[发明专利]一种适用于UFMC波形的功率加窗发送方法

说明书

本发明公开了一种适用于UFMC波形的功率加窗发送方法，首先发送端根据系统需求在频域设置需要滤波的子带，子带由相邻的子载波组成；其次，对每个子带做N点的傅立叶反变换，变换到时域；接下来，发送端对每个子带的时域信号的功率乘以一个长度为N的窗函数；最后将生成的信号通过滤波器形成UFMC基带信号，并调制到载频上发送出去。

技术领域

本发明涉及一种适用于UFMC波形的功率加窗发送方法，属于移动通信系统中的信号处理领域。

背景技术

在移动通信系统中，波形一直是空中接口技术中的主要组成部分之一。目前商用的第四代移动通信系统(4G)采用了基于循环前缀的正交频分多址(CP-OFDM)技术作为其空中传输波形。CP-OFDM技术具有传输效率高，实现简单，易与多输入多输出(MIMO)结合的优点。但是，它的正交性结构决定了其对定时偏移(Timing offset)和频率偏移(Carrierfrequency offset)非常敏感。同时，由于CP-OFDM在时域的处理中采用了矩形窗截断，故存在较高的带外泄露，更加不利于对相邻子带异步传输的支持。

通用滤波多载波(UFMC)技术继承了CP-OFDM的优点，并通过滤波技术大幅度降低带外泄露，可有效支持相邻子带的异步传输。同时，UFMC能够根据不同业务对于波形参数的不同需求在统一的物理层平台上进行动态的选择和配置，可满足第五代移动通信系统(5G)在统一技术框架基础上支持不同场景差异化技术方案的需求。但是，UFMC由于没采用循环前缀(CP)，在多径信道中会产生前后符号间的干扰(ISI)，并导致其在解调时对抗时频偏移的能力下降。

发明内容

发明目的：针对上述现有技术，提出一种适用于UFMC波形的功率加窗发送方法，降低在多径信道中产生的符号间干扰，提高整个系统在异步传输下的解调性能。

技术方案：一种适用于UFMC波形的功率加窗发送方法，包括如下步骤：

1)发送端根据系统需求在频域设置需要滤波的子带，子带由相邻的子载波组成；

2)对每个子带做N点的傅立叶反变换，变换到时域；其中，N表示多载波系统总的子载波数；

3)发送端对每个子带的时域信号的功率乘以一个长度为N的窗函数；

4)将生成的信号通过滤波器形成UFMC基带信号，并调制到载频上发送出去。

作为本发明的优选方案，基带信号s表示为：

其中，F_m为(N+L_F-1)×N维的复数托普利兹矩阵，D_m是一个N×N_m维的复数矩阵，S_m为第m个子带上传输的子符号向量，N为UFMC系统包含子载波个数，L_F为子带滤波器的长度，N_m为构成第m个子带的相邻子载波的个数；W_m是一个N×N维的实数对角矩阵，具有如下的形式：

其中，U表示功率不变部分的长度，N-U表明功率变化部分的长度；第m个子带上的控制功率的因子由a_m(i)表示，其中a_m(1)≥a_m(2)≥…≥a_m(N-U)且0≤a_m(i)<1。

有益效果：本发明的能量加窗发送方法能适用于下一代通信系统中可能采用的UFMC波形技术，通过函数窗调整符号的尾部能量，降低在多径信道中产生的符号间干扰，可有效的提高在多径信道中对抗时频偏移的能力，提高了整个系统在异步传输下的误码性能。