[发明专利]无时间、频率保护间隔多载波通信频分多址接入方法与装置

说明书

本发明提供了一种无时间与频率保护间隔的多载波频分多址接入方法和装置，属信息传输技术领域。本发明以无时间与频率保护间隔的多载波通信方法为基础，结合频分多址接入技术，实现了不同用户或频道的无时间和频率保护间隔的多用户传输，消除了传统频分多址接入系统的时间和频率保护间隔冗余，达到了信道频谱资源利用率的最大化，从体制上提高了频分多址接入系统的传输能效，且适用于任意通信频段。与OFDMA接入方式相比较，具有更高的频谱效率和更好的抗干扰性能。本发明将为5G移动通信系统、新一代卫星广播电视系统等通信系统的设计提供了一套新的解决方案。

技术领域

本发明涉及无线电通信技术，更具体地，本发明涉及一种无时间、频率保护间隔的多载波通信频分多址接入方法与装置，属于信息传输技术领域。

背景技术

以OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)为代表的正交体制多载波调制技术具有较高的频谱效率，在有线、无线电通信及光通信中都得到了广泛的应用，并已形成多种有线、无线通信标准，并已4G移动通信技术标准的核心技术之一。但正交体制多载波调制技术对子载波间的正交性具有较强的依赖性，在实际应用中，需要采用时域和频域保护间隔(如循环前缀、虚载波等技术)来保持子载波间的正交性，这将造成一定的频谱效率和功率效率损失。目前，这一问题并未得到较好的解决。

无时间、频率保护间隔多载波调制技术是一种新颖的多载波通信技术，它以正余弦频率变换原理和希尔伯特变换理论为基础，以逐一提取并单独解调子载波调制信号的方式代替传统基于子载波间正交性对整个接收信号进行相关运算进行解调的方式，使得解调过程不依赖子载波的正交性，调制端无需加入时间和频率保护间隔即可保证较好的解调检测性能，有效提高了多载波系统的频谱效率和功率效率。无时间、频率保护间隔多载波调制技术发射部分和接收部分的工作流程和技术特征如下：

发射部分：首先对预调信息进行串并转换，其次对并行预调信息分别进行数字基带调制，得到并行基带调制信号；然后采用不同频率的载波信号对并行基带调制信号进行上变频调制，得到并行副载波调制信号；最后将并行副载波调制信号叠加输出。其中，发射部分每一路并行预调信息的基带调制过程均包含基带成型处理，相邻并行基带调制信号上变频调制所采用载波信号中心频率间隔不小于1倍单路基带调制信号带宽且不大于2倍单路基带调制信号带宽，任一副载波调制信号包含同相和正交两条支路，同相和正交支路所调制的信息相同，同相和正交支路所采用的基带成型函数相同或互为希尔伯特变换。

接收部分：接收调制信号，对接收信号进行解调检测处理，得到并行解调信息；对并行解调信息进行并串转换，得到串行解调信息。解调过程的特征在于：在并串转换之前，通过频率变换和滤波处理从接收信号中提取出单路副载波调制信号，再单独对提取得到的副载波调制信号进行解调检测。

接收端解调检测过程包含以下处理步骤：

步骤1)用载波信号对接收信号进行正交下变频，得到同相和正交下变频信号，所述载波信号为中心频率和相位与第1副载波调制信号或倒数第1副载波调制信号相同的正余弦载波；

步骤2)对同相下变频信号或正交下变频信号做希尔伯特变换，再与未做希尔伯特变换的下变频信号做加法和减法运算，得到只包含第1或倒数第1副载波调制信号的提取信号、和去除了第1或倒数第1副载波调制信号的剩余副载波调制信号；

步骤3)解调检测提取得到的第1或倒数第1副载波调制信号；

步骤4)对剩余副载波调制信号进行正交上变频；

步骤5)将步骤4)正交上变频后的副载波调制信号视为接收信号，并按照频率高低重新对副载波调制信号进行排序，重复步骤1)、2)、3)、4)直至将所有副载波调制信号提取、解调完毕。