專利名稱：基于重疊變換算法的時(shí)頻擴(kuò)展抗干擾方法、裝置與系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及衛(wèi)星通信領(lǐng)域現(xiàn)有的ETF-OFDM (Expanded Timeand Frequency-Orthogonal Frequency Division Multiplexing,時(shí)步財(cái)廣展正交步頁分復(fù)用)技 術(shù)，尤其涉及一種時(shí)頻擴(kuò)展抗干擾方法與系統(tǒng)、調(diào)制裝置、解調(diào)裝置。
背景技術(shù)：
多載波CDMA (MC-CDMA)將CDMA和OFDM技術(shù)結(jié)合在一起，其同一個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)所對(duì) 應(yīng)的不同碼片在一個(gè)OFDM符號(hào)的不同子載波上并行傳輸，可以利用OFDM系統(tǒng)的抗多徑干 擾和高頻譜效率特性，提高CDMA性能。ETF-OFDM (Expanded Time and Frequency OFDM)系統(tǒng)是一種基于 OFDM 的時(shí)域和 頻域擴(kuò)展的二維正交擴(kuò)頻系統(tǒng)，其在時(shí)域和頻域通過不同的擴(kuò)頻碼進(jìn)行直接序列擴(kuò)頻，使 得每個(gè)用戶每個(gè)原始信息符號(hào)在頻域和時(shí)域都實(shí)現(xiàn)延展。該系統(tǒng)比MC-CDMA系統(tǒng)具有更好 的抵抗短時(shí)突發(fā)脈沖干擾以及窄帶/單音干擾的能力，可以作為一種新的衛(wèi)星寬帶抗干擾 通信傳輸體制。但是現(xiàn)有的ETF-OFDM存在其局限性，即傳統(tǒng)的OFDM調(diào)制通常都是由一個(gè)離 散傅立葉逆變換(IDFT)/離散傅立葉變換(DFT)變換對(duì)實(shí)現(xiàn)的。在發(fā)送端通過IDFT變換 將頻域信號(hào)調(diào)制到子載波上，在接收端通過DFT變換解調(diào)各個(gè)子載波上的調(diào)制數(shù)據(jù)。OFDM 系統(tǒng)的一個(gè)重要優(yōu)點(diǎn)就是可以利用快速傅立葉變換(IFFT/FFT)實(shí)現(xiàn)數(shù)字調(diào)制和解調(diào)，因 而大大降低系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度。但是，基于DFT的ETF-OFDM系統(tǒng)抑制窄帶干擾(NBI)的性 能對(duì)干擾功率、頻率等參數(shù)非常敏感。原因在于，DFT相當(dāng)于N個(gè)幅度特性為sin(NW/2)/ sin(w/2)，中心頻率間隔為2 π /N的濾波器組對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行濾波。該濾波器組的特點(diǎn)是 旁瓣峰值幅度較大(只比主瓣低13dB)，有相當(dāng)一部分干擾的能量會(huì)泄漏到其他子頻帶上。 頻譜泄漏使得干擾在變換域中擴(kuò)散，污染所有的子頻帶，不利于分離干擾和有用信號(hào)，進(jìn)而 影響干擾抑制的效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種基于重疊變換算法的時(shí)頻擴(kuò)展抗干擾方法、裝置與系 統(tǒng)，基于本發(fā)明可以很好的增強(qiáng)系統(tǒng)的抗干擾能力。本發(fā)明提出了一種基于重疊變換算法的時(shí)頻擴(kuò)展抗干擾方法，包括如下步驟擴(kuò) 頻碼片獲取步驟，將Q個(gè)連續(xù)發(fā)送QPSK調(diào)制信息符號(hào)bm(q)與長度為M的第m個(gè)用戶對(duì)應(yīng)的 時(shí)域正交擴(kuò)頻碼Wm相乘，完成M倍時(shí)域直接序列擴(kuò)頻，得到P個(gè)擴(kuò)頻碼片=bm{q)'Wr .
其中，bm(q)表示第m個(gè)用戶的第q個(gè)調(diào)制信息符號(hào)，M彡1且M為整數(shù)，P = QXM, P ^ N, N為系統(tǒng)子載波總數(shù)，Q為不小于1的整數(shù)，ρ = qM+i, i = 0，1，...，Q-l，q = 0，1，…， Q-1, P = 0,1,…，P-I ；m為大于1的整數(shù)；頻域擴(kuò)頻步驟，將所述P個(gè)擴(kuò)頻碼片串并轉(zhuǎn)換 到P個(gè)不同的子信道上，每個(gè)子信道上的一個(gè)時(shí)域擴(kuò)頻碼片被復(fù)制N份，與第ρ個(gè)子信道 上對(duì)應(yīng)的長度為N的頻域正交擴(kuò)頻碼對(duì)應(yīng)相乘得到N個(gè)頻域擴(kuò)頻碼片BX,k ,與長
度為N頻域正交擴(kuò)頻碼對(duì)應(yīng)相乘，完成頻域擴(kuò)頻；P個(gè)子信道上的時(shí)域擴(kuò)頻碼片經(jīng)過N倍頻域擴(kuò)頻后，每個(gè)子信道上的頻域擴(kuò)頻碼片對(duì)應(yīng)相加，得到第k個(gè)子載波上傳輸?shù)念l域數(shù)據(jù)
權(quán)利要求
一種基于重疊變換算法的時(shí)頻擴(kuò)展抗干擾方法，其特征在于，包括如下步驟擴(kuò)頻碼片獲取步驟，將Q個(gè)連續(xù)發(fā)送QPSK調(diào)制信息符號(hào)bm(q)與長度為M的第m個(gè)用戶對(duì)應(yīng)的時(shí)域正交擴(kuò)頻碼Wm相乘，完成M倍時(shí)域直接序列擴(kuò)頻，得到P個(gè)擴(kuò)頻碼片其中，bm(q)表示第m個(gè)用戶的第q個(gè)調(diào)制信息符號(hào)，M≥1且M為整數(shù)，P＝Q×M，P≤N，N為系統(tǒng)子載波總數(shù)，Q為不小于1的整數(shù)，p＝qM+i，i＝0，1，...，Q 1，q＝0，1，...，Q 1，p＝0，1，...，P 1；m為大于1的整數(shù)；頻域擴(kuò)頻步驟，將所述P個(gè)擴(kuò)頻碼片串并轉(zhuǎn)換到P個(gè)不同的子信道上，每個(gè)子信道上的一個(gè)時(shí)域擴(kuò)頻碼片被復(fù)制N份，與第p個(gè)子信道上對(duì)應(yīng)的長度為N的頻域正交擴(kuò)頻碼對(duì)應(yīng)相乘得到N個(gè)頻域擴(kuò)頻碼片與長度為N頻域正交擴(kuò)頻碼對(duì)應(yīng)相乘，完成頻域擴(kuò)頻；P個(gè)子信道上的時(shí)域擴(kuò)頻碼片經(jīng)過N倍頻域擴(kuò)頻后，每個(gè)子信道上的頻域擴(kuò)頻碼片對(duì)應(yīng)相加，得到第k 個(gè)子載波上傳輸?shù)念l域數(shù)據(jù)其中k＝0，1，…，N 1；調(diào)制步驟，利用逆重疊變換調(diào)制，基于基函數(shù)將所述頻域數(shù)據(jù)調(diào)制到子載波；解調(diào)步驟，經(jīng)過重疊變換調(diào)制后得到第m個(gè)用戶在第k個(gè)子載波上的數(shù)據(jù)為Rm(k)，k＝0，1，...，N 1；將每個(gè)子載波上的信號(hào)復(fù)制P份，分別與頻域擴(kuò)頻碼解擴(kuò)，獲取P個(gè)子信道的信號(hào)并重新排列為Q×M個(gè)接收碼片，以獲取用戶解調(diào)信號(hào)FSA00000283379900011.tif,FSA00000283379900012.tif,FSA00000283379900013.tif,FSA00000283379900014.tif,FSA00000283379900021.tif,FSA00000283379900022.tif
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的時(shí)頻擴(kuò)展抗干擾方法，其特征在于，所述調(diào)制步驟中，所述第 k個(gè)基函數(shù)為 其中，0彡k彡Ν-1，0彡η彡2Ν-1，._為歸一化基函數(shù)，樹《) =-sin ———是半 正弦窗函數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的時(shí)頻擴(kuò)展抗干擾方法，其特征在于，所述解調(diào)步驟中， 音干擾的中心頻點(diǎn)是整數(shù)k，但不滿足ΣAa K0其中k，1 =0，1，· · ·，N-1， 則通過設(shè)置閾值和門限檢測干擾位置，控制開關(guān)將相應(yīng)的系數(shù)置零后，利用逆映射恢復(fù)出 所需要的信號(hào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的時(shí)頻擴(kuò)展抗干擾方法，其特征在于，所述解調(diào)步驟中， 若單音干擾的中心頻點(diǎn)不是整數(shù)k，基于認(rèn)知無線電的頻率調(diào)度的方式來躲避干擾。
5.一種調(diào)制裝置，其特征在于，包括擴(kuò)頻碼片獲取模塊，用于將Q個(gè)連續(xù)發(fā)送QPSK調(diào)制信息符號(hào)bm(q)與長度為M的第 m個(gè)用戶對(duì)應(yīng)的時(shí)域正交擴(kuò)頻碼Wm相乘，完成M倍時(shí)域直接序列擴(kuò)頻，得到P個(gè)擴(kuò)頻碼片 Bmp=bm{q)-Wr\其中，bm(q)表示第m個(gè)用戶的第q個(gè)調(diào)制信息符號(hào)，M≥1且M為整數(shù)，P = QXM, P≤N，N為系統(tǒng)子載波總數(shù)，Q為不小于1的整數(shù)，P = qM+i，i = 0，1，. . .，Q-l，q = 0， 1,... ,Q-l,p = 0,1,... ,P-I ；m 為大于 1 的整數(shù)；頻域擴(kuò)頻模塊，用于將所述P個(gè)擴(kuò)頻碼片串并轉(zhuǎn)換到P個(gè)不同的子信道上，每個(gè)子信道 上的一個(gè)時(shí)域擴(kuò)頻碼片被復(fù)制N份，與第ρ個(gè)子信道上對(duì)應(yīng)的長度為N的頻域正交擴(kuò)頻碼Cmp,k 對(duì)應(yīng)相乘得到N個(gè)頻域擴(kuò)頻碼片
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的調(diào)制裝置，其特征在于，所述調(diào)制模塊中，所述基函數(shù)為
7.一種與權(quán)利要求5所述的調(diào)制裝置配合使用的解調(diào)裝置，其特征在于，包括解調(diào)模 塊，該模塊用于經(jīng)過重疊變換調(diào)制后得到第m個(gè)用戶在第k個(gè)子載波上的數(shù)據(jù)為Rm(k)，k = 0，1，...， N-I ；將每個(gè)子載波上的信號(hào)復(fù)制P份，分別與頻域擴(kuò)頻碼解擴(kuò)，獲取P個(gè)子信道的信號(hào)
8.一種基于重疊變換算法的時(shí)頻擴(kuò)展抗干擾系統(tǒng)，包括擴(kuò)頻碼片獲取模塊，用于將Q個(gè)連續(xù)發(fā)送QPSK調(diào)制信息符號(hào)bm(q)與長度為M的第 m個(gè)用戶對(duì)應(yīng)的時(shí)域正交擴(kuò)頻碼Wm相乘，完成M倍時(shí)域直接序列擴(kuò)頻，得到P個(gè)擴(kuò)頻碼片
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于重疊變換算法的時(shí)頻擴(kuò)展抗干擾方法、裝置與系統(tǒng)。該方法包括擴(kuò)頻碼片獲取步驟、頻域擴(kuò)頻步驟、利用逆重疊變換調(diào)制步驟以及重疊變換解調(diào)步驟。本發(fā)明采用重疊變換調(diào)制的EFT-OFDM系統(tǒng)，通過認(rèn)知無線電技術(shù)進(jìn)行頻率調(diào)度，有效避免由傳統(tǒng)IDFT(離散傅里葉逆變換)/DFT(離散傅里葉變換)引起窄帶干擾在子載波上擴(kuò)散的情況，從而提高了系統(tǒng)的抗干擾能力。
文檔編號(hào)H04L27/26GK101986634SQ201010291990
公開日2011年3月16日 申請(qǐng)日期2010年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月26日
發(fā)明者封曉弢, 尚勇 申請(qǐng)人:北京大學(xué)