無時(shí)間與無頻率保護(hù)間隔多載波通信方法和裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及無線電通信技術(shù)，更具體地，本發(fā)明設(shè)及一種無時(shí)間、頻率保護(hù)間隔的 多載波通信方法和裝置，屬于信息傳輸技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明可應(yīng)用于所有采用多載波調(diào)制解 調(diào)技術(shù)的有線、無線通信系統(tǒng)和采用單載波調(diào)制解調(diào)技術(shù)的普通通信線路。
【背景技術(shù)】
[0002] 近幾十年來，多載波調(diào)制技術(shù)得到了長足的發(fā)展，運(yùn)類調(diào)制技術(shù)W其突出的 頻譜效率和抗干擾能力而得到了廣泛的應(yīng)用，OFDM的rthogonal化equen巧Division Multiplexing)調(diào)制技術(shù)是一種典型的多載波調(diào)制技術(shù)，在有線、無線電通信及光通信中都 得到了廣泛的應(yīng)用，并已形成多種有線、無線通信標(biāo)準(zhǔn)，更是4G移動(dòng)通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的核屯、 技術(shù)之一。
[0003] 由于實(shí)際信道中多徑干擾W及其它非理想特性的存在，傳統(tǒng)的單載波調(diào)制技術(shù)在 傳輸過程中會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的碼間干擾，影響系統(tǒng)的解調(diào)性能。多載波調(diào)制技術(shù)將高速串行信 息分配到多個(gè)并行子載波上，每個(gè)子載波的符號(hào)周期大大延長，可有效對(duì)抗信道多徑、時(shí)延 等問題。但通常多載波調(diào)制系統(tǒng)的信息傳輸依賴于子載波之間的正交性，子載波之間的正 交性是信息傳輸?shù)那疤岷突A(chǔ)。由于多徑干擾的存在和傳輸信道特性的不理想，調(diào)制信號(hào) 在傳輸過程中不可避免的會(huì)產(chǎn)生失真，運(yùn)勢必會(huì)對(duì)子載波間的正交性產(chǎn)生影響，進(jìn)而影響 系統(tǒng)的性能。在典型的OFDM多載波調(diào)制系統(tǒng)中，通過插入循環(huán)前綴（切clic Prefix, CP) 的方法來克服多徑干擾對(duì)信號(hào)正交性的影響，循環(huán)前綴不傳輸信息，它的存在降低了系統(tǒng) 的頻譜效率和功率效率。循環(huán)前綴的長度通常為符號(hào)周期的1/5-1/4, W 1/5符號(hào)周期的 循環(huán)前綴為例，其在最理想情況下的系統(tǒng)頻帶利用率為1. 6Baud/化/s,與2Baud/化/s的理 論極限存在0. 4Baud的差距，頻譜效率損失達(dá)20%，同時(shí)循環(huán)前綴還會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)存在約1地 的信噪比損失。進(jìn)一步，循環(huán)前綴的作用是有限的，它并不能解決較為嚴(yán)重的多徑干擾和其 它失真帶來的正交性破壞問題。此外，0抑M多載波傳輸系統(tǒng)通常還需采用虛載波技術(shù)W進(jìn) 行載波同步和信道估計(jì)等處理，運(yùn)將進(jìn)一步加大系統(tǒng)頻譜效率和功率效率開銷，降低多載 波系統(tǒng)的實(shí)際傳輸效率。
[0004] 針對(duì)多載波系統(tǒng)尤其是OFDM多載波調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)存在的對(duì)子載波間正交性依賴 強(qiáng)、需采用循環(huán)前綴保護(hù)間隔等問題，從弱化多載波系統(tǒng)對(duì)子載波間正交性依賴的角度，擺 脫多載波系統(tǒng)對(duì)子載波間正交性的依賴，提高多載波系統(tǒng)的傳輸效率和傳輸性能。本發(fā)明 的目標(biāo)在于提供一種無需時(shí)間和頻率保護(hù)間隔的多載波通信方法，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的調(diào)制解 調(diào)，提高多載波系統(tǒng)的誤碼性能和傳輸效率。本發(fā)明通過基于頻率變換的副載波提取方法 來實(shí)現(xiàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 發(fā)射端對(duì)每一路副載波調(diào)制信號(hào)進(jìn)行基帶成型，W確保子載波調(diào)制信號(hào)頻譜保持 較低的帶外衰減，同時(shí)將副載波調(diào)制信號(hào)W頻譜部分交疊的形式疊加輸出；接收端通過頻 率變換和濾波處理，從接收信號(hào)中提取出單路副載波調(diào)制信號(hào)，再對(duì)每一路副載波調(diào)制信 號(hào)進(jìn)行解調(diào)檢測處理，W運(yùn)種先提取副載波調(diào)制信號(hào)后進(jìn)行解調(diào)檢測的方式代替?zhèn)鹘y(tǒng)多載 波系統(tǒng)基于副載波間正交性對(duì)整個(gè)接收信號(hào)做相關(guān)運(yùn)算進(jìn)行解調(diào)檢測的方式，從而擺脫正 交體制多載波系統(tǒng)對(duì)副載波間正交性的依賴。
[0006] 本發(fā)明包括通信方法和通信設(shè)備兩個(gè)方面的內(nèi)容，通信方法和通信設(shè)備的具體技 術(shù)方案和工作流程各包括兩種，下面將分別進(jìn)行闡述。
[0007] 根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)方面，提供一種無時(shí)間、頻率保護(hù)間隔的多載波通信方法。
[0008] 發(fā)射部分：首先對(duì)預(yù)調(diào)信息進(jìn)行串并轉(zhuǎn)換，其次對(duì)并行預(yù)調(diào)信息分別進(jìn)行數(shù)字基 帶調(diào)制，得到并行基帶調(diào)制信號(hào)；然后采用不同頻率的載波信號(hào)對(duì)并行基帶調(diào)制信號(hào)進(jìn)行 正交上變頻調(diào)制，得到并行副載波調(diào)制信號(hào)；最后將并行副載波調(diào)制信號(hào)疊加輸出。其特征 在于，發(fā)射部分每一路并行預(yù)調(diào)信息的基帶調(diào)制過程均包含基帶成型處理，相鄰并行基帶 調(diào)制信號(hào)上變頻調(diào)制所采用載波信號(hào)中屯、頻率間隔不小于1倍單路基帶調(diào)制信號(hào)帶寬且 不大于2倍單路基帶調(diào)制信號(hào)帶寬，任一副載波調(diào)制信號(hào)包含同相和正交兩條支路，同相 和正交支路所調(diào)制的信息相同，同相和正交支路所采用的基帶成型函數(shù)相同。
[0009] 接收部分：接收調(diào)制信號(hào)，對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行解調(diào)檢測處理，得到并行解調(diào)信息；對(duì) 并行解調(diào)信息進(jìn)行并串轉(zhuǎn)換，得到串行解調(diào)信息。其特征在于，在并串轉(zhuǎn)換之前，通過頻率 變換和濾波處理從接收信號(hào)中提取出單路副載波調(diào)制信號(hào)，再單獨(dú)對(duì)提取得到的副載波調(diào) 制信號(hào)進(jìn)行解調(diào)檢測。
[0010] 接收端解調(diào)檢測包含W下處理步驟：
[0011] 步驟110)用載波信號(hào)對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行正交下變頻，得到同相和正交下變頻信號(hào)， 所述載波信號(hào)為中屯、頻率和相位與第1副載波調(diào)制信號(hào)或倒數(shù)第1副載波調(diào)制信號(hào)相同的 正余弦載波；
[0012] 步驟120)對(duì)同相下變頻信號(hào)或正交下變頻信號(hào)做希爾伯特變換，再與未做希爾 伯特變換的下變頻信號(hào)做加法和減法運(yùn)算，得到只包含第1或倒數(shù)第1副載波調(diào)制信號(hào)的 提取信號(hào)、和去除了第1或倒數(shù)第1副載波調(diào)制信號(hào)的剩余副載波調(diào)制信號(hào)；
[0013] 步驟130)對(duì)第1或倒數(shù)第1副載波提取信號(hào)做希爾伯特變換，并與該步驟希爾伯 特變換前提取信號(hào)相加，得到第1或倒數(shù)第1副載波待解調(diào)提取信號(hào)；
[0014] 步驟140)對(duì)第1或倒數(shù)第1副載波待解調(diào)提取信號(hào)進(jìn)行解調(diào)檢測處理，得到副載 波解調(diào)信息；
[0015] 步驟150)對(duì)剩余副載波調(diào)制信號(hào)進(jìn)行正交上變頻；
[0016] 步驟160)將步驟150)正交上變頻后的副載波調(diào)制信號(hào)視為接收信號(hào)，并按照頻 率高低重新對(duì)副載波調(diào)制信號(hào)進(jìn)行排序，重復(fù)步驟110)、120)、130)、140)、150)直至將所 有副載波調(diào)制信號(hào)提取、解調(diào)完畢。
[0017] 步驟140)中，解調(diào)檢測可采用匹配濾波的解調(diào)檢測方法，但不局限于匹配濾波解 調(diào)方法。
[0018] 根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)方面，提供一種無時(shí)間、頻率保護(hù)間隔的多載波通信方法。
[0019]發(fā)射部分：首先對(duì)預(yù)調(diào)信息進(jìn)行串并轉(zhuǎn)換，其次對(duì)并行預(yù)調(diào)信息分別進(jìn)行數(shù)字基 帶調(diào)制，得到并行基帶調(diào)制信號(hào)；然后采用不同頻率的載波信號(hào)對(duì)并行基帶調(diào)制信號(hào)進(jìn)行 上變頻調(diào)制，得到并行副載波調(diào)制信號(hào)；最后將并行副載波調(diào)制信號(hào)疊加輸出。其特征在 于，發(fā)射部分每一路并行預(yù)調(diào)信息的基帶調(diào)制過程均包含基帶成型處理，相鄰并行基帶調(diào) 制信號(hào)上變頻調(diào)制所采用載波信號(hào)中屯、頻率間隔不小于1倍單路基帶調(diào)制信號(hào)帶寬且不 大于2倍單路基帶調(diào)制信號(hào)帶寬，任一副載波調(diào)制信號(hào)包含同相和正交兩條支路，同相和 正交支路所調(diào)制的信息相同，同相和正交支路所采用的基帶成型函數(shù)互為希爾伯特變換。
[0020] 接收部分：接收調(diào)制信號(hào)，對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行解調(diào)檢測處理，得到并行解調(diào)信息；對(duì) 并行解調(diào)信息進(jìn)行并串轉(zhuǎn)換，得到串行解調(diào)信息。其特征在于，在并串轉(zhuǎn)換之前，通過頻率 變換和濾波處理從接收信號(hào)中提取出單路副