專利名稱：一種chirp-ofdm系統(tǒng)頻域分集接收方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是ー種水聲通信、信號檢測等領(lǐng)域的通信技木。
背景技術(shù)：
水聲信道中存在的多途效應(yīng)，使得其信道傳輸函數(shù)具有梳狀濾波器的形式，即存在頻點(diǎn)的衰落和增強(qiáng)區(qū)間，當(dāng)信號頻率成分處在頻點(diǎn)的衰落區(qū)間時(shí)，信號能量減弱甚至消失，嚴(yán)重影響了信息的傳輸，對于正弦信號這種 證信號的正常傳輸。傳統(tǒng)的OFDM系統(tǒng)以正弦信號為載波，將有效信息以QPSK等映射方式調(diào)制到相互正交的正弦信號上進(jìn)行信號的傳輸。但是，水聲信道大多是頻率選擇性衰落信道，當(dāng)子信道處在深衰落時(shí)，這種信道均衡的方法同樣無法發(fā)揮作用，系統(tǒng)的性能受到嚴(yán)重抑制。擴(kuò)頻通信能夠抗信道衰落、多徑干擾，具有傳輸距離遠(yuǎn)、可靠性高、被截獲性低的優(yōu)點(diǎn)，但傳輸數(shù)據(jù)率不高。OFDM是ー種帶寬有效的多載波并行傳輸方法。將兩者進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合，能夠獲得較好的穩(wěn)定性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供有效的克服信道中的頻率選擇性衰落、提高系統(tǒng)性能的一種CHIRP-0FDM系統(tǒng)頻域分集接收方法。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明ー種CHIRP-0FDM系統(tǒng)頻域分集接收方法，其特征是(I)在發(fā)射端，將數(shù)據(jù)串并轉(zhuǎn)換后調(diào)制到頻譜上，相鄰譜線間具有保護(hù)間隔；(2)進(jìn)行離散傅立葉逆變換，得到一組時(shí)域信號，對時(shí)域信號以線性調(diào)頻信號為載波做擴(kuò)頻調(diào)制，確定調(diào)頻斜率，所述的擴(kuò)頻調(diào)制前加入循環(huán)前綴；(3)在接收端，將接收到的串行信號去除循環(huán)前綴，對信號解擴(kuò)調(diào)制，同樣采用確定的線性調(diào)頻信號作為載波，調(diào)頻斜率與發(fā)射端共軛；(4)進(jìn)行離散傅立葉變換得到頻域頻譜，對多途信號的每ー根譜線作相位補(bǔ)償，并與直達(dá)信號譜線相疊加，使得各個(gè)譜線同相相加，達(dá)到分集接收的目的，繼而恢復(fù)出發(fā)送信號;(5)進(jìn)行數(shù)字解調(diào)，得到數(shù)據(jù)輸出。本發(fā)明還可以包括I、所述的保護(hù)間隔為S = fAt1XjX = [x1;x2,. .. xN_JT表示某個(gè)OFDM塊所承載的數(shù)據(jù)信息，向量S = [S1,S2, . . . sN_JT表示變換后的時(shí)域數(shù)據(jù)。2、所述的對時(shí)域信號以線性調(diào)頻信號為載波做擴(kuò)頻調(diào)制為復(fù)制尾部數(shù)據(jù)作為循環(huán)前綴添加到數(shù)據(jù)前端，并采用某確定的Chirp信號作為載波對信號擴(kuò)頻調(diào)制，得到一族相互正交的Chirp T = Tcfer^T其中，T = TCPS，Tcp為(N+NCP) XN的循環(huán)前綴插入矩陣，Chirp信號Tchirp =[Tchirp (O)，Tchirp (I)……Tchirp (N+NCp-l) ]，Tchtrp(n) = exp(j2mm2Ts2)。3、在接收端，去除循環(huán)前綴后對信號進(jìn)行解擴(kuò)調(diào)制，采用與發(fā)射端擴(kuò)頻信號大小相同，符號相反的調(diào)頻斜率的Chirp信號V = Rc—RcpR其中，Rchirp(n)= ^i-Jlnan2T2s )。Rcp 為 NX (N+NCP)的循環(huán)前綴去除矩陣。
本發(fā)明的優(yōu)勢在于本發(fā)明在常規(guī)的OFDM系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，以線性調(diào)頻信號作為載波，對時(shí)域信號進(jìn)行擴(kuò)頻解擴(kuò)處理，使得多徑分量與直達(dá)信號分量相互分離，抑制了信道的頻率選擇性深衰落對信號的影響。子載波在頻域上頻點(diǎn)之間具有一定的保護(hù)間隔，保護(hù)間隔的選取取決于信道中的時(shí)延擴(kuò)展。接收端的信號在頻域上因多徑產(chǎn)生的譜線成分與直達(dá)聲譜線分離開來，各成分能量相互獨(dú)立，在還原真實(shí)信號時(shí)，有效利用了多徑分量的能量。


圖I是頻域分集接收的示意圖I ;圖2是頻域分集接收的示意圖2 ；圖3是某水聲信道的沖擊響應(yīng)函數(shù)；圖4是-IOdB高斯白噪聲背景下，接收信號進(jìn)行頻域分集接收前后的信號頻譜；圖5是OdB高斯白噪聲背景下，接收信號進(jìn)行頻域分集接收前后的信號頻譜；圖6是采用chirp-OFDM通信系統(tǒng)與傳統(tǒng)OFDM系統(tǒng)誤碼率曲線圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖舉例對本發(fā)明做更詳細(xì)地描述結(jié)合圖I 6，在發(fā)射端，將數(shù)據(jù)串并轉(zhuǎn)換后按一定規(guī)則調(diào)制到頻譜上，相鄰譜線間具有一定的頻率保護(hù)間隔，大于信道中主要多徑分量產(chǎn)生的最大譜線偏移量。進(jìn)行離散傅立葉逆變換，得到一組時(shí)域信號，對時(shí)域信號以線性調(diào)頻信號為載波做擴(kuò)頻調(diào)制，調(diào)頻斜率確定。為消除前后符號間的相互干擾，擴(kuò)頻調(diào)制前加入循環(huán)前綴。在接收端，首先將接收到的串行信號去除循環(huán)前綴，對信號解擴(kuò)調(diào)制，同樣采用確定的線性調(diào)頻信號作為載波，調(diào)頻斜率與發(fā)射端共軛。然后進(jìn)行離散傅立葉變換得到頻域頻譜，對多途信號的每ー根譜線作相位補(bǔ)償，并與直達(dá)信號譜線相疊加，使得各個(gè)譜線同相相加，達(dá)到分集接收的目的，繼而恢復(fù)出發(fā)送信號，然后進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)字解調(diào)，得到數(shù)據(jù)輸出。本發(fā)明還包括I.發(fā)射端將數(shù)據(jù)信息調(diào)制到并行的頻域的頻點(diǎn)上，進(jìn)行離散Fourier逆變換，各個(gè)載波之間加入頻率保護(hù)間隔S = Fw1XX= [X1,X2,…xN_JT表示某個(gè)OFDM塊所承載的數(shù)據(jù)信息。向量S= [SijS2,. . . sN_Jτ表示變換后的時(shí)域數(shù)據(jù)。2.復(fù)制尾部數(shù)據(jù)作為循環(huán)前綴添加到數(shù)據(jù)前端，并采用某確定的Chirp信號作為載波對信號擴(kuò)頻調(diào)制，得到一族相互正交的Chirp
權(quán)利要求
1.一種CHIRP-OFDM系統(tǒng)頻域分集接收方法，其特征是 (1)在發(fā)射端，將數(shù)據(jù)串并轉(zhuǎn)換后調(diào)制到頻譜上，相鄰譜線間具有保護(hù)間隔； (2)進(jìn)行離散傅立葉逆變換，得到一組時(shí)域信號，對時(shí)域信號以線性調(diào)頻信號為載波做擴(kuò)頻調(diào)制，確定調(diào)頻斜率，所述的擴(kuò)頻調(diào)制前加入循環(huán)前綴； (3)在接收端，將接收到的串行信號去除循環(huán)前綴，對信號解擴(kuò)調(diào)制，同樣采用確定的線性調(diào)頻信號作為載波，調(diào)頻斜率與發(fā)射端共軛； (4)進(jìn)行離散傅立葉變換得到頻域頻譜，對多途信號的每一根譜線作相位補(bǔ)償，并與直達(dá)信號譜線相疊加，使得各個(gè)譜線同相相加，達(dá)到分集接收的目的，繼而恢復(fù)出發(fā)送信號； (5)進(jìn)行數(shù)字解調(diào)，得到數(shù)據(jù)輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種CHIRP-OFDM系統(tǒng)頻域分集接收方法，其特征是所述的保護(hù)間隔為
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種CHIRP-OFDM系統(tǒng)頻域分集接收方法，其特征是所述的對時(shí)域信號以線性調(diào)頻信號為載波做擴(kuò)頻調(diào)制為 復(fù)制尾部數(shù)據(jù)作為循環(huán)前綴添加到數(shù)據(jù)前端，并采用某確定的Chirp信號作為載波對信號擴(kuò)頻調(diào)制，得到一族相互正交的Chirp
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種CHIRP-OFDM系統(tǒng)頻域分集接收方法，其特征是 在接收端，去除循環(huán)前綴后對信號進(jìn)行解擴(kuò)調(diào)制，采用與發(fā)射端擴(kuò)頻信號大小相同，符號相反的調(diào)頻斜率的Chirp信號
全文摘要
本發(fā)明的目的在于提供一種CHIRP-OFDM系統(tǒng)頻域分集接收方法，包括以下步驟在發(fā)射端，將數(shù)據(jù)串并轉(zhuǎn)換后調(diào)制到頻譜上，進(jìn)行離散傅立葉逆變換，得到一組時(shí)域信號，對時(shí)域信號以線性調(diào)頻信號為載波做擴(kuò)頻調(diào)制，確定調(diào)頻斜率；在接收端，將接收到的串行信號去除循環(huán)前綴，對信號解擴(kuò)調(diào)制，同樣采用確定的線性調(diào)頻信號作為載波，調(diào)頻斜率與發(fā)射端共軛；進(jìn)行離散傅立葉變換得到頻域頻譜，對多途信號的每一根譜線作相位補(bǔ)償，并與直達(dá)信號譜線相疊加，使得各個(gè)譜線同相相加，達(dá)到分集接收的目的，繼而恢復(fù)出發(fā)送信號；進(jìn)行數(shù)字解調(diào)，得到數(shù)據(jù)輸出。本發(fā)明有效的克服信道中的頻率選擇性衰落，提高了系統(tǒng)性能。
文檔編號H04B13/02GK102664687SQ201210115368
公開日2012年9月12日 申請日期2012年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月19日
發(fā)明者宋威, 張亮, 梅繼丹, 王逸林, 蔡平, 陳韻, 黃琬 申請人:哈爾濱工程大學(xué)