[發(fā)明專利]一種改進的正交頻分復用信號調(diào)制、解調(diào)方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200610089059.8
• 申請日: 2006-08-01
• 公開（公告）號: CN101119349A
• 公開（公告）日: 2008-02-06
• 發(fā)明（設計）人: 焦秉立;馬猛;李建業(yè)
• 申請（專利權(quán)）人: 北京大學
• 主分類號: H04L27/26
• 分類號: H04L27/26
• 代理公司: 北京君尚知識產(chǎn)權(quán)代理事務所
• 代理人: 余功勛

技術領域

本發(fā)明涉及通信、信號處理等使用OFDM技術的各個領域，尤其涉及一種改進的正交頻分復用(OFDM)調(diào)制和解調(diào)方法。

背景技術

正交頻分復用(OFDM)技術目前被廣泛應用于無線通信、信號處理等領域。在通信領域中，利用反傅立葉變換(IFFT)將信息符號調(diào)制在彼此正交的子載波上傳輸，并在接收端利用傅立葉變換(FFT)，解調(diào)出各個子載波上的信號。快速傅立葉變換算法大大降低了這一調(diào)制、解調(diào)的復雜度，使OFDM得以實際的應用。

目前，無線通信系統(tǒng)正向著增加寬帶，提高通信速率的方向發(fā)展，而OFDM以其有效的對抗多徑信道的性能和較低的實現(xiàn)復雜度，成為現(xiàn)在和未來通信系統(tǒng)中的主要傳輸方式。

在無線通信中，除了存在由于信號的多徑傳輸帶來的多徑效應外，還由于用戶的移動，存在多普勒效應。另外，由于實際上接收機和發(fā)射機的頻率無法保證嚴格的相同，會產(chǎn)生頻偏現(xiàn)象。因而，在實際的系統(tǒng)中，除了有時間上的多徑效應外，還存在頻散或頻偏等現(xiàn)象。這些因素降低了系統(tǒng)的性能，成為制約系統(tǒng)容量的重要因素。如何抵抗這些因素，是無線通信領域研究的重要問題。

OFDM技術可以有效抵抗多徑現(xiàn)象，但是在抵抗頻偏和頻散方面的性能很差。因而要求比較嚴格的頻率同步，支持較低的移動速度。如果能夠改進OFDM系統(tǒng)的抗頻散和頻偏特性，則通信系統(tǒng)可以支持更高的移動速度，并且在頻率同步方面有更好的魯棒性。目前已有的提高OFDM系統(tǒng)抗頻偏的方法，大多從改進接收端的解調(diào)方法入手。這類方法通常需要附加較高的運算復雜度，并且沒有從根本上解決OFDM對頻偏敏感的問題。一些在發(fā)射端改進調(diào)制方法的辦法，則需要降低系統(tǒng)的頻譜效率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出了一種改進的OFDM符號的時頻排列方案以及相應的調(diào)制、解調(diào)方法。

本發(fā)明的第一個目的是提出一種改進的OFDM符號的時頻排列方案。

本發(fā)明的另一個目的是提供一種相應的OFDM系統(tǒng)的調(diào)制、解調(diào)方法。

下面，我們首先介紹改進的OFDM符號時頻排列的方案及其所需的必要的調(diào)制、解調(diào)步驟，然后介紹一種具體的基于這種改進的OFDM符號時頻排列方案的調(diào)制、解調(diào)方法。

一.改進的OFDM信號的調(diào)制及解調(diào)方法

在傳統(tǒng)的OFDM系統(tǒng)中，信息符號被調(diào)制在某一段時間內(nèi)的某一個子載波上傳送.從時頻平面上來看，符號的排列如圖1所示.符號在時間和頻率上都是整齊排列的，可以稱之為符號排列在矩形網(wǎng)格上.本發(fā)明提出了一種新的時頻排列方案，其核心在于：符號在時頻平面上的分布不再是按著矩形網(wǎng)格的排列，而是在時頻二維方向都交錯地排列，如圖2所示.每個符號周圍的六個符號形成一個六邊形，本發(fā)明稱此擺放方法為符號排列在六邊形網(wǎng)格上.將子載波按頻率由低到高編號，分別稱為子載波1，子載波2，…；并且設相鄰子載波的頻率間隔為Δf.通過圖2容易發(fā)現(xiàn)，如果把所有的符號分為兩組，一組由奇數(shù)編號的子載波組成，一組由偶數(shù)編號的子載波組成，則在每一組內(nèi)的符號都是排列在矩形網(wǎng)格上的；即在每組內(nèi)，每個符號與其相鄰的符號在時間上及在頻率上是對齊的，且頻率間隔為2Δf.因而，本發(fā)明提出的這種新的OFDM符號時頻排列方案可以通過如下步驟實現(xiàn)調(diào)制：

(1.1)將符號分組，并做IFFT(反傅立葉變換)。

設系統(tǒng)帶寬內(nèi)可以傳送K個子載波，相鄰子載波頻率間隔為Δf，子載波所在頻點為f₀，f₀+Δf，f₀+2Δf，…，f₀+(K-1)Δf，其中f₀是第一個子載波的頻率。將這K個子載波分成K₁個奇數(shù)編號的子載波：f₀，f₀+2Δf，f₀+4Δf，…，f₀+(2K₁-2)Δf和K₂個偶數(shù)編號的子載波：f₀+Δf，f₀+3Δf，f₀+5Δf，…，f₀+(2K₂-1)Δf，則有K＝K₁+K₂。