为该用户数据帧的第1个码元峰值，经过个片周期产生发峰值即为该用户数据帧的第m个码元峰值，为码元标号，为整数，且；为每个用户数据帧中的码元数量；

开辟存储空间，存储各用户数据帧码元峰值，存储空间分为个串行存储器，串行存储器标号，按串行存储器标号对应存储各用户数据帧码元峰值；每个串行存储器在地址内，依次存储该用户数据帧的M个码元峰值；

第二个环节，码元干扰对消；包括以下步骤：

步骤2-1：在范围内，任取值；在范围内任取值；设定第个用户数据帧的第m个码元峰值为被干扰值；

步骤2-2：在范围内，任取值；计算第路用户数据帧对第路用户数据帧第m个码元峰值的干扰值，分为两种情况：

第一种情况：时，如图3所示：

将第路用户数据帧的扩频码相位和第路用户数据帧的扩频码相位相减，计算两路的相位延迟差，扩频码循环左移个码片；扩频码循环左移完成后，进行码片的符号调整，前个码片，每个码片逐一乘以的符号位；后个码片，每个码片逐一乘以的符号位；符号调整后形成的新的扩频码与原扩频码进行相关运算，得到第路用户数据帧对第路用户数据帧第m个码元峰值的干扰值；

第二种情况：时，如图4所示：

将第路用户数据帧的扩频码相位和第路用户数据帧的扩频码相位相减，计算两路的相位延迟差，扩频码循环右移个码片；扩频码循环右移完成后，进行码片的符号调整，前个码片，每个码片逐一乘以的符号位；后个码片，每个码片逐一乘以的符号位；符号调整后形成的新的扩频码与原扩频码进行相关运算，得到第路用户数据帧对第路用户数据帧第m个码元峰值的干扰值；

步骤2-3：

将第路用户数据帧对第路用户数据帧第m个码元峰值的干扰值乘以抵消系数，得到第路用户数据帧对第路用户数据帧第m个码元峰值的干扰值；

同时，根据第路用户数据帧对第路用户数据帧第m个码元峰值的干扰值和第路用户数据帧的误差信号实时调整抵消系数，如果和同正负，则加上调整步进，否则减去调整步进；

步骤2-4：在范围内，除了已经计算的数值之外，依次从小到大取值；每取一个值，完成步骤2-2的计算，依次取得、…的值；

步骤2-5：如图5所示，把、…求和，得到，把减去目标设定值A，得到误差信号，反馈到步骤2-3；

步骤2-6：

除已经计算值外，依次取值0,1,…，每取一值重复步骤2-1、2-2、2-3、2-4、2-5，依次得到、、…，依次更新存储空间中的第个串行存储器的存储地址0,1,…中的第个用户数据帧的码元峰值、、…；

第三环节，数据帧干扰对消；

除已计算值外，依次取值0,1,…，每取一值，重复第二环节，完成所有用户数据帧的码元峰值更新，即完成各用户数据帧的互扰对消；每一路数据输出一个用户数据帧，共输出路数据。

总之，本发明对达分多址系统的网络中心节点在同一时隙内接收到的L个用户数据帧相互叠加的混合数据，进行群路解扩、码元干扰对消、数据帧干扰对消的处理，得到互干扰对消后的各用户数据帧码元峰值数据。

本发明不需要星状通信网络中的用户终端在采用达分多址接入方式时，多次发送同一个用户数据帧，而是只需要发送一次，即能够实现多用户数据帧干扰的对消，从而提升系统的接入效率。

Claims (1)

1.一种用于达分多址信号的多用户数据帧互干扰对消方法，其特征在于，对达分多址系统的网络中心节点在同一时隙内接收到的个用户数据帧相互叠加的混合数据，进行以下3个环节的处理，得到互干扰对消后的各用户数据帧码元峰值数据：

第一个环节，群路解扩环节；

网络中心节点接收同一时隙内不同码片周期到达的相互叠加的个用户数据帧混合数据，在码片时钟的驱动下，与本地扩频码进行相关运算；

在前个码片周期内，每产生1个码元峰值，把峰值记作，即为第个用户数据帧的第0个码元峰值；在前个码片周期内，每经过1个码片周期，码片相位标号值加1，的初始值为0，每产生1个峰值，把产生该峰值的码片相位标号记作，即为第个用户数据帧的扩频码相位；在前个码片周期内，根据峰值产生顺序，依次取值0,1，…，，共产生个用户的码元峰值，；前个码片周期，为L个用户数据帧陆续到达中心节点的时间范围；

第个用户数据帧产生第个用户数据帧的第0个码元峰值后，经过N个码片周期产生的码元峰值即为该用户数据帧的第1个码元峰值，经过个码片周期产生发峰值即为该用户数据帧的第m个码元峰值，为码元序号，为整数，且；为每个用户数据帧中的码元数量；

开辟存储空间，存储各用户数据帧码元峰值，存储空间分为个串行存储器，串行存储器标号，按串行存储器标号对应存储各用户数据帧码元峰值；每个串行存储器在地址内，依次存储该用户数据帧的M个码元峰值；

第二个环节，码元干扰对消；包括以下步骤：

步骤2-1：在范围内，任取值；在范围内任取值；设定第个用户数据帧的第m个码元峰值为被干扰值；

步骤2-2：在范围内，任取值；计算第路用户数据帧对第路用户数据帧第m个码元峰值的干扰值，分为两种情况：

第一种情况：时：

将第路用户数据帧的扩频码相位和第路用户数据帧的扩频码相位相减，计算两路的相位延迟差，扩频码循环右移个码片；扩频码循环右移完成后，进行码片的符号调整，前个码片，每个码片逐一乘以的符号位；后个码片，每个码片逐一乘以的符号位；符号调整后形成的新的扩频码与原扩频码进行相关运算，得到第路用户数据帧对第路用户数据帧第m个码元峰值的干扰值；

第二种情况：时：

将第路用户数据帧的扩频码相位和第路用户数据帧的扩频码相位相减，计算两路的相位延迟差，扩频码循环左移个码片；扩频码循环左移完成后，进行码片的符号调整，前个码片，每个码片逐一乘以的符号位；后个码片，每个码片逐一乘以的符号位；符号调整后形成的新的扩频码与原扩频码进行相关运算，得到第路用户数据帧对第路用户数据帧第m个码元峰值的干扰值；

步骤2-3：

将第路用户数据帧对第路用户数据帧第m个码元峰值的干扰值乘以抵消系数，得到第路用户数据帧对第路用户数据帧第m个码元峰值的干扰值；

同时，根据第路用户数据帧对第路用户数据帧第m个码元峰值的干扰值和第路用户数据帧的误差信号实时调整抵消系数，如果和同正负，则加上调整步进，否则减去调整步进；

步骤2-4：在范围内，除了已经计算的数值之外，依次从小到大取值；每取一个值，完成步骤2-2的计算，依次取得、…的值；

步骤2-5：把、…求和，得到，把减去目标设定值A，得到误差信号，反馈到步骤2-3；

步骤2-6：

除已经计算值外，依次取值0,1,…,每取一值重复步骤2-1、2-2、2-3、2-4、2-5，依次得到、、…，依次更新存储空间中的第个串行存储器的存储地址0,1,…中的第个用户数据帧的码元峰值、、…；

第三环节，数据帧干扰对消；

除已计算值外，依次取值0,1，…,每取一值，重复第二环节，完成所有用户数据帧的码元峰值更新，即完成各用户数据帧的互扰对消；每一路数据输出一个用户数据帧，共输出路数据。