[發(fā)明專(zhuān)利]在多載波頻移鍵控系統(tǒng)中采用壓縮頻譜的子載波映射方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310256056.9
• 申請(qǐng)日: 2013-06-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103312656B
• 公開(kāi)（公告）日: 2016-11-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 董彬虹;宋延光;周蘭林;鄒洋
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H04L27/26
• 分類(lèi)號(hào): H04L27/26;H04L27/10
• 代理公司: 電子科技大學(xué)專(zhuān)利中心 51203
• 代理人: 詹福五

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于無(wú)線通信技術(shù)領(lǐng)域，具體而言是涉及多載波頻移鍵控（MC-MFSK，Multi?Carrier?M-ary?Frequency?Shift?Keying）系統(tǒng)中采用壓縮頻譜進(jìn)行子載波映射的方法。

背景技術(shù)

在無(wú)線通信技術(shù)中，頻譜是最寶貴的資源，多載波無(wú)線通信技術(shù)將串行的高速數(shù)據(jù)流分配到各子載波上進(jìn)行并行傳輸，提高了頻譜利用率(即每秒鐘、每Hz可以傳輸?shù)谋忍財(cái)?shù))。然而頻譜資源畢竟是有限的，因此提高多載波無(wú)線通信技術(shù)的頻譜利用率是我們堅(jiān)持不懈的追求目標(biāo)。

在《基于IFFT/FFT實(shí)現(xiàn)的多載波MFSK水聲通信方法》（《聲學(xué)技術(shù)》Aug.,2008,Vol.27,No4:231-234，作者：申曉紅,王海燕,黃建國(guó)）一文中公開(kāi)了一種基于IFFT/FFT實(shí)現(xiàn)的常規(guī)MC-MFSK通信的方法。該方法當(dāng)系統(tǒng)的工作帶寬為W，符號(hào)周期為T(mén)_s，設(shè)子載波最小子信道間隔為Δf，則Δf=1/T_s；附圖1即為該方法主流程示意圖（方框圖），其具體的步驟如下：

發(fā)射端A

步驟A-1.符號(hào)映射：對(duì)收到數(shù)據(jù)序列進(jìn)行映射處理生成相應(yīng)的串行數(shù)據(jù)符號(hào)流；

步驟A-2.串并變換：對(duì)步驟A-1生成的串行數(shù)據(jù)符號(hào)流經(jīng)過(guò)串并變換處理，生成多路并行的數(shù)據(jù)符號(hào)；

步驟A-3.連續(xù)子信道載波映射：對(duì)步驟A-2生成的各路并行數(shù)據(jù)符號(hào)分別在各信道上進(jìn)行連續(xù)的子信道載波映射，各連續(xù)子信道之間的最小間隔為Δf=1/T_s，得到各相應(yīng)信道上待發(fā)送的載波符號(hào)；

步驟A-4.頻-時(shí)變換處理：對(duì)步驟A-3所得各相應(yīng)信道上所得載波符號(hào)進(jìn)行IFFT（反傅里葉變換）進(jìn)行頻率-時(shí)變換處理，然后對(duì)頻-時(shí)變換后的數(shù)據(jù)取實(shí)部，得到基帶信號(hào)；

步驟A-5.上變頻處理及信號(hào)發(fā)射：對(duì)步驟A-4得到的基帶信號(hào)經(jīng)上變頻處理，再將處理后所得射頻信號(hào)后發(fā)射；

接收端B

步驟B-1.信號(hào)接收及下變頻處理：對(duì)接收到的發(fā)射端發(fā)出的射頻信號(hào)進(jìn)行下變頻處理后，得到基帶信號(hào)；

步驟B-2.時(shí)-頻變換處理：對(duì)步驟B-1所得基帶信號(hào)進(jìn)行FFT（傅里葉變換）處理，將時(shí)域信號(hào)轉(zhuǎn)換為頻域的載波符號(hào)；

步驟B-3.連續(xù)子信道載波反映射：對(duì)步驟B-2所得載波符號(hào)分別在各信道上進(jìn)行連續(xù)的子信道載波反映射，各連續(xù)子信道之間的最小間隔為Δf=1/T_s，得到各相應(yīng)信道上的數(shù)據(jù)符號(hào)；

步驟B-4.并串變換：對(duì)步驟B-3生成的各信道上的數(shù)據(jù)符號(hào)分別經(jīng)并串轉(zhuǎn)換處理，生成串行數(shù)據(jù)符號(hào)流；

步驟B-5.符號(hào)反映射：對(duì)步驟B-4所生成的串行數(shù)據(jù)符號(hào)流進(jìn)行符號(hào)反映射得到接收的串行數(shù)據(jù)流。

從上述方法中可以看出，該MC-MFSK系統(tǒng)雖然利用多路并行傳輸信號(hào)的方法，在一定程度上提高了頻譜的利用率，但為了確保每個(gè)子載波中的各相鄰子信道間隔正交，防此相鄰子信道頻譜的泄露，則采用子載波中各子信道之間的最小間隔為Δf=1/T_s（T_s為符號(hào)周期）的連續(xù)子信道載波映射；因而，就各子載波頻譜來(lái)說(shuō)其利用率仍然沒(méi)有得到提高。因此，上述技術(shù)仍然存在因單個(gè)載波的頻譜利用率較低，因而影響到整個(gè)MC-MFSK系統(tǒng)頻譜利用率及數(shù)據(jù)傳輸能力的進(jìn)一步提高，以及易引起等缺陷。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是在背景技術(shù)基礎(chǔ)上，改進(jìn)設(shè)計(jì)一種在多載波頻移鍵控系統(tǒng)中采用壓縮頻譜的子載波映射方法，通過(guò)提高系統(tǒng)內(nèi)各單個(gè)載波頻譜的利用率，以達(dá)到進(jìn)一步提高M(jìn)C-MFSK系統(tǒng)的頻譜利用率，從而有效提高多載波無(wú)線通信的數(shù)據(jù)傳輸能力和效率等目的。

本發(fā)明的解決方案是針對(duì)背景技術(shù)為了確保每個(gè)子載波上的子信道正交，采用各子信道之間的最小間隔為Δf=1/T_s而帶來(lái)的各子載波頻譜利用率不高的弊??；而將各子信道之間的最小間隔改設(shè)為Δf=α/T_s（其中α為頻譜壓縮率），以提高各子載波上子信道的密度，進(jìn)而有效提高各子載波頻譜的利用率；同時(shí)在映射處時(shí)將背景技術(shù)的連續(xù)子信道載波映射，改成間隔為α·Δf的子信道載波映射，使各子信道的峰值與相鄰子信道的零點(diǎn)對(duì)應(yīng)，從而確保每個(gè)子載波上的子信道仍然正交、以避免由于頻譜壓縮帶來(lái)相鄰子信道頻譜的泄露問(wèn)題；本發(fā)明即以此實(shí)現(xiàn)其發(fā)明目的。附圖2即為本發(fā)明方法流程示意圖（方框圖），因而本發(fā)明用于多載波頻移鍵控系統(tǒng)中采用壓縮頻譜的子載波映射方法如下：

發(fā)射端A