本發(fā)明涉及多載波寬帶通信領(lǐng)域，尤其是一種數(shù)?；旌隙噍d波通信方法。
背景技術(shù)：
：正交頻分復(fù)用(Orthogonalfrequencydivisionmultiplexing，OFDM)技術(shù)可以有效的提高頻譜利用率、對(duì)抗高速數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中的符號(hào)間干擾【1】，并且成為長(zhǎng)期演進(jìn)技術(shù)(LongTermEvolution，LTE)和無(wú)線局域網(wǎng)(WirelessLocalAreaNetwork，WLAN)的關(guān)鍵技術(shù)之一。正交頻分復(fù)用技術(shù)通過(guò)快速傅立葉變換(FastFourierTransform，F(xiàn)FT)實(shí)現(xiàn)子載波之間的正交。但是正交頻分復(fù)用技術(shù)的頻譜旁瓣較大，對(duì)時(shí)偏和頻偏非常敏感。在未來(lái)移動(dòng)通信中，高速率、低時(shí)延、高可靠性是通信的要求【2】。OFDM技術(shù)在一定程度上已經(jīng)不能滿足未來(lái)移動(dòng)通信的要求。為了滿足未來(lái)移動(dòng)通信的要求，已經(jīng)有幾種新波形被提出。濾波器組多載波方式是其中的一種方式【3】，這種方式不需要循環(huán)前綴，對(duì)時(shí)偏和頻偏不敏感，但是濾波器的長(zhǎng)度很長(zhǎng)、計(jì)算復(fù)雜度高，并且不易與多天線技術(shù)進(jìn)行很好的結(jié)合。另一種新波形是通用濾波多載波方式【4】，這種方法可以有效的抑制不同用戶所引起的不同頻偏所帶來(lái)的影響，并且可以與多天線技術(shù)進(jìn)行很好的結(jié)合，但是這種方法在設(shè)計(jì)的時(shí)候沒(méi)有考慮符號(hào)間的干擾，傳輸效率與OFDM相似但復(fù)雜度提高?！?】Li，Y.，andStuber，G.：‘OrthogonalFrequencydivisionmultiplexingforwirelesscommunications’，SpringerScienceBusinessMedia，Inc.，2006.【2】“WhitePaperon5GConcept”，IMT-2020(5G)PromotionGroupReleaseCeremony，F(xiàn)eb.2015【3】Farhang-Boroujeny，B.，“OFDMversusfilterbankmulticarrier，”IEEESignalProcessingMagazine，vol.28，no.3，pp.92-112，2011.【4】Vakilian，V.，Wild，T.，Schaich，F(xiàn).，tenBrink，S.，F(xiàn)rigon，J.-F.，UniversalFilteredMulti-CarrierTechniqueforWirelessSystemsBeyondLTE，”9thInt.WorkshoponBroadbandWirelessAccessatIEEEGlobecom’13，Atlanta，Dec.2013.技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：發(fā)明目的：為解決上述技術(shù)問(wèn)題，提供一種可以同時(shí)適用單用戶和多用戶傳輸系統(tǒng)的、能夠有效提高頻譜利用率、降低多用戶采樣頻偏所帶來(lái)的不同子帶間的載波間干擾影響的通信方法，本發(fā)明提出一種數(shù)?；旌隙噍d波通信方法。技術(shù)方案：為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)效果，本發(fā)明提出的技術(shù)方案為：一種數(shù)模混合多載波通信方法，包括步驟：(1)發(fā)射端形成發(fā)射信號(hào)，包括步驟：(1-1)發(fā)射端獲取待發(fā)送數(shù)據(jù)并為每個(gè)資源塊分配子載波，各資源塊并行傳輸；設(shè)Xi(k)為第i個(gè)資源塊所占用的第k個(gè)子載波，i∈[1，2，…，K]，k∈[1，2，…，Ni]，K為資源塊總數(shù)，Ni為第i個(gè)資源塊所占用的子載波總數(shù)；(1-2)對(duì)每個(gè)資源塊的頻域數(shù)據(jù)進(jìn)行逆離散傅立葉變換，形成K路并行的數(shù)字信號(hào)流；其中，第i個(gè)資源塊對(duì)應(yīng)的數(shù)字信號(hào)流表示為：xi(n)=Σk=0Ni-1Xi(k)ej2πNikn,n=0,1,...,Ni-1]]>(1-3)對(duì)每一路數(shù)字信號(hào)流依次進(jìn)行濾波處理和數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換，形成K路并行的模擬信號(hào)流；(1-4)對(duì)每一路模擬信號(hào)流進(jìn)行上變頻處理，形成K路發(fā)射信號(hào)，包括步驟：將第i路模擬信號(hào)流上變頻至中心載頻為fanalog，i+fc處，其中，fanalog，i為第i路模擬信號(hào)流的相對(duì)搬移頻率，fc為系統(tǒng)的中心載頻；K路發(fā)射信號(hào)構(gòu)成多載波發(fā)射信號(hào)，表示為：q(t)=ej2πfctΣi=1Kxi(t)ej2πfanalog,it]]>fanalog,i=0i=1fanalog,i-1+Ni-1/2+Ni/2Nfsi>1]]>式中，xi(f)為xi(n)對(duì)應(yīng)的模擬域信號(hào)，fs為系統(tǒng)的采樣頻率，(2)接收端接收發(fā)射信號(hào)并執(zhí)行以下處理步驟：(2-1)對(duì)發(fā)射信號(hào)進(jìn)行下變頻處理，使發(fā)射信號(hào)中相互正交的模擬信號(hào)流分離為K路并行的模擬信號(hào)流；(2-2)對(duì)分離出的每一路模擬信號(hào)流依次進(jìn)行模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換、匹配濾波、離散傅里葉變換、頻域均衡和數(shù)據(jù)解調(diào)。進(jìn)一步的，所述發(fā)射端在執(zhí)行步驟(1-3)之前，還執(zhí)行以下步驟：1)對(duì)步驟(1-2)形成的K路數(shù)字信號(hào)流分別進(jìn)行加循環(huán)前綴處理，并計(jì)算數(shù)字信號(hào)流的符號(hào)持續(xù)時(shí)間為：TUi＝(Ni+Ng)ΔT＝(Ni+Ng)/fs式中，TUi為第i個(gè)資源塊對(duì)應(yīng)的數(shù)字信號(hào)流的符號(hào)持續(xù)時(shí)間，fs為數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換的采樣頻率，ΔT為采樣時(shí)間間隔，ΔT＝1/fs；Ng為循環(huán)前綴。2)對(duì)加循環(huán)前綴處理后的數(shù)字信號(hào)流進(jìn)行并串轉(zhuǎn)換處理，將每一路加循環(huán)前綴的數(shù)字信號(hào)流中的各個(gè)并行符號(hào)流轉(zhuǎn)換為一路符號(hào)流；進(jìn)一步的，所述步驟(2-2)中，接收端在進(jìn)行匹配濾波之前，還執(zhí)行以下步驟：對(duì)經(jīng)過(guò)模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)流依次進(jìn)行去循環(huán)前綴處理和串并轉(zhuǎn)換處理。進(jìn)一步的，所述步驟(1-1)中，發(fā)射端獲取待發(fā)送數(shù)據(jù)并為每個(gè)資源塊分配子載波的方法為：發(fā)射端獲取用戶數(shù)量，若僅存在一個(gè)用戶，發(fā)射端將該用戶所要發(fā)送的數(shù)據(jù)分為K組，每組數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)一個(gè)資源塊并通過(guò)對(duì)應(yīng)資源塊傳輸；若存在多個(gè)用戶，發(fā)射端為每個(gè)用戶分配一個(gè)資源塊，該用戶所要發(fā)送的數(shù)據(jù)通過(guò)對(duì)應(yīng)資源塊傳輸。進(jìn)一步的，所述發(fā)射端對(duì)某一路信號(hào)流進(jìn)行濾波處理的沖激響應(yīng)與接收端對(duì)該路信號(hào)流進(jìn)行濾波處理的沖激響應(yīng)相匹配。有益效果：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：1、本發(fā)明所提出的數(shù)?；旌隙噍d波通信方法同時(shí)適用于單用戶傳輸系統(tǒng)和多用戶傳輸系統(tǒng)；2、本發(fā)明所提出的數(shù)?；旌隙噍d波通信方法可以有效提高頻譜利用率；3、本發(fā)明所提出的數(shù)?；旌隙噍d波通信方法可以有效降低多用戶采樣頻偏所帶來(lái)的不同子帶間的載波間干擾的影響。附圖說(shuō)明圖1為實(shí)施例中所述單用戶傳輸?shù)陌l(fā)射端原理框圖；圖2為實(shí)施例中所述接收端原理框圖；圖3為實(shí)施例中所述多用戶上行傳輸?shù)陌l(fā)射端原理框圖。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作更進(jìn)一步的說(shuō)明。本發(fā)明提供的數(shù)?；旌隙噍d波通信方法，包括發(fā)射端和接收端兩部分，以下通過(guò)實(shí)施例來(lái)具體說(shuō)明。(一)發(fā)射端步驟1、發(fā)射端按照資源塊(ResourceBlock，RB)對(duì)可用的子載波進(jìn)行分塊，假設(shè)可用子載波的個(gè)數(shù)為N，每個(gè)資源塊占用N1個(gè)連續(xù)子載波，并且K＝N/N1為整數(shù)，這樣系統(tǒng)支持K個(gè)資源塊的并行傳輸。第i個(gè)資源塊，占用的子載波為：(i-1)N1，(i-1)N1+1，...，iN1-1(1)步驟2、對(duì)每個(gè)資源塊的頻域數(shù)據(jù)進(jìn)行N1點(diǎn)的逆離散傅立葉變換(InverseDiscreteFourierTransform，IDFT)，將第i個(gè)資源塊在頻域的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到時(shí)域，得到的信號(hào)可以表示為：xi(n)=Σk=0Ni-1Xi(k)ej2πNikn,n=0,1,...,Ni-1---(2)]]>假設(shè)采用頻率為fs，那么采樣點(diǎn)的時(shí)間間隔為ΔT＝1/fs。為了消除符號(hào)間干擾，對(duì)每個(gè)資源塊的數(shù)據(jù)進(jìn)行加循環(huán)前綴處理，假設(shè)循環(huán)前綴為Ng，則每個(gè)資源塊的符號(hào)持續(xù)時(shí)間為：TU＝(N1+Ng)ΔT＝(N1+Ng)/fs(3)步驟3、經(jīng)過(guò)成形濾波器進(jìn)行濾波處理，得到的信號(hào)為：si(n)=xi(n)⊗h(n)---(4)]]>其中，h(n)為濾波器的沖激響應(yīng)，表示卷積。步驟4、對(duì)濾波處理后的數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù)模轉(zhuǎn)換器(Digitaltoanalogconvertor，DAC)進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換，設(shè)數(shù)模轉(zhuǎn)換后的連續(xù)時(shí)間信號(hào)用si(t)表示。在模擬域，第i路模擬信號(hào)的相對(duì)搬移頻率為：fanalog,i=0i=1fanalog,i-1+Ni-1/2+Ni/2Nfsi>1---(5)]]>那么將第i個(gè)資源塊上的數(shù)據(jù)上變頻到中心載頻為fanalog，i處，也就是：qi(t)=xi(t)ej2ϵfanalog,it---(6)]]>步驟5、發(fā)射端形成的多載波發(fā)射信號(hào)表示為：q(t)=ej2πfctΣi=1Kqi(t)=ej2πfctΣi=1Kxi(t)ej2πfanalog,it---(7)]]>其中fc為系統(tǒng)的中心載頻?？梢缘玫降趇個(gè)資源塊的頻譜利用率Ri為：其中，Li為第i個(gè)資源塊在每個(gè)子載波上的調(diào)制階數(shù)。那么系統(tǒng)總的頻譜利用率RProposed為：在傳統(tǒng)的正交頻分復(fù)用方式中，假設(shè)每個(gè)資源塊分配的子載波仍為N1，那么系統(tǒng)的頻譜利用率為：RTradition=Σi=1KN1log2LiN+Ng---(10)]]>可以得到如下結(jié)論：RProposed＞RTradition(11)因此，本發(fā)明提出的數(shù)模混合多載波通信方法的頻譜利用率比傳統(tǒng)的OFDM的頻譜利用率要高。(二)接收端步驟6、接收端的接收信號(hào)表示為：y(t)=(Σi=1Kqi(t))⊗μ(t)+w(t)---(12)]]>其中，μ(t)為發(fā)射端到接收端信道的沖激響應(yīng)，w(t)為噪聲分量。在后續(xù)的分析過(guò)程中，將忽略噪聲的影響。步驟7、接收端對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行下變頻，并且在模擬域?qū)⑾嗷フ坏淖訋Х蛛x，從而可以得到第i個(gè)資源塊上相應(yīng)的信號(hào)：pi(t)=xi(t)⊗μb(t)---(13)]]>其中，μb(t)為信道的沖激響應(yīng)μ(t)的等效基帶表示。步驟8、對(duì)分離后的信號(hào)pi(t)通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換處理，得到的信號(hào)表示為步驟9、將模數(shù)轉(zhuǎn)換處理后的信號(hào)輸入到接收端的匹配濾波器中，匹配濾波器的沖激響應(yīng)為g(n)，g(n)與h(n)相匹配。步驟10、對(duì)每個(gè)子帶的信號(hào)去循環(huán)前綴，然后進(jìn)行串并轉(zhuǎn)換。步驟11、通過(guò)離散傅立葉變換(DiscreteFourierTransform，DFT)將串并轉(zhuǎn)換后的時(shí)域數(shù)據(jù)變換到頻域。步驟12、對(duì)頻域數(shù)據(jù)進(jìn)行頻域均衡，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)解調(diào)。本發(fā)明同時(shí)適用于單用戶傳輸系統(tǒng)和多用戶傳輸系統(tǒng)；圖1所示為單用戶傳輸?shù)陌l(fā)射端原理框圖，發(fā)射端將該用戶所要發(fā)送的數(shù)據(jù)分為K組，每組數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)一個(gè)資源塊并通過(guò)對(duì)應(yīng)資源塊傳輸。圖3所示多用戶上行傳輸?shù)陌l(fā)射端原理框圖，發(fā)射端為每個(gè)用戶分配一個(gè)資源塊，該用戶所要發(fā)送的數(shù)據(jù)通過(guò)對(duì)應(yīng)資源塊傳輸。多用戶上行傳輸?shù)木唧w步驟如下：步驟13、將第i個(gè)資源塊分配給第i個(gè)用戶，該用戶占用的子載波為：(i-1)N1，(i-1)N1+1，...，iN1-1步驟14、對(duì)每個(gè)用戶的頻域數(shù)據(jù)進(jìn)行N1點(diǎn)的逆離散傅立葉變換，將第i個(gè)用戶在頻域的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到時(shí)域，得到的信號(hào)可以表示為：xi(n)=Σk=0Ni-1Xi(k)ej2πNikn,n=0,1,...,Ni-1---(14)]]>步驟15、經(jīng)過(guò)成形濾波器后，得到的信號(hào)為：si(n)=xi(n)⊗h(n)---(15)]]>步驟16、經(jīng)過(guò)數(shù)模轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換之后，連續(xù)時(shí)間信號(hào)用si(t)表示。在模擬域，將第i個(gè)用戶的信號(hào)上變頻到中心載頻為fanalog，i+fc處。第i個(gè)用戶的發(fā)射信號(hào)可以表示為：qi(t)=xi(t)ej2ϵfanalog,itej2πfct---(16)]]>單用戶傳輸系統(tǒng)和多用戶傳輸系統(tǒng)在接受端的處理步驟相同，具體如圖2所示。由于不同的用戶工作在不同的子帶，每個(gè)子帶有成形濾波器對(duì)帶外頻譜進(jìn)行控制，所以本發(fā)明可以有效降低多用戶采樣頻偏所帶來(lái)的不同子帶間的載波間干擾的影響。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出：對(duì)于本
技術(shù)領(lǐng)域：
的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3