[发明专利]一种重叠频分复用调制方法、装置及系统

说明书

技术领域

本发明涉及通信领域，具体涉及一种重叠频分复用调制方法、装置及重叠频分复用系统。

背景技术

频分复用FDM(Frequency Division Multiplexing)是一种让多个占据较窄带宽的信号共享一个较宽带宽的技术。如图1所示，各被利用的信号带宽分别为B1，B2，B3，B4，….，当然它们也可以占据相同带宽，△B为最小保护带宽，实际保护带宽可以宽裕一些。△B应大于所使用的解复用滤波器的过渡带宽加上系统的最大频率漂移及信道的最大频率扩散量。这是最常见的频分复用技术，现有的绝大多数的广播系统、通信系统和雷达系统等都采用的是这种技术。这种技术的最大特点是被利用的信号频谱之间是相互隔离的，不会存在相互干扰。

因此，传统的观点是相邻信道之间在频率域上不重叠，以避免相邻信道之间产生干扰，但这种技术制约了频谱效率的提高。现有技术的频分复用技术的观点是各信道之间不但不需要相互隔离，而且可以有很强的相互重叠，如图2所示，现有技术将信道之间的重叠视为一种新的编码约束关系，并根据该约束关系提出了相应的调制和解调技术，因此称之为重叠频分复用，这种技术使得频谱效率随重叠次数K成比例的增加，其中图2中是K＝3的情况。

理论上，当采用重叠频分复用技术进行数据传输时，重叠次数K可无限地增加，因此频谱效率也可无限地增加，但在实验室研究阶段却发现随着重叠次数K的增加，虽然频谱效率得到增加，但是传输功率随之也增长，而传输功率的增长反过来在一定程度上也限制了重叠次数K的增加，从而也限制了频谱效率的增加。

发明内容

本申请提供一种重叠频分复用调制方法、装置及系统。

根据第一方面，一种实施例中提供一种重叠频分复用调制方法，包括以下步骤：

根据设计参数生成一个频域内波形平滑的初始包络波形，其中所述初始包络波形为伯曼窗包络波形或其演变窗函数的包络波形；

根据重叠复用次数将所述初始包络波形在频域上按预定的频谱间隔进行移位，得到各子载波包络波形；

将输入的数字信号序列转换成正负符号序列；

将所述正负符号序列中的符号与各自对应的子载波包络波形相乘，得到各子载波的调制包络波形；

将所述各子载波的调制包络波形在频域上进行叠加，得到频域上的复调制包络波形；

将所述频域上的复调制包络波形进行变换，得到时域上的复调制包络波形。

根据第二方面，一种实施例中提供一种重叠频分复用调制装置，包括：

波形生成模块，用于生成一个频域内波形平滑的初始包络波形，其中所述波形生成模块生成的初始包络波形为伯曼窗包络波形或其演变窗函数的包络波形；

移位模块，用于根据重叠复用次数将所述初始包络波形在频域上按预定的频谱间隔进行移位，得到各子载波包络波形；

转换模块，用于将输入的数字信号序列转换成正负符号序列；

乘法模块，用于将所述正负符号序列中的符号与各自对应的子载波包络波形相乘，得到各子载波的调制包络波形；

叠加模块，用于将所述各子载波的调制包络波形在频域上进行叠加，得到频域上的复调制包络波形；

变换模块，用于将所述频域上的复调制包络波形进行变换，得到时域上的复调制包络波形。

根据第三方面，一种实施例中提供一种重叠频分复用系统，包括发射机和接收机；

所述发射机包括：

上述的重叠频分复用调制装置，用于调制生成携带输出信号序列的复调制包络波形；

发射装置，用于将所述复调制包络波形发射到接收机；

所述接收机包括：

接收装置，用于接收所述复调制包络波形；

重叠频分复用解调装置，用于对接收的复调制包络波形进行解调，最终经过译码得到最终的输入比特序列。

依据上述实施例的重叠频分复用调制方法、装置及系统，由于生成的初始包络波形为伯曼窗包络波形或其演变窗函数的包络波形，其在频域内波形平滑，相应地，其在时域内能量集中且持续时间较短，因此经过其调制形成的复调调包络波形在时域能量集中且持续时间较短，因此其频谱利用率高，信号传输速率也高，并且只需要较低的传输功率，被解调时具有较低的误码率。

附图说明

图1为传统频分复用技术中各信号共享一个较宽带宽的波形示意图；

图2为现有重叠频分技术中各信道之间重叠后形成的编码约束关系示意图；

图3为本申请一种实施例中重叠频分复用系统的结构示意图；