[发明专利]时频扩展的正交频分复用收发装置、方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及卫星通信领域中的ETF-OFDM(Expanded Time andFrequency-Orthogonal Frequency Division Multiplexing，时域扩展的正交频分复用技术)，该技术结合了现有的DS-CDMA(DirectSequence-Code Division Multiple Access，直接序列码分多址)技术和MC-CDMA(Multicarrier-Code Division Multiple Access，多载波码分多址)技术，具体涉及一种时频扩展的正交频分复用系统中下行链路的信号收发方法，及一种时频扩展的正交频分复用系统中的下行链路装置及系统。

背景技术

下一代卫星通信系统的目标是为用户提供更高的数据传输速率和更好的服务质量，系统容量也将得到大幅度提高。因此提高信道利用率以及提高通信系统的抗干扰能力已经成为下一代无线通信技术的一个重要研究课题。

DS-CDMA技术是CDMA标准中的重要部分。作为一种扩频方式，DS-CDMA通过将携带信息的窄带信号与高速地址码信号相乘，获得宽带扩频信号，接收端通过用与发射端同步的相同地址码信号去控制输入变频器的载频相位即可实现解扩。DS-CDMA系统具有抗窄带干扰、抗多径衰落和保密性好的优点。然而，DS-CDMA也存在一些问题，比如，不适用于非常高的速率传输，这是制约其进一步发展的一个瓶颈。

基于以上传统DS-CDMA系统的性能，特别是针对DS-CDMA的传输速率问题，人们将DS-CDMA和OFDM相结合，形成了适用于高速率传输的MC-CDMA。作为一种多载波多址通信方式，MC-CDMA将CDMA技术和OFDM技术结合起来，让每一个频道使用所能提供的全部频谱，把原先在一个信道内传输的数据分到若干个信道中进行传输，即通过将扩频序列的不同码片调制到不同的子载波上实现频域扩展，在提高系统容量的同时还提高了频带的利用率。

目前，MC-CDMA系统虽然技术成熟、应用广泛，然而还是有以下两个问题存在：第一，在遇到频率选择性衰落信道时，如果相对信道时延扩展来说，发射端发射的是一个时间宽度较窄的脉冲信号，在频域传输带宽则相对较大，若传输带宽比信道相干带宽大，这时信号之间的相关性变差。这时信道在一个符号带宽内变化剧烈，则进入深衰落。第二，在遇到时间选择性衰落信道时，如果相对最大多普勒频移来说，发射端发射的是一个带宽较窄的频域信号，在时域符号周期较长，若取样时间间隔大于相干时间，信号的相关性变差。这时信道在一个符号周期内变化剧烈，则进入深衰落。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够充分提高信道利用率同时能够提高系统的抗干扰能力的一种ETF-OFDM下行链路的发射接收装置、方法及通信系统。

为达到上述目的，本发明的技术方案提供一种时频扩展的正交频分复用收发装置、方法及系统。

一种时频扩展的正交频分复用发射装置，包括：

信号生成模块，用于为所有用户产生L路调制信号x¹，x²，…，x^l，…，x^L，其中L表示用户的个数，x^l表示第l个用户的调制信号；

时域扩频模块，用于利用每个用户的时域扩频码将该用户的所述调制信号进行时域扩频处理，得到时域扩频码片X^l，其中W^l表示第l个用户的时域扩频码，X^l表示第l个用户的时域扩频码片；以及

频域扩频模块，用于将每个用户的所述时域扩频码片按照预定的规则进行符号重建，再进行频域正交扩频处理，将频域正交扩频处理后的数据进行快速傅丽叶反变换IFFT，再经过预定的信号处理之后送入信道发射。

所述时域扩频处理方式是：将每个用户的时域扩频码与该用户的调制信号x^l相乘，得到所述时域扩频码片X^l＝x^lW^l，其中不同用户的时域扩频码相互正交。

所述频域扩频模块包括：

符号重组模块，用于将每个用户的所述时域扩频码片X^l进行串并变换，将所述时域扩频码片X^l变换为P路速率为的并行信号S_p，q^l，其中，p＝1，2，…，P；s为符号速率，S_p，q^l表示第l个用户的并行信号；