專利名稱：基于ofdm頻譜壓縮的信號發(fā)射和接收方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線通信領(lǐng)域，具體涉及一種OFDM體制下節(jié)省時頻域資源的傳輸方法。
背景技術(shù)：
隨著通信數(shù)據(jù)速率的提高，通信信號帶寬增大引起的頻譜資源緊張現(xiàn)象日益嚴重。通信系統(tǒng)米用的以 OFDM (Orthogonal frequency division multiplexing,正交頻分復(fù)用)技術(shù)為基礎(chǔ)的頻分接入方式實現(xiàn)蜂窩網(wǎng)小區(qū)的下行通信。OFDM通過復(fù)用正交子載波的方式節(jié)省頻譜資源。然而隨著小區(qū)用戶的增加，尤其在熱點區(qū)域，以及用戶對通信數(shù)據(jù)速率的需求升級，日益緊張的頻譜和時域資源將無法保證所有用戶的接入。因此如何降低對帶寬及時隙的需求是未來通信系統(tǒng)亟待解決的問題。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了實現(xiàn)對OFDM信號頻譜和時隙的壓縮，以降低對帶寬及時隙的需求， 從而提供一種基于OFDM頻譜壓縮的信號發(fā)射和接收方法。
基于OFDM頻譜壓縮的信號發(fā)射和接收方法，
信號發(fā)射方法
步驟Al、將數(shù)據(jù)源序列s的實部序列Re {s}和虛部序列Im{s}均采用FFT和IFFT 進行預(yù)調(diào)制處理，獲得數(shù)據(jù)源序列s的實部預(yù)調(diào)制序列Re{X}和虛部預(yù)調(diào)制序列Im{X};同時,根據(jù)數(shù)據(jù)源序列s的實部序列Re{s}中的難判點和虛部序列Im{s}中的難判點生成實部后綴序列Re{s(1)}和虛部后綴序列Im{s(1)}；
步驟A2、將步驟Al獲得的數(shù)據(jù)源序列s的實部預(yù)調(diào)制序列Re {X}和虛部預(yù)調(diào)制序列Im {X}分別截取前N/2+1個點得到截取后實部序列Re{X’}和截取后虛部序列Im {X’}；
步驟A3、將步驟A2獲得的截取后實部序列Re {X’ }和截取后虛部序列Im{X’ }分別與步驟Al中生成的實部后綴序列Re {s(1)}和虛部后綴序列Im{S(1)}進行拼接，獲得拼接后的實部序列和拼接后的虛部序列，形成壓縮后的數(shù)據(jù)源序列；
步驟A4、將步驟A3中形成的壓縮后的數(shù)據(jù)源序列進行M點IFFT變換，獲得調(diào)制序列；N^
其中Af= 了+l + maxIWjj^iVj};
式中為為實部后綴序列Re{S(1)}的長度，N1為虛部序列Im{sa)}的長度，N為數(shù)據(jù)源序列s的長度；
步驟A5、將步驟A4獲得的調(diào)制序列進行并/串轉(zhuǎn)換，并加入循環(huán)前綴后發(fā)射至信道；
信號接收方法
步驟A6、接收端從信道中接收步驟A5發(fā)射的信號，將接收信號去除循環(huán)前綴，并進行并/串轉(zhuǎn)換，獲得時域序列y ；
步驟A7、將步驟A6獲得的時域序列y進行信道抵消處理，獲得信道抵消處理后的序列；
步驟AS、將步驟A7獲得的信道抵消處理后的序列進行M點FFT變換，獲得變換后序列；
步驟A9、將步驟AS獲得的變換后序列中的實部和虛部分別進行拆分，所述實部拆分為Re {Y，}和Re{i(1)};虛部拆分為Im{Y，}和師⑴};式中為對發(fā)送端后綴序列的估計值；
步驟A10、將步驟A9中獲得實部的拆分序列Re {Y’ }和虛部的拆分序列Im{Y’ }均進行補齊N/2-1點處理，獲得補齊后的實部序列Re {Y}和虛部序列Im{Y}；
步驟All、將步驟AlO獲得的實部序列Re {Y}和虛部序列Im{Y}均采用IFFT和FFT 進行解調(diào)，獲得實部的解調(diào)序列Re{S }和虛部的解調(diào)序列Im{ i};
步驟A12、將步驟All獲得的實部的解調(diào)序列Re{i }和虛部的解調(diào)序列Im{i)分別根據(jù)步驟A9中獲得的Re{i(1)}和替換難判點的數(shù)據(jù)源符號值，獲得實部序列和虛部序列，形成解調(diào)后的數(shù)據(jù)源序列。
步驟AS中所述的信道抵消處理采用信道均衡方法實現(xiàn)。
本發(fā)明提出了一種在OFDM體制下的新的數(shù)據(jù)傳輸方案，通過在發(fā)送端對數(shù)據(jù)符號進行預(yù)調(diào)制，以減少發(fā)送數(shù)據(jù)塊長度，進而壓縮OFDM符號占用帶寬。而在接收端對頻譜壓縮后的塊經(jīng)過同樣的后解調(diào)處理，并根據(jù)星座信息實現(xiàn)對發(fā)送端數(shù)據(jù)的恢復(fù)。這種對數(shù)據(jù)符號的預(yù)調(diào)制和后解調(diào)處理可通過FFT和IFFT實現(xiàn)，將源數(shù)據(jù)符號序列變換成前、后半段呈共軛對稱關(guān)系的序列，進而壓縮發(fā)送的符號數(shù)量。實現(xiàn)對OFDM信號頻譜和時隙的壓縮，進而降低對帶寬及時隙的需求。并且，本發(fā)明將傳統(tǒng)N點的OFDM塊縮短到M點，有效的提高了頻譜利用率和時間利用率。


圖I是本發(fā)明的發(fā)送端的信號處理流程示意圖；圖2是本發(fā)明的接收端的信號處理流程示意圖；圖3是AWGN信道下誤碼仿真示意圖。
具體實施方式
具體實施方式
一、結(jié)合圖I至圖3說明本具體實施方式
，基于OFDM頻譜壓縮的信號發(fā)射和接收方法，
信號發(fā)射方法
步驟Al、將數(shù)據(jù)源序列s的實部序列Re {s}和虛部序列Im{s}均采用FFT和IFFT 進行預(yù)調(diào)制處理，獲得數(shù)據(jù)源序列s的實部預(yù)調(diào)制序列Re{X}和虛部預(yù)調(diào)制序列Im{X};同時,根據(jù)數(shù)據(jù)源序列s的實部序列Re{s}中的難判點和虛部序列Im{s}中的難判點生成實部后綴序列Re{s(1)}和虛部后綴序列Im{s(1)}；
其中實部難判點即滿足Re{Sn}=-Re{SN_n}的實部點；同理，虛部難判點即滿足 Im{sn}=Im{sN_n}的虛部點。
步驟A2、將步驟Al獲得的數(shù)據(jù)源序列s的實部預(yù)調(diào)制序列Re {X}和虛部預(yù)調(diào)制序列Im {X}分別截取前N/2+1個點得到截取后實部序列Re{X’}和截取后虛部序列Im {X’}；
步驟A3、將步驟A2獲得的截取后實部序列Re {X’ }和截取后虛部序列Im{X’ }分別與步驟Al中生成的實部后綴序列Re {s(1)}和虛部后綴序列Im{S(1)}進行拼接，獲得拼接后的實部序列和拼接后的虛部序列，形成壓縮后的數(shù)據(jù)源序列；
步驟A4、將步驟A3中形成的壓縮后的數(shù)據(jù)源序列進行M點IFFT變換，獲得調(diào)制序列；N
其中
權(quán)利要求
1.基于OFDM頻譜壓縮的信號發(fā)射和接收方法，其特征是信號發(fā)射方法步驟Al、將數(shù)據(jù)源序列s的實部序列Re{s}和虛部序列Im{s}均采用FFT和IFFT進行預(yù)調(diào)制處理，獲得數(shù)據(jù)源序列s的實部預(yù)調(diào)制序列Re{X}和虛部預(yù)調(diào)制序列Im{X};同時， 根據(jù)數(shù)據(jù)源序列s的實部序列Re{s}中的難判點和虛部序列Im{s}中的難判點生成實部后綴序列Re{s(1)}和虛部后綴序列Im{s(1)}；步驟A2、將步驟Al獲得的數(shù)據(jù)源序列s的實部預(yù)調(diào)制序列Re{X}和虛部預(yù)調(diào)制序列 Im{X}分別截取前N/2+1個點得到截取后實部序列Re{X’}和截取后虛部序列Im{X’}； 步驟A3、將步驟A2獲得的截取后實部序列Re {X’}和截取后虛部序列Im{X’}分別與步驟Al中生成的實部后綴序列Re {s(1)}和虛部后綴序列Im{S(1)}進行拼接，獲得拼接后的實部序列和拼接后的虛部序列，形成壓縮后的數(shù)據(jù)源序列；步驟A4、將步驟A3中形成的壓縮后的數(shù)據(jù)源序列進行M點IFFT變換，獲得調(diào)制序列；其中=式中NK為實部后綴序列Re{s(1)}的長度，N1為虛部序列Im{s(1)}的長度，N為數(shù)據(jù)源序列s的長度；步驟A5、將步驟A4獲得的調(diào)制序列進行并/串轉(zhuǎn)換，并加入循環(huán)前綴后發(fā)射至信道； 信號接收方法步驟A6、接收端從信道中接收步驟A5發(fā)射的信號，將接收信號去除循環(huán)前綴，并進行并/串轉(zhuǎn)換，獲得時域序列y ；步驟A7、將步驟A6獲得的時域序列y進行信道抵消處理，獲得信道抵消處理后的序列；步驟AS、將步驟A7獲得的信道抵消處理后的序列進行M點FFT變換，獲得變換后序列； 步驟A9、將步驟AS獲得的變換后序列中的實部和虛部分別進行拆分，所述實部拆分為 Re {Y，}和Re壚°};虛部拆分為Im{Y，}和Irn^1)};式中力對發(fā)送端后綴序列的估計值； 步驟A10、將步驟A9中獲得實部的拆分序列Re {Y’丨和虛部的拆分序列Im{Y’}均進行補齊N/2-1點處理，獲得補齊后的實部序列Re {Y}和虛部序列Im{Y}；步驟Al I、將步驟AlO獲得的實部序列Re {Y}和虛部序列Im {Y}均采用IFFT和FFT進行解調(diào)，獲得實部的解調(diào)序列Re{S }和虛部的解調(diào)序列Im〖i };步驟A12、將步驟All獲得的實部的解調(diào)序列Re{S}和虛部的解調(diào)序列Im{H分別根據(jù)步驟A9中獲得的Repl和Im設(shè)U替換難判點的數(shù)據(jù)源符號值，獲得實部序列和虛部序列， 形成解調(diào)后的數(shù)據(jù)源序列。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于OFDM頻譜壓縮的信號發(fā)射和接收方法，其特征在于步驟 AS中所述的信道抵消處理采用信道均衡方法實現(xiàn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于OFDM頻譜壓縮的信號發(fā)射和接收方法，其特征在于在信號發(fā)射方法中，發(fā)送端對源數(shù)據(jù)符號序列s的實部序列Reis}和虛部序列Im{s}均采用 FFT和IFFT進行預(yù)調(diào)制處理，獲得數(shù)據(jù)源序列s的實部預(yù)調(diào)制序列Re{X}和虛部預(yù)調(diào)制序列Im {X}為
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于OFDM頻譜壓縮的信號發(fā)射和接收方法，其特征在于步驟 A3中，獲得拼接后的實部序列為
全文摘要
基于OFDM頻譜壓縮的信號發(fā)射和接收方法，涉及無線通信領(lǐng)域，是為了實現(xiàn)對OFDM信號頻譜和時隙的壓縮。本發(fā)明提出了一種在OFDM體制下的新的數(shù)據(jù)傳輸方案，通過在發(fā)送端對數(shù)據(jù)符號進行預(yù)調(diào)制，以減少發(fā)送數(shù)據(jù)塊長度，進而壓縮OFDM符號占用帶寬。而在接收端對頻譜壓縮后的塊經(jīng)過同樣的后解調(diào)處理，并根據(jù)星座信息實現(xiàn)對發(fā)送端數(shù)據(jù)的恢復(fù)。這種對數(shù)據(jù)符號的預(yù)調(diào)制和后解調(diào)處理可通過FFT和IFFT實現(xiàn)，將源數(shù)據(jù)符號序列變換成前、后半段呈共軛對稱關(guān)系的序列，進而壓縮發(fā)送的符號數(shù)量。實現(xiàn)對OFDM信號頻譜和時隙的壓縮。本發(fā)明適用于無線通信。
文檔編號H04L27/26GK102938750SQ20121046012
公開日2013年2月20日 申請日期2012年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月15日
發(fā)明者沙學軍, 王焜, 李勇, 房宵杰, 吳宣利, 梅林 申請人:哈爾濱工業(yè)大學