本發(fā)明屬于無(wú)線通信
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及FBMC系統(tǒng)均衡技術(shù)。
背景技術(shù)：
：在現(xiàn)有的通信技術(shù)中，濾波器組多載波(FBMC)系統(tǒng)以其較高的頻譜利用率、良好的時(shí)頻聚焦特性，成為未來(lái)移動(dòng)多媒體通信的主要候選技術(shù)之一。其詳細(xì)介紹可參見(LeFloch,M.Alard,andC.Berrou,“CodedOrthogonalFrequencyDivisionMultiplex,”ProceedingsoftheIEEE,vol.83,pp.982–996,Jun.1995.)。FBMC系統(tǒng)的發(fā)送信號(hào)s(t)的數(shù)學(xué)表達(dá)式為：s(t)=ΣnΣm=0M-1am,ng(t-nτ0)jm+nej2πmυ0tgm,n=g(t-nτ0)jm+nej2πmυ0t---(1)]]>其中，am,n表示第n個(gè)發(fā)射符號(hào)的第m個(gè)子載波上數(shù)據(jù)，υ0和τ0表示FBMC系統(tǒng)子載波間隔和發(fā)送信號(hào)時(shí)間間隔，g(t)表示成形濾波器函數(shù)。相比于傳統(tǒng)的正交頻分復(fù)用技術(shù)，F(xiàn)BMC系統(tǒng)僅僅在實(shí)數(shù)域滿足嚴(yán)格的正交條件，如下所示：假定FBMC信號(hào)經(jīng)歷了一個(gè)多徑衰落信道，信道脈沖沖擊響應(yīng)為h(t)，高斯白噪聲為n(t)，F(xiàn)BMC系統(tǒng)接收信號(hào)的數(shù)學(xué)表達(dá)式為：y(t)=h(t)*s(t)+n(t)=∫0Δh(t,τ)s(t-τ)dτ+n(t)---(3)]]>當(dāng)接收端收到經(jīng)過(guò)多徑衰落信道后的發(fā)送信號(hào)，對(duì)其進(jìn)行匹配濾波操作后，接收信號(hào)y(t)表示為：y(t)Re(ΣnΣn′Σm=0M-1Σm′=0M-1am,n<gm,n|gm′,n′>Hm)+n′(t)=Hmam,n+Re(Σm′≠m,n′≠nam′,n<gm,n|gm′,n′>Hm)+n′(t)---(4)]]>其中，而代表了所有符號(hào)間的干擾和子載波干擾，這部分干擾對(duì)系統(tǒng)的特性會(huì)有較大影響，是各種技術(shù)研究中需要解決的問(wèn)題。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明為解決上述技術(shù)問(wèn)題，提出了一種基于輔助數(shù)據(jù)的FBMC系統(tǒng)均衡方法，通過(guò)使用輔助數(shù)據(jù)來(lái)抵消數(shù)據(jù)符號(hào)的干擾。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：基于輔助數(shù)據(jù)的FBMC系統(tǒng)均衡方法，包括：S1、發(fā)送端數(shù)據(jù)處理；具體包括以下分步驟：S11、根據(jù)原始發(fā)送數(shù)據(jù)產(chǎn)生輔助數(shù)據(jù)；S12、對(duì)原始發(fā)送數(shù)據(jù)與步驟S11的輔助數(shù)據(jù)，進(jìn)行正交幅度調(diào)制；S13、在步驟S12調(diào)制后的數(shù)據(jù)塊頭部添加導(dǎo)頻序列；S14、對(duì)步驟S13得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行正交化相位映射；S15、對(duì)步驟S14得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行IFFT變換；S16、對(duì)步驟S15得到數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波處理，并發(fā)射；S2、接收端數(shù)據(jù)處理，具體包括以下分步驟：S21、對(duì)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配濾波處理；S22、對(duì)步驟S21得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行FFT變換，得到原始發(fā)送數(shù)據(jù)和輔助發(fā)送數(shù)據(jù)；S23、對(duì)步驟S22得到的原始發(fā)送數(shù)據(jù)和輔助發(fā)送數(shù)據(jù)，做相干操作并除以2；S24、對(duì)步驟S23得到的數(shù)據(jù)，根據(jù)導(dǎo)頻序列提取信道信息，然后根據(jù)提取的信道信息，做均衡處理消除多徑干擾；S25、對(duì)步驟S24得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行恢復(fù)正交化相位映射處理；S26、對(duì)步驟S25得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行QAM解調(diào)。進(jìn)一步地，步驟S11所述輔助數(shù)據(jù)為原始發(fā)送數(shù)據(jù)的共軛數(shù)據(jù)或負(fù)共軛數(shù)據(jù)。進(jìn)一步地，步驟S23所述相干操作，具體為：若輔助數(shù)據(jù)為原始數(shù)據(jù)的共軛數(shù)據(jù)，則做相減操作；若輔助數(shù)據(jù)為原始數(shù)據(jù)的負(fù)共軛數(shù)據(jù)，則做相加操作。本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明的基于輔助數(shù)據(jù)的FBMC系統(tǒng)均衡方法，結(jié)合FBMC系統(tǒng)的實(shí)數(shù)域正交條件，提出了一種適用于FBMC系統(tǒng)的信道估計(jì)方法，在某個(gè)時(shí)刻的兩個(gè)符號(hào)s1和s2，在兩個(gè)連續(xù)的時(shí)隙被發(fā)射，發(fā)送數(shù)據(jù)包括用于發(fā)送的原始數(shù)據(jù)以及用于抵消數(shù)據(jù)干擾的輔助數(shù)據(jù)兩部分，原始數(shù)據(jù)隨機(jī)發(fā)放，輔助數(shù)據(jù)為原始數(shù)據(jù)的共軛，或者負(fù)共軛即可，即或者本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比操作簡(jiǎn)便，同時(shí)利用系統(tǒng)干擾特性，能夠消除接收數(shù)據(jù)中符號(hào)間干擾和子載波干擾。附圖說(shuō)明圖1為本發(fā)明提供的任意典型的FBMC系統(tǒng)的原理圖。圖2為本發(fā)明提供的MIMO-FBMC系統(tǒng)的原理圖。圖3為本發(fā)明提供的基于濾波器組多載波系統(tǒng)的天線結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為本發(fā)明提供的原始發(fā)送數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)圖。圖5為本發(fā)明提供的輔助發(fā)送數(shù)據(jù)其中一種結(jié)構(gòu)圖。圖6為本發(fā)明提供的輔助發(fā)送數(shù)據(jù)另一種結(jié)構(gòu)圖。圖7為本發(fā)明實(shí)施例提供的原始發(fā)送數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)圖。圖8為本發(fā)明實(shí)施例提供的輔助發(fā)送數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)圖。具體實(shí)施方式為便于本領(lǐng)域技術(shù)人員理解本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容，下面結(jié)合附圖對(duì)本
發(fā)明內(nèi)容進(jìn)一步闡釋。如圖1所示為任意典型的FBMC系統(tǒng)的原理圖，圖2為任意典型的MIMO-FBMC系統(tǒng)的原理圖，本發(fā)明通過(guò)在發(fā)送端的QAM調(diào)制模塊錢增加輔助數(shù)據(jù)產(chǎn)生模塊，以及在接收端的FFT模塊與均衡模塊之間加上相干操作模塊，實(shí)現(xiàn)抵消干擾的目的，本申請(qǐng)的基本發(fā)明提供的基于濾波器組多載波系統(tǒng)的天線結(jié)構(gòu)圖如圖3所示：包括：發(fā)送端與接收端；所述每根發(fā)送天線的發(fā)送端包括：輔助數(shù)據(jù)產(chǎn)生模塊、QAM調(diào)制模塊、導(dǎo)頻序列添加模塊、正交化相位映射模塊、IFFT變換模塊、濾波模塊以及發(fā)射單元；所述輔助數(shù)據(jù)產(chǎn)生模塊用于根據(jù)原始發(fā)送數(shù)據(jù)生成輔助數(shù)據(jù)，所述QAM調(diào)制模塊用于對(duì)原始發(fā)送數(shù)據(jù)與輔助數(shù)據(jù)進(jìn)行正交幅度調(diào)制，所述導(dǎo)頻序列添加模塊用于對(duì)經(jīng)QAM調(diào)制模塊調(diào)制后的數(shù)據(jù)塊頭部添加導(dǎo)頻序列，所述正交化相位映射模塊用于對(duì)導(dǎo)頻添加模塊輸出的數(shù)據(jù)進(jìn)行正交化相位映射，所述IFFT變換模塊用于對(duì)正交化相位映射模塊輸出的數(shù)據(jù)進(jìn)行IFFT變換，所述濾波模塊用于對(duì)IFFT變換模塊輸出的數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波處理，所述發(fā)射單元用于將濾波模塊的輸出數(shù)據(jù)發(fā)射出去；所述每根接收天線的接收端包括：接收單元、匹配濾波模塊、FFT變換模塊、相干操作模塊、均衡模塊、去正交化相位映射模塊以及QAM解調(diào)模塊；所述接收單元用于接收來(lái)自發(fā)送端的數(shù)據(jù)；所述匹配濾波模塊用于對(duì)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配濾波處理；所述FFT變換模塊用于對(duì)匹配濾波后的數(shù)據(jù)進(jìn)行FFT變換處理，得到原始發(fā)送數(shù)據(jù)和輔助發(fā)送數(shù)據(jù)；所述相干操作模塊用于對(duì)得到的原始發(fā)送數(shù)據(jù)和輔助發(fā)送數(shù)據(jù)，做相干操作并除以2；所述均衡模塊用于根據(jù)信道信息，做均衡處理消除多徑干擾；所述去正交化相位映射模塊用于對(duì)均衡模塊輸出的數(shù)據(jù)進(jìn)行恢復(fù)正交化相位映射處理；所述QAM解調(diào)模塊用于對(duì)去正交化相位映射模塊輸出的數(shù)據(jù)進(jìn)行QAM解調(diào)。相干操作模塊中所述的相干操作具體為：若輔助數(shù)據(jù)為原始數(shù)據(jù)的共軛數(shù)據(jù)，則做相減操作；若輔助數(shù)據(jù)為原始數(shù)據(jù)的負(fù)共軛數(shù)據(jù)，則做相加操作。本發(fā)明還提供一種基于輔助數(shù)據(jù)的FBMC系統(tǒng)均衡方法，包括：S1、發(fā)送端數(shù)據(jù)處理；具體包括以下分步驟：S11、根據(jù)原始發(fā)送數(shù)據(jù)產(chǎn)生輔助數(shù)據(jù)；將一個(gè)發(fā)送數(shù)據(jù)資源均分為兩份，第一份發(fā)送原始數(shù)據(jù)，第二份資源用于預(yù)處理，設(shè)置為第一份資源塊數(shù)據(jù)的共軛數(shù)據(jù)，用于產(chǎn)生和數(shù)據(jù)塊1中絕對(duì)值相同符號(hào)相反的數(shù)據(jù)；S12、對(duì)原始發(fā)送數(shù)據(jù)與步驟S11的輔助數(shù)據(jù)，進(jìn)行正交幅度調(diào)制；S13、在步驟S12調(diào)制后的數(shù)據(jù)塊頭部添加導(dǎo)頻序列；S14、對(duì)步驟S13得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行正交化相位映射；S15、對(duì)步驟S14得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行IFFT變換；S16、對(duì)步驟S15得到數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波處理，并發(fā)射；S2、接收端數(shù)據(jù)處理，具體包括以下分步驟：S21、對(duì)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配濾波處理；S22、對(duì)步驟S21得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行FFT變換，得到原始發(fā)送數(shù)據(jù)和輔助發(fā)送數(shù)據(jù)；S23、對(duì)步驟S22得到的原始發(fā)送數(shù)據(jù)和輔助發(fā)送數(shù)據(jù)，做相干操作并除以2；S24、對(duì)步驟S23得到的數(shù)據(jù)，根據(jù)導(dǎo)頻序列提取信道信息，然后根據(jù)提取的信道信息，做均衡處理消除多徑干擾；在接收端先進(jìn)行加減操作之后做均衡操作，是因?yàn)槿绻茸鼍獠僮鳎捎谠趯?shí)際的通信系統(tǒng)中信道估計(jì)是有偏差的，這種情況下先做均衡會(huì)增大干擾。而先進(jìn)行加減操作，因?yàn)樵谶@種通信環(huán)境中，原始發(fā)送數(shù)據(jù)與輔助數(shù)據(jù)之間的信道的系數(shù)可以認(rèn)為近似相同，這種情況下就省去了信道估計(jì)偏差帶來(lái)的干擾。S25、對(duì)步驟S24得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行恢復(fù)正交化相位映射處理；S26、對(duì)步驟S25得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行QAM解調(diào)。上述添加導(dǎo)頻序列、正交化相位映射、IFFT變換、濾波處理、匹配濾波處理、FFT變換、QAM調(diào)制解調(diào)均為通信
技術(shù)領(lǐng)域：
的常用處理技術(shù)，在此不做過(guò)多說(shuō)明。本申請(qǐng)中采用輔助數(shù)據(jù)抵消干擾的原理如下：本實(shí)施例以輔助數(shù)據(jù)為原始數(shù)據(jù)的負(fù)共軛數(shù)據(jù)為例進(jìn)行說(shuō)明，隨機(jī)舉例用作原始發(fā)送數(shù)據(jù)如圖7所示，發(fā)送端根據(jù)原始發(fā)送數(shù)據(jù)產(chǎn)生的輔助數(shù)據(jù)如圖8所示，所述圖7、8只為說(shuō)明數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，對(duì)于其中時(shí)間和頻率的尺寸并無(wú)做詳細(xì)規(guī)劃。模糊函數(shù)是一種非常重要的對(duì)信號(hào)進(jìn)行時(shí)-頻特性分析的函數(shù)。首先定義模糊函數(shù)Ag(τ,υ)為：其中，υ和τ分別表示FBMC系統(tǒng)子載波間隔和發(fā)送信號(hào)時(shí)間間隔的變量，g(*)表示成形濾波器函數(shù)，g*(*)表示g(*)的共軛。設(shè)FBMC系統(tǒng)發(fā)送端時(shí)頻格點(diǎn)位置(m,n)處的發(fā)送信號(hào)為am,n，則對(duì)應(yīng)于接收端時(shí)頻格點(diǎn)(m′,n′)位置上接收到的發(fā)送信號(hào)可以表示為：a^m,n=am,n+Σm≠m′,n≠n′am′,n′<gm,n|gm′,n′>---(6)]]>式(6)可以用模糊函數(shù)表示為：a^m,n=Σp,qak+p,l+qjp+q+p(q+2n)Ag*(qτ0,pυ0)---(7)]]>定義時(shí)頻坐標(biāo)為(m,n)的格點(diǎn)鄰域?yàn)棣甫,Δn＝{(p,q),|p|≤Δm,|q|≤Δn}，并且有(p,q)≠(0,0)。由于濾波器的時(shí)頻聚焦性，濾波器干擾主要來(lái)自于(m-1,m+1)，(n-4,n+4)這些數(shù)據(jù)符號(hào)，因此公式(7)可以進(jìn)一步簡(jiǎn)化為(部分省略)：a^m,n1≈...+am,nAg*(0,0)+am-1,n-1j-2n-1Ag*(-τ0,-υ0)+am-1,nj-2n-1Ag*(0,-υ0)+am-1,n+1j-2n-1Ag*(τ0,-υ0)+am,n-1j-1Ag*(-τ0,0)+am,n+1jAg*(τ0,0)+am+1,n-1j2n-1Ag*(-τ0,υ0)+am+1,nj2n+1Ag*(0,υ0)+am+1,n+1j2n+3Ag*(τ0,υ0)+...---(8)]]>對(duì)于位于時(shí)頻格(m,n)的發(fā)送符號(hào)，再利用模糊函數(shù)的性質(zhì)：Ag(0,0)=1,Ag(±τ,±υ)=Ag(τ,υ)=Ag*(τ,υ)---(9)]]>令原始數(shù)據(jù)接收數(shù)據(jù)為則按照?qǐng)D4輔助數(shù)據(jù)公式(8)中的接收數(shù)據(jù)為：a^m,n2≈...+am,nAg*(0,0)+am-1,n-1j-2n-1Ag*(-τ0,-υ0)-am-1,nj-2n-1Ag*(0,-υ0)+am-1,n+1j-2n-1Ag*(τ0,-υ0)-am,n-1j-1Ag*(-τ0,0)-am,n+1jAg*(τ0,0)+am+1,n-1j2n-1Ag*(-τ0,υ0)-am+1,nj2n+1Ag*(0,υ0)+an+1,n+1j2n+3Ag*(τ0,υ0)+...---(10)]]>按照?qǐng)D5輔助數(shù)據(jù)公式(8)中的接收數(shù)據(jù)為：a^m,n2≈...+am,nAg*(0,0)-am-1,n-1j-2n-1Ag*(-τ0,-υ0)+am-1,nj-2n-1Ag*(0,-υ0)-am-1,n+1j-2n-1Ag*(τ0,-υ0)+am,n-1j-1Ag*(-τ0,0)+am,n+1jAg*(τ0,0)-am+1,n-1j2n-1Ag*(-τ0,υ0)+am+1,nj2n+1Ag*(0,υ0)-am+1,n+1j2n+3Ag*(τ0,υ0)+...---(11)]]>由此可以看到，輔助信號(hào)接收端數(shù)據(jù)部分干擾和原始發(fā)送數(shù)據(jù)中的干擾互為相反數(shù)，在接收端，首先按照FBMC將接收信號(hào)做對(duì)應(yīng)于發(fā)送端的解調(diào)處理，對(duì)接收到的原始發(fā)送數(shù)據(jù)h1s1+n1，和接收到的輔助發(fā)送數(shù)據(jù)h2s2+n2做相加操作，得到：(a^m,n1+a^m,n2)/2≈+am,nAg*(0,0)+am-1,nj-2n-1Ag*(0,-ν0)+am+1,nj2n+1Ag*(0,ν0)---(12)]]>抵消了原始數(shù)據(jù)中的部分干擾，對(duì)均衡等其他操作也不會(huì)造成影響。如圖6所示，當(dāng)輔助信號(hào)接收端數(shù)據(jù)部分干擾和原始發(fā)送數(shù)據(jù)中的干擾相同時(shí)，只需在接收端將兩者相減，同樣可實(shí)現(xiàn)抵消了原始數(shù)據(jù)中的部分干擾，對(duì)均衡等其他操作也不會(huì)造成影響。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將會(huì)意識(shí)到，這里所述的實(shí)施例是為了幫助讀者理解本發(fā)明的原理，應(yīng)被理解為本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于這樣的特別陳述和實(shí)施例。對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍之內(nèi)。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3