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申请/专利权人：浙江大学

摘要：本申请提出了一种低复杂度OTFS波形统一近似消息传递均衡方法及装置，该方法包括：根据信道最大多普勒时延在时延‑多普勒域数据符号中填充空白符号；通过正交时频空间OTFS调制将未填充的数据符号和空白符号转换为时域信号；使时域信号通过信道模块并在接收端矩阵化，得到时域信道等效离散表达式与时域信号离散向量表达式；将时域信号离散向量表达式转换到时延‑多普勒域，并得到近似等效信道的分块循环矩阵表达式；根据近似等效信道的分块循环矩阵表达式获取分块循环特性，根据分块循环特性将信号分块化并用简化统一近似消息传递算法进行迭代均衡，解调出发送信号。本发明的方案通过对统一近似消息传递算法进行简化，节约了硬件资源，降低计算资源。

主权项：1.一种低复杂度OTFS波形统一近似消息传递均衡方法，其特征在于，包括：根据信道最大多普勒时延在时延-多普勒域数据符号中填充空白符号;通过正交时频空间OTFS调制将未填充的数据符号和所述空白符号转换为时域信号；使所述时域信号通过信道模块并在接收端矩阵化，得到时域信道等效离散表达式与时域信号离散向量表达式；将所述时域信号离散向量表达式转换到时延-多普勒域，并得到近似等效信道的分块循环矩阵表达式；根据所述近似等效信道的分块循环矩阵表达式获取分块循环特性，根据所述分块循环特性将信号分块化并用简化统一近似消息传递算法进行迭代均衡，解调出发送信号；所述根据信道最大多普勒时延在时延-多普勒域数据符号中填充空白符号，包括：针对尺寸为的时延-多普勒域信号网格，假定系统信号模型的最大多普勒频偏相对于信号网格尺寸为，将所述信号网格中最后行全部置于所述空白符号，所述信号网格中未填充的数据符号规模为： =,其中，频域维度为M，时域维度为N；所述通过OTFS调制将未填充的数据符号和所述空白符号转换为时域信号，包括：通过ISFFT运算，将时延-多普勒域信号转换到时频域，然后通过海森堡变换转化为时域信号，表示为： ,其中，表示M点快速傅里叶变换，表示N点快速反傅里叶变换，表示成型滤波矩阵，设，由于，则具体表示为： ，将时域信号矩阵S向量化后得到时域信号向量s，s和之间关系为： ；所述使所述时域信号通过信道模块并在接收端矩阵化，得到时域信道等效离散表达式与时域信号离散向量表达式，包括：所述时域信号向量通过信道模块到达接收端，连续等效表达式为： ， ，对连续时间等效信道在时间（）进行采样，并将带入，得到所述时域信道等效离散表达式为： ，接收端所述时域信号离散向量表达式为： ；所述将所述时域信号离散向量表达式转换到时延-多普勒域，并得到近似等效信道的分块循环矩阵表达式，包括：将所述时域信号离散向量表达式转到时延-多普勒域，过程如下： ，其中，代表对向量r矩阵化，得到时域信号矩阵R；将R匹配滤波后维纳变换，得到接收端时延域信号矩阵，所述时延域信号矩阵的表达式为： ，其中，为匹配滤波矩阵，为M点IFFT矩阵，将通过SFFT变换可得接收端时延-多普勒域信号矩阵Y，所述时延-多普勒域信号矩阵Y的表达式为： ，令，可得到如下关系式： ，其中，是矩阵Y的行向量，是矩阵的行向量，得到所述时域信号向量r和向量的关系式为： ，将时域参数引申到时延-多普勒域，令,,，则所述时域信号离散向量r重写为： ， ，在发射端将最后行全部置于空白符号： ，可得如下关系式： ，其中代表点积，代表循环卷积；所述根据所述近似等效信道的分块循环矩阵表达式获取分块循环特性，根据所述分块循环特性将信号分块化并用简化统一近似消息传递算法进行迭代均衡，解调出发送信号，包括：获取时延-多普勒域信号输入输出关系，所述时延-多普勒域信号输入输出关系的矩阵表达式为： ，其中，,,，w是零均值、方差为的加性高斯白噪声；将循环卷积矩阵化，可得由向量组成的近似等效信道循环矩阵，表达式为： ，将所述时延-多普勒域信号输入输出关系的矩阵表达式用列向量来表达，得到： ，根据m的位置进行分割，可得： ，当时，信道矩阵块为循环结构，对其进行简化SVD分解，左奇异矩阵U可用FFT代替，右奇异矩阵V可用IFFT代替，特征向量矩阵用FFT进行简化，所述特征向量矩阵的表达式为： ，其中，表示的第一行行向量，diag表示将向量转化为相应的对角矩阵；对所述信道矩阵进行奇异值分解后再送入均衡模块进行均衡，解调出所述发送信号。

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