一種場強驅(qū)動型單載波-多載波融合的信號傳輸方法
【專利摘要】一種場強驅(qū)動型單載波-多載波融合的信號傳輸方法，涉及一種單載波-多載波融合的信號傳輸方法。它是為了提高系統(tǒng)的吞吐量。其方法：本發(fā)明的核心在于將信道狀態(tài)信息、接收機位置信息反饋給發(fā)射機和接收機，并根據(jù)所反饋的信息和后述算法流程調(diào)整加權(quán)分?jǐn)?shù)傅立葉變換參數(shù)和數(shù)字基帶映射方式，即載波體制和調(diào)制方式的自適應(yīng)調(diào)整，以實現(xiàn)系統(tǒng)在覆蓋范圍和系統(tǒng)吞吐量之間的平衡，最大化系統(tǒng)功效。本發(fā)明適用于單載波-多載波融合的信號傳輸。
【專利說明】一種場強驅(qū)動型單載波-多載波融合的信號傳輸方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種單載波-多載波融合的信號傳輸方法。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有通信系統(tǒng)通常只采用單載波或者多載波的單一載波體制，少數(shù)蜂窩系統(tǒng)在上、下行鏈路分別采用不同的載波體制，而基于加權(quán)分?jǐn)?shù)傅立葉變換(WFRFT)可以實現(xiàn)單載波體制和多載波體制的融合，在同一頻段上同時使用單載波和多載波進行工作。受現(xiàn)實環(huán)境中系統(tǒng)功放及其他功率限制，無線系統(tǒng)的覆蓋范圍與不同距離范圍內(nèi)終端設(shè)備的頻譜效率之間形成了相互制約的關(guān)系。而單載波系統(tǒng)和多載波系統(tǒng)在覆蓋范圍與頻譜效率之間各具優(yōu)勢，這使得綜合考慮這兩個指標(biāo)的條件下，載波體制可切換具備平衡系統(tǒng)整體性能的功效。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明是為了提高系統(tǒng)的吞吐量，從而提供一種場強驅(qū)動型單載波-多載波融合的信號傳輸方法。
[0004]一種場強驅(qū)動型單載波-多載波融合的信號傳輸方法，它由以下步驟實現(xiàn):
[0005]在第t個時間周期下，t的初始值為1，采用現(xiàn)有單載波-多載波融合的信號傳輸方法進行信號傳輸；
[0006]在第t+1個時間周期下，它的信號發(fā)射方法是:
[0007]步驟一、將原始數(shù)據(jù)根據(jù)第t個時間周期下反饋回的信道狀態(tài)信息和接收機位置信息進行數(shù)字基帶映射，獲得數(shù)字基帶映射結(jié)果；
[0008]步驟二、將步驟一獲得的數(shù)字基帶映射結(jié)果進行加權(quán)分?jǐn)?shù)傅立葉變換，獲得變換結(jié)果；所述加權(quán)分?jǐn)?shù)傅立葉變換的參數(shù)選擇依據(jù)第t個時間周期下反饋回的信道狀態(tài)信息和接收機位置信息選??；
[0009]步驟三、將步驟二獲得的變換后的結(jié)果插入循環(huán)前綴，獲得插入循環(huán)前綴后的信號;
[0010]步驟四、將步驟三獲得的插入循環(huán)前綴后的信號進行波形成型，獲得波形成型后的信號；
[0011]步驟五、將步驟四獲得的波形成型后的信號進行D/A變換，獲得模擬信號；
[0012]步驟六、將步驟五獲得的模擬信號進行上變頻處理，獲得上變頻后的信號，并發(fā)射至信道；完成第t+1個時間周期下的信號發(fā)射；
[0013]在第t+1個時間周期下，它的信號接收方法:
[0014]步驟七、接收端將接收到的信號進行下變頻處理，獲得下變頻后的信號；
[0015]步驟八、將步驟七獲得的下變頻后的信號進行A/D變換，獲得數(shù)字信號；
[0016]步驟九、將步驟八獲得的數(shù)字信號去掉循環(huán)前綴，獲得去掉循環(huán)前綴的信號；
[0017]步驟十、將步驟九獲得的去掉循環(huán)前綴的信號進行DFT變換，獲得DFT變換后信號;
[0018]步驟十一、將步驟十獲得的DFT變換后信號進行頻域均衡處理，獲得均衡處理后的信號；
[0019]步驟十二、將步驟十一獲得的均衡處理后的信號進行加權(quán)分?jǐn)?shù)傅立葉變換，獲得變換后結(jié)果；所述加權(quán)分?jǐn)?shù)傅立葉變換的參數(shù)選擇依據(jù)第t個時間周期下反饋回的信道狀態(tài)信息和接收機位置信息選??；
[0020]步驟十三、將步驟十二獲得的變換后結(jié)果根據(jù)第t個時間周期下反饋回的信道狀態(tài)信息和接收機位置信息進行數(shù)字基帶反映射，獲得原始數(shù)據(jù)并輸出；完成在第t+Ι時間周期下的信號接收；
[0021]步驟十四、令t的值加1，繼續(xù)執(zhí)行t+2個時間周期下的信號發(fā)射和接收，直至原始數(shù)據(jù)全部發(fā)送完成。
[0022]步驟二中將步驟一獲得的數(shù)字基帶映射結(jié)果進行加權(quán)分?jǐn)?shù)傅立葉變換的過程是:
[0023]步驟二一、將數(shù)字基帶映射結(jié)果進行串/并轉(zhuǎn)換，結(jié)果作為支路O的輸入數(shù)據(jù)；
[0024]步驟二二、根據(jù)第t個時間周期下反饋回的信道狀態(tài)信息和接收機位置信息生成加權(quán)分?jǐn)?shù)傅立葉變換的系數(shù)W2，將步驟二一中獲得的并行數(shù)據(jù)進行反轉(zhuǎn)并與系數(shù)W2進行相乘，得到支路2的數(shù)據(jù)；
[0025]根據(jù)第t個時間周期下反饋回的信道狀態(tài)信息和接收機位置信息生成加權(quán)分?jǐn)?shù)傅立葉變換的系數(shù)％，將步驟二一中獲得的并行數(shù)據(jù)與系數(shù)Wtl進行相乘，得到支路O的數(shù)據(jù)；
[0026]根據(jù)第t個時間周期下反饋回的信道狀態(tài)信息和接收機位置信息生成加權(quán)分?jǐn)?shù)傅立葉變換的系數(shù)W1，將步驟二中獲得的并行數(shù)據(jù)進行DFT變換，將DFT變換后的數(shù)據(jù)輸出給支路3，并將DFT變換后的數(shù)據(jù)與系數(shù)W1進行相乘得到支路I的數(shù)據(jù)；
[0027]然后根據(jù)第t個時間周期下反饋回的信道狀態(tài)信息和接收機位置信息生成加權(quán)分?jǐn)?shù)傅立葉變換的系數(shù)《3，將輸入給支路3的經(jīng)過DFT的數(shù)據(jù)進行反轉(zhuǎn)并與系數(shù)進行W3相乘，得到支路3的數(shù)據(jù)；
[0028]步驟二三、將步驟二二獲得的支路O、支路1、支路2和支路3的數(shù)據(jù)進行相加，獲得一路數(shù)據(jù)；
[0029]步驟二四、將步驟二三獲得的一路數(shù)據(jù)進行并串轉(zhuǎn)換，獲得一種串行信號作為變換結(jié)果輸出。
[0030]步驟二和步驟十二中加權(quán)分?jǐn)?shù)傅立葉變換的參數(shù)選擇依據(jù)第t個時間周期下反饋回的信道狀態(tài)信息和接收機位置信息選取的方法，具體為:
[0031]步驟A、設(shè)每個移動終端只有一個功放，且最大發(fā)射功率為Pmax、信號的峰均功率比為PAPRa均為已知量，以對數(shù)形式表示，其中給定DFT長度和調(diào)制方式的加權(quán)分?jǐn)?shù)傅立葉變換信號峰均功率比由經(jīng)驗數(shù)據(jù)的統(tǒng)計平均得到，則終端的平均發(fā)射功率為:
[0032]Pt = Pfflax-PAPBa
[0033]根據(jù)接收機直接反饋的信息，或者通過接收機和發(fā)射機間的距離利用Pt得到接收機處的場強，即:接收信號功率已，利用接收信號功率和已知的噪聲功率計算得到接收信噪t匕 snr ；[0034]步驟B、根據(jù)接收機所采用的均衡和編碼技術(shù)，預(yù)先估算出給定接收信噪比snr時各種調(diào)制方式、各種單載波和多載波混合方式的接收機誤碼率，根據(jù)接收機誤碼率獲得接收機平均丟包率Pb ;
[0035]步驟C、根據(jù)WFRFT參數(shù)、DFT長度Ntons和脈沖成型方法預(yù)算出可用來傳輸信息的子載波數(shù)N。；
[0036]每種調(diào)制方式對應(yīng)的傳輸效率為Rb比特/秒/赫茲，保護間隔N1長度取決于信道的最大時延，是已知確定的系統(tǒng)參數(shù)；則每次WFRFT的信息傳輸效率為:
r n n Ne
[0037]
【權(quán)利要求】
1.一種場強驅(qū)動型單載波-多載波融合的信號傳輸方法，其特征是:它由以下步驟實現(xiàn): 在第t個時間周期下，t的初始值為1，采用現(xiàn)有單載波-多載波融合的信號傳輸方法進行信號傳輸； 在第t+i個時間周期下，它的信號發(fā)射方法是: 步驟一、將原始數(shù)據(jù)根據(jù)第t個時間周期下反饋回的信道狀態(tài)信息和接收機位置信息進行數(shù)字基帶映射，獲得數(shù)字基帶映射結(jié)果； 步驟二、將步驟一獲得的數(shù)字基帶映射結(jié)果進行加權(quán)分?jǐn)?shù)傅立葉變換，獲得變換結(jié)果；所述加權(quán)分?jǐn)?shù)傅立葉變換的參數(shù)選擇依據(jù)第t個時間周期下反饋回的信道狀態(tài)信息和接收機位置信息選??； 步驟三、將步驟二獲得的變換后的結(jié)果插入循環(huán)前綴，獲得插入循環(huán)前綴后的信號； 步驟四、將步驟三獲得的插入循環(huán)前綴后的信號進行波形成型，獲得波形成型后的信號; 步驟五、將步驟四獲得的波形 成型后的信號進行D/Α變換，獲得模擬信號； 步驟六、將步驟五獲得的模擬信號進行上變頻處理，獲得上變頻后的信號，并發(fā)射至信道；完成第t+Ι個時間周期下的信號發(fā)射； 在第t+Ι個時間周期下，它的信號接收方法: 步驟七、接收端將接收到的信號進行下變頻處理，獲得下變頻后的信號； 步驟八、將步驟七獲得的下變頻后的信號進行Α/D變換，獲得數(shù)字信號； 步驟九、將步驟八獲得的數(shù)字信號去掉循環(huán)前綴，獲得去掉循環(huán)前綴的信號； 步驟十、將步驟九獲得的去掉循環(huán)前綴的信號進行DFT變換，獲得DFT變換后信號； 步驟十一、將步驟十獲得的DFT變換后信號進行頻域均衡處理，獲得均衡處理后的信號; 步驟十二、將步驟十一獲得的均衡處理后的信號進行加權(quán)分?jǐn)?shù)傅立葉變換，獲得變換后結(jié)果；所述加權(quán)分?jǐn)?shù)傅立葉變換的參數(shù)選擇依據(jù)第t個時間周期下反饋回的信道狀態(tài)信息和接收機位置信息選??； 步驟十三、將步驟十二獲得的變換后結(jié)果根據(jù)第t個時間周期下反饋回的信道狀態(tài)信息和接收機位置信息進行數(shù)字基帶反映射，獲得原始數(shù)據(jù)并輸出；完成在第t+Ι時間周期下的信號接收； 步驟十四、令t的值加1，繼續(xù)執(zhí)行t+2個時間周期下的信號發(fā)射和接收，直至原始數(shù)據(jù)全部發(fā)送完成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種場強驅(qū)動型單載波-多載波融合的信號傳輸方法，其特征在于步驟二中將步驟一獲得的數(shù)字基帶映射結(jié)果進行加權(quán)分?jǐn)?shù)傅立葉變換的過程是: 步驟二一、將數(shù)字基帶映射結(jié)果進行串/并轉(zhuǎn)換，結(jié)果作為支路O的輸入數(shù)據(jù)； 步驟二二、根據(jù)第t個時間周期下反饋回的信道狀態(tài)信息和接收機位置信息生成加權(quán)分?jǐn)?shù)傅立葉變換的系數(shù)W2，將步驟二一中獲得的并行數(shù)據(jù)進行反轉(zhuǎn)并與系數(shù)W2進行相乘，得到支路2的數(shù)據(jù)； 根據(jù)第t個時間周期下反饋回的信道狀態(tài)信息和接收機位置信息生成加權(quán)分?jǐn)?shù)傅立葉變換的系數(shù)W，將步驟二一中獲得的并行數(shù)據(jù)與系數(shù)Wtl進行相乘，得到支路O的數(shù)據(jù)；根據(jù)第t個時間周期下反饋回的信道狀態(tài)信息和接收機位置信息生成加權(quán)分?jǐn)?shù)傅立葉變換的系數(shù)W1，將步驟二中獲得的并行數(shù)據(jù)進行DFT變換，將DFT變換后的數(shù)據(jù)輸出給支路3，并將DFT變換后的數(shù)據(jù)與系數(shù)W1進行相乘得到支路I的數(shù)據(jù)； 然后根據(jù)第t個時間周期下反饋回的信道狀態(tài)信息和接收機位置信息生成加權(quán)分?jǐn)?shù)傅立葉變換的系數(shù)《3，將輸入給支路3的經(jīng)過DFT的數(shù)據(jù)進行反轉(zhuǎn)并與系數(shù)進行W3相乘，得到支路3的數(shù)據(jù)； 步驟二三、將步驟二二獲得的支路O、支路1、支路2和支路3的數(shù)據(jù)進行相加，獲得一路數(shù)據(jù)； 步驟二四、將步驟二三獲得的一路數(shù)據(jù)進行并串轉(zhuǎn)換，獲得一種串行信號作為變換結(jié)果輸出。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種場強驅(qū)動型單載波-多載波融合的信號傳輸方法，其特征在于步驟二和步驟十二中加權(quán)分?jǐn)?shù)傅立葉變換的參數(shù)選擇依據(jù)第t個時間周期下反饋回的信道狀態(tài)信息和接收機位置信息選取的方法，具體為: 步驟A、設(shè)每個移動終端只有一個功放，且最大發(fā)射功率為Pmax、信號的峰均功率比為PAPRa均為已知量，以對數(shù)形式表示，其中給定DFT長度和調(diào)制方式的加權(quán)分?jǐn)?shù)傅立葉變換信號峰均功率比由經(jīng)驗數(shù)據(jù)的統(tǒng)計平均得到，則終端的平均發(fā)射功率為:
Pt = P--PAPRa 根據(jù)接收機直接反饋的信息，或者通過接收機和發(fā)射機間的距離利用Pt得到接收機處的場強，即:接收信號功率已，利用接收信號功率和已知的噪聲功率計算得到接收信噪比snr ； 步驟B、根據(jù)接收機所采用的均衡和編碼技術(shù)，預(yù)先估算出給定接收信噪比snr時各種調(diào)制方式、各種單載波和多載波混合方式的接收機誤碼率，根據(jù)接收機誤碼率獲得接收機平均丟包率Pb ; 步驟C、根據(jù)WFRFT參數(shù)、DFT長度Ntons和脈沖成型方法預(yù)算出可用來傳輸信息的子載波數(shù)Nc ； 每種調(diào)制方式對應(yīng)的傳輸效率為Rb比特/秒/赫茲，保護間隔N1長度取決于信道的最大時延，是已知確定的系統(tǒng)參數(shù)；則每次WFRFT的信息傳輸效率為:
【文檔編號】H04L27/26GK103532904SQ201310556456
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年11月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月11日
【發(fā)明者】梅林 , 沙學(xué)軍, 王曉魯, 張欽宇, 張乃通 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)