多重正交頻分復(fù)用調(diào)制解調(diào)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種多重正交頻分復(fù)用調(diào)制解調(diào)方法，其包括如下步驟：構(gòu)建多重正交頻分復(fù)用M-OFDM信號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)基子波、子波以及子碼元；組成M-OFDM信號(hào)的碼元：將上述M個(gè)子碼元起始點(diǎn)依次移后半有效期，使各子波依次重疊半個(gè)有效期就構(gòu)成一個(gè)M-OFDM的碼元，即任一M-OFDM的碼元由M個(gè)子碼元構(gòu)成，其碼元周期其中，M為子碼元個(gè)數(shù)，T為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)OFDM信號(hào)的碼元周期，是M-OFDM子碼元有效期的二分之一；在信號(hào)發(fā)送端合成M-OFDM完整的碼元信號(hào)，最后發(fā)送出去，完成M-OFDM的調(diào)制過程；在接收端通過解出各個(gè)子波對(duì)應(yīng)的幅度，再轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的二進(jìn)制信息，完成M-OFDM解調(diào)過程。本發(fā)明的傳輸效率明顯高于OFDM，同時(shí)由于無需再在碼元之間增加隔離帶，減少了時(shí)間上的消耗，進(jìn)一步增加了傳輸效率。
【專利說明】多重正交頻分復(fù)用調(diào)制解調(diào)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種載波調(diào)制技術(shù)，確切地說，涉及一種多重正交頻分復(fù)用調(diào)制解調(diào) 方法，屬于數(shù)字通信中的多載波調(diào)制【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002] 調(diào)制解調(diào)方法是提高數(shù)字通信系統(tǒng)傳輸率不可缺少的重要手段。調(diào)制的任務(wù)主要 是構(gòu)造能攜帶二進(jìn)制信息的波形，這種波形被分成稱之為周期的相等時(shí)間段，每個(gè)周期中 的波形稱之碼元（或符號(hào)），所以又有碼元周期之稱，前后碼元周期之間是緊緊相連的，各 周期內(nèi)的波形是連續(xù)的，而周期之間的波形是不連續(xù)的；碼元波形結(jié)構(gòu)是影響傳輸效率一 個(gè)重要因素；自1990年代中期以來，正交頻分復(fù)用（0FDM)調(diào)制技術(shù)逐漸成熟；0FDM通過對(duì) 每個(gè)碼元波形所包含的子波波形的幅度或相位進(jìn)行調(diào)制而攜帶信息的，每個(gè)碼元是由多種 頻率的正余弦波對(duì)組成的，每個(gè)正弦和余弦波稱為一個(gè)子波，所有的子波之間都是相互正 交的，這些正交的正、余弦波構(gòu)成傅里葉級(jí)數(shù)，因此，可用一系列相干解調(diào)分別解出所有的 子波幅度，進(jìn)一步又可用逆快速傅里葉變換（IFFT)和快速傅里葉變換（FFT)完成調(diào)制解 調(diào)；一對(duì)同頻的正余弦子波對(duì)在頻域上形成一個(gè)子信道，一個(gè)碼元包含多個(gè)子信道，這就使 子信道變窄，而子波的周期變長(zhǎng)，從而使0FDM有了 _傳輸效率和抗多徑干擾的優(yōu)點(diǎn)，使之 目前已經(jīng)替代其它的調(diào)制方法成為數(shù)字通信中的主流調(diào)制技術(shù)。但是，隨著信息技術(shù)的發(fā) 展，對(duì)于更高數(shù)據(jù)傳輸率的需求急劇增長(zhǎng)，對(duì)更高傳輸率的調(diào)制方法自然也提出了新的需 求。還有，由于任何實(shí)際系統(tǒng)所利用的信道允許使用的頻率范圍（也稱為帶寬）都是有限 的，簡(jiǎn)稱為帶限信道，這使得數(shù)字通信中的一個(gè)信號(hào)碼元波形在時(shí)域上會(huì)被展寬，我們將展 寬部分稱為拖尾，這種拖尾會(huì)造成碼元之間的干擾（簡(jiǎn)稱為ISI);為了降低ISI的影響，傳 統(tǒng)的數(shù)字通信中通過在相鄰碼元之間加上那個(gè)空白的時(shí)間段（稱為時(shí)間隔離帶）來吸收拖 尾（這部分波形不參加解調(diào)），在0FDM中用循環(huán)前綴代替時(shí)間隔離帶，一方面降低拖尾的干 擾，另一方面降低因無線通信中的多徑效應(yīng)對(duì)正交性的破壞。但是不論循環(huán)前綴還是時(shí)間 隔離帶都使得碼元的周期加寬，這會(huì)造成傳輸率的降低，可以用如下公式解釋：傳輸率R = Nb/T，Nb表示比特?cái)?shù)，T是碼元周期，顯然，T加長(zhǎng)，則傳輸率R減小。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 鑒于已有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明的目的是要提供一種多重正交頻分復(fù)用調(diào)制解 調(diào)方法，該方法既保留了正交頻分復(fù)用（0FDM)調(diào)制解調(diào)方法的多窄帶子波組成一個(gè)碼元 所帶來的一系列優(yōu)點(diǎn)，又進(jìn)一步提高傳輸率。
[0004] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出如下的技術(shù)方案：
[0005] 多重正交頻分復(fù)用調(diào)制解調(diào)方法，其特征在于：
[0006] 包括如下步驟：
[0007] i、構(gòu)建多重正交頻分復(fù)用信號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)基子波、子波以及子碼元：
[0008] 其中，基子波指的是其幅度取最大歸一化值的子波，其幅度具體數(shù)值為最大歸一 化值1，子波是指被賦予不同幅度值的基子波，不同幅度對(duì)應(yīng)于不同的二進(jìn)制信息；下述內(nèi) 容涉及到的多重正交頻分復(fù)用均簡(jiǎn)稱為M-OFDM;
[0009] 首先將兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)0FDM信號(hào)的基子波無縫連接成一個(gè)M-0FDM信號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)基子波， 這種連接使得所述M-0FDM信號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)基子波的有效期為標(biāo)準(zhǔn)0FDM信號(hào)基子波的周期的2 倍，這意味著，M-0FDM的子信道帶寬是0FDM子信道的1/2,為了充分利用系統(tǒng)給定的帶寬， 即M-0FDM的子信道數(shù)應(yīng)該是0FDM的2倍，用2H表示子信道數(shù)，H是0FDM的子信道數(shù)；所 述的有效期和周期都是一種時(shí)間區(qū)間，用于表示正余弦波只在這個(gè)區(qū)間中是連續(xù)存在的， 所有周期是依次頭尾相連的，而各有效期并不是頭尾相連，本發(fā)明中，有效期是只在M-0FDM 中存在的概念，各有效期依次重疊半個(gè)有效期；所說的無縫連接指的是，在連接處的鄰域波 形是連續(xù)和光滑的，按數(shù)學(xué)術(shù)語說，即在連接處的存在一階以上的導(dǎo)數(shù)，對(duì)于正余弦波就是 各階導(dǎo)數(shù)存在；
[0010] 隨后將待傳輸數(shù)據(jù)的二進(jìn)制信息轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的幅度值后賦予到上述標(biāo)準(zhǔn)基子波 所對(duì)應(yīng)的子波后，再將多個(gè)不同頻率的子波在子波對(duì)應(yīng)的有效期中疊加起來，構(gòu)建出多重 正交頻分復(fù)用一M-0FDM信號(hào)的子碼元，子波有效期也是子碼元的有效期，使得所述M-0FDM 信號(hào)的子碼元的有效期為標(biāo)準(zhǔn)0FDM信號(hào)碼元的碼元周期的2倍；
[0011]ii、組成M-0FDM信號(hào)的碼元：將上述M個(gè)子碼元起始點(diǎn)依次移后半有效期，使各子 碼元依次重疊半個(gè)有效期就構(gòu)成一個(gè)M-0FDM的碼元，即任意一個(gè)M-0FDM的碼元均由M個(gè) 子碼元構(gòu)成，其碼元周期f=CM+ ,其中，M為子碼元個(gè)數(shù)，T為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)0FDM信號(hào) 的碼元周期；碼元中同頻子波構(gòu)成一個(gè)子信道，對(duì)應(yīng)于0FDM相同給定的系統(tǒng)帶寬，M-0FDM中可包含2H個(gè)子信道，而0FDM有H個(gè)子信道；
[0012]iii、在信號(hào)發(fā)送端合成M-0FDM完整的碼元信號(hào)，最后發(fā)送出去，完成M-0FDM的 調(diào)制過程；在接收端通過解出各個(gè)子波對(duì)應(yīng)的幅度，再轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的二進(jìn)制信息，完成 M-0FDM解調(diào)過程；其中下述過程中涉及到的發(fā)送端和接收端的的信號(hào)分別通過加下標(biāo)t和 ^區(qū)別表示，如gt(t)和gjt)分別表示發(fā)送端和接收端的時(shí)域信號(hào)，如Gt(u)和Gju)分別 表示發(fā)送端和接收端的頻域信號(hào)。
[0013] 進(jìn)一步的，為了應(yīng)對(duì)M-0FDM碼元信號(hào)經(jīng)過信道時(shí)，由于子碼元中各子波的擴(kuò)展所 造成的子碼元之間的干擾，采用展寬基子波代替M-0FDM信號(hào)的子碼元中的基子波，進(jìn)而構(gòu) 建對(duì)應(yīng)的展寬子波以及展寬子碼元，其中所述展寬基子波是靠訓(xùn)練得到的。
[0014] 為了便于理解，這里對(duì)本發(fā)明所用的符號(hào)做統(tǒng)一的說明：
[0015] T-0FDM碼元周期；f-M-0FDM碼元周期；
[0016] f-M-0FDM展寬基子波、展寬子波和展寬子碼元有效期；
[0017]f=f/ 2 -M-0FDM展寬基子波前半個(gè)有效期；
[0018]f2 =f/ 2 -M-0FDM展寬基子波后半個(gè)有效期；
[0019] T= 7^ =f2 -M-0FDM展寬基子波半個(gè)有效期的通用表示；
[0020] f-M-0FDM展寬基子波中主波有效期；
[0021] Af--M-〇FDM展寬基子波的前拖尾波；
[0022] Aa-M-〇FDM展寬基子波的后拖尾波；
[0023]Atf-M-〇FDM展寬基子波的前拖尾波的區(qū)間；
[0024]Ata-M-〇FDM展寬基子波的后拖尾波的區(qū)間；
[0025] 關(guān)于區(qū)間符號(hào)的使用說明：上述區(qū)間符號(hào)多數(shù)表明區(qū)間的寬度，但也可用來表示 區(qū)間的終點(diǎn)坐標(biāo)，在具體的表示中這兩種含義是自明的；
[0026] 第i個(gè)子波的角頻率；
[0027

【權(quán)利要求】
1.多重正交頻分復(fù)用調(diào)制解調(diào)方法，其特征在于： 包括如下步驟： 1、 構(gòu)建多重正交頻分復(fù)用信號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)基子波、子波以及子碼元： 首先將兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)OFDM信號(hào)的基子波無縫連接成一個(gè)M-OFDM信號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)基子波，這種 連接使得所述M-OFDM信號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)基子波的有效期為標(biāo)準(zhǔn)OFDM信號(hào)基子波的周期的2倍， 其中下述內(nèi)容涉及到的多重正交頻分復(fù)用均簡(jiǎn)稱為M-OFDM; 隨后將待傳輸數(shù)據(jù)的二進(jìn)制信息轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的幅度值后賦予到上述標(biāo)準(zhǔn)基子波得到 所對(duì)應(yīng)的子波后，再將多個(gè)不同頻率的子波在子波有效期中疊加起來，構(gòu)建出多重正交頻 分復(fù)用一M-OFDM信號(hào)的子碼元，子波有效期也是子碼元的有效期，使得所述M-OFDM信號(hào)的 子碼元的有效期為標(biāo)準(zhǔn)OFDM信號(hào)碼元的碼元周期的2倍； ii、 組成M-OFDM信號(hào)的碼元：將上述M個(gè)子碼元起始點(diǎn)依次移后半有效期，使各子碼元 依次重疊半個(gè)有效期就構(gòu)成一個(gè)M-OFDM的碼元，即任一M-OFDM的碼元由M個(gè)子碼元構(gòu)成， 其碼元周期f= +IXT,其中，M為子碼元個(gè)數(shù)，T為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)OFDM信號(hào)的碼元周期； 碼元中同頻子波構(gòu)成一個(gè)子信道，對(duì)應(yīng)于OFDM相同給定的系統(tǒng)帶寬，M-OFDM中可包含2Η個(gè) 子信道，而OFDM有H個(gè)子信道； iii、 在信號(hào)發(fā)送端合成M-OFDM完整的碼元信號(hào)，最后發(fā)送出去，完成M-OFDM的調(diào)制過 程；在接收端通過解出各個(gè)子波對(duì)應(yīng)的幅度，再轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的二進(jìn)制信息，完成M-OFDM解 調(diào)過程。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多重正交頻分復(fù)用調(diào)制解調(diào)方法，其特征在于：所述方法采 用展寬基子波代替M-OFDM信號(hào)的子碼元中的基子波，進(jìn)而構(gòu)建對(duì)應(yīng)的展寬子波以及展寬 子碼元，其中所述展寬基子波是靠訓(xùn)練得到的： 所述展寬基子波是由前拖尾波形、主波波形以及后拖尾波形構(gòu)成，其中，前拖尾波形記 為Af(t)，后拖尾波形記為Aa(t)，前拖尾區(qū)間記為Atf，后拖尾區(qū)間記為Ata，對(duì)應(yīng)的， 發(fā)送端和接收端分別由不同下標(biāo)t和r指出；即在發(fā)送端，第m個(gè)子碼元，分別表示為，前 拖尾波形記為Aftm (t),后拖尾波形記為Aatm (t),前拖尾區(qū)間記為Atft,后拖尾區(qū)間記為 Atat，主波有效期記為^，且Aftm(t) =0和Aatm(t) =0;在接收端，第m個(gè)子碼元，分別 表示為，前拖尾波形Afm (t),后拖尾波形記為Aanil (t),前拖尾區(qū)間記為Atftm,后拖尾區(qū) 間記為ΛtOT，主波有效期記為t; 則發(fā)送端或接收端，所述展寬基子波的有效期f均可表示為由前拖尾區(qū)間Λtf、主波 區(qū)間f以及后拖尾區(qū)間Ata連接而成的區(qū)間，即f=Ai+f+氣，fS'f，且j位于f的中 間位置上，即位于Λtf、Ata之間； 對(duì)應(yīng)的，在發(fā)送端，對(duì)于第m個(gè)子碼元，時(shí)間寬度內(nèi)主波為標(biāo)準(zhǔn)的余弦或正弦子波 波形，記為主余弦基子波=c〇s#和主正弦基子波么事，發(fā)送端對(duì)應(yīng)的主基 子波對(duì)也部 在接收端，對(duì)于第m個(gè)子碼元，時(shí)間寬度內(nèi)主波接近標(biāo)準(zhǔn)的余弦或正弦子波波形， 記為主余弦基子波為和主正弦基子波罐》，則接收端對(duì)應(yīng)的主 基子波對(duì)部+V>?/事，禽*，一雜辦氣!罐》其中，上述下標(biāo) (t:+s)均表不c和s,c對(duì)應(yīng)于符號(hào)COS,s對(duì)應(yīng)于符號(hào)sin,用于表明上述主基子波對(duì)包括 =cos_ 和也/寧=Sinqi或化 ?cos_ 和Aw鄉(xiāng) a; 同時(shí)上述基子波波形的幅度取最大歸一化值，歸一化幅度用公式表示為 晝=--^=^-，而最大歸一化幅度值為βι?π =~-22^?§職,其中a，&眶分另|J ^wmw "max "max 表不余弦的幅度和最大幅度，b,bmax分別表不正弦的幅度和最大幅度；對(duì)應(yīng)的在發(fā)送 端區(qū)間t中的未加載信息的展寬基子波記為U+/ =δ/Μι1m +δ?μ"m和 ΨμΛ1 = AftoiCO+ -fAalm Am 記展寬子波為《%"/半cos部和o^"/_osin邱或〇?"/?|?cos蹲和 αψ^ωβoie.sinqf? 其中α為抽象的符號(hào)，用于表示展寬基子波被調(diào)制，即將帶有二進(jìn)制 信息的參數(shù)量加載到對(duì)應(yīng)的展寬基子波上，符號(hào)表示對(duì)應(yīng)之意，包含相等或近似相等之 思： 對(duì)應(yīng)的發(fā)送端或接收端的展寬主子波對(duì)記為印=ακ,Λ..6；/ + 〇?"_，α Ψ tmcω it = amicos ω it, α ψ tms ω A = bmisin ω J或?#神七)_ =〇"#""._+4#艦+_， 簡(jiǎn)郎，其中，ami，bmie{V(i，q= 1，...，Q}，即兩個(gè)參 數(shù)量ami或bmi隨機(jī)地從量化幅度集合{v,，q= 1，…，Q}中取一個(gè)具體值，其中Q為量化等 級(jí)數(shù)，Q值的決定原則遵照數(shù)字通信中通用的信噪比原則，可以用OFDM中注水方法和星座 圖分配方法為各個(gè)子信道和子信道內(nèi)的子波賦值；由上述展寬子波對(duì)組成的展寬子碼元記 2H 2// 為= 或其中，符號(hào)α表示抽象意義上的調(diào)制。 ?-1 ι~\
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多重正交頻分復(fù)用調(diào)制解調(diào)方法，其特征在于：所述的方法 采用模擬信號(hào)接收端部分均衡的訓(xùn)練的方法來產(chǎn)生構(gòu)成M-OFDM子碼元的展寬基子波，進(jìn) 而由展寬基子波產(chǎn)生展寬子波、展寬子波對(duì)、展寬子碼元； 為了適應(yīng)對(duì)效率和解調(diào)精度的不同要求，本發(fā)明提出了 1型展寬基子波和2型展寬基 子波兩種類型的展寬基子波，兩種類型的區(qū)別在于，1型展寬基子波僅僅是對(duì)標(biāo)準(zhǔn)基子波寬 度的展寬，2型展寬基子波則是通過調(diào)整附加波來進(jìn)一步減小1型展寬基子波的拖尾；具體 包括： 令1型展寬基子波記為乂/事，2型展寬基子波記為<?|?，1型展寬子波記為 2型展寬子波記為; 1型展寬基子波進(jìn)一步表示為<，?=4?(Α)+Λ峨其中， 如iiU分別稱為前拖尾、主波和后拖尾，它們的有效期分別是? 和乾，t= [wtj，tl 只在前拖尾區(qū)間Δ?).內(nèi)有效，表示為Z1 ，t2只在主波 區(qū)間?內(nèi)有效，表示為/2Gt,t3只在后拖尾區(qū)間Δ?^內(nèi)有效，表示為I3e<;在發(fā)送 端設(shè)定
在接收 端，在做了部分均衡后對(duì)應(yīng)得到的波形是Δ4Λ#0，
則1型展寬基子波的有效期?=Δ4+?+<， 進(jìn)一步，1型展寬子波表示為《W/印= ?!>；>,：) + #>,f2+Aai(y]，式中，α代表被加載了信息，4f";(C>、加；Λ)、4、ζ、Δ4、t= [Lbt3]的含義 與1塑展寬基子波相同，1塑展寬子波的有效期ζ=Δ^,+；ζ,+Δ4,，對(duì)應(yīng)于接收端有
發(fā)送端的1型展寬子波的主波
接收端的1型展寬子波的主波
其中，ami，bmieIvtl,q= 1，…，Q} 進(jìn)一步可以建立發(fā)送端的1型展寬子波對(duì)
以及接收端1型展寬子波對(duì)
2型展寬基子波與1型展寬基子波的區(qū)別僅在于，發(fā)送前在標(biāo)準(zhǔn)正余弦波兩端添加了 附加波以便進(jìn)一步減小拖尾，則在發(fā)送端2型展寬子波對(duì)
式中i7W.、分別代表加在余弦基子波和正弦基子波如端和后端的 附加波； 在接收端2型展寬子波對(duì)
在上述展寬子波對(duì)的基礎(chǔ)上可以構(gòu)建發(fā)送端的1型和2型展寬子碼元如下 211 Iii 之辦<=Σαν4<.'〇辦1或乾岸=Σ辦，二(1) ISS-I1=1. 于是，在信號(hào)發(fā)送端可以構(gòu)成二種待發(fā)送的M-OFDM合成波碼元波形，分別是1型碼元
其中：1型碼元與2型碼元的碼元周期均是f=(Μ+丨)f,式中m= 1，"·，Μ，（爾一l)f 表明第m個(gè)子碼元起點(diǎn)比第（m-1)個(gè)子碼元起點(diǎn)延遲一個(gè)Γ的時(shí)間段，鑒于本發(fā)明要求控 制拖尾的幅度和占整個(gè)子波的區(qū)間都很小，以下在不特別需要指明時(shí)可以忽略前后拖尾， 默認(rèn).f/2 =Γ=Γ,每個(gè)展寬子碼元包含i= 1，"·，2Η個(gè)子信道，第i個(gè)子信道含有相同頻 率的展寬子波數(shù)為2M。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多重正交頻分復(fù)用調(diào)制解調(diào)方法，其特征在于：可用如下兩 種方法中的任意一種方法構(gòu)造上述合成波碼元波形： 第一種是程序方法，具體是，根據(jù)訓(xùn)練所得到的組成波形的參數(shù)，設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)程序，先 按公式（1)構(gòu)造1型或2型子碼元，再按公式（2)構(gòu)造即合成波碼元，所說的參數(shù)包括展寬 子波1型展寬子波對(duì)碑4_押和2型展寬子波對(duì)事、子碼元寬度，m= 1，…，M，i= 1，...，2H; 第二種是子碼元IFFT法，具體是，在寬度為寬展子碼元的主波區(qū)間內(nèi)，以幅度向量 (ami，bmi，i= 1，…，2H)作為IFFT的輸入，其結(jié)果就是第m個(gè)區(qū)間的合成波形，再在此合成 波的兩端加上前后拖尾的區(qū)間Atft和Atat，就構(gòu)成第m個(gè)發(fā)送端展寬子碼元的波形，令m =1，···，M就構(gòu)造出所有展寬子碼元的波形，最后按公式（2)構(gòu)造出M-OFDM發(fā)送端的碼元 波形；這種子碼元IFFT法是OFDM中碼元波形構(gòu)造的辦法搬用到M-OFDM的子碼元構(gòu)造方法 中。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的多重正交頻分復(fù)用調(diào)制解調(diào)方法，其特征在于：所述1型展 寬基子波與2型展寬基子波可通過訓(xùn)練得到是指： 1型展寬基子波對(duì)應(yīng)采用濾波器法，用于得到的1型展寬基子波波形設(shè)展寬之 前的M-OFDM信號(hào)的第i子信道的基子波為標(biāo)準(zhǔn)的正余弦波，有效期為t令其通過一個(gè)低 通或帶通有限沖擊響應(yīng)濾波器得到對(duì)應(yīng)的1型展寬基子波依據(jù)上述展寬基子波的構(gòu) 成結(jié)構(gòu)，則1型展寬基子波公式表示為=4/?)+--/? +Δ^Λ)，其具體的1型展寬 基子波的訓(xùn)練步驟為： 設(shè)一個(gè)M-OFDM碼元的合成波含有m= 1，…，M個(gè)展寬子碼元，每個(gè)展寬子碼元有i= 1，…，2H個(gè)子信道并且第i個(gè)子信道含有相同頻率的展寬子波數(shù)為2或說1個(gè)相同頻率的 展寬子波對(duì)，對(duì)于M-OFDM碼元，有2H個(gè)子信道，每個(gè)子信道含有2M個(gè)展寬子波；BP(u)為 有限沖擊響應(yīng)帶通或低通頻域?yàn)V波器，具體實(shí)施中視給定的系統(tǒng)頻帶而定，并要求濾波器 的帶寬要遠(yuǎn)大于子信道帶寬并且控制濾波器的階數(shù)不要過大，以保證拖尾在整個(gè)展寬子波 占據(jù)相當(dāng)小的成分，具體由實(shí)施者按照實(shí)際情況折中選擇； 2型展寬基子波對(duì)應(yīng)采用沖擊響應(yīng)試湊法，用于得到2型展寬基子波波形根據(jù) 上述1型展寬波前后拖尾的長(zhǎng)度，分別在展寬前的標(biāo)準(zhǔn)正余弦波兩端，復(fù)制寬度為AtfJp的部分正余弦波波形，，P> 0,將此兩端波形取負(fù)值，作為附加波加到標(biāo)準(zhǔn)基子波的兩端， 令加了附加波的標(biāo)準(zhǔn)基子波通過上述濾波器，通過不斷地調(diào)整附加波的寬度和幅度，就能 得到拖尾接近零的展寬波形，其中Λtfa表示或Λtf或Λta，ρ為一個(gè)可調(diào)整的變量，以便 使所取的附加波的寬度更適中。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的多重正交頻分復(fù)用調(diào)制解調(diào)方法，其特征在于：所述的接收 端的M-OFDM碼元解調(diào)過程為在接收到一個(gè)碼元波形之后，首先對(duì)其做信道部分均衡來恢 復(fù)信號(hào)，再利用分段相干解調(diào)或分段快速傅立葉變換（FFT)解調(diào)法，從接收到的M-OFDM碼 元波形中解出各字段的重疊幅度向量，再用遞推法將重疊的同頻子波的幅度分開，就完成 對(duì)M-OFDM碼元波形的解調(diào)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的多重正交頻分復(fù)用調(diào)制解調(diào)方法，其特征在于：所述的部分 均衡是指在接收端將因由信道造成的失真波形恢復(fù)到接近發(fā)送波形的展寬波形的方法，具 體是： 設(shè)信道傳遞函數(shù)記為H(u)，u為頻率變量，也就是說H(U)是頻域表示的信道模型，則部 分均衡可表示為
式中，GJu) =FFT[gJt)]為接收到的波形的頻域表示，N(U)是噪聲的頻域表示，而N(u) //ω)可作為均衡后的噪聲的頻域表示，Gt(u) =FFT[gt(t)]為發(fā)送波形的頻域表示，當(dāng)忽 略噪聲和由于濾波器的帶限造成的拖尾時(shí)GJu)?Gt(U);做逆快速傅里葉變換得到時(shí)域波 形：gr(t) =IFFT[Gr(u)]。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的多重正交頻分復(fù)用調(diào)制解調(diào)方法，其特征在于：所述的分段 相干解調(diào)法，其過程是：首先，將一個(gè)碼元分成M+1個(gè)字段，每個(gè)字段的區(qū)間為f=f/ 2，忽 略拖尾和主波的變形，認(rèn)為每個(gè)字段中的所有子波近似為正余弦波形，是正交的，因而可構(gòu) 成傅里葉級(jí)數(shù)，根據(jù)傅里葉級(jí)數(shù)的原理，逐個(gè)地用寬度為字段寬度的各基子波乘該字段的 子碼元波形，再在該字段內(nèi)做積分，就得到該字段各子波的幅度，稱此種運(yùn)算為相干解調(diào)， 用公式形式描述如下： (1) 按字段寬度Γ將M-OFDM碼元波形分成M+1個(gè)字段 Tm > I = +1? (2) 對(duì)第m個(gè)字段做如下運(yùn)算：
令i= 1，…，2H，m= 1，…M+1，便可得到各個(gè)字段的疊加幅度向量H,/= 1,··_,2//]， 所說的疊加幅度指的是，相鄰子碼元中同頻子波幅度在此字段的疊加，公式表示為 4 和么,，=+今_)，對(duì)于m = 1 和m =M+1，有= % 和 & =?以 及4,W+丨μ =氣和今祕(mì)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的多重正交頻分復(fù)用調(diào)制解調(diào)方法，其特征在于：所說 分段快速傅立葉變換（FFT)解調(diào)法，其過程是：首先，將一個(gè)碼元分成M+1個(gè)字段， 每個(gè)字段的區(qū)間為= 每個(gè)字段中的所有子波構(gòu)成一個(gè)OFDM的碼元 結(jié)構(gòu)，于是可以用快速傅里葉變換（FFT)法求出個(gè)字段的幅度向量，用公式表示為 =l,---aM} =FFT{Gr[t-(m~i)T]} 令i= 1，…，2H，m= 1，…M+1，便可得到各個(gè)字段的疊加幅度向量，對(duì)于m= 1和m=
10. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的多重正交頻分復(fù)用調(diào)制解調(diào)方法，其特征在于：所述 再用遞推法將重疊的同頻子波的幅度分開，其過程是：由于在子碼元重疊字段得到的 是兩個(gè)同頻同類子波幅度的疊加，即= & +ai(w+l >和?ηι = +fti(m+1)以及 % =4，β(Μ+?ν_ 石(財(cái)+1)!·，辦(M+l)i-辦(M+l)f，而且aM是橫跨 Τ·? 和 Τ·?+1 兩個(gè)區(qū)間 子波的幅度，則可以用正向和逆向遞推法得到各個(gè)子波的兩次解，再進(jìn)一步從兩次解中優(yōu) 選一個(gè)，作為最后解； 所說的正向遞推運(yùn)算法、逆向遞推運(yùn)算法和優(yōu)選法分述如下： 所說的正向遞推法是： (1)在字段！[內(nèi)不發(fā)生同頻子波幅度的疊力Ρ，則有幅度向量 孑=〇η，·?ι2捫;^，···，/7Η2/η]，稱為第1字段的前向幅度向量，向量中的幅度稱為 前向幅度； ⑵在字段H"內(nèi)，有同頻子波幅度重疊的幅度向量I, …，于是，做如下運(yùn)算得非重疊的前向幅度向量
所說的逆向遞推法是： (1)在字段& + 1內(nèi)不發(fā)生同頻子波幅度的疊加，則有幅度向量 ^M+l=P(M+1)15 …，泛(Μ+ΙΧΜ) 5%#+1)1，_?(Μ+?χ2/?)]，稱為第 M+1 子段的后向幅度向 量；向量中的幅度稱為后向幅度； ⑵在字段內(nèi)，有同頻子波幅度重疊的幅度向量 I?I，…，</卩/./?;心1，…Λ卩n]，于是，做如下運(yùn)算得非重疊的后向幅度向量 =為n+l_ = [11，…，心(2/-" ;li，…，Π]，其中，m=Μ，…，2 ; 所說的優(yōu)選法是：從正向和逆向遞推法所得到的結(jié)果中選優(yōu)作為最后結(jié)果，具體的是： 設(shè)子波幅度的量化值為5；Λ1.和，分別用前向子波幅度和.及后向子波幅度和 與量化幅度比較，取最靠近量化幅度的值作為最后解。
【文檔編號(hào)】H04L27/26GK104468454SQ201410836775
【公開日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年12月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月29日
【發(fā)明者】梁德群 申請(qǐng)人:大連海事大學(xué)