專利名稱：基于多調(diào)頻率啁啾展頻的多業(yè)務(wù)混合傳輸方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種多業(yè)務(wù)混合傳輸方法及系統(tǒng)，尤其涉及一種基于多調(diào)頻率啁啾展 頻的多業(yè)務(wù)混合傳輸方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著無線通信的發(fā)展和普及，業(yè)務(wù)的多樣性和差異性日益顯著。如何利用稀缺的 無線通信資源更好地滿足對(duì)多樣性業(yè)務(wù)的傳輸要求，是無線通信亟待解決的關(guān)鍵問題之 一。目前，解決多業(yè)務(wù)傳輸問題的一般方法主要依靠上層資源調(diào)度策略，如頻譜、時(shí)隙的分 配，數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)以及業(yè)務(wù)流量的控制等。這些現(xiàn)有技術(shù)一般具有如下特點(diǎn)
業(yè)務(wù)類別在上層體現(xiàn)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)在物理層不進(jìn)行區(qū)分，物理層設(shè)計(jì)對(duì)于各業(yè)務(wù)是 透明的；不同業(yè)務(wù)按照協(xié)議在上層通過端口進(jìn)行區(qū)分。單一物理層技術(shù)選擇由于在物理層并不對(duì)業(yè)務(wù)進(jìn)行識(shí)別和區(qū)分，各業(yè)務(wù)的 信號(hào)一般按相同形式進(jìn)行設(shè)計(jì)，例如均采用CDMA或OFDM等方式，并采用統(tǒng)一的傳輸質(zhì)量評(píng) 價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。因此，對(duì)于物理層技術(shù)的選擇必須滿足各項(xiàng)業(yè)務(wù)對(duì)物理層傳輸性能的最高要求。業(yè)務(wù)間具有同步關(guān)系以終端傳輸多業(yè)務(wù)為例，需首先將不同業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行裝 幀，則來自不同業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)間具有嚴(yán)格的時(shí)序關(guān)系。物理層技術(shù)主要基于頻域、時(shí)域設(shè)計(jì)現(xiàn)有系統(tǒng)的物理層技術(shù)主要基于信號(hào)的頻 域、時(shí)域性質(zhì)進(jìn)行設(shè)計(jì)，如頻帶的劃分，時(shí)隙大小的設(shè)計(jì)、以及采用傳統(tǒng)的基于頻域的信號(hào) 處理手段如頻域帶通濾波等。雖然現(xiàn)有和即將推出的無線通信系統(tǒng)能夠?qū)Χ鄻I(yè)務(wù)傳輸提供支持，但尚存在一些 不足之處
業(yè)務(wù)類別無法在物理層進(jìn)行識(shí)別和分類雖然物理層對(duì)于業(yè)務(wù)透明具有設(shè)計(jì)簡單等優(yōu) 點(diǎn)，但將導(dǎo)致上層調(diào)度算法復(fù)雜度的增加。尤其當(dāng)系統(tǒng)所支持的業(yè)務(wù)種類繁多，并且終端業(yè) 務(wù)種類進(jìn)行頻繁切換時(shí)，對(duì)資源調(diào)度算法提出了很高的要求。稀缺無線通信資源的浪費(fèi)由于不同業(yè)務(wù)均采用相同的物理層傳輸技術(shù)，那么業(yè) 務(wù)間對(duì)物理層傳輸性能要求的差異無法體現(xiàn)。因此對(duì)物理層技術(shù)的選擇必須滿足業(yè)務(wù)對(duì)傳 輸性能的最高要求，這將導(dǎo)致兩個(gè)問題其一是物理層技術(shù)的復(fù)雜度提升，成本上升；第二 是，高性能物理層技術(shù)對(duì)于某些低質(zhì)量要求的業(yè)務(wù)來說沒有必要，將造成性能的浪費(fèi)，同時(shí) 將噪聲無線通信資源的浪費(fèi)。尤其當(dāng)終端頻繁切入大量低質(zhì)量要求的業(yè)務(wù)時(shí)，資源浪費(fèi)是 非?？捎^的。不利于業(yè)務(wù)間協(xié)同資源調(diào)度、跨層設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)當(dāng)采用業(yè)務(wù)間協(xié)同資源調(diào)度 以共享系統(tǒng)資源時(shí)，協(xié)同設(shè)計(jì)并沒有與傳輸質(zhì)量相聯(lián)系，因此協(xié)同設(shè)計(jì)的優(yōu)勢很難在提升 系統(tǒng)無線資源使用效率上獲得體現(xiàn)。靈活性受到限制業(yè)務(wù)裝幀數(shù)據(jù)具有嚴(yán)格同步關(guān)系，一定程度上限制了業(yè)務(wù)發(fā)起 的靈活性，基于頻域、時(shí)域的資源劃分導(dǎo)致業(yè)務(wù)信號(hào)形式單一，對(duì)傳輸性能的調(diào)制缺乏靈活 性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的技術(shù)問題是提供一種基于多調(diào)頻率啁啾展頻的多業(yè)務(wù)混合傳輸方 法及系統(tǒng)，克服現(xiàn)有技術(shù)中在進(jìn)行多業(yè)務(wù)混合傳輸時(shí)業(yè)務(wù)類別無法在物理層進(jìn)行識(shí)別和分 類、浪費(fèi)無線通信資源以及靈活性受到限制的技術(shù)問題。本發(fā)明的技術(shù)方案是提供一種多調(diào)頻率啁啾展頻(Chirp Spread Spectrum，啁 啾展頻，簡稱“CSS”)多業(yè)務(wù)混合傳輸方法，包括如下步驟
基帶調(diào)制將分類后的待發(fā)送數(shù)據(jù)進(jìn)行基帶調(diào)制；
啁啾展頻接收基帶調(diào)制后的信號(hào)，然后分別采用不同調(diào)頻率的chirp信號(hào)進(jìn)行啁啾 展頻，再混合傳輸；
分?jǐn)?shù)階傅里葉變換對(duì)接收的混合傳輸信號(hào)進(jìn)行對(duì)應(yīng)階次的分?jǐn)?shù)階傅里葉變換以確定 信號(hào)成分；
變換域?yàn)V波在已確定的變換階次的變換域上進(jìn)行濾波； 逆掃頻對(duì)確定的信號(hào)成分分別進(jìn)行逆掃頻； 解調(diào)將信號(hào)進(jìn)行解調(diào)。本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是在基帶調(diào)制步驟中，采用四相相移鍵控(Quadrature Phase Shift Keying,四相相移鍵控，簡稱“QPSK”)或差分四相相移鍵控(Differential Quadrature Reference Phase Shift Keying，差分四相相移鍵控，簡稱“DQPSK”)調(diào)制方式 將分類后的待發(fā)送數(shù)據(jù)進(jìn)行基帶調(diào)制。本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是在啁啾展頻步驟中，對(duì)于單業(yè)務(wù)信號(hào)傳輸時(shí)，還包括 對(duì)CSS符號(hào)的中心頻率和起止時(shí)間進(jìn)行控制以實(shí)現(xiàn)變換域復(fù)用。本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是在啁啾展頻步驟中，對(duì)不同業(yè)務(wù)進(jìn)行混合傳輸時(shí)，還 包括增加某業(yè)務(wù)符號(hào)的傳輸時(shí)間間隔。本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是在逆掃頻步驟中，還包括對(duì)干擾信號(hào)進(jìn)行抑制。本發(fā)明的技術(shù)方案是構(gòu)建一種基于多調(diào)頻率啁啾展頻的多業(yè)務(wù)混合傳輸系統(tǒng)， 包括發(fā)射單元和接收單元，所述發(fā)射單元包括對(duì)待發(fā)送數(shù)據(jù)進(jìn)行業(yè)務(wù)分類的數(shù)據(jù)分類模 塊、對(duì)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行基帶調(diào)制的調(diào)制模塊、將各調(diào)制符號(hào)分別進(jìn)行調(diào)頻率不同的啁啾展頻 的啁啾展頻模塊，所述接收單元包括對(duì)接收的混合傳輸信號(hào)進(jìn)行對(duì)應(yīng)階次的分?jǐn)?shù)階傅里葉 變換的分?jǐn)?shù)階傅里葉變換模塊、對(duì)各信號(hào)成分分別進(jìn)行逆掃頻的逆掃頻模塊、對(duì)信號(hào)進(jìn)行 解調(diào)的解調(diào)模塊；發(fā)射時(shí)所述數(shù)據(jù)分類模塊將待發(fā)送數(shù)據(jù)進(jìn)行業(yè)務(wù)分類后由所述調(diào)制模 塊進(jìn)行基帶調(diào)制，所述啁啾展頻模塊將各調(diào)制符號(hào)分別進(jìn)行調(diào)頻率不同的啁啾展頻，再將 各路信號(hào)合并輸出；接收時(shí)所述分?jǐn)?shù)階傅里葉變換模塊對(duì)接收的混合傳輸信號(hào)進(jìn)行對(duì)應(yīng) 階次的分?jǐn)?shù)階傅里葉變換以確定信號(hào)成分，并在變換域上進(jìn)行濾波以抑制指定成分以外的 其他信號(hào)干擾；所述逆掃頻模塊對(duì)確定的信號(hào)成分分別進(jìn)行逆掃頻后送入所述解調(diào)模塊解 調(diào)。本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是所述調(diào)制模塊采用四相相移鍵控或差分四相相移鍵 控調(diào)制方式將分類后的待發(fā)送數(shù)據(jù)進(jìn)行基帶調(diào)制。本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是所述接收單元還包括變換域?yàn)V波模塊，所述變換域 濾波模塊對(duì)干擾信號(hào)進(jìn)行抑制。
本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是對(duì)于單業(yè)務(wù)信號(hào)傳輸時(shí)，所述啁啾展頻模塊還包括 對(duì)CSS符號(hào)的中心頻率和起止時(shí)間進(jìn)行控制以實(shí)現(xiàn)變換域復(fù)用。本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是對(duì)不同業(yè)務(wù)進(jìn)行混合傳輸時(shí)，所述啁啾展頻模塊還 包括增加某業(yè)務(wù)符號(hào)的傳輸時(shí)間間隔。本發(fā)明的技術(shù)效果是本發(fā)明基于多調(diào)頻率啁啾展頻的多業(yè)務(wù)混合傳輸方法及系 統(tǒng)通過采用多調(diào)頻率啁啾展頻進(jìn)行多業(yè)務(wù)混合傳輸，使多業(yè)務(wù)模式在物理層即可實(shí)現(xiàn)識(shí)別 和分離，能夠簡化上層調(diào)度算法；不同業(yè)務(wù)的差異性在物理層得到體現(xiàn)，具體是不同業(yè)務(wù)的 傳輸質(zhì)量可以通過對(duì)參數(shù)的控制靈活調(diào)整。將多業(yè)務(wù)混合的復(fù)雜問題簡化為單業(yè)務(wù)的變換 域傳輸復(fù)用/多址和業(yè)務(wù)間干擾抑制問題，不同業(yè)務(wù)符號(hào)允許異步發(fā)起，不要求具有嚴(yán)格 時(shí)序關(guān)系。


圖1為本發(fā)明的流程圖。
圖2為本發(fā)明變換域復(fù)用的示意圖。
圖3為本發(fā)明限制干擾業(yè)務(wù)的示意圖。
圖4為本發(fā)明發(fā)射單元的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5為本發(fā)明接收單元的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案進(jìn)一步說明。如圖1所示，本發(fā)明的具體實(shí)施方式
是提供一種基于多調(diào)頻率啁啾展頻的多業(yè) 務(wù)混合傳輸方法，包括如下步驟
步驟100 基帶調(diào)制，即，將分類后的待發(fā)送數(shù)據(jù)進(jìn)行基帶調(diào)制。本步驟中，對(duì)于多業(yè)務(wù) 混合傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，首先對(duì)數(shù)據(jù)按業(yè)務(wù)進(jìn)行分類。在該方法中，假設(shè)系統(tǒng)能夠指出M種業(yè)務(wù)類 別，則當(dāng)某終端傳輸其中N種業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)時(shí)，先將這N種業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)按業(yè)務(wù)進(jìn)行分類。然后將分 類后的待發(fā)送數(shù)據(jù)進(jìn)行基帶調(diào)制，本發(fā)明的具體實(shí)施例中，采用四相相移鍵控或差分四相 相移鍵控調(diào)制方式將分類后的待發(fā)送數(shù)據(jù)進(jìn)行基帶調(diào)制。步驟200 啁啾展頻，即，接收基帶調(diào)制后的信號(hào)，然后分別采用不同調(diào)頻率的 chirp信號(hào)進(jìn)行啁啾展頻，再混合傳輸。首先接收步驟100中進(jìn)行基帶調(diào)制后的信號(hào)，然后 分別采用不同調(diào)頻率的chirp信號(hào)進(jìn)行啁啾展頻。對(duì)于某終端傳輸其中N種業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)時(shí)， 分別采用調(diào)頻率為kx、k2、... kN的chirp信號(hào)做啁啾展頻。啁啾展頻的具體過程如下
一、調(diào)頻率的含義。Chirp信號(hào)的時(shí)域表達(dá)式為
沖)=碑)e^Xh^ + irW+灼],其中a(t)為包絡(luò)；fQ為掃頻起始頻率沙為什么？ k為調(diào)
頻率，表征頻率隨時(shí)間變化的快慢程度，并且，k>0頻率隨時(shí)間線性增加，稱為正向掃頻，反 之為逆向掃頻。當(dāng)持續(xù)時(shí)間為T，掃頻帶寬Bsw=I k|T。時(shí)寬為T的矩形脈沖帶寬B 2/T， 則當(dāng)Bsw B時(shí)，具有展 特性，展頻增益Gp ^ k|T2/2。
Chirp信號(hào)具有理想的自相關(guān)性，并且不同k的chirp信號(hào)間相關(guān)性隨著調(diào)頻率差 別Ak的增加而減弱，尤其，當(dāng)調(diào)頻率分別為k和-k時(shí)，兩chirp信號(hào)準(zhǔn)正交。因此，不同 k的chirp信號(hào)可以利用匹配濾波或采用分?jǐn)?shù)階傅里葉變換實(shí)現(xiàn)分離。二、采用分?jǐn)?shù)階傅里葉變換對(duì)不同k的chirp信號(hào)進(jìn)行分離。分?jǐn)?shù)階傅里葉變換(FrFT)是傅里葉變換(FT)的推廣，將信號(hào)按chirp諧波進(jìn)行分
解。時(shí)域表達(dá)的信號(hào)f(t)α為變換域相對(duì)于時(shí)域的逆
時(shí)針旋轉(zhuǎn)角度，與變換階次P滿足α = Ji ρ/2。當(dāng)α不為π的整數(shù)倍時(shí)，積分核函數(shù) Kp(ayu,f) = ^(1- jcoia)/ η enp^j ( 3 +w3)coto:/2-juicscaj。對(duì)于時(shí)寬為Τ、幅度為A的chirp信號(hào)做FrFT，可得
Cp(u) = Αφ- jcotaj ^^e邵{) [(fc + cota)f + 2(fn -ucsca)t + u7 cot a] + ]φ}
那么對(duì)于 P e ("1, 1]當(dāng)且僅當(dāng) p=2arccot(-k)/ji 即 cot α =-k 時(shí)
Cf (μ) = ΛΤφ~ j cot α χ expQ^y3 cot￡E)sin[^(/a -u csco:)/] / -w(fn-ucscd)T =ΑΤφ- jcoia χ ^(Jmu1 cot o:)sinc[.f(/g -ii csc￡E)r]
其中sine為辛格函數(shù)。綜上，調(diào)頻率為k、時(shí)寬為T的矩形截?cái)郼hirp信號(hào)FrFT滿足 1.在p=2arcc0t (-k) / π階分?jǐn)?shù)域上具有Sine函數(shù)的幅度譜包絡(luò)；幅度譜峰值位
于ιι|ρ= > ια處，改變&可以實(shí)現(xiàn)譜線位置移動(dòng)(分?jǐn)?shù)域譜線搬移特性)；3.幅度譜第一 過零點(diǎn)間距離為2|Sina |/Τ，可以認(rèn)為是LFM信號(hào)在該分?jǐn)?shù)域上的廣義帶寬。而當(dāng)ρ取其 他值時(shí)不具有上述性質(zhì)。因此，F(xiàn)rFT可以作為識(shí)別和分離不同參數(shù)chirp信號(hào)的手段。三、采用調(diào)頻率不同的chirp信號(hào)做啁啾展頻。當(dāng)持續(xù)時(shí)間T相同時(shí)，k不同的chirp信號(hào)展頻具有不同的擴(kuò)頻增益，這意味著抗 干擾性能存在差異。同時(shí)，k也決定了掃頻帶寬，即傳輸帶寬，當(dāng)k較大時(shí)，所需的帶寬也較 大。因此，對(duì)于不同類別的業(yè)務(wù)，可采用不同k的chirp展頻即啁啾展頻進(jìn)行傳輸，并且這 些業(yè)務(wù)信號(hào)可以利用FrFT進(jìn)行分離。當(dāng)系統(tǒng)支持M種不同傳輸質(zhì)量差異的業(yè)務(wù)時(shí)，系統(tǒng)應(yīng)能提供M種參數(shù)不同的啁啾 展頻，即調(diào)頻率分別為kp k2、…kM，那么當(dāng)某個(gè)終端傳輸其中N<M種業(yè)務(wù)時(shí)，選擇其中的N 個(gè)調(diào)頻率進(jìn)行傳輸。步驟300 變換域?yàn)V波，即，在已確定的變換階次的變換域上進(jìn)行濾波，以抑制指 定成分以外的其他信號(hào)干擾。對(duì)于經(jīng)過啁啾展頻后的各路數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行合并后輸出，即混合后傳輸。步驟400 分?jǐn)?shù)階傅里葉變換，即，對(duì)接收的混合傳輸信號(hào)進(jìn)行對(duì)應(yīng)階次的分?jǐn)?shù)階 傅里葉變換以確定信號(hào)成分。來自不同業(yè)務(wù)的信號(hào)具有不同的最優(yōu)變換域，這些變換域視 為相應(yīng)的業(yè)務(wù)域，對(duì)于M種業(yè)務(wù)類別，首先進(jìn)行與先、毛、...備相對(duì)應(yīng)階次的分?jǐn)?shù)階傅里葉 變換(FrFT)，以確定其中的信號(hào)成分1 N,即業(yè)務(wù)識(shí)別過程。步驟500 逆掃頻，即，對(duì)確定的信號(hào)成分分別進(jìn)行逆掃頻。根據(jù)所確定的信號(hào)成 分分別進(jìn)行逆掃頻(css(-先))，當(dāng)確定其中的信號(hào)成分為N路時(shí)，其中i=N。本發(fā)明的具體 實(shí)施例中，對(duì)于多業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)信號(hào)傳輸時(shí)，還包括采用變換域?yàn)V波器(TDF)對(duì)干擾信號(hào)進(jìn)行抑 制。
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步驟600 解調(diào)，即，將信號(hào)進(jìn)行解調(diào)。對(duì)于進(jìn)行逆掃頻獲得的信號(hào)進(jìn)行解調(diào)。如圖2所示，本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式是在啁啾展頻步驟中，對(duì)于單業(yè)務(wù)信號(hào)傳輸 時(shí)，還包括對(duì)CSS符號(hào)的中心頻率和起止時(shí)間進(jìn)行控制以實(shí)現(xiàn)變換域復(fù)用。其實(shí)現(xiàn)過程可 表達(dá)如下一個(gè)寬度為T的CSS符號(hào)可表示為
c(f) = α( )βφ[JQfTJlt + Mkt1 +φ)] -τ/2 彡 t 彡 Τ/2(1)
其中，a(t)為信號(hào)的包絡(luò)，&為CSS的中心頻率，k為調(diào)頻率，Φ為初始相位。由于(1) 式還可以表達(dá)為
c(i) = ( )6χρ(;2. ^)6χρ [；+ + φ)1(2)
其中，fi+fffo。(2)式表明c(t)的中心頻率可由載波頻率f。和副載波頻偏&的組 合進(jìn)行控制。那么調(diào)整相鄰符號(hào)A的間隔以保證彼此分離，可以實(shí)現(xiàn)復(fù)用及多址；同樣，當(dāng) 保證各相鄰符號(hào)的起止時(shí)間間隔能夠使得符號(hào)彼此分離，也可以實(shí)現(xiàn)復(fù)用及多址。當(dāng)采用CSS方式時(shí)，每符號(hào)信號(hào)占用時(shí)_頻平面上一個(gè)與時(shí)間軸成角度的條帶，該 角度由CSS調(diào)頻率決定，條帶寬度與符號(hào)持續(xù)時(shí)間決定。通過對(duì)CSS符號(hào)的中心頻率和起止 時(shí)間可以實(shí)現(xiàn)變換域復(fù)用/多址。當(dāng)采用該方式時(shí)，對(duì)于單業(yè)務(wù)傳輸情況，沒有自擾問題， 這是CSS方式較其它擴(kuò)頻方式如直接序列擴(kuò)頻、跳頻擴(kuò)頻等的優(yōu)勢之一。本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式是在啁啾展頻步驟中，對(duì)不同業(yè)務(wù)進(jìn)行混合傳輸時(shí)，還包 括增加某業(yè)務(wù)符號(hào)的傳輸時(shí)間間隔。具體過程如下由于不同業(yè)務(wù)采用的CSS的調(diào)頻率不 同，因此所占用時(shí)-頻資源的具有差別。當(dāng)不同業(yè)務(wù)進(jìn)行混合傳輸時(shí)，可能造成業(yè)務(wù)間比較 嚴(yán)重的干擾?？梢酝ㄟ^增加某業(yè)務(wù)符號(hào)的傳輸時(shí)間間隔來降低對(duì)于其它業(yè)務(wù)的干擾程度。 如圖3所示，A、B兩業(yè)務(wù)混合傳輸時(shí)，通過增加B業(yè)務(wù)的符號(hào)傳輸間隔At減少對(duì)A業(yè)務(wù)的 干擾。本發(fā)明基于多調(diào)頻率啁啾展頻的多業(yè)務(wù)混合傳輸方法通過采用多調(diào)頻率啁啾展 頻進(jìn)行多業(yè)務(wù)混合傳輸，使多業(yè)務(wù)模式在物理層即可實(shí)現(xiàn)識(shí)別和分離，能夠簡化上層調(diào)度 算法；不同業(yè)務(wù)的差異性在物理層得到體現(xiàn)，具體是不同業(yè)務(wù)的傳輸質(zhì)量可以通過對(duì)參數(shù) 的控制靈活調(diào)整。將多業(yè)務(wù)混合的復(fù)雜問題簡化為單業(yè)務(wù)的變換域傳輸復(fù)用/多址和業(yè)務(wù) 間干擾抑制問題，不同業(yè)務(wù)符號(hào)允許異步發(fā)起，不要求具有嚴(yán)格時(shí)序關(guān)系。如圖4、圖5所示，本發(fā)明的具體實(shí)施方式
是構(gòu)建一種基于多調(diào)頻率啁啾展頻的 多業(yè)務(wù)混合傳輸系統(tǒng)，包括發(fā)射單元和接收單元，所述發(fā)射單元包括對(duì)待發(fā)送數(shù)據(jù)進(jìn)行業(yè) 務(wù)分類的數(shù)據(jù)分類模塊Di、對(duì)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行基帶調(diào)制的調(diào)制模塊MOD、將各調(diào)制符號(hào)分別進(jìn) 行調(diào)頻率不同的啁啾展頻的啁啾展頻模塊CSS (Ki),所述接收單元包括對(duì)接收的混合傳輸 信號(hào)進(jìn)行對(duì)應(yīng)階次的傅里葉變換的傅里葉變換模塊FrFT、對(duì)各信號(hào)成分分別進(jìn)行逆掃頻的 逆掃頻模塊CSS (-Κ》、對(duì)信號(hào)進(jìn)行解調(diào)的解調(diào)模塊DEMOD ；發(fā)射時(shí)所述數(shù)據(jù)分類模塊Di 將待發(fā)送數(shù)據(jù)進(jìn)行業(yè)務(wù)分類后由所述調(diào)制模塊MOD進(jìn)行基帶調(diào)制，所述啁啾展頻模塊CSS (Ki)將各調(diào)制符號(hào)分別進(jìn)行調(diào)頻率不同的啁啾展頻，再將各路信號(hào)合并輸出；接收時(shí)所述 傅里葉變換模塊FrFT對(duì)接收的混合傳輸信號(hào)進(jìn)行對(duì)應(yīng)階次的分?jǐn)?shù)階傅里葉變換以確定信 號(hào)成分，所述逆掃頻模塊CSS (-Ki)對(duì)確定的信號(hào)成分分別進(jìn)行逆掃頻后送入所述解調(diào)模 塊DEMOD解調(diào)，其中i為第i種業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。本發(fā)明的具體實(shí)施過程如下對(duì)于多業(yè)務(wù)混合傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，首先數(shù)據(jù)分類模塊Di對(duì)數(shù)據(jù)按業(yè)務(wù)進(jìn)行分類。在該方法中，假設(shè)系統(tǒng)能夠指出M種業(yè)務(wù)類別，則當(dāng)某終端傳輸其 中N種業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)時(shí)，先將這N種業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)按業(yè)務(wù)進(jìn)行分類。然后將分類后的待發(fā)送數(shù)據(jù)通 過所述調(diào)制模塊MOD進(jìn)行基帶調(diào)制，本發(fā)明的具體實(shí)施例中，采用四相相移鍵控或差分四 相相移鍵控調(diào)制方式將分類后的待發(fā)送數(shù)據(jù)進(jìn)行基帶調(diào)制。接收調(diào)制模塊MOD進(jìn)行基帶調(diào) 制后的信號(hào)，啁啾展頻模塊CSS (Ki)分別采用不同調(diào)頻率的chirp信號(hào)進(jìn)行啁啾展頻。對(duì) 于某終端傳輸其中N種業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)時(shí)，分別采用調(diào)頻率為H.冬的chirp信號(hào)做啁啾 展頻。來自不同業(yè)務(wù)的信號(hào)具有不同的最優(yōu)變換域，這些變換域視為相應(yīng)的業(yè)務(wù)域，對(duì)于M 種業(yè)務(wù)類別，傅里葉變換模塊FrFT進(jìn)行與&、毛、...備相對(duì)應(yīng)階次的分?jǐn)?shù)階傅里葉變換 (FrFT)，以確定其中的信號(hào)成分1 N,即業(yè)務(wù)識(shí)別過程。所述逆掃頻模塊CSSdi)根據(jù)所 確定的信號(hào)成分分別進(jìn)行逆掃頻(CSSK) >，當(dāng)確定其中的信號(hào)成分為N路時(shí)，其中i=N。 本發(fā)明的具體實(shí)施例中，對(duì)于多業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)信號(hào)傳輸時(shí)，還包括采用變換域?yàn)V波器(TDF)對(duì)干 擾信號(hào)進(jìn)行抑制。所述解調(diào)模塊DEMOD對(duì)于進(jìn)行逆掃頻獲得的信號(hào)進(jìn)行解調(diào)。本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式是對(duì)于單業(yè)務(wù)信號(hào)傳輸時(shí)，所述啁啾展頻模塊還包括對(duì) CSS符號(hào)的中心頻率和起止時(shí)間進(jìn)行控制以實(shí)現(xiàn)變換域復(fù)用。其實(shí)現(xiàn)過程可表達(dá)如下一 個(gè)寬度為T的CSS符號(hào)可表示為
( ) = ( )εχρ[;(2 ^ + ^ +φ)] -Τ/2 彡 t 彡 Τ/2(1)
其中，a(t)為信號(hào)的包絡(luò)，&為CSS的中心頻率，k為調(diào)頻率，Φ為初始相位。由于(1) 式還可以表達(dá)為
c(t) =/, + ^Wj + 爐)](2)
其中，fi+fffo。(2)式表明c(t)的中心頻率可由載波頻率f。和副載波頻偏&的組 合進(jìn)行控制。那么調(diào)整相鄰符號(hào)A的間隔以保證彼此分離，可以實(shí)現(xiàn)復(fù)用及多址；同樣，當(dāng) 保證各相鄰符號(hào)的起止時(shí)間間隔能夠使得符號(hào)彼此分離，也可以實(shí)現(xiàn)復(fù)用及多址。本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式是對(duì)不同業(yè)務(wù)進(jìn)行混合傳輸時(shí)，所述啁啾展頻模塊還包 括增加某業(yè)務(wù)符號(hào)的傳輸時(shí)間間隔，以保證為其他業(yè)務(wù)預(yù)留資源。具體過程如下由于不同 業(yè)務(wù)采用的CSS的調(diào)頻率不同，因此所占用時(shí)-頻資源的具有差別。當(dāng)不同業(yè)務(wù)進(jìn)行混合 傳輸時(shí)，可能造成業(yè)務(wù)間比較嚴(yán)重的干擾。可以通過增加某業(yè)務(wù)符號(hào)的傳輸時(shí)間間隔來降 低對(duì)于其它業(yè)務(wù)的干擾程度。如圖3所示，A、B兩業(yè)務(wù)混合傳輸時(shí)，通過增加B業(yè)務(wù)的符號(hào) 傳輸間隔At減少對(duì)A業(yè)務(wù)的干擾。本發(fā)明基于多調(diào)頻率啁啾展頻的多業(yè)務(wù)混合傳輸系統(tǒng)通過采用多調(diào)頻率啁啾展 頻進(jìn)行多業(yè)務(wù)混合傳輸，使多業(yè)務(wù)模式在物理層即可實(shí)現(xiàn)識(shí)別和分離，能夠簡化上層調(diào)度 算法；不同業(yè)務(wù)的差異性在物理層得到體現(xiàn)，具體是不同業(yè)務(wù)的傳輸質(zhì)量可以通過對(duì)參數(shù) 的控制靈活調(diào)整。將多業(yè)務(wù)混合的復(fù)雜問題簡化為單業(yè)務(wù)的變換域傳輸復(fù)用/多址和業(yè)務(wù) 間干擾抑制問題，不同業(yè)務(wù)符號(hào)允許異步發(fā)起，不要求具有嚴(yán)格時(shí)序關(guān)系。以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定 本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說明。對(duì)于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在 不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的 保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
一種基于多調(diào)頻率啁啾展頻的多業(yè)務(wù)混合傳輸方法，包括如下步驟基帶調(diào)制將分類后的待發(fā)送數(shù)據(jù)進(jìn)行基帶調(diào)制；啁啾展頻接收基帶調(diào)制后的信號(hào)，然后分別采用不同調(diào)頻率的chirp信號(hào)進(jìn)行啁啾展頻，再混合傳輸；分?jǐn)?shù)階傅里葉變換對(duì)接收的混合傳輸信號(hào)進(jìn)行對(duì)應(yīng)階次的分?jǐn)?shù)階傅里葉變換以確定信號(hào)成分；變換域?yàn)V波在已確定的變換階次的變換域上進(jìn)行濾波；逆掃頻對(duì)確定的信號(hào)成分分別進(jìn)行逆掃頻；解調(diào)將信號(hào)進(jìn)行解調(diào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多調(diào)頻率啁啾展頻的多業(yè)務(wù)混合傳輸方法，其特征在 于，在基帶調(diào)制步驟中，采用四相相移鍵控或差分四相相移鍵控調(diào)制方式將分類后的待發(fā) 送數(shù)據(jù)進(jìn)行基帶調(diào)制。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多調(diào)頻率啁啾展頻的多業(yè)務(wù)混合傳輸方法，其特征在 于，在啁啾展頻步驟中，對(duì)于單業(yè)務(wù)信號(hào)傳輸時(shí)，還包括對(duì)啁啾展頻符號(hào)的中心頻率和起止 時(shí)間進(jìn)行控制以實(shí)現(xiàn)變換域復(fù)用。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多調(diào)頻率啁啾展頻的多業(yè)務(wù)混合傳輸方法，其特征在 于，在啁啾展頻步驟中，對(duì)不同業(yè)務(wù)進(jìn)行混合傳輸時(shí)，還包括增加某業(yè)務(wù)符號(hào)的傳輸時(shí)間間 隔。
5.一種基于多調(diào)頻率啁啾展頻的多業(yè)務(wù)混合傳輸系統(tǒng)，其特征在于，包括發(fā)射單元和 接收單元，所述發(fā)射單元包括對(duì)待發(fā)送數(shù)據(jù)進(jìn)行業(yè)務(wù)分類的數(shù)據(jù)分類模塊、對(duì)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn) 行基帶調(diào)制的調(diào)制模塊、將各調(diào)制符號(hào)分別進(jìn)行調(diào)頻率不同的啁啾展頻的啁啾展頻模塊， 所述接收單元包括對(duì)接收的混合傳輸信號(hào)進(jìn)行對(duì)應(yīng)階次的分?jǐn)?shù)階傅里葉變換的分?jǐn)?shù)階傅 里葉變換模塊、對(duì)各信號(hào)成分分別進(jìn)行逆掃頻的逆掃頻模塊、對(duì)信號(hào)進(jìn)行解調(diào)的解調(diào)模塊； 發(fā)射時(shí)所述數(shù)據(jù)分類模塊將待發(fā)送數(shù)據(jù)進(jìn)行業(yè)務(wù)分類后由所述調(diào)制模塊進(jìn)行基帶調(diào)制， 所述啁啾展頻模塊將各調(diào)制符號(hào)分別進(jìn)行調(diào)頻率不同的啁啾展頻，再將各路信號(hào)合并輸 出；接收時(shí)所述分?jǐn)?shù)階傅里葉變換模塊對(duì)接收的混合傳輸信號(hào)進(jìn)行對(duì)應(yīng)階次的分?jǐn)?shù)階傅 里葉變換以確定信號(hào)成分，并在變換域上進(jìn)行濾波以抑制指定成分以外的其他信號(hào)干擾； 所述逆掃頻模塊對(duì)確定的信號(hào)成分分別進(jìn)行逆掃頻后送入所述解調(diào)模塊解調(diào)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述基于多調(diào)頻率啁啾展頻的多業(yè)務(wù)混合傳輸系統(tǒng)，其特征在于， 所述調(diào)制模塊采用四相相移鍵控或差分四相相移鍵控調(diào)制方式將分類后的待發(fā)送數(shù)據(jù)進(jìn) 行基帶調(diào)制。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述基于多調(diào)頻率啁啾展頻的多業(yè)務(wù)混合傳輸系統(tǒng)，其特征在于， 所述接收單元還包括變換域?yàn)V波模塊，所述變換域?yàn)V波模塊對(duì)干擾信號(hào)進(jìn)行抑制。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述基于多調(diào)頻率啁啾展頻的多業(yè)務(wù)混合傳輸系統(tǒng)，其特征在于， 對(duì)于單業(yè)務(wù)信號(hào)傳輸時(shí)，所述啁啾展頻模塊還包括對(duì)啁啾展頻符號(hào)的中心頻率和起止時(shí)間 進(jìn)行控制以實(shí)現(xiàn)變換域復(fù)用。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述基于多調(diào)頻率啁啾展頻的多業(yè)務(wù)混合傳輸系統(tǒng)，其特征在于， 對(duì)不同業(yè)務(wù)進(jìn)行混合傳輸時(shí)，所述啁啾展頻模塊還包括增加某業(yè)務(wù)符號(hào)的傳輸時(shí)間間隔。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于多調(diào)頻率啁啾展頻的多業(yè)務(wù)混合傳輸方法及系統(tǒng)，一種基于多調(diào)頻率啁啾展頻的多業(yè)務(wù)混合傳輸方法包括如下步驟基帶調(diào)制；啁啾展頻；分?jǐn)?shù)階傅里葉變換；變換域?yàn)V波；逆掃頻；解調(diào)。本發(fā)明基于多調(diào)頻率啁啾展頻的多業(yè)務(wù)混合傳輸方法及系統(tǒng)通過采用多調(diào)頻率啁啾展頻進(jìn)行多業(yè)務(wù)混合傳輸，使多業(yè)務(wù)模式在物理層即可實(shí)現(xiàn)識(shí)別和分離，能夠簡化上層調(diào)度算法；不同業(yè)務(wù)的差異性在物理層得到體現(xiàn)，具體是不同業(yè)務(wù)的傳輸質(zhì)量可以通過對(duì)參數(shù)的控制靈活調(diào)整。將多業(yè)務(wù)混合的復(fù)雜問題簡化為單業(yè)務(wù)的變換域傳輸復(fù)用/多址和業(yè)務(wù)間干擾抑制問題，不同業(yè)務(wù)符號(hào)允許異步發(fā)起，不要求具有嚴(yán)格時(shí)序關(guān)系。
文檔編號(hào)H04L25/03GK101964767SQ201010516249
公開日2011年2月2日 申請(qǐng)日期2010年10月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月22日
發(fā)明者吳紹華, 張欽宇, 張霆廷, 王野, 肇啟明 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)深圳研究生院