一种自适应OFDM变带宽信号感知及接收方法与流程

一种自适应ofdm变带宽信号感知及接收方法
技术领域
1.本发明属于无线通信技术领域，具体涉及一种自适应ofdm变带宽信号感知及接收方法。


背景技术：

2.近几十年来，随着科学技术的进一步发展，移动通信技术也得到了飞速的发展，进入了一个崭新的时代。无线网络通信技术不断地升级换代，一步步地满足人们日常生活与工作的需求。以正交频分复用(ofdm)为代表的多载波调制技术因其高带宽利用率、抗多径及频谱衰落等良好的传输特性在目前被广泛应用。ofdm技术将数字信号分成多个子载波信号，然后将其同时传输到接收端。目前ofdm技术适用于许多应用，例如数字音频广播(dab)、数字电视(dtt)和无线局域网(wlan)。ofdm技术经常用于4g和5g无线通信系统中，在这些系统中，ofdm技术被用作基础通信传输技术，同时也是其他高级通信技术的基础。
3.但随着电磁环境的逐渐恶化，信道性能也在逐渐下降，信道性能不稳定或存在恶意干扰的情况十分常见，ofdm等传统多载波调制技术对待这些越来越力不从心，在此场景中会丢失数据。在低速率数据传输时代这没有引起人们过多关注，但在实时数据传输需求较高的今天，数据丢失会导致严重的后果。比如，数据丢失会导致数据的不完整，影响数据的准确性和可靠性，甚至影响通信系统的稳定性和可靠性；数据丢失需要重新发送丢失的数据，增加数据传输的延迟，降低系统的实时性能，如视频卡顿、应用程序响应变慢。
4.综上所述，在信道性能不稳定或存在恶意干扰的场景下，采用传统的多载波调制方法存在数据丢失且无法满足高实时数据传输的问题，因此，积极应对逐渐下降的信道性能，最大程度的保证数据不丢失，在目前是非常必要且有意义的研究。


技术实现要素：

5.本发明的目的是为解决采用传统的多载波调制方法存在数据丢失且无法满足高实时数据传输的问题，而提出了一种自适应ofdm变带宽信号感知及接收方法。
6.本发明为解决上述技术问题所采取的技术方案是：
7.基于本发明的一个方面，一种自适应ofdm变带宽信号感知及接收方法，所述方法具体包括以下步骤：
8.在发送端
9.步骤al、对输入的二进制数据进行基带映射，获得基带映射后的调制数据；
10.步骤a2、从步骤a1中获得的调制数据的首位开始，对调制数据进行分组，分组后的每组数据的长度均为m，且每组数据中的每个数据均占用1个子载波，即每组数据需要占用m个子载波；
11.再分别对每组数据进行前补零和后补零，且每组数据的补零长度均为n-m，补零后的每组数据的长度均为n；
12.步骤a3、分别对步骤a2中补零后的每组数据进行傅立叶逆变换，获得每组数据对
应的逆变换结果；
13.步骤a4、分别给每组数据对应的逆变换结果添加循环前缀，得到各组添加循环前缀后的数据；
14.步骤a5、分别对步骤a4中获得的各组数据进行处理，并将处理结果发送至信道；
15.所述对步骤a4中获得的各组数据进行处理，其具体过程为：
16.对于步骤a4中获得的任意一组数据，对该组数据依次进行数/模转换、上变频处理，得到该组数据对应的处理结果；
17.同理，分别对步骤a4中获得的每组数据进行处理；
18.在接收端
19.步骤b1、接收端接收信道中的信号，并分别对接收到的各组数据进行处理，得到对接收到的各组数据的处理结果；
20.所述对接收到的各组数据进行处理，其具体过程为：
21.对于接收到的任意一组数据，对该组数据依次进行下变频、模/数转换处理，得到对该组数据的处理结果；
22.同理，分别对接收到的每组数据进行处理；
23.步骤b2、分别对步骤b1中获得的各组数据处理结果进行移除循环前缀，获得各组移除循环前缀后的数据；
24.步骤b3、分别对步骤b2中获得的各组移除循环前缀后的数据进行串并转化，获得各组串并转化后的数据；再对串并转化后的各组数据分别进行傅立叶变换，获得各组变换后的数字信号，且每组变换后的数字信号的长度均为n；
25.步骤b4、采用阈值法分别对每组变换后的数字信号进行处理，得到每组变换后的数字信号对应的阈值θ；
26.步骤b5、对于任意一组变换后的数字信号，将该组变换后的数字信号与对应的阈值作比较，得到该组变换后的数字信号带宽的边界l1和r1；
27.同理，分别得到每组变换后的数字信号带宽的边界；
28.步骤b6、将边界r1与l1做差，得到做差结果将作为变换后的数字信号中信号占用的子载波个数的初始值；
29.同理，分别得到各组变换后的数字信号中信号占用的子载波个数的初始值；
30.步骤b7、利用除以q，将所得的结果记为k，即
31.当k为整数时，则认为等于m，即没有发生子载波的丢失，不需要修正的值，位于边界l1和r1之间的数据为发送端发送的数据，且位于边界l1和r1之间的数据的长度为m；
32.当k不是整数时，则认为发生了子载波的丢失，将值修正为：表示向上取整，修正后的等于m，边界l1和r1之间的数据以及位于r1之后的个数据为发送端发送的数据；
33.同理，分别得到在每组变换后的数字信号中发送端发送的数据；
34.步骤b8、对每组变换后数字信号中发送端发送的数据进行解映射后，对解映射结果进行并串转换得到各组串行数据，将各组串行数据进行拼接后，将拼接结果作为输出。
35.基于本发明方法的另一个方面，一种自适应ofdm变带宽信号感知及接收方法，所述方法具体包括以下步骤：
36.在发送端
37.步骤cl、对输入的二进制数据进行基带映射，获得基带映射后的调制数据；
38.步骤c2、从步骤cl中获得的调制数据的首位开始，对调制数据进行分组，分组后的每组数据的长度均为m，且每组数据中的每个数据均占用1个子载波，即每组数据需要占用m个子载波；
39.再分别对每组数据进行补零，且每组数据的补零长度均为n-m，补零后的每组数据的长度均为n；
40.所述对每组数据进行补零，其具体过程为：
41.对于任意一组数据，在该组数据的干扰处补g个零，利用g个零将该组数据分为两部分，其中，第一部分数据的长度为m1，第二部分数据的长度为m2；其余的n-m-g个零被补到分组数据m的两侧；
42.步骤c3、分别对步骤c2中补零后的每组数据进行傅立叶逆变换，获得每组数据对应的逆变换结果；
43.步骤c4、分别给每组数据对应的逆变换结果添加循环前缀，得到各组添加循环前缀后的数据；
44.步骤c5、分别对步骤c4中获得的各组数据进行处理，并将处理结果发送至信道；
45.所述对步骤c4中获得的各组数据进行处理，其具体过程为：
46.对于步骤c4中获得的任意一组数据，对该组数据依次进行数/模转换、上变频处理，得到该组数据对应的处理结果；
47.同理，分别对步骤c4中获得的每组数据进行处理；
48.在接收端
49.步骤d1、接收端接收信道中的信号，并分别对接收到的各组数据进行处理，得到对接收到的各组数据的处理结果；
50.所述对接收到的各组数据进行处理，其具体过程为：
51.对于接收到的任意一组数据，对该组数据依次进行下变频、模/数转换处理，得到对该组数据的处理结果；
52.同理，分别对接收到的每组数据进行处理；
53.步骤d2、分别对步骤d1中获得的各组数据处理结果进行移除循环前缀，获得各组移除循环前缀后的数据；
54.步骤d3、分别对步骤d2中获得的各组移除循环前缀后的数据进行串并转换，得到各组串并转换后的数据；
55.再分别对各组串并转换后的数据进行傅立叶变换，获得各组变换后的数字信号，且每组变换后的数字信号的长度均为n；
56.步骤d4、采用阈值法分别对每组变换后的数字信号进行处理，得到每组变换后的数字信号对应的阈值θ；
57.步骤d5、对于任意一组变换后的数字信号，将该组变换后的数字信号与对应的阈值作比较，得到该组变换后的数字信号带宽的边界；
58.所述得到该组变换后的数字信号带宽的边界，其具体过程为：
59.对于该组变换后的数字信号，将数字信号中第1个满足条件(1)的数据对应的横坐标记作l1，将数字信号中第1个满足条件(2)的数据对应的横坐标记作r1，将数字信号中最后1个满足条件(1)的数据对应的横坐标记作l2，将数字信号中最后1个满足条件(2)的数据对应的横坐标记作r2；将l1、r1、l2和r2作为该组变换后的数字信号带宽的边界；
60.同理，分别得到每组变换后的数字信号带宽的边界；
61.步骤d6、将步骤d5中获得的r1与l1做差，获得做差结果将作为变换后的数字信号中第一部分信号占用的子载波个数的初始值；
62.将步骤d5中获得的r2与l2做差，获得做差结果将作为变换后的数字信号中第二部分信号占用的子载波个数的初始值；
63.同理，分别得到各组变换后的数字信号中每部分信号占用的子载波个数的初始值；
64.步骤d7、利用步骤d6中获得的除以q，将所得的结果记为k1，即利用步骤d6中获得的除以q，将所得的结果记为k2，即
65.当k1为整数时，则认为没有发生子载波的丢失，不需要修正的值，位于边界l1和r1之间的数据为发送端发送的第一部分数据；
66.当k1不是整数时，则认为发生了子载波的丢失，将修正为：表示向上取整，边界l1和r1之间的数据以及位于r1之后的个数据为发送端发送的第一部分数据；
67.当k2为整数时，则认为没有发生子载波的丢失，不需要修正的值，位于边界l2和r2之间的数据为发送端发送的第二部分数据；
68.当k2不是整数时，则认为发生了子载波的丢失，将修正为：表示向上取整，边界l2和r2之间的数据以及位于r2之后的个数据为发送端发送的第二部分数据；
69.同理，分别得到在每组变换后的数字信号中发送端发送的数据；
70.步骤d8、将步骤d7中获得的同组内的长度为m1和m2的信号拼接成长度为m的并行信号，即分别得到在每组数据内的由发送端发送的长度为m的并行信号；
71.对获得的并行信号进行解映射和并串转换，分别获得各组所对应的长度为m的串行数据；
72.将各组对应的长度为m的串行数据进行拼接，将拼接结果作为最终的输出。
73.本发明的有益效果是：
74.本发明基于多载波调制技术，发送端能感知周围环境的信道矩阵且发送动态可调的子载波数来适应信道，接收端通过阈值法判断信号带宽的边界来感知变化的子载波数以保证数据不丢失。本发明方法以多个子载波为一个资源块，每个资源块所占子载波数固定为一个常数，在接收端接收到部分缺失的信号时，以资源块为最小单位来得到正确的子载波数，从而保证数据不丢失，提高数据的完整性和系统的稳定性。而且，由于发送端发送可
调的子载波数来抵抗恶化的信道，可提高信道容量，非常适合高实时数据传输场景。整个系统不需要传递参数和控制信息，都是接收端自适应地感知参数，这相较于其他通过收发端参数交互来实现资源调整的通信系统，该方法降低了物理层的控制开销，提高了通信的效率，同时避免了参数传递的过程，适应信道的实时性也得到了提高。
附图说明
75.图1为本发明所涉及的接收端感知方法的信号处理流程图；
76.图2为本发明具体实施方式一所涉及的发送端感知方法的发送数据示意图；
77.图3为本发明具体实施方式一所涉及的接收端感知方法的接收数据阈值比较示意图；
78.图4为本发明具体实施方式六所涉及的发送端感知方法的发送数据示意图；
79.图5为本发明具体实施方式六所涉及的接收端感知方法的接收数据阈值比较示意图。
具体实施方式
80.具体实施方式一、结合图1、图2和图3说明本实施方式。本实施方式所述的一种自适应ofdm变带宽信号感知及接收方法，所述方法具体包括以下步骤：
81.在发送端
82.步骤al、对输入的二进制数据进行基带映射，获得基带映射后的调制数据；
83.步骤a2、从步骤a1中获得的调制数据的首位开始，对调制数据进行分组，分组后的每组数据的长度均为m，且每组数据中的每个数据均占用1个子载波，即每组数据需要占用m个子载波；
84.再分别对每组数据进行前补零和后补零，且每组数据的补零长度均为n-m，补零后的每组数据的长度均为n；
85.步骤a3、分别对步骤a2中补零后的每组数据进行傅立叶逆变换，获得每组数据对应的逆变换结果；
86.步骤a4、分别给每组数据对应的逆变换结果添加循环前缀，得到各组添加循环前缀后的数据；
87.步骤a5、分别对步骤a4中获得的各组数据进行处理，并将处理结果发送至信道；
88.所述对步骤a4中获得的各组数据进行处理，其具体过程为：
89.对于步骤a4中获得的任意一组数据，对该组数据依次进行数/模转换、上变频处理，得到该组数据对应的处理结果；
90.同理，分别对步骤a4中获得的每组数据进行处理；
91.在接收端
92.步骤b1、接收端接收信道中的信号，并分别对接收到的各组数据进行处理，得到对接收到的各组数据的处理结果；
93.所述对接收到的各组数据进行处理，其具体过程为：
94.对于接收到的任意一组数据，对该组数据依次进行下变频、模/数转换处理，得到对该组数据的处理结果；
95.同理，分别对接收到的每组数据进行处理；
96.步骤b2、分别对步骤b1中获得的各组数据处理结果进行移除循环前缀，获得各组移除循环前缀后的数据；
97.步骤b3、分别对步骤b2中获得的各组移除循环前缀后的数据进行串并转化，获得各组串并转化后的数据；再对串并转化后的各组数据分别进行傅立叶变换，获得各组变换后的数字信号，且每组变换后的数字信号的长度均为n；
98.步骤b4、采用阈值法分别对每组变换后的数字信号进行处理，得到每组变换后的数字信号对应的阈值θ；
99.步骤b5、对于任意一组变换后的数字信号，将该组变换后的数字信号与该组变换后的数字信号对应的阈值作比较，得到该组变换后的数字信号带宽的边界l1和r1；
100.同理，分别得到每组变换后的数字信号带宽的边界；
101.步骤b6、将边界r1与l1做差，得到做差结果将作为变换后的数字信号中信号占用的子载波个数的初始值；接下来根据判断占用资源块的数目是否为整数来确定是否丢失子载波；
102.同理，分别得到各组变换后的数字信号中信号占用的子载波个数的初始值；
103.步骤b7、利用除以q，将所得的结果记为k，即
104.当k为整数时，则认为等于m，即没有发生子载波的丢失，不需要修正的值，位于边界l1和r1之间的数据为发送端发送的数据，且位于边界l1和r1之间的数据的长度为m；
105.当k不是整数时，则认为发生了子载波的丢失，将值修正为：表示向上取整，修正后的等于m，边界l1和r1之间的数据以及位于r1之后的个数据为发送端发送的数据；
106.同理，分别得到在每组变换后的数字信号中发送端发送的数据；
107.步骤b8、对每组变换后数字信号中发送端发送的数据进行解映射后，对解映射结果进行并串转换得到各组串行数据，将各组串行数据进行拼接后，将拼接结果作为输出。
108.本实施方式适用于信道性能不稳定的情况，可以通过改变发送信号的子载波数来适应信道，接收端感知该情况下的子载波数。
109.具体实施方式二、本实施方式与具体实施方式一不同的是，所述分别对每组数据进行前补零和后补零，且每组数据的补零长度均为n-m；其具体的补零过程为：
110.若n-m为偶数，则每组数据的前补零长度均为(n-m)2，每组数据的后补零长度均为(n-m)2；
111.若n-m为奇数，则每组数据的前补零长度均为(n-m+1)2，每组数据的后补零长度均为(n-m-1)2。
112.其它步骤及参数与具体实施方式一相同。
113.具体实施方式三、本实施方式与具体实施方式一或二不同的是，所述m＝l
×
q，n＞l
max
×
q，q为每个资源块所占子载波数，l
max
为资源块总个数，l为分组后的每组数据占用的资源块数，l∈[1,l
max
]，n，m，l，l
max
和q均为整数。
[0114]
本实施方式中的信息由收发双方提前约定，根据发送端已知的信道信息，动态改
变所用资源块的数目，当信道性能良好的时候，增大l的值，多用些资源块来发送更多的数据，当信道性能不佳时，减小l的值，少用些资源块来少发些数据。
[0115]
其它步骤及参数与具体实施方式一或二相同。
[0116]
具体实施方式四、本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是，所述步骤b4的具体过程为：
[0117]
步骤b41、对于任意的一组变换后的数字信号，将该组变换后的数字信号中的最大值表示为z
max
，最小值表示为z
min
，令初始阈值
[0118]
步骤b42、令k＝0；
[0119]
步骤b43、计算该组变换后的数字信号中全部小于等于阈值θk的数据的均值mean(o)以及该组变换后的数字信号中全部大于阈值θk的数据的均值mean(b)；
[0120]
步骤b44、求出新阈值θ
k+1
：
[0121][0122]
步骤b45、判断是否满足：θk＝θ
k+1
；
[0123]
若满足θk＝θ
k+1
，则将θ
k+1
作为该组变换后的数字信号对应的阈值θ；
[0124]
否则θk≠θ
k+1
，则令k＝k+1，再返回步骤b43。
[0125]
同理，分别获得每组变换后的数字信号对应的阈值。
[0126]
其它步骤及参数与具体实施方式一至三之一相同。
[0127]
具体实施方式五、本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是，所述步骤b5的具体过程为：
[0128]
对于任意一组变换后的数字信号，将该组变换后的数字信号与对应的阈值θ作比较，将该组变换后的数字信号中第一个大于阈值θ的数据对应的横坐标记作l1，该组变换后的数字信号中最后一个大于阈值θ的数据对应的横坐标记作r1，将l1和r1作为信号带宽的边界。
[0129]
接收端通过阈值法判断信号带宽的边界，来感知出发送端已发送的变化的子载波数m；由于收发双方已提前约定，每个资源块所占子载波数固定为q，可用资源块的数目为l,其中l,q为整数，所以在感知子载波数时，只需要判断所占用资源块的数目是不是整数就可以确定是否丢失子载波，进而保证数据不丢失。
[0130]
其它步骤及参数与具体实施方式一至四之一相同。
[0131]
具体实施方式六、结合图1、图4和图5说明本实施方式。本实施方式所述的一种自适应ofdm变带宽信号感知及接收方法，所述方法具体包括以下步骤：
[0132]
在发送端
[0133]
步骤cl、对输入的二进制数据进行基带映射，获得基带映射后的调制数据；
[0134]
步骤c2、从步骤cl中获得的调制数据的首位开始，对调制数据进行分组，分组后的每组数据的长度均为m，且每组数据中的每个数据均占用1个子载波，即每组数据需要占用m个子载波；
[0135]
再分别对每组数据进行补零，且每组数据的补零长度均为n-m，补零后的每组数据的长度均为n；
[0136]
所述对每组数据进行补零，其具体过程为：
[0137]
对于任意一组数据，在该组数据的干扰处补g个零，利用g个零将该组数据分为两部分，其中，第一部分数据的长度为m1，第二部分数据的长度为m2；其余的n-m-g个零被补到分组数据m的两侧；
[0138]
由于存在干扰且发送端已知干扰信息，需要在干扰处空出足够的子载波用于保护信号，于是数据分组占用的m个子载波被分为两部分，分别用m1和m2表示，干扰处补g个空子载波，剩余的n-m-g个空子载波被分到分组数据m的两侧，这样获得修改后的每个分组数据长度为n；
[0139]
步骤c3、分别对步骤c2中补零后的每组数据进行傅立叶逆变换，获得每组数据对应的逆变换结果；
[0140]
步骤c4、分别给每组数据对应的逆变换结果添加循环前缀，得到各组添加循环前缀后的数据；
[0141]
步骤c5、分别对步骤c4中获得的各组数据进行处理，并将处理结果发送至信道；
[0142]
所述对步骤c4中获得的各组数据进行处理，其具体过程为：
[0143]
对于步骤c4中获得的任意一组数据，对该组数据依次进行数/模转换、上变频处理，得到该组数据对应的处理结果；
[0144]
同理，分别对步骤c4中获得的每组数据进行处理；
[0145]
在接收端
[0146]
步骤d1、接收端接收信道中的信号，并分别对接收到的各组数据进行处理，得到对接收到的各组数据的处理结果；
[0147]
所述对接收到的各组数据进行处理，其具体过程为：
[0148]
对于接收到的任意一组数据，对该组数据依次进行下变频、模/数转换处理，得到对该组数据的处理结果；
[0149]
同理，分别对接收到的每组数据进行处理；
[0150]
步骤d2、分别对步骤d1中获得的各组数据处理结果进行移除循环前缀，获得各组移除循环前缀后的数据；
[0151]
步骤d3、分别对步骤d2中获得的各组移除循环前缀后的数据进行串并转换，得到各组串并转换后的数据；
[0152]
再分别对各组串并转换后的数据进行傅立叶变换，获得各组变换后的数字信号，且每组变换后的数字信号的长度均为n；
[0153]
步骤d4、采用阈值法分别对每组变换后的数字信号进行处理，得到每组变换后的数字信号对应的阈值θ；
[0154]
步骤d5、对于任意一组变换后的数字信号，将该组变换后的数字信号与该组变换后的数字信号对应的阈值作比较，得到该组变换后的数字信号带宽的边界；
[0155]
所述得到该组变换后的数字信号带宽的边界，其具体过程为：
[0156]
对于该组变换后的数字信号，将数字信号中第1个满足条件(1)的数据对应的横坐标记作l1，将数字信号中第1个满足条件(2)的数据对应的横坐标记作r1，将数字信号中最后1个满足条件(1)的数据对应的横坐标记作l2，将数字信号中最后1个满足条件(2)的数据对应的横坐标记作r2；将l1、r1、l2和r2作为该组变换后的数字信号带宽的边界；
[0157]
同理，分别得到每组变换后的数字信号带宽的边界；
[0158]
步骤d6、将步骤d5中获得的r1与l1做差，获得做差结果将作为变换后的数字信号中第一部分信号占用的子载波个数的初始值；
[0159]
将步骤d5中获得的r2与l2做差，获得做差结果将作为变换后的数字信号中第二部分信号占用的子载波个数的初始值；
[0160]
获得了子载波数和之后，再判断占用资源块的数目是否为整数来确定是否丢失子载波；
[0161]
同理，分别得到各组变换后的数字信号中每部分信号占用的子载波个数的初始值；
[0162]
步骤d7、利用步骤d6中获得的除以q，将所得的结果记为k1，即利用步骤d6中获得的除以q，将所得的结果记为k2，即
[0163]
当k1为整数时，则认为等于m1，即没有发生子载波的丢失，不需要修正的值，位于边界l1和r1之间的数据为发送端发送的第一部分数据，且位于边界l1和r1之间的数据的长度为m1；
[0164]
当k1不是整数时，则认为发生了子载波的丢失，将修正为：表示向上取整，修正后的等于m1，边界l1和r1之间的数据以及位于r1之后的个数据为发送端发送的第一部分数据；
[0165]
当k2为整数时，则认为等于m2，即没有发生子载波的丢失，不需要修正的值，位于边界l2和r2之间的数据为发送端发送的第二部分数据，且位于边界l2和r2之间的数据的长度为m2；
[0166]
当k2不是整数时，则认为发生了子载波的丢失，将修正为：表示向上取整，修正后的等于m2，边界l2和r2之间的数据以及位于r2之后的个数据为发送端发送的第二部分数据；
[0167]
同理，分别得到在每组变换后的数字信号中发送端发送的数据；
[0168]
步骤d8、将步骤d7中获得的同组内的长度为m1和m2的信号拼接成长度为m的并行信号，即分别得到在每组数据内的由发送端发送的长度为m的并行信号；
[0169]
对获得的并行信号进行解映射和并串转换，分别获得各组所对应的长度为m的串行数据；
[0170]
将各组对应的长度为m的串行数据进行拼接，将拼接结果作为最终的输出。
[0171]
本实施方式适用于信道中存在恶意干扰的情况，可以通过改变发送信号的子载波数来适应信道，接收端感知该情况下的子载波数。
[0172]
具体实施方式七、本实施方式与具体实施方式六不同的是，所述其余的n-m-g个零被补到分组数据m的两侧；其具体为：
[0173]
若n-m-g为偶数，则在分组数据的第一部分数据前补零长度均为(n-m-g)2，在分组数据的第二部分数据后补零长度为(n-m-g)2；
[0174]
若n-m-g为奇数，则在分组数据的第一部分数据前补零长度均为(n-m-g+1)2，在分
组数据的第二部分数据后补零长度均为(n-m-g-1)2。
[0175]
其它步骤及参数与具体实施方式六相同。
[0176]
具体实施方式八、本实施方式与具体实施方式六或七不同的是，所述m＝l
×
q，m＝m1+m2，n＞l
max
×
q，q为每个资源块所占子载波数，l
max
为资源块总个数，l为分组后的每组数据占用的资源块数，l∈[1,l
max
]，n，m，m1,m2，l，l
max
和q均为整数。
[0177]
本实施方式中的信息由收发双方提前约定，根据发送端已知的干扰信息，动态改变子载波位置，分隔干扰和信号。
[0178]
其它步骤及参数与具体实施方式六或七相同。
[0179]
具体实施方式九、本实施方式与具体实施方式六至八之一不同的是，所述步骤d4的具体过程为：
[0180]
步骤d41、对于任意的一组变换后的数字信号，将该组变换后的数字信号中的最大值表示为z
max
，最小值表示为z
min
，令初始阈值
[0181]
步骤d42、令k＝0；
[0182]
步骤d43、计算该组变换后的数字信号中全部小于等于阈值θk的数据的均值mean(o)以及该组变换后的数字信号中全部大于阈值θk的数据的均值mean(b)；
[0183]
步骤d44、求出新阈值θ
k+1
：
[0184][0185]
步骤d45、判断是否满足θ
k+1-θ
k2
＜0.01，
·2为2范数；
[0186]
若满足θ
k+1-θ
k2
＜0.01，则将θ
k+1
作为该组变换后的数字信号对应的阈值θ；
[0187]
否则θ
k+1-θ
k2
≥0.01，则令k＝k+1，再返回步骤d43。
[0188]
同理，分别获得每组变换后的数字信号对应的阈值。
[0189]
其它步骤及参数与具体实施方式六至八之一相同。
[0190]
具体实施方式十、本实施方式与具体实施方式六至九之一不同的是，所述条件(1)和条件(2)为：
[0191]
条件(1)：该数据的前一个数据小于阈值θ且该数据的后一个数据大于阈值θ；
[0192]
条件(2)：该数据的前一个数据大于阈值θ且该数据的后一个数据小于阈值θ。
[0193]
其它步骤及参数与具体实施方式六至九之一相同。
[0194]
本发明的上述算例仅为详细地说明本发明的计算模型和计算流程，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

技术特征：
1.一种自适应ofdm变带宽信号感知及接收方法，其特征在于，所述方法具体包括以下步骤：在发送端步骤al、对输入的二进制数据进行基带映射，获得基带映射后的调制数据；步骤a2、从步骤a1中获得的调制数据的首位开始，对调制数据进行分组，分组后的每组数据的长度均为m，且每组数据中的每个数据均占用1个子载波，即每组数据需要占用m个子载波；再分别对每组数据进行前补零和后补零，且每组数据的补零长度均为n-m，补零后的每组数据的长度均为n；步骤a3、分别对步骤a2中补零后的每组数据进行傅立叶逆变换，获得每组数据对应的逆变换结果；步骤a4、分别给每组数据对应的逆变换结果添加循环前缀，得到各组添加循环前缀后的数据；步骤a5、分别对步骤a4中获得的各组数据进行处理，并将处理结果发送至信道；所述对步骤a4中获得的各组数据进行处理，其具体过程为：对于步骤a4中获得的任意一组数据，对该组数据依次进行数/模转换、上变频处理，得到该组数据对应的处理结果；同理，分别对步骤a4中获得的每组数据进行处理；在接收端步骤b1、接收端接收信道中的信号，并分别对接收到的各组数据进行处理，得到对接收到的各组数据的处理结果；所述对接收到的各组数据进行处理，其具体过程为：对于接收到的任意一组数据，对该组数据依次进行下变频、模/数转换处理，得到对该组数据的处理结果；同理，分别对接收到的每组数据进行处理；步骤b2、分别对步骤b1中获得的各组数据处理结果进行移除循环前缀，获得各组移除循环前缀后的数据；步骤b3、分别对步骤b2中获得的各组移除循环前缀后的数据进行串并转化，获得各组串并转化后的数据；再对串并转化后的各组数据分别进行傅立叶变换，获得各组变换后的数字信号，且每组变换后的数字信号的长度均为n；步骤b4、采用阈值法分别对每组变换后的数字信号进行处理，得到每组变换后的数字信号对应的阈值θ；步骤b5、对于任意一组变换后的数字信号，将该组变换后的数字信号与对应的阈值作比较，得到该组变换后的数字信号带宽的边界l1和r1；同理，分别得到每组变换后的数字信号带宽的边界；步骤b6、将边界r1与l1做差，得到做差结果将作为变换后的数字信号中信号占用的子载波个数的初始值；同理，分别得到各组变换后的数字信号中信号占用的子载波个数的初始值；
步骤b7、利用除以q，将所得的结果记为k，即当k为整数时，则认为等于m，即没有发生子载波的丢失，不需要修正的值，位于边界l1和r1之间的数据为发送端发送的数据，且位于边界l1和r1之间的数据的长度为m；当k不是整数时，则认为发生了子载波的丢失，将值修正为：值修正为：表示向上取整，修正后的等于m，边界l1和r1之间的数据以及位于r1之后的个数据为发送端发送的数据；同理，分别得到在每组变换后的数字信号中发送端发送的数据；步骤b8、对每组变换后数字信号中发送端发送的数据进行解映射后，对解映射结果进行并串转换得到各组串行数据，将各组串行数据进行拼接后，将拼接结果作为输出。2.根据权利要求1所述的一种自适应ofdm变带宽信号感知及接收方法，其特征在于，所述分别对每组数据进行前补零和后补零，且每组数据的补零长度均为n-m；其具体的补零过程为：若n-m为偶数，则每组数据的前补零长度均为(n-m)/2，每组数据的后补零长度均为(n-m)/2；若n-m为奇数，则每组数据的前补零长度均为(n-m+1)/2，每组数据的后补零长度均为(n-m-1)/2。3.根据权利要求2所述的一种自适应ofdm变带宽信号感知及接收方法，其特征在于，所述m＝l
×
q，n＞l
max
×
q，q为每个资源块所占子载波数，l
max
为资源块总个数，l为分组后的每组数据占用的资源块数，l∈[1,l
max
]，n，m，l，l
max
和q均为整数。4.根据权利要求3所述的一种自适应ofdm变带宽信号感知及接收方法，其特征在于，所述步骤b4的具体过程为：步骤b41、对于任意的一组变换后的数字信号，将该组变换后的数字信号中的最大值表示为z
max
，最小值表示为z
min
，令初始阈值步骤b42、令k＝0；步骤b43、计算该组变换后的数字信号中全部小于等于阈值θ
k
的数据的均值mean(o)以及该组变换后的数字信号中全部大于阈值θ
k
的数据的均值mean(b)；步骤b44、求出新阈值θ
k+1
：步骤b45、判断是否满足：θ
k
＝θ
k+1
；若满足θ
k
＝θ
k+1
，则将θ
k+1
作为该组变换后的数字信号对应的阈值θ；否则θ
k
≠θ
k+1
，则令k＝k+1，再返回步骤b43。5.根据权利要求4所述的一种自适应ofdm变带宽信号感知及接收方法，其特征在于，所述步骤b5的具体过程为：对于任意一组变换后的数字信号，将该组变换后的数字信号与对应的阈值θ作比较，将该组变换后的数字信号中第一个大于阈值θ的数据对应的横坐标记作l1，该组变换后的数字信号中最后一个大于阈值θ的数据对应的横坐标记作r1，将l1和r1作为信号带宽的边界。
6.一种自适应ofdm变带宽信号感知及接收方法，其特征在于，所述方法具体包括以下步骤：在发送端步骤cl、对输入的二进制数据进行基带映射，获得基带映射后的调制数据；步骤c2、从步骤cl中获得的调制数据的首位开始，对调制数据进行分组，分组后的每组数据的长度均为m，且每组数据中的每个数据均占用1个子载波，即每组数据需要占用m个子载波；再分别对每组数据进行补零，且每组数据的补零长度均为n-m，补零后的每组数据的长度均为n；所述对每组数据进行补零，其具体过程为：对于任意一组数据，在该组数据的干扰处补g个零，利用g个零将该组数据分为两部分，其中，第一部分数据的长度为m1，第二部分数据的长度为m2；其余的n-m-g个零被补到分组数据m的两侧；步骤c3、分别对步骤c2中补零后的每组数据进行傅立叶逆变换，获得每组数据对应的逆变换结果；步骤c4、分别给每组数据对应的逆变换结果添加循环前缀，得到各组添加循环前缀后的数据；步骤c5、分别对步骤c4中获得的各组数据进行处理，并将处理结果发送至信道；所述对步骤c4中获得的各组数据进行处理，其具体过程为：对于步骤c4中获得的任意一组数据，对该组数据依次进行数/模转换、上变频处理，得到该组数据对应的处理结果；同理，分别对步骤c4中获得的每组数据进行处理；在接收端步骤d1、接收端接收信道中的信号，并分别对接收到的各组数据进行处理，得到对接收到的各组数据的处理结果；所述对接收到的各组数据进行处理，其具体过程为：对于接收到的任意一组数据，对该组数据依次进行下变频、模/数转换处理，得到对该组数据的处理结果；同理，分别对接收到的每组数据进行处理；步骤d2、分别对步骤d1中获得的各组数据处理结果进行移除循环前缀，获得各组移除循环前缀后的数据；步骤d3、分别对步骤d2中获得的各组移除循环前缀后的数据进行串并转换，得到各组串并转换后的数据；再分别对各组串并转换后的数据进行傅立叶变换，获得各组变换后的数字信号，且每组变换后的数字信号的长度均为n；步骤d4、采用阈值法分别对每组变换后的数字信号进行处理，得到每组变换后的数字信号对应的阈值θ；步骤d5、对于任意一组变换后的数字信号，将该组变换后的数字信号与对应的阈值作比较，得到该组变换后的数字信号带宽的边界；
所述得到该组变换后的数字信号带宽的边界，其具体过程为：对于该组变换后的数字信号，将数字信号中第1个满足条件(1)的数据对应的横坐标记作l1，将数字信号中第1个满足条件(2)的数据对应的横坐标记作r1，将数字信号中最后1个满足条件(1)的数据对应的横坐标记作l2，将数字信号中最后1个满足条件(2)的数据对应的横坐标记作r2；将l1、r1、l2和r2作为该组变换后的数字信号带宽的边界；同理，分别得到每组变换后的数字信号带宽的边界；步骤d6、将步骤d5中获得的r1与l1做差，获得做差结果将作为变换后的数字信号中第一部分信号占用的子载波个数的初始值；将步骤d5中获得的r2与l2做差，获得做差结果将作为变换后的数字信号中第二部分信号占用的子载波个数的初始值；同理，分别得到各组变换后的数字信号中每部分信号占用的子载波个数的初始值；步骤d7、利用步骤d6中获得的除以q，将所得的结果记为k1，即利用步骤d6中获得的除以q，将所得的结果记为k2，即当k1为整数时，则认为没有发生子载波的丢失，不需要修正的值，位于边界l1和r1之间的数据为发送端发送的第一部分数据；当k1不是整数时，则认为发生了子载波的丢失，将修正为：修正为：表示向上取整，边界l1和r1之间的数据以及位于r1之后的个数据为发送端发送的第一部分数据；当k2为整数时，则认为没有发生子载波的丢失，不需要修正的值，位于边界l2和r2之间的数据为发送端发送的第二部分数据；当k2不是整数时，则认为发生了子载波的丢失，将修正为：修正为：表示向上取整，边界l2和r2之间的数据以及位于r2之后的个数据为发送端发送的第二部分数据；同理，分别得到在每组变换后的数字信号中发送端发送的数据；步骤d8、将步骤d7中获得的同组内的长度为m1和m2的信号拼接成长度为m的并行信号，即分别得到在每组数据内的由发送端发送的长度为m的并行信号；对获得的并行信号进行解映射和并串转换，分别获得各组所对应的长度为m的串行数据；将各组对应的长度为m的串行数据进行拼接，将拼接结果作为最终的输出。7.根据权利要求6所述的一种自适应ofdm变带宽信号感知及接收方法，其特征在于，所述其余的n-m-g个零被补到分组数据m的两侧；其具体为：若n-m-g为偶数，则在分组数据的第一部分数据前补零长度均为(n-m-g)/2，在分组数据的第二部分数据后补零长度为(n-m-g)/2；若n-m-g为奇数，则在分组数据的第一部分数据前补零长度均为(n-m-g+1)/2，在分组数据的第二部分数据后补零长度均为(n-m-g-1)/2。8.根据权利要求7所述的一种自适应ofdm变带宽信号感知及接收方法，其特征在于，所
述m＝l
×
q，m＝m1+m2，n＞l
max
×
q，q为每个资源块所占子载波数，l
max
为资源块总个数，l为分组后的每组数据占用的资源块数，l∈[1,l
max
]，n，m，m1,m2，l，l
max
和q均为整数。9.根据权利要求8所述的一种自适应ofdm变带宽信号感知及接收方法，其特征在于，所述步骤d4的具体过程为：步骤d41、对于任意的一组变换后的数字信号，将该组变换后的数字信号中的最大值表示为z
max
，最小值表示为z
min
，令初始阈值步骤d42、令k＝0；步骤d43、计算该组变换后的数字信号中全部小于等于阈值θ
k
的数据的均值mean(o)以及该组变换后的数字信号中全部大于阈值θ
k
的数据的均值mean(b)；步骤d44、求出新阈值θ
k+1
：步骤d45、判断是否满足||θ
k+1-θ
k
||2＜0.01，||
·
||2为2范数；若满足||θ
k+1-θ
k
||2＜0.01，则将θ
k+1
作为该组变换后的数字信号对应的阈值θ；否则||θ
k+1-θ
k
||2≥0.01，则令k＝k+1，再返回步骤d43。10.根据权利要求9所述的一种自适应ofdm变带宽信号感知及接收方法，其特征在于，所述条件(1)和条件(2)为：条件(1)：该数据的前一个数据小于阈值θ且该数据的后一个数据大于阈值θ；条件(2)：该数据的前一个数据大于阈值θ且该数据的后一个数据小于阈值θ。

技术总结
一种自适应OFDM变带宽信号感知及接收方法，它属于无线通信技术领域。本发明解决了采用传统的多载波调制方法存在数据丢失且无法满足高实时数据传输的问题。本发明的发送端能感知周围环境的信道矩阵且发送动态可调的子载波数来适应信道，接收端通过阈值法判断信号带宽的边界来感知变化的子载波数以保证数据不丢失。以多个子载波为一个资源块，每个资源块所占子载波数固定为一个常数，在接收端接收到部分缺失的信号时，以资源块为最小单位来得到正确的子载波数，从而保证数据不丢失，提高数据的完整性和系统的稳定性。发送端发送可调的子载波数来抵抗恶化的信道，可提高信道容量，非常适合高实时数据传输场景。本发明可以应用于无线通信技术领域。应用于无线通信技术领域。应用于无线通信技术领域。


技术研发人员：房宵杰 胥亚西 刘立哲 廖壮壮 沙学军
受保护的技术使用者：中国电子科技集团公司第五十四研究所
技术研发日：2023.06.21
技术公布日：2023/10/8