[發明專利]基于信號概率密度的ADC最優比例因子選取的混合載波通信方法

有效

• 申請號: 201410341897.4
• 申請日: 2014-07-17
• 公開（公告）號: CN104092641B
• 公開（公告）日: 2017-06-20
• 發明（設計）人: 梅林;王曉魯;沙學軍
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: H04L27/26
• 分類號: H04L27/26;H04L25/03
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所23109
• 代理人: 岳泉清

技術領域

本發明涉及無線通信領域，具體涉及一種ADC最優比例因子選取的混合載波通信方法。

背景技術

模擬數字轉換器(Analog-to-digital converter,ADC)在現代無線通信系統中有著舉足輕重的作用。隨著人們對數據速率提升需求的增長，現階段GHz頻譜和Gb/s量級的吞吐率已經成為趨勢。然而，隨著通信系統帶寬的增大，系統中需要ADC具有高速率、高精度。但是，速率快、精度高的ADC價格昂貴、功率消耗大，這對小型終端十分不利。考慮到以上因素，一種可行的辦法是降低ADC的bit精度(4-7bits)：以犧牲精度的辦法來換取高采樣率、低功耗及低價格，但與此同時，低精度ADC引起的信號非線性失真也嚴重影響了系統性能。

發明內容

本發明是為了解決現有采用固定比例因子和AGC比例因子動態選取的混合載波通信方法的BER性能差的問題，從而提供一種基于信號概率密度的ADC最優比例因子選取的混合載波通信方法。

基于信號概率密度的ADC最優比例因子選取的混合載波通信方法，它的信號發射方法：

將數據源輸入的N個子載波進行數字基帶映射，通過參數為α的4-WFRFT調制，并插入循環前綴、D/A變換和上變頻操作后發射至信道；

它的信號接收方法：

將從信道接收到的信號進行下變頻后處理，并在最優比例因子A下進行A/D變換，然后去掉循環前綴后通過參數-α的4-WFRFT解調，并進行數字基帶反映射后輸出，完成基于信號概率密度的ADC最優比例因子選取的混合載波通信；

信號接收方法最優比例因子A的選取方法為：

步驟一、將4-WFRFT連續信號的實部/虛部通過ADC后，產生的量化噪聲平均功率表示為：

式中：g(x)表示4-WFRFT信號實部/虛部的概率密度函數；x為輸入ADC的連續時間信號；R_max為ADC能夠輸出的最大值；R_min為ADC能夠輸出的最小值；Δ為ADC的分辨率；

步驟二、采用公式：

獲得ADC輸出的4-WFRFT離散時間信號與量化噪聲功率比R_SQNR；

其中：P_sig為ADC輸出信號x(n)的平均功率；

步驟三、將4-WFRFT連續信號乘一個比例因子A，使其滿足ADC變換器動態范圍，即：

x(n)＝Ax_a(t)|_t＝nT＝Ax_a(nT)

式中：x_a為輸入到ADC的模擬信號；T為ADC對模擬信號采樣的時間間隔；

采用公式：

獲得ADC輸出的乘以比例因子A后的4-WFRFT離散時間信號的量化噪聲功率比R_A-SQNR；

式中：E[·]表示取均值；則信號乘以比例因子A后產生的量化噪聲平均功率P_A-ave表示為：

步驟四、采用公式：

S(A)＝(R_A-SQNR)′

對比例因子A進行求導，獲得R_A-SQNR取極大值時的最優比例因子A。

本發明采用用最優比例因子的混合載波通信方法，獲得的BER性能大幅度優于采用固定比例因子的混合載波通信方法和采用AGC比例因子動態選取的混合載波通信方法，且本發明不改變4-WFRFT系統結構和低精度ADC，達到了系統最優可靠性。

附圖說明

圖1是10000個4-WFRFT信號通過ADC的SQNR仿真示意圖；其中曲線11是理論SQNR曲線；曲線12為實際SQNR曲線；

圖2是100000個4-WFRFT信號通過ADC的SQNR仿真示意圖；其中曲線21是理論SQNR曲線；曲線22為實際SQNR曲線；

圖3是4-WFRFT信號乘以比例因子A后的壓縮信號通過ADC的SQNR隨著比例因子A變化仿真示意圖；曲線31是理論SQNR曲線；曲線32為實際SQNR曲線；

圖4是基于信號概率密度的ADC最優比例因子選取的混合載波通信方法信號流程示意圖；

圖5是本發明的基于信號概率密度的ADC最優比例因子選取的混合載波通信方法的BER仿真示意圖；

具體實施方式