[發(fā)明專利]時域同步正交頻分復(fù)用系統(tǒng)的時域加窗方法及裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210460943.3
• 申請日: 2012-11-15
• 公開（公告）號: CN102938751A
• 公開（公告）日: 2013-02-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊昉;潘長勇;丁文伯;陽輝;宋健
• 申請（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號: H04L27/26
• 分類號: H04L27/26;H04L5/00
• 代理公司: 北京路浩知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及數(shù)字信號傳輸技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種時域同步正交頻分復(fù)用（Time?Domain?Synchronous?OFDM，TDS-OFDM）系統(tǒng)的時域加窗方法及其裝置。

背景技術(shù)

目前寬帶無線通信技術(shù)主要解決的問題是如何在有限的帶寬內(nèi)可靠地提高傳輸速率，對于有限的頻譜資源需要進(jìn)一步提升頻譜效率，LTE-A的標(biāo)準(zhǔn)化中明確提出了上、下行鏈路頻譜效率分別為15bit/Hz和30bit/Hz的要求。正交頻分復(fù)用（OFDM：Orthogonal?FrequencyDivision?Multiplexing）技術(shù)由于高頻譜效率和對抗多徑衰落的優(yōu)異能力而廣泛受到應(yīng)用，被認(rèn)為是當(dāng)前最有前景的傳輸技術(shù)之一。

然而，對于塊傳輸系統(tǒng)而言，雖然數(shù)據(jù)塊的持續(xù)時間遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于單個符號的持續(xù)時間，但是在大的延時擴展通道下，時域數(shù)據(jù)塊之間仍然存在不可忽略的IBI（Inter?Block?Interference，塊間干擾）。現(xiàn)有技術(shù)中塊傳輸系統(tǒng)對抗IBI的一種有效方法是在時域數(shù)據(jù)塊之間加入GI（Guard?Interval，保護(hù)間隔），通道的最大多徑延時不超過GI長度的情況下，時域數(shù)據(jù)塊之間不會產(chǎn)生干擾。根據(jù)GI填充內(nèi)容的不同種類，存在著多種GI填充技術(shù)，其中包括CP（Cyclic?Prefix，循環(huán)前綴）填充技術(shù)，ZP（Zero?Padding，零填充）技術(shù)，和TS（Training?Sequence，訓(xùn)練序列）填充技術(shù)等等。其中CP填充技術(shù)已經(jīng)成功應(yīng)用到IEEE802.11a無線局域網(wǎng)、地面數(shù)位視頻廣播（Digital?VideoBroadcasting-Terrestrial，DVB-T）及其第二代標(biāo)準(zhǔn)DVB-T2系統(tǒng)和IEEE1901和G.hn寬帶電力線通信系統(tǒng)中，其幀結(jié)構(gòu)如圖1所示；基于PN（Pseudo-random?Noise，偽隨機噪聲）序列填充的方法是TS填充技術(shù)的特例，屬于TDS-OFDM系統(tǒng)的一個重要特征，該技術(shù)已成功應(yīng)用到中國地面數(shù)字電視傳輸標(biāo)準(zhǔn)（Digital?Television?Multimedia?Broadcast，DTMB）中，其幀結(jié)構(gòu)如圖2所示。

在寬帶通信中，有一些頻段是為業(yè)余無線電、遠(yuǎn)程控制以及宇航通信等服務(wù)預(yù)留的，因此不能受到較強的電磁輻射干擾；然而某些依賴傳輸介質(zhì)的通信，比如PLC（Power?Line?Communication，電力線通信）無法做到完全對外界屏蔽，會有一些信號耦合出去；為了減少耦合的信號對上述重要服務(wù)產(chǎn)生干擾，一般會對預(yù)留頻段進(jìn)行陷波處理。在基于OFDM的傳輸系統(tǒng)中，一般有兩種常見的陷波方法：第一種是發(fā)送完整的OFDM符號，依靠陷波濾波器（Notched?Filter，可以使用IIR或FIR實現(xiàn)），但是固定參數(shù)的陷波濾波器不能很好的適應(yīng)環(huán)境多變、不確定性較強的情況，比如PLC的通信環(huán)境。第二種是直接關(guān)閉OFDM中相應(yīng)頻段周圍的部分子載波，但是此時需要讓子載波在頻域快速滾降以盡可能降低干擾，同時提高系統(tǒng)頻譜利用率。

經(jīng)研究表明，在時域配合適當(dāng)?shù)募哟疤幚恚梢宰孫FDM的子載波在頻域快速滾降，同時有效的降低子載波旁瓣，提高系統(tǒng)的頻譜效率。因此，對基于TDS-OFDM幀結(jié)構(gòu)的數(shù)字通信傳輸系統(tǒng)，有必要通過合理的幀結(jié)構(gòu)設(shè)計、合適的加窗處理來提高信號傳輸?shù)撵`活性、有效性以及可靠性，進(jìn)一步提升頻譜效率，減少特定頻段上傳輸信號對外界的干擾。

發(fā)明內(nèi)容

（一）要解決的技術(shù)問題

本發(fā)明目的在于提供一種基于時域同步正交頻分復(fù)用（TimeDomain?Synchronous?OFDM，TDS-OFDM）系統(tǒng)的時域加窗方法及裝置，以提高系統(tǒng)的頻譜效率。

（二）技術(shù)方案

為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種時域同步正交頻分復(fù)用系統(tǒng)的時域加窗方法，包括以下步驟：

S1、根據(jù)系統(tǒng)傳輸參數(shù)，將訓(xùn)練序列和對應(yīng)的離散傅里葉反變換數(shù)據(jù)塊組合后產(chǎn)生時域同步正交頻分復(fù)用系統(tǒng)信號幀，將當(dāng)前時域同步正交頻分復(fù)用信號幀定義為本幀，其前、后信號幀依次定義為前幀、后幀；

S2、生成本幀的循環(huán)后綴，并復(fù)制到本幀數(shù)據(jù)塊之后；

S3、對本幀訓(xùn)練序列前W/2個符號和循環(huán)后綴的后W/2個符號進(jìn)行時域加窗處理，其中W是窗長度；

S4、將本幀訓(xùn)練序列經(jīng)過時域加窗處理后的前W/2個符號與前幀循環(huán)后綴經(jīng)過時域加窗處理后的W/2個符號在時域依次相加。