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摘要：本发明公开了一种六边形多载波系统信道感知收发信机的信号收发方法，首先构建收发信机块传输结构，以降低待估计的时变信道响应参数个数，基于最佳时域训练序列有效实现信道响应和信道最大时延扩展联合估计，之后采用最大时延扩展估计值确定时域训练序列的“零值区间”实现接收信噪比估计，通过最强路径检测提取信道响应估计值中的多径分量，并估计信道最大多普勒扩展，进行线性最小均方误差检测，并且通过控制链路反馈信道最大多普勒扩展和最大时延扩展估计值至发射机，自适应调整六边形多载波调制信号和时域训练序列参数。本发明的信号收发方法可在信道散射因子最大通信距离≤20km接收信噪比≥10dB时实现的有效通信，且系统误码率10‑3。

主权项：1.一种六边形多载波系统信道感知收发信机的信号收发方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、构建收发信机块传输结构，确定发射机初始参数，并获取发射机最佳时域训练序列：步骤1-1、确定发射机初始参数；根据系统需求，设置发射功率Pt，确定最大多普勒扩展fmax，确定BEM信道模型系数Q： 其中，υmax为发射机和接收机两端最大相对移动速度，fc为载波频率，c为光速，τmax表示最大时延拓展，Ts为采样周期，NL为发送训练序列“零”值区间长度；步骤1-2、确定发射机最佳时域训练序列：将每一个长度为Nb的训练序列模块划分为P个子模块：P＝Q+1Q＝2[fmaxNTs]其中，Ts为采样周期，fmax为最大多普勒扩展，N表示传输块长度；则第个训练序列模块中的第p个子模块向量为： Nb,p＝2NL+1Pb＝Pt-PxPx＝αPtα＝NxNbN＝Nx+Nb其中为元素为0、长度为NL的向量，bκ为非零训练符号，Nb,p为bpκ的长度，Pb表示训练序列功率，α表示功率分配因子，Nx表示数据传输块长度，Nb表示训练序列块长度；步骤2、生成HMCT调制符号，并将HMCT调制符号和训练序列按照块传输结构进行时域交织，生成时域发送信号：步骤2-1、产生HMCT调制符号： 其中，Nc表示子载波个数，ΔM表示符号周期，频谱利用率ρ＝NcΔM，dm,k为待发送数据，脉冲成形函数是长度为的成形滤波器；步骤2-2、将HMCT调制符号和训练序列按照块传输结构进行时域交织处理，产生时域发送信号，则对应第κ个发送块向量为： 其中xpκ和bpκp＝1,…,P分别为HMCT调制符号和训练序列子模块，其中P为子模块数，子模块xpκ和bpκ的长度分别为Nx,p和Nb,p，且满足Nx+Nb＝N，其中Nx表示数据传输块长度，Nb表示训练序列块长度；步骤3、基于基扩展信道模型实现块传输接收：发射机与接收机之间的传输信道满足：2τmaxfmax＜1忽略块序号κ，并且块内数据序号统一用n表示，则基于块传输结构的发射与接收信号关系表示为：y＝Hs+w 其中，y表示接收机接收信号，Hq为下三角Toeplitz矩阵，且其第一列为[hq1,…,hqL,0,…,0]T，Dq＝diag[1,ejωq,…,ejωqN-1]，hn；l表示基扩展信道模型的时域信道相应，w表示高斯白噪声；步骤4、对接收的信号进行分离，得到HMCT接收信号yx和训练序列接收信号yb：经过块传输后，所述接收信号y可分离为HMCT接收信号yx和训练序列接收信号yb，信道传输矩阵H分解为两个矩阵Hx和Hb：yx＝Hxx+wxyb＝Hbb+wb 其中，wx和wb为HMCT接收信号和训练序列接收信号对应的噪声向量；步骤5、基于分离得到的训练序列接收信号进行信道响应估计，得到信道响应估计值并通过最强路径检测分离信道响应估计值中的直达路径分量和多径分量：步骤5-1、基于分离得到的训练序列接收信号进行信道响应估计：训练序列对应的接收信号与发送信号关系为： 则信道响应估计值为： 其中，Bp为Nb,p-NL×NL+1维Toeplitz矩阵，bp,n为bp的第n+1个元素；步骤5-2、基于信道响应估计值提取信道多径分量：改写为矩阵形式： 定义且则的自相关函数为： 其中，κ为传输块序号，M为观测的传输块数；则最强路径的检测过程为：检测找出最大值则最强路径序号为l0，提取的信道多径分量表示为： 步骤6、基于步骤5提取的信道多径分量估计最大多普勒扩展：信道多径分量的β个子传输块间距的自相关矩阵为： Np＝Nx,p+Nb,p则信道多径分量对应的最大多普勒扩展估计值为： 其中，||·||F为F范数，J0·为第一类零阶贝赛尔函数，rtn为归一化时间自相关函数，β表示步进因子，Ts表示采样周期；步骤7、基于训练序列的数据结构特性估计信道最大时延扩展：由训练序列的数据结构可知，训练序列子模块中的接收信号区间Iτ中仅存在噪声，且其自相关函数值是相同的，则：接收信号区间Iτ表示为j-1Np+NL+1≤IW≤jNp，其平均自相关函数为： 其中，NL表示训练序列中子模块的向量长度，l∈[0,NL-1]，J为观测的训练序列的模块数，Np为传输子块长度，子传输块序号j∈N+；检测Φl，找出第一个满足Φl0+1不小于Φl0的l0值，则归一化最大时延扩展估计值最大时延扩展估计值步骤8、基于步骤7确定的最大时延扩展估计值确定仅存在噪声区间和接收信噪比估计值SNRest，结合步骤5的信道响应估计值对HMCT接收信号进行线性最小均方误差检测：步骤8-1、估计接收信噪比，具体为：步骤8-1-1、仅存在噪声信号区间IW表示为： 与 其中，子传输块序号j∈N+，Ts为采样周期，表示向上取整；数据信号区间IM表示为：j-1Np+Nb,p+1≤IM≤jNp则IM和IW区间所对应离散时间接收信号为： 其中，yjn、xjn分别为第j个传输子块接收信号和发送HMCT调制符号，hjl,n为第j符号周期、第l径离散时间信道响应，u·为阶跃函数，wjn是均值为0、方差为的复加性高斯白噪声，与数据符号独立分布，且满足步骤8-1-2、利用区间IW内的接收信号估计噪声功率： 式中，为离散时间信道最大时延扩展估计值，J为观测的训练序列子传输块个数；步骤8-1-3、利用区间IM内的接收信号估计接收信噪比SNRest： 其中，Nx,p表示数据子传输块长度；步骤8-2、利用步骤5得到的信道响应估计值和确定的接收信噪比SNRest进行线性最小均方误差检测，具体为：步骤8-2-1、对信道响应估计值作N点IDFT变换： 步骤8-2-2、提取HMCT符号子传输块对应的信道响应作Nx,p点DFT变换得到： 其中为第κ传输块第p个数据子传输块对应的信道响应；步骤8-2-3、对进行Nx,p-NL点补零，得到向量并以其为第一列构建下三角Toeplitz矩阵计算得到步骤8-2-4、LMMSE均衡器系数： LMMSE均衡器输出： 其中，I表示单位矩阵；步骤9、利用匹配滤波器对HMCT接收信号进行匹配滤波解调，并输出解调后的信号；步骤10、通过反向控制链路，将得到的信道最大多普勒扩展估计值和最大时延扩展估计值反馈至发射机，联合和优化设计HMCT发送信号，利用及应用环境下时延扩展的最大经验值优化时域训练序列：基于信道最大多普勒扩展估计值和最大时延扩展估计值自适应调整训练序列模块：P＝Q+1 表示HMCT调制信号脉冲成型函数长度，不失一般性，忽略传输块序号κ，则非零训练序列符号

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