[发明专利]一种非等功率四信号分量频谱正交重叠调制的方法及装置

权利要求书

1.一种非等功率四信号分量频谱正交重叠调制的方法，其特征在于，该方法包括下述步骤：

S1生成四路并行且不相关的非等功率二进制基带服务信号s₁(t)、s₂(t)、s₃(t)、s₄(t)：

根据实际需要生成四路并行且不相关的非等功率二进制基带服务信号s₁(t)、s₂(t)、s₃(t)、s₄(t)，其中s₁(t)表示在t时刻第一路基带服务信号的幅值，s₂(t)表示在t时刻第二路基带服务信号的幅值，s₃(t)表示在t时刻第三路基带服务信号的幅值，s₄(t)表示在t时刻第四路基带服务信号的幅值，四路基带服务信号的幅值取值为+1或－1；经过非等功率四信号分量频谱正交重叠调制后的信号为s(t)；服务信号s₁(t)与s₂(t)功率相等，服务信号s₃(t)与s₄(t)功率相等，且s₁(t)与s₃(t)的功率比为1:p²,p＞0，p为功率参数；本发明的目标在于如何实现这四个基带服务信号的多频正交调制；

S2查表获取二进制基带服务信号的复指数信号取值：

定义二进制基带服务信号s₁(t)、s₂(t)、s₃(t)、s₄(t)对应的多电平量化的复指数信号分别为及其中的k₁(t)，k₂(t)，k₃(t)，k₄(t)分别是各复指数信号的子载波寻址函数，对应的相位取值如表1所示：

表1 信号分量的子载波寻址函数相位取值

t modulo T_sc/8k₁(t)k₂(t)k₃(t)k₄(t)[0,T_sc/8)31551[T_sc/8,2T_sc/8)591115[2T_sc/8,3T_sc/8)73113[3T_sc/8,4T_sc/8)913711[4T_sc/8,5T_sc/8)117139[5T_sc/8,6T_sc/8)13137[6T_sc/8,7T_sc/8)151195[7T_sc/8,T_sc]15153

表1中，T_sc为多电平量化的复指数信号对应的电平最小周期；

S3查表获取交调信号的复指数信号取值：

交调信号定义为s_aI(t)、s_aQ(t)、s_bI(t)、s_bQ(t)，表示如下：

s_aI(t)＝s₂(t)s₃(t)s₄(t),s_aQ(t)＝s₁(t)s₃(t)s₄(t)

s_bI(t)＝s₁(t)s₂(t)s₄(t),s_bQ(t)＝s₁(t)s₂(t)s₃(t)

交调信号需要采用多电平量化的复指数信号完成对应的频谱搬移，以实现恒包络调制，定义交调信号s_aI(t)、s_aQ(t)、s_bI(t)、s_bQ(t)对应的多电平量化的复指数信号分别为其中的k₅(t)、k₆(t)、k₇(t)、k₈(t)分别是各复指数信号的子载波寻址函数，对应的相位取值如表2所示；

表2 交调信号的子载波寻址函数相位取值

t modulo T_sc/8k₅(t)k₆(t)k₇(t)k₈(t)[0,T_sc/8)151195[T_sc/8,2T_sc/8)913711[2T_sc/8,3T_sc/8)31551[3T_sc/8,4T_sc/8)13137[4T_sc/8,5T_sc/8)73113[5T_sc/8,6T_sc/8)15153[6T_sc/8,7T_sc/8)117139[7T_sc/8,T_sc]591115

S4得到非等功率四信号分量频谱正交重叠调制基带信号的解析表达式s(t)：

根据S2、S3得到的多电平量化的复指数信号，得到的非等功率四信号分量频谱正交重叠调制基带信号s(t)的解析表达式如下：

$\begin{array}{c}s\left(t\right)=s_1\left(t\right)e^{j\frac{\mathrm{\π}}{8}{k}_1\left(t\right)}+s_2\left(t\right)e^{j\frac{\mathrm{\π}}{8}{k}_2\left(t\right)}+{\mathrm{ps}}_3\left(t\right)e^{j\frac{\mathrm{\π}}{8}{k}_3\left(t\right)}+{\mathrm{ps}}_4\left(t\right)e^{j\frac{\mathrm{\π}}{8}{k}_4\left(t\right)}\\ +b\·s_{aI}\left(t\right)e^{j\frac{\mathrm{\π}}{8}{k}_5\left(t\right)}+b\·s_{aQ}\left(t\right)e^{j\frac{\mathrm{\π}}{8}{k}_6\left(t\right)}+a\·s_{bI}\left(t\right)e^{j\frac{\mathrm{\π}}{8}{k}_7\left(t\right)}+a\·s_{bQ}\left(t\right)e^{j\frac{\mathrm{\π}}{8}{k}_8\left(t\right)}\end{array}$

交调参数b与a由下述步骤计算：

S4.1首先利用下式计算中间变量c和d：

$c=-9p^2+9p^4+\sqrt{3}\·\sqrt{27p^4+632p^6+27p^8}$

$d=1-28{\left(\frac{4}{3c}\right)}^{1/3}\·p^2+4{\left(\frac{2c}{9}\right)}^{1/3}$

S4.2再根据如下三种情况之一计算交调参数b：

第一种情况：当时，交调参数b的计算公式如下：

$b=-\frac{3}{4}+\frac{1}{4}\sqrt{d}+\frac{1}{2}\sqrt{\frac{1}{2}+7{\left(\frac{4}{3c}\right)}^{1/3}\·p^2-{\left(\frac{2c}{9}\right)}^{1/3}+\frac{1-16p^2}{2\sqrt{d}}}$

第二种情况：当时，交调参数b的计算公式如下：

$b=-\frac{3}{4}-\frac{1}{4}\sqrt{d}+\frac{1}{2}\sqrt{\frac{1}{2}+7{\left(\frac{4}{3c}\right)}^{1/3}\·p^2-{\left(\frac{2c}{9}\right)}^{1/3}-\frac{1-16p^2}{2\sqrt{d}}}$

第三种情况：当时，交调参数b的计算公式如下：

$b=-\frac{3}{4}+\frac{1}{4}\sqrt{3+2\sqrt{17}}$

S4.3根据交调参数b和功率参数p，按下式计算交调参数a：

$a=\frac{b-1}{b+1}\·p;$

S5将恒包络基带信号s(t)正交调制到载波：

将S4中得到的恒包络基带信号s(t)的实部信号和虚部信号分别调制到频率相同但相位相差π/2的两个载波上，形成两个调制信号，载波的频率根据实际应用需求选取，将上述两个调制信号相加或相减，形成正交调制到载波的非等功率四信号分量频谱正交重叠调制信号。