專利名稱：基于加權(quán)分?jǐn)?shù)傅里葉變換擴(kuò)展的ofdm通信系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著社會(huì)的發(fā)展，人們對(duì)通信的需求越來越大，通信系統(tǒng)的傳輸速率越來越高，由多徑效應(yīng)引起的碼間干擾問題逐漸成為制約系統(tǒng)性能的主要因素。多載波技術(shù)可以將高速串行的數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)化為多個(gè)低速并行的數(shù)據(jù)流，使得系統(tǒng)可以通過使用簡(jiǎn)單的頻域均衡技術(shù)有效的解決多徑傳輸帶來的碼間干擾問題，這大大促進(jìn)了無線寬帶通信的發(fā)展。因此，近年來多載波傳輸技術(shù)得到了越來越多的研究和應(yīng)用。其中，正交頻分復(fù)用技術(shù)(OFDM)是一種特殊的等間隔頻率重疊的多載波調(diào)制技術(shù)。它于1970年被首先提出，并被認(rèn)為是一種能在多徑衰落信道下實(shí)現(xiàn)有效高速傳輸?shù)募夹g(shù)，目前已廣泛應(yīng)用于數(shù)字視頻廣播，IEEE802. Ila無線局域網(wǎng)以及IEEE802. 16無線城域網(wǎng)等方面。OFDM技術(shù)本身以及和其它通信體制相結(jié)合的技術(shù)已經(jīng)成為未來高速數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)領(lǐng)域的一個(gè)最重要發(fā)展方向和趨勢(shì)。在提供高效的抗多徑干擾性能以及完美的頻分多址接入的同時(shí)，OFDM技術(shù)也存在一些固有的缺陷，如較高的峰均功率比(PAPR)、對(duì)頻譜泄漏引起的窄帶干擾殘留信號(hào)比較敏感等。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有的OFDM系統(tǒng)的峰均功率比較高問題，從而提供一種基于加權(quán)分?jǐn)?shù)傅里葉變換擴(kuò)展的OFDM通信系統(tǒng)?；诩訖?quán)分?jǐn)?shù)傅里葉變換擴(kuò)展的OFDM通信系統(tǒng)，信號(hào)發(fā)射過程步驟Al、將用戶的輸入數(shù)據(jù)經(jīng)串/并轉(zhuǎn)換，獲得M路轉(zhuǎn)換后的結(jié)果；步驟A2、將步驟Al獲得的M路轉(zhuǎn)換后的結(jié)果分別進(jìn)行加權(quán)分?jǐn)?shù)傅里葉變換，獲得 M路變換結(jié)果；加權(quán)分?jǐn)?shù)傅里葉變換的變換系數(shù)受動(dòng)態(tài)變換參數(shù)選擇模塊的控制，所述參數(shù)為 α、MV、NV ；步驟A3、將步驟A2獲得的M路變換結(jié)果進(jìn)行子載波映射，獲得N路映射結(jié)果；步驟A4、將步驟A3獲得的N路映射結(jié)果進(jìn)行快速傅里葉逆變換，獲得N路變換結(jié)果；步驟A5、將步驟A4獲得的N路變換結(jié)果進(jìn)行并/串轉(zhuǎn)換，獲得一路轉(zhuǎn)換后信號(hào)；步驟A6、將步驟A5獲得的一路轉(zhuǎn)換后信號(hào)進(jìn)行數(shù)/模轉(zhuǎn)換，獲得轉(zhuǎn)換后信號(hào)；步驟A7、將步驟A6中的轉(zhuǎn)換后信號(hào)進(jìn)行上變頻處理，并將處理后的信號(hào)發(fā)送至信道；信號(hào)接收過程步驟Bi、接收端將接收到的信號(hào)進(jìn)行下變頻處理，獲得處理后的信號(hào)；
步驟B2、將步驟Bl獲得的處理后的信號(hào)進(jìn)行模/數(shù)轉(zhuǎn)換，獲得轉(zhuǎn)換后信號(hào)；步驟B3、將步驟B2獲得的轉(zhuǎn)換后的信號(hào)進(jìn)行串/并轉(zhuǎn)換，獲得N路轉(zhuǎn)換后的信號(hào)；步驟B4、將步驟B3獲得的N路轉(zhuǎn)換后的信號(hào)進(jìn)行快速傅里葉變換，獲得N路變換
結(jié)果；步驟B5、將步驟B4獲得的N路變換后的結(jié)果進(jìn)行子載波去映射，獲得M路去映射
結(jié)果；步驟B6、將步驟B5獲得的M路轉(zhuǎn)換后的結(jié)果分別進(jìn)行加權(quán)分?jǐn)?shù)傅里葉變換，獲得 M路變換結(jié)果；加權(quán)分?jǐn)?shù)傅里葉變換的變換系數(shù)受動(dòng)態(tài)變換參數(shù)選擇模塊的控制，所述參數(shù)為- a、MV、NV ；步驟B7、將步驟B6獲得的M路變換結(jié)果進(jìn)行并/串轉(zhuǎn)換，獲得用戶的輸出數(shù)據(jù)；M、N均為正整數(shù)?；诩訖?quán)分?jǐn)?shù)傅里葉變換擴(kuò)展的OFDM通信系統(tǒng)，它是基于加權(quán)分?jǐn)?shù)傅里葉變換擴(kuò)展的多用戶多址接入的OFDM通信系統(tǒng)，信號(hào)發(fā)射過程步驟Cl、將多用戶中的每個(gè)用戶的輸入數(shù)據(jù)分別經(jīng)串/并轉(zhuǎn)換，多用戶中的每個(gè)用戶獲得M路轉(zhuǎn)換后的結(jié)果；步驟C2、將步驟Cl所述的多用戶中的每個(gè)用戶獲得的M路轉(zhuǎn)換后的結(jié)果分別進(jìn)行加權(quán)分?jǐn)?shù)傅里葉變換，多用戶中的每個(gè)用戶獲得M路變換結(jié)果；多用戶中的每個(gè)用戶中加權(quán)分?jǐn)?shù)傅里葉變換的變換系數(shù)受動(dòng)態(tài)變換參數(shù)選擇模塊的控制，所述參數(shù)為α、MV、NV ；步驟C3、將步驟C2所述的多用戶中的每個(gè)用戶獲得M路變換結(jié)果分別進(jìn)行用戶地址選擇，多用戶中的每個(gè)用戶獲得N路選擇結(jié)果；步驟C4、將步驟C3所述的多用戶中的每個(gè)用戶獲得的N路選擇結(jié)果進(jìn)行快速傅里葉逆變換，獲得N路變換結(jié)果；步驟C5、將步驟C4所述的多用戶中的每個(gè)用戶獲得的N路變換結(jié)果進(jìn)行信號(hào)發(fā)送前期處理，多用戶中的每個(gè)用戶獲得的一路處理后的信號(hào)，并發(fā)送至信道；信號(hào)接收過程步驟D1、接收端將接收到的多用戶中的每個(gè)用戶的一路信號(hào)進(jìn)行信號(hào)接收后期處理，多用戶中的每個(gè)用戶獲得N路處理后結(jié)果；步驟D2、將步驟Dl所述的多用戶中的每個(gè)用戶獲得的N路處理后結(jié)果進(jìn)行快速傅里葉變換，多用戶中的每個(gè)用戶獲得N路變換結(jié)果；步驟D3、將步驟D2所述的多用戶中的每個(gè)用戶獲得的N路變換后的結(jié)果進(jìn)行用戶地址選擇，多用戶中的每個(gè)用戶獲得的M路變換結(jié)果；步驟D4、將步驟D3所述的多用戶中的每個(gè)用戶獲得的M路變換結(jié)果進(jìn)行分別進(jìn)行加權(quán)分?jǐn)?shù)傅里葉變換，多用戶中的每個(gè)用戶獲得M路變換結(jié)果；加權(quán)分?jǐn)?shù)傅里葉變換的變換系數(shù)受動(dòng)態(tài)變換參數(shù)選擇模塊的控制，所述參數(shù)為- a、MV、NV ；步驟D5、將步驟D4所述的多用戶中的每個(gè)用戶獲得的M路變換結(jié)果進(jìn)行并/串轉(zhuǎn)換，多用戶中的每個(gè)用戶獲得變換后結(jié)果；M、N均為正整數(shù)。步驟C5中所述的信號(hào)發(fā)送前期處理的方法為
步驟E1、將多用戶中的每個(gè)用戶的N路經(jīng)快速傅里葉逆變換結(jié)果分別進(jìn)行并/串轉(zhuǎn)換，多用戶中的每個(gè)用戶獲得一路轉(zhuǎn)換后信號(hào)；步驟E2、將步驟El所述的多用戶中的每個(gè)用戶獲得一路轉(zhuǎn)換后信號(hào)分別進(jìn)行數(shù)/ 模轉(zhuǎn)換，多用戶中的每個(gè)用戶獲得一路轉(zhuǎn)換后信號(hào)；步驟E3、將步驟E2所述的多用戶中的每個(gè)用戶獲得的一路轉(zhuǎn)換后信號(hào)分別進(jìn)行上變頻處理，完成信號(hào)發(fā)送前期處理。步驟Dl中所述的信號(hào)接收后期處理的方法為步驟F1、將接收到的多用戶中的每個(gè)用戶的一路信號(hào)分別進(jìn)行下變頻處理，多用戶中的每個(gè)用戶獲得處理結(jié)果；步驟F2、將步驟Fl所述的多用戶中的每個(gè)用戶獲得的處理結(jié)果分別進(jìn)行A/D變換，多用戶中的每個(gè)用戶獲得變換結(jié)果；步驟F3、將步驟F2所述的多用戶中的每個(gè)用戶獲得變換結(jié)果進(jìn)行串/并轉(zhuǎn)換，多用戶中的每個(gè)用戶獲得N路變換結(jié)果，完成信號(hào)接收后期處理。有益效果本發(fā)明首先采用加權(quán)分?jǐn)?shù)傅里葉變換(WFRFT)對(duì)待傳送的信息進(jìn)行預(yù)處理，改變信息比特的能量分布，然后再將這些信息映射到相應(yīng)的子載波上進(jìn)行傳輸，從而達(dá)到降低系統(tǒng)峰均功率比，并且系統(tǒng)結(jié)構(gòu)保留了傳統(tǒng)的OFDM技術(shù)靈活的頻分多址接入的能力。


圖1是本發(fā)明具體實(shí)施方式
一的原理示意圖；圖2是一種基于FFT的加權(quán)分?jǐn)?shù)傅里葉變換物理實(shí)現(xiàn)方案的原理示意圖；圖3是本發(fā)明信號(hào)發(fā)射過程示意圖；圖4是本發(fā)明信號(hào)接收過程示意圖；圖5是本發(fā)明具體實(shí)施方式
二的原理示意圖。
具體實(shí)施例方式具體實(shí)施方式
一、結(jié)合圖1至4說明本具體實(shí)施方式
，基于加權(quán)分?jǐn)?shù)傅里葉變換擴(kuò)展的OFDM通信系統(tǒng)，其特征是信號(hào)發(fā)射過程步驟Al、將用戶的輸入數(shù)據(jù)經(jīng)串/并轉(zhuǎn)換，獲得M路轉(zhuǎn)換后的結(jié)果；步驟A2、將步驟Al獲得的M路轉(zhuǎn)換后的結(jié)果分別進(jìn)行加權(quán)分?jǐn)?shù)傅里葉變換，獲得 M路變換結(jié)果；加權(quán)分?jǐn)?shù)傅里葉變換的變換系數(shù)受動(dòng)態(tài)變換參數(shù)選擇模塊的控制，所述參數(shù)為 α、MV、NV ；步驟A3、將步驟A2獲得的M路變換結(jié)果進(jìn)行子載波映射，獲得N路映射結(jié)果；步驟A4、將步驟A3獲得的N路映射結(jié)果進(jìn)行快速傅里葉逆變換，獲得N路變換結(jié)果；步驟A5、將步驟A4獲得的N路變換結(jié)果進(jìn)行并/串轉(zhuǎn)換，獲得一路轉(zhuǎn)換后信號(hào)；步驟A6、將步驟A5獲得的一路轉(zhuǎn)換后信號(hào)進(jìn)行數(shù)/模轉(zhuǎn)換，獲得轉(zhuǎn)換后信號(hào)；步驟A7、將步驟A6中的轉(zhuǎn)換后信號(hào)進(jìn)行上變頻處理，并將處理后的信號(hào)發(fā)送至信道；信號(hào)接收過程步驟Bi、接收端將接收到的信號(hào)進(jìn)行下變頻處理，獲得處理后的信號(hào)；步驟B2、將步驟Bl獲得的處理后的信號(hào)進(jìn)行模/數(shù)轉(zhuǎn)換，獲得轉(zhuǎn)換后信號(hào)； 步驟B3、將步驟B2獲得的轉(zhuǎn)換后的信號(hào)進(jìn)行串/并轉(zhuǎn)換，獲得N路轉(zhuǎn)換后的信號(hào)； 步驟B4、將步驟B3獲得的N路轉(zhuǎn)換后的信號(hào)進(jìn)行快速傅里葉變換，獲得N路變換
步驟B5、將步驟B4獲得的N路變換后的結(jié)果進(jìn)行子載波去映射，獲得M路去映射
結(jié)果；
結(jié)果；步驟B6、將步驟B5獲得的M路轉(zhuǎn)換后的結(jié)果分別進(jìn)行加權(quán)分?jǐn)?shù)傅里葉變換，獲得 M路變換結(jié)果；加權(quán)分?jǐn)?shù)傅里葉變換的變換系數(shù)受動(dòng)態(tài)變換參數(shù)選擇模塊的控制，所述參數(shù)為- a、MV、NV ；步驟B7、將步驟B6獲得的M路變換結(jié)果進(jìn)行并/串轉(zhuǎn)換，獲得用戶的輸出數(shù)據(jù)；M、N均為正整數(shù)。原理加權(quán)分?jǐn)?shù)傅里葉變換的基本數(shù)學(xué)原理和定義公式為設(shè)為任意復(fù)數(shù)序列，{X0 (n), X1(Ii), X2 (n), X3(Ii)I分別是)CQ(n)的0 3次離散傅立葉變換的結(jié)果，其中 DFT應(yīng)該采用歸一化定義形式，如下式所示
1
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則其WFRFT定義公式可以表示為
S0 = W0 ( α ,V) X0 (η)+W1 (α , V) X1 (η)+W2 (α ,V) X2 (η)+W3 (α , V) X3 (η)
其中，加權(quán)系統(tǒng)定義為
2 πι ι
4
(1)
1 3r w/( ^)=4ZexP1±fr[(4
mk +11
(k + Ank)-lk~]\ / = 0,1,2,3
(2)公式O)是由 α、MV = [m。，Hi1, m2，m3]和 NV = [n。，ni; n2，n3]等 9 個(gè)參數(shù)共同控制的加權(quán)系數(shù)形式，其中MV和NV均為實(shí)向量。定義V= [MV，NV]，當(dāng)V = O時(shí)公式(1)所定義的為單參數(shù)WFRFT，否則為多參數(shù)WFRFT。下面對(duì)公式(1)的內(nèi)容進(jìn)行擴(kuò)展，將得到以下更加一般的表達(dá)形式
V、W1W2W3~W0X0 +"W1X1 +"W2X2 +"W3XW3W0W2W3X0 +"W0X1 +"W1X2 +"W2XW2W3W0W2X0 +"W3X1 +"W0X2 +"W1XW1W2W31VX3W1X0 +"W2X1 +"W3X2 +"W0X
(3)由(X0(η)，X1 (η)，X2 (η)，X3 (η)}之間的關(guān)系不難證明{S。(η)，S1 (η)，S2 (η)，S3 (η)} 分別是 S0 (η)的 0 3 次 DFT，S0 (η)是 S3 (η)的 DFT ；同時(shí)，{S。(η)，S1 (η)，S2 (η)，S3 (η)}分別是IX0(η)，)(》，)(》，X3(η)}的α階WFRFT。由于WFRFT可逆性的存在，在已知&(η) 情況下，可以通過對(duì)其做階次為-α的WFRFT求得原始數(shù)據(jù)\ (η)。具體的表達(dá)形式如下式所示X0 (n) = W0 (- α , V) S0 (η) +W1 (- α , V) S1 (η) +W2 (- α , V) S2 (η) +W3 (_ α，V) S3 (η) (4)由此可知，WFRFT具有比較完善的正逆變換表達(dá)式以及離散算法，因此可以在現(xiàn)有的通信系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)。加權(quán)分?jǐn)?shù)傅里葉變換與傳統(tǒng)的經(jīng)典傅里葉變換(FT)只能提供單一變換階次不同，它可以提供更多的變換階次的選擇，變換階次可以在0到4之間連續(xù)取值。而且由它的邊界性可知，F(xiàn)T是加權(quán)分?jǐn)?shù)傅里葉變換的特例，加權(quán)分?jǐn)?shù)傅里葉變換是FT的一般推廣。所以，使用加權(quán)分?jǐn)?shù)傅里葉變換模塊對(duì)待傳輸信息進(jìn)行預(yù)處理時(shí)，系統(tǒng)可以通過適當(dāng)?shù)倪x擇變換階次來靈活的調(diào)節(jié)信息的能量分布。由此可以看出，系統(tǒng)可以通過選擇前端WFRFT模塊的變換階次和使用合理的子載波映射算法兩種途徑來減小發(fā)射信號(hào)的峰均功率比。這也是本系統(tǒng)構(gòu)架相對(duì)于其他一些學(xué)者提出的單載波頻分多址接入系統(tǒng)(SC_FDMA)的優(yōu)勢(shì)所在。而且，本發(fā)明提出的WFRFT-S-0FDM系統(tǒng)保留了傳統(tǒng)的OFDM技術(shù)在頻分多址接入上的靈活性，可以部分地實(shí)現(xiàn)對(duì)不同子信道進(jìn)行對(duì)應(yīng)的自適應(yīng)調(diào)制功能。另外，也可以看出，上文敘述的WFRFT-S-0FDM系統(tǒng)的這些特征不但可以用來改善發(fā)射信號(hào)的峰均功率比，還可以用來抑制干擾信號(hào)對(duì)系統(tǒng)傳輸性能的影響。這是由于 WFRFT-S-0FDM系統(tǒng)繼承了 OFDM在頻分多址上的靈活性，可以根據(jù)干擾信號(hào)的功率譜能量分布情況自適應(yīng)的選擇使用干擾較小的子信道，避免使用干擾較大的子信道。同時(shí)，還可以通過調(diào)節(jié)前置WFRFT模塊的變換階次，選擇最佳的信息比特能量分布形式，進(jìn)一步減弱由于頻譜泄漏現(xiàn)象殘留下來的干擾信號(hào)對(duì)系統(tǒng)的影響。本發(fā)明相比于傳統(tǒng)的OFDM系統(tǒng)，WFRFT-S-0FDM系統(tǒng)對(duì)原始數(shù)據(jù)的變換處理分為兩步較少點(diǎn)數(shù)的WFRFT和較大點(diǎn)數(shù)的IFFT。在這兩個(gè)變換模塊之間，有一個(gè)頻譜分配模塊，它的作用是根據(jù)一定的算法將前端各個(gè)子用戶的數(shù)據(jù)映射到相應(yīng)的子載波上進(jìn)行傳輸。因此，通過映射算法的選擇，可以有效的降低整個(gè)系統(tǒng)的PAPR。同時(shí)，WFRFT-S-0FDM系統(tǒng)繼承了傳統(tǒng)的OFDM系統(tǒng)在頻分多址接入方面的優(yōu)勢(shì)，通過頻譜分配模塊可以很方便的實(shí)現(xiàn)非常靈活的頻分多址接入。即可以通過主動(dòng)避免使用信道環(huán)境較差的子信道來有效的提高整個(gè)系統(tǒng)的抗干擾能力。而且，由于WFRFT變換參數(shù)取值的連續(xù)性，不同的變換參數(shù)對(duì)應(yīng)著不同的時(shí)頻曲面和信號(hào)能量分布。因此，在復(fù)雜的電磁環(huán)境下，針對(duì)某一種特定的干擾形式，總是存一組的最優(yōu)變換參數(shù)，使得信號(hào)在該參數(shù)對(duì)應(yīng)的時(shí)頻曲面上的能量分布具有最優(yōu)的抑制干擾的性能。所以，各個(gè)子用戶可以通過調(diào)節(jié)前端WFRFT模塊的變換參數(shù)來增強(qiáng)對(duì)干擾信號(hào)的抑制能力?？梢钥闯?，本發(fā)明提出的WFRFT系統(tǒng)相比于傳統(tǒng)的OFDM系統(tǒng)至少具有兩個(gè)方面的優(yōu)勢(shì)較低的PAI^R和更強(qiáng)的抗干擾性能。這個(gè)過程涉及到的關(guān)鍵技術(shù)包括以下的三個(gè)方面(1)、WFRFT的硬件實(shí)現(xiàn)方式如附圖2所示，WFRFT可以通過FFT模塊來實(shí)現(xiàn)快速變換。并行輸入的N點(diǎn)原始數(shù)據(jù)首先分為4條支路支路0和支路2沒有經(jīng)過“離散傅立葉變換模塊”，視為單載波分量；支路1和支路3經(jīng)過“離散傅立葉變換模塊”，視為多載波分量?！胺崔D(zhuǎn)模塊”的輸出，是將輸入數(shù)據(jù)的第1點(diǎn)保持不變，第2點(diǎn)至第N點(diǎn)順序前后顛倒。4條支路的數(shù)據(jù)分別經(jīng)過各自支路的系數(shù)加權(quán)后相加并輸出。(2)頻譜資源分配模塊本發(fā)明提出的WFRFT-S-0FDM系統(tǒng)繼承了傳統(tǒng)的OFDM系統(tǒng)在頻分多址接入上的優(yōu)勢(shì)，可以通過子載波的選擇來主動(dòng)避免使用受干擾較大或者是衰落嚴(yán)重的信道，從而降低干擾或者是衰落對(duì)系統(tǒng)的影響。這是一個(gè)自適應(yīng)的過程，需要接收端反饋回來的信道信息。 這里需要說明的是，針對(duì)傳統(tǒng)OFDM系統(tǒng)提出的各種功率分配和頻譜選擇的算法對(duì)本系統(tǒng)同樣適用。(3)最優(yōu)WFRFT變換階次的選擇根據(jù)WFRFT的數(shù)學(xué)定義，其變換參數(shù)可以在一定的范圍內(nèi)連續(xù)取值。不同的變換參數(shù)對(duì)應(yīng)著不同的時(shí)頻曲面，也就對(duì)應(yīng)著不同的信號(hào)能量分布。在復(fù)雜的電磁環(huán)境下，針對(duì)某一種特定的干擾信號(hào)形式，一定存在著一組變換參數(shù)，在該參數(shù)下信號(hào)的能量分布具有最佳的抗干擾性能，這組變換參數(shù)即為最優(yōu)的WFRFT變換階次。因此，最優(yōu)WFRFT變換階次的選擇，就是尋找某一種信號(hào)的能量分布形式，該分布形式具有最佳的抗干擾性能。
具體實(shí)施方式
二、結(jié)合圖5說明本具體實(shí)施方式
，基于加權(quán)分?jǐn)?shù)傅里葉變換擴(kuò)展的OFDM通信系統(tǒng)，它是多用戶多址接入的OFDM通信系統(tǒng)，信號(hào)發(fā)射過程步驟Cl、將多用戶中的每個(gè)用戶的輸入數(shù)據(jù)分別經(jīng)串/并轉(zhuǎn)換，多用戶中的每個(gè)用戶獲得M路轉(zhuǎn)換后的結(jié)果；步驟C2、將步驟Cl所述的多用戶中的每個(gè)用戶獲得的M路轉(zhuǎn)換后的結(jié)果分別進(jìn)行加權(quán)分?jǐn)?shù)傅里葉變換，多用戶中的每個(gè)用戶獲得M路變換結(jié)果；多用戶中的每個(gè)用戶中加權(quán)分?jǐn)?shù)傅里葉變換的變換系數(shù)受動(dòng)態(tài)變換參數(shù)選擇模塊的控制，所述參數(shù)為α、MV、NV ；步驟C3、將步驟C2所述的多用戶中的每個(gè)用戶獲得M路變換結(jié)果分別進(jìn)行用戶地址選擇，多用戶中的每個(gè)用戶獲得N路選擇結(jié)果；步驟C4、將步驟C3所述的多用戶中的每個(gè)用戶獲得的N路選擇結(jié)果進(jìn)行快速傅里葉逆變換，獲得N路變換結(jié)果；步驟C5、將步驟C4所述的多用戶中的每個(gè)用戶獲得的N路變換結(jié)果進(jìn)行信號(hào)發(fā)送前期處理，多用戶中的每個(gè)用戶獲得的一路處理后的信號(hào)，并發(fā)送至信道；信號(hào)接收過程步驟D1、接收端將接收到的多用戶中的每個(gè)用戶的一路信號(hào)進(jìn)行信號(hào)接收后期處理，多用戶中的每個(gè)用戶獲得N路處理后結(jié)果；步驟D2、將步驟Dl所述的多用戶中的每個(gè)用戶獲得的N路處理后結(jié)果進(jìn)行快速傅里葉變換，多用戶中的每個(gè)用戶獲得N路變換結(jié)果；步驟D3、將步驟D2所述的多用戶中的每個(gè)用戶獲得的N路變換后的結(jié)果進(jìn)行用戶地址選擇，多用戶中的每個(gè)用戶獲得的M路變換結(jié)果；步驟D4、將步驟D3所述的多用戶中的每個(gè)用戶獲得的M路變換結(jié)果進(jìn)行分別進(jìn)行加權(quán)分?jǐn)?shù)傅里葉變換，多用戶中的每個(gè)用戶獲得M路變換結(jié)果；加權(quán)分?jǐn)?shù)傅里葉變換的變換系數(shù)受動(dòng)態(tài)變換參數(shù)選擇模塊的控制，所述參數(shù)為- a、MV、NV ；步驟D5、將步驟D4所述的多用戶中的每個(gè)用戶獲得的M路變換結(jié)果進(jìn)行并/串轉(zhuǎn)換，多用戶中的每個(gè)用戶獲得變換后結(jié)果；M、N均為正整數(shù)。步驟C5中所述的信號(hào)發(fā)送前期處理的方法為步驟E1、將多用戶中的每個(gè)用戶的N路經(jīng)快速傅里葉逆變換結(jié)果分別進(jìn)行并/串轉(zhuǎn)換，多用戶中的每個(gè)用戶獲得一路轉(zhuǎn)換后信號(hào)；
步驟E2、將步驟El所述的多用戶中的每個(gè)用戶獲得一路轉(zhuǎn)換后信號(hào)分別進(jìn)行數(shù)/ 模轉(zhuǎn)換，多用戶中的每個(gè)用戶獲得一路轉(zhuǎn)換后信號(hào)；步驟E3、將步驟E2所述的多用戶中的每個(gè)用戶獲得的一路轉(zhuǎn)換后信號(hào)分別進(jìn)行上變頻處理，完成信號(hào)發(fā)送前期處理。步驟Dl中所述的信號(hào)接收后期處理的方法為步驟F1、將接收到的多用戶中的每個(gè)用戶的一路信號(hào)分別進(jìn)行下變頻處理，多用戶中的每個(gè)用戶獲得處理結(jié)果；步驟F2、將步驟Fl所述的多用戶中的每個(gè)用戶獲得的處理結(jié)果分別進(jìn)行A/D變換，多用戶中的每個(gè)用戶獲得變換結(jié)果；步驟F3、將步驟F2所述的多用戶中的每個(gè)用戶獲得變換結(jié)果進(jìn)行串/并轉(zhuǎn)換，多用戶中的每個(gè)用戶獲得N路變換結(jié)果，完成信號(hào)接收后期處理。本實(shí)施方式在發(fā)射端，各個(gè)子用戶的數(shù)據(jù)首先進(jìn)行串并轉(zhuǎn)換，整理成與WFRFT (加權(quán)分?jǐn)?shù)傅里葉變換)模塊輸入數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù)M相對(duì)應(yīng)的格式，在動(dòng)態(tài)變換參數(shù)選擇模塊的控制之下進(jìn)行M點(diǎn)WFRFT。然后，用戶地址選擇模塊將變換后的結(jié)果映射到系統(tǒng)分配給該用戶的子信道上，同時(shí)在其它的子信道對(duì)應(yīng)的位置補(bǔ)零，形成一組長(zhǎng)度為N的序列，構(gòu)成一個(gè)完整的傳輸數(shù)據(jù)幀。接著進(jìn)行N點(diǎn)IFFT完成頻域到時(shí)域的轉(zhuǎn)換，最后經(jīng)過現(xiàn)有系統(tǒng)及相關(guān)技術(shù)(如D/A、上變頻等)送入信道進(jìn)行傳輸。在接收端，接收天線收到的數(shù)據(jù)先經(jīng)過現(xiàn)有系統(tǒng)及相關(guān)技術(shù)的處理，轉(zhuǎn)換成基帶信號(hào)。接著做N點(diǎn)FFT將數(shù)據(jù)變換到頻域。然后用戶地址選擇模塊根據(jù)系統(tǒng)的預(yù)先規(guī)定的協(xié)議從分配給本用戶的子信道上取出相應(yīng)的數(shù)據(jù)，再將其整理成與發(fā)射端相對(duì)應(yīng)的順序和形式送入后一級(jí)的WFRFT模塊進(jìn)行M點(diǎn)的WFRFT，變換的階次應(yīng)該與對(duì)應(yīng)的子用戶發(fā)射端相對(duì)應(yīng)，形式一對(duì)正逆變換。最后經(jīng)過并串轉(zhuǎn)換后將數(shù)據(jù)送入判決器進(jìn)行判決，得到最終的接收數(shù)據(jù)。在圖5所示的整個(gè)系統(tǒng)中，系統(tǒng)參數(shù)產(chǎn)生模塊非常重要，它主要是用來產(chǎn)生各個(gè)用戶子系統(tǒng)的WFRFT變換參數(shù)以及地址碼。地址碼是用來控制通信鏈路的接續(xù)，因此收發(fā)兩端得用戶的地址碼必須向一致。而WFRFT變換參數(shù)選擇功能是為了選擇最適合當(dāng)前信道環(huán)境的變換階次，以便系統(tǒng)能夠取得更好的性能。同時(shí)，注意到這些參數(shù)的選擇需要綜合信道信息以及系統(tǒng)中各個(gè)用戶的基本狀況，因此收發(fā)兩端的參數(shù)選擇模塊之間必要的信息交換是必不可少的。
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權(quán)利要求
1.基于加權(quán)分?jǐn)?shù)傅里葉變換擴(kuò)展的OFDM通信系統(tǒng)，其特征是信號(hào)發(fā)射過程 步驟Al、將用戶的輸入數(shù)據(jù)經(jīng)串/并轉(zhuǎn)換，獲得M路轉(zhuǎn)換后的結(jié)果；步驟A2、將步驟Al獲得的M路轉(zhuǎn)換后的結(jié)果分別進(jìn)行加權(quán)分?jǐn)?shù)傅里葉變換，獲得M路變換結(jié)果；加權(quán)分?jǐn)?shù)傅里葉變換的變換系數(shù)受動(dòng)態(tài)變換參數(shù)選擇模塊的控制，所述參數(shù)為 α、MV、NV ；步驟A3、將步驟Α2獲得的M路變換結(jié)果進(jìn)行子載波映射，獲得N路映射結(jié)果； 步驟Α4、將步驟A3獲得的N路映射結(jié)果進(jìn)行快速傅里葉逆變換，獲得N路變換結(jié)果； 步驟Α5、將步驟Α4獲得的N路變換結(jié)果進(jìn)行并/串轉(zhuǎn)換，獲得一路轉(zhuǎn)換后信號(hào)； 步驟Α6、將步驟Α5獲得的一路轉(zhuǎn)換后信號(hào)進(jìn)行數(shù)/模轉(zhuǎn)換，獲得轉(zhuǎn)換后信號(hào)； 步驟Α7、將步驟Α6中的轉(zhuǎn)換后信號(hào)進(jìn)行上變頻處理，并將處理后的信號(hào)發(fā)送至信道； 信號(hào)接收過程步驟Bi、接收端將接收到的信號(hào)進(jìn)行下變頻處理，獲得處理后的信號(hào)； 步驟Β2、將步驟Bl獲得的處理后的信號(hào)進(jìn)行模/數(shù)轉(zhuǎn)換，獲得轉(zhuǎn)換后信號(hào)； 步驟Β3、將步驟Β2獲得的轉(zhuǎn)換后的信號(hào)進(jìn)行串/并轉(zhuǎn)換，獲得N路轉(zhuǎn)換后的信號(hào)； 步驟Β4、將步驟Β3獲得的N路轉(zhuǎn)換后的信號(hào)進(jìn)行快速傅里葉變換，獲得N路變換結(jié)果； 步驟Β5、將步驟Β4獲得的N路變換后的結(jié)果進(jìn)行子載波去映射，獲得M路去映射結(jié)果； 步驟Β6、將步驟Β5獲得的M路轉(zhuǎn)換后的結(jié)果分別進(jìn)行加權(quán)分?jǐn)?shù)傅里葉變換，獲得M 路變換結(jié)果；加權(quán)分?jǐn)?shù)傅里葉變換的變換系數(shù)受動(dòng)態(tài)變換參數(shù)選擇模塊的控制，所述參數(shù)為- a、MV、NV ；步驟B7、將步驟B6獲得的M路變換結(jié)果進(jìn)行并/串轉(zhuǎn)換，獲得用戶的輸出數(shù)據(jù)； M、N均為正整數(shù)。
2.基于加權(quán)分?jǐn)?shù)傅里葉變換擴(kuò)展的OFDM通信系統(tǒng)，其特征是它是多用戶多址接入的 OFDM通信系統(tǒng)，信號(hào)發(fā)射過程步驟Cl、將多用戶中的每個(gè)用戶的輸入數(shù)據(jù)分別經(jīng)串/并轉(zhuǎn)換，多用戶中的每個(gè)用戶獲得M路轉(zhuǎn)換后的結(jié)果；步驟C2、將步驟Cl所述的多用戶中的每個(gè)用戶獲得的M路轉(zhuǎn)換后的結(jié)果分別進(jìn)行加權(quán)分?jǐn)?shù)傅里葉變換，多用戶中的每個(gè)用戶獲得M路變換結(jié)果；多用戶中的每個(gè)用戶中加權(quán)分?jǐn)?shù)傅里葉變換的變換系數(shù)受動(dòng)態(tài)變換參數(shù)選擇模塊的控制，所述參數(shù)為α、MV、NV ；步驟C3、將步驟C2所述的多用戶中的每個(gè)用戶獲得M路變換結(jié)果分別進(jìn)行用戶地址選擇，多用戶中的每個(gè)用戶獲得N路選擇結(jié)果；步驟C4、將步驟C3所述的多用戶中的每個(gè)用戶獲得的N路選擇結(jié)果進(jìn)行快速傅里葉逆變換，獲得N路變換結(jié)果；步驟C5、將步驟C4所述的多用戶中的每個(gè)用戶獲得的N路變換結(jié)果進(jìn)行信號(hào)發(fā)送前期處理，多用戶中的每個(gè)用戶獲得的一路處理后的信號(hào)，并發(fā)送至信道； 信號(hào)接收過程步驟D1、接收端將接收到的多用戶中的每個(gè)用戶的一路信號(hào)進(jìn)行信號(hào)接收后期處理， 多用戶中的每個(gè)用戶獲得N路處理后結(jié)果；步驟D2、將步驟Dl所述的多用戶中的每個(gè)用戶獲得的N路處理后結(jié)果進(jìn)行快速傅里葉變換，多用戶中的每個(gè)用戶獲得N路變換結(jié)果；步驟D3、將步驟D2所述的多用戶中的每個(gè)用戶獲得的N路變換后的結(jié)果進(jìn)行用戶地址選擇，多用戶中的每個(gè)用戶獲得的M路變換結(jié)果；步驟D4、將步驟D3所述的多用戶中的每個(gè)用戶獲得的M路變換結(jié)果進(jìn)行分別進(jìn)行加權(quán)分?jǐn)?shù)傅里葉變換，多用戶中的每個(gè)用戶獲得M路變換結(jié)果；加權(quán)分?jǐn)?shù)傅里葉變換的變換系數(shù)受動(dòng)態(tài)變換參數(shù)選擇模塊的控制，所述參數(shù)為- a、MV、NV ；步驟D5、將步驟D4所述的多用戶中的每個(gè)用戶獲得的M路變換結(jié)果進(jìn)行并/串轉(zhuǎn)換， 多用戶中的每個(gè)用戶獲得變換后結(jié)果； M、N均為正整數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于加權(quán)分?jǐn)?shù)傅里葉變換擴(kuò)展的OFDM通信系統(tǒng)，其特征在于步驟C5中所述的信號(hào)發(fā)送前期處理的方法為步驟El、將多用戶中的每個(gè)用戶的N路經(jīng)快速傅里葉逆變換結(jié)果分別進(jìn)行并/串轉(zhuǎn)換， 多用戶中的每個(gè)用戶獲得一路轉(zhuǎn)換后信號(hào)；步驟E2、將步驟El所述的多用戶中的每個(gè)用戶獲得一路轉(zhuǎn)換后信號(hào)分別進(jìn)行數(shù)/模轉(zhuǎn)換，多用戶中的每個(gè)用戶獲得一路轉(zhuǎn)換后信號(hào)；步驟E3、將步驟E2所述的多用戶中的每個(gè)用戶獲得的一路轉(zhuǎn)換后信號(hào)分別進(jìn)行上變頻處理，完成信號(hào)發(fā)送前期處理。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于加權(quán)分?jǐn)?shù)傅里葉變換擴(kuò)展的OFDM通信系統(tǒng)，其特征在于步驟Dl中所述的信號(hào)接收后期處理的方法為步驟F1、將接收到的多用戶中的每個(gè)用戶的一路信號(hào)分別進(jìn)行下變頻處理，多用戶中的每個(gè)用戶獲得處理結(jié)果；步驟F2、將步驟Fl所述的多用戶中的每個(gè)用戶獲得的處理結(jié)果分別進(jìn)行A/D變換，多用戶中的每個(gè)用戶獲得變換結(jié)果；步驟F3、將步驟F2所述的多用戶中的每個(gè)用戶獲得變換結(jié)果進(jìn)行串/并轉(zhuǎn)換，多用戶中的每個(gè)用戶獲得N路變換結(jié)果，完成信號(hào)接收后期處理。
全文摘要
基于加權(quán)分?jǐn)?shù)傅里葉變換擴(kuò)展的OFDM通信系統(tǒng)，涉及通信領(lǐng)域，具體涉及基于加權(quán)分?jǐn)?shù)傅里葉變換擴(kuò)展的通信系統(tǒng)。它解決了現(xiàn)有的OFDM系統(tǒng)的峰均功率比較高問題。本發(fā)明首先采用加權(quán)分?jǐn)?shù)傅里葉變換對(duì)待傳送的信息進(jìn)行預(yù)處理，改變信息比特的能量分布，然后再將這些信息映射到相應(yīng)的子載波上進(jìn)行傳輸，從而達(dá)到降低系統(tǒng)峰均功率比，并且系統(tǒng)結(jié)構(gòu)保留了傳統(tǒng)的OFDM技術(shù)靈活的頻分多址接入的能力。本發(fā)明適用于信號(hào)的傳輸過程中。
文檔編號(hào)H04L27/26GK102340476SQ20111019705
公開日2012年2月1日 申請(qǐng)日期2011年7月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月14日
發(fā)明者吳宣利, 李濤, 梅林 , 沙學(xué)軍, 熊李娜, 白旭 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)