[发明专利]一种重叠时分复用调制方法、装置及系统

说明书

技术领域

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

背景技术

所谓时间分割(以下简称时分)复用(TDM：Time Division Multiplexing)是一种在数字通信中让多个占据较窄时间持续期的信号符号共享一个较宽时间持续期的技术。如图1所示为常规的时分复用技术的示意图。

图1中各被复用信号符号的时间持续期(工程上称之为时隙宽度)分别为T1，T2，T3，T4，...，在工程上通常让它们占据相同的时隙宽度，ΔT为最小保护时隙，实际保护时隙宽度应该宽裕一些。ΔT应大于所使用解复用门电路的过渡时间宽度加上系统的最大时间抖动量。这是最常见的时分复用技术。现有绝大多数的多路数字广播系统、多路数字通信等系统采用的都是这种技术。

这种技术应用于数字通信时的最大特点是被复用信号符号之间在时间上是完全相互隔离的，决不会存在相互干扰，对被复用的信号符号没有任何限制，各个信号的符号持续期(时隙宽度)可以有不同的宽度，也能适用于不同的通信体制，只要它们的时隙相互不重叠交叉就可以了，因此使用最为广泛。但是这种复用，复用本身对改善系统的频谱效率毫无作用。

所以，传统的观点是相邻信道之间在时域上不重叠，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。现有技术的时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，因此称之为重叠时分复用(OvTDM：Overlapped Time Division Multiplexing)，这种技术使得频谱效率随重叠次数K成比例的增加。

理论上，当采用重叠时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

本发明提供一种重叠时分复用调制方法、装置及系统，解决了初始包络波形在频域带宽较宽时，重叠时分复用叠加后的波形在时域较陡峭，频域占用带宽较宽，降低了整个系统的频谱利用率和传输速率的问题。

根据本申请的第一方面，本申请提供了一种重叠时分复用调制方法,包括：

根据设计参数生成在时域内波形平滑的初始包络波形，初始包络波形为汉宁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初始包络波形在时域内按预定的移位间隔进行移位，以得到各个时刻发送信号的偏移包络波形；

将输入的数字信号序列转换成正负符号序列；

将转换后的正负符号序列与偏移后各个时刻发送信号的偏移包络波形相乘，以得到各个时刻的调制包络波形；

将各个时刻的调制包络波形在时域上进行叠加，以得到携带输出信号序列的复调制包络波形。

根据本申请的第二方面，本申请还提供了一种重叠时分复用调制装置,包括：

波形生成模块，用于根据设计参数生成在时域内波形平滑的初始包络波形，初始包络波形为汉宁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初始包络波形在时域内按预定的移位间隔进行移位，以得到各个时刻发送信号的偏移包络波形；

调制模块，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，用于将输入的的正负符号序列与偏移后各个时刻发送信号的偏移包络波形相乘，以得到各个时刻的调制包络波形；

叠加模块，用于将各个时刻的调制包络波形在时域上进行叠加，以得到携带输出信号序列的复调制包络波形。

根据本申请的第三方面，本申请还提供了一种重叠时分复用调制解调系统，包括发射机和接收机；

所述发射机包括：

上述重叠时分复用调制装置，用于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，用于接收所述发射装置发射的复调制包络波形；

序列检测装置，用于对接收的复调制包络波形进行时域内的数据序列检测，以进行判决输出。