[发明专利]一种基于二维离散余弦变换的数字移动前传信号量化方法

说明书

本发明公开了一种基于二维离散余弦变换的数字移动前传信号量化方法，步骤为：将信号通过基带信号处理方法生成两路的OFDM采样信号；将OFDM采样信号分组，组成二维离散余弦变换系数矢量集，根据方差进行分段并舍弃尾部部分，对保留部分进行矢量量化，输出由码字‑索引映射构成的量化信号；将量化信号进行编码，再通过电光调制器将编码信号调制到光载波上再传输；在接收端，恢复出量化信号，进行索引‑码字映射合成量化系数矢量集，恢复出原矢量信号集，最后恢复出OFDM的两路采样信号。本发明在实现光路的无差错传输的同时，极大的提高了数字移动前传的频谱效率和误差向量幅度性能，使数字移动前传的信号量化变得更加兼容。

技术领域

本发明涉及5G移动通信技术、数字移动前传领域，具体为一种基于二维离散余弦变换 的数字移动前传信号量化方法。

背景技术

5G移动通信在业务特性方面，划分了三大典型应用场景以满足“人”与“物”的不同需求， 包括增强型移动宽带、超可靠低时延通信和大规模机器类通信；在传输速率方面，5G移动通 信需要的区域容量约是4G的1 000倍，边缘速率也需要达到4G的100倍左右，需要约1GHz 的带宽，对接入网络带来了严峻的挑战。

5G对4G C-RAN下的基站的各项功能进行了重构和功能分割，把基带处理单元(BBU， base band unit)拆分为集中单元(CU，centralized unit)和分布式单元(DU，distributed unit) 两个逻辑实体，CU负责处理非实时协议和服务，DU负责处理物理层协议和实时服务。每个 基站都有一套DU，每套DU下又有多个有源天线单元(AAU，activeantenna unit)，多个站 点共用同一个CU进行集中式管理。AAU和DU之间由光纤链路连接的部分被称为移动前传， 现有的前传接口使用通用公共无线电接口(CPRI，Common PublicRadio Interface)采用的是 数字光载无线技术(D-RoF)，所用的PCM技术是一种15bit均匀量化编码，量化电平等间 隔分布，极大地浪费了频谱资源。在减少量化比特的同时，如何保证传输系统的高质量性能 是移动前传中面临的重要问题。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供一种基于二维离散余弦变换的数字 移动前传信号量化方法，通过使用更少的量化比特数来量化基带信号，能够有效的提升频谱 效率。同时，针对OFDM信号天然的I/Q两路特性，采用了矢量量化技术，系统不需要额外 的同步对准操作，降低了发送端的系统复杂度，丰富了数字移动前传的实现方法。

本发明的一种基于二维离散余弦变换的数字移动前传信号量化方法包括以下步骤：

步骤1：将需要传输的信号通过QAM调制、OFDM调制等基带信号处理方法生成I/Q两路的OFDM采样信号。

步骤2：将OFDM采样信号按照一定的规则分组，构建一个二维矢量集。进行二维离散 余弦变换，组成一个二维离散余弦变换系数矢量集，统计二维离散余弦变换系数的方差，在 方差数值趋近于零的部分进行分段，将后一部分丢弃。

步骤3：对二维离散余弦变换系数矢量集保留部分进行矢量量化，输出由码字-索引映射 构成的量化信号。

步骤4：将量化信号进行PAM-4编码，再通过电光调制器将编码信号调制到光载波上。

步骤5：已调的光信号在单模光纤中传输，在接收端，AAU接收的光信号经过光电探测 器和PAM-4译码后恢复出量化信号，将接收到的量化信号进行索引-码字映射合成量化系数 矢量集(被发射端丢弃的部分系数用0填充)。

步骤6：对量化系数使用同二维离散余弦变换中相同长度的二维离散余弦逆变换，恢复 出原矢量信号集，从而恢复出OFDM的I/Q两路采样信号。

进一步的，所述的基带信号处理的具体过程为：