[發(fā)明專利]一種FTN預(yù)均衡傳輸方法、發(fā)射機(jī)、接收機(jī)及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710476283.0
• 申請日: 2017-06-21
• 公開（公告）號: CN107204947B
• 公開（公告）日: 2020-05-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李明齊
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院上海高等研究院
• 主分類號: H04L25/03
• 分類號: H04L25/03
• 代理公司: 上海光華專利事務(wù)所(普通合伙) 31219
• 代理人: 羅泳文

本發(fā)明提供一種超奈奎斯特(FTN)預(yù)均衡傳輸方法、發(fā)射器、接收器及系統(tǒng)，在發(fā)射端先將待傳輸?shù)拇a元符號分塊，并對每個(gè)符號塊進(jìn)行預(yù)均衡，以預(yù)先消除后續(xù)超奈奎斯特速率成形濾波造成的自符號間干擾(ISI)影響，接著對預(yù)均衡的符號塊按超奈奎斯特速率成形濾波，然后通過循環(huán)疊加操作，形成可保持超過奈奎斯特速率且首尾循環(huán)的塊符號，最后為符號塊添加保護(hù)間隔，形成發(fā)送的基帶符號。在接收端，僅需通過保護(hù)間隔消除由多徑信道導(dǎo)致的ISI，而不需要考慮超奈奎斯特速率傳輸造成的自ISI影響，而從而達(dá)到降低接收端復(fù)雜度的效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種FTN預(yù)均衡傳輸方法、發(fā)射機(jī)、接收機(jī)及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著近幾年無線設(shè)備的爆炸式增長，尤其是具備傳輸高速多媒體流的智能設(shè)備的快速普及，無線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量呈現(xiàn)出指數(shù)數(shù)增長的趨勢。在頻譜資源總量有限的現(xiàn)實(shí)困境下，尋找具有更高頻譜效率的傳輸技術(shù)是面向未來的無線通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)中至關(guān)重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。其中一種潛在的技術(shù)是超奈奎斯特傳輸(英文：Faster than Nyquist，簡稱：FTN)，F(xiàn)TN允許在相同的帶寬上以高于奈奎斯特速率的碼率進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸以提高頻帶利用率，因而引發(fā)了研究熱潮。

奈奎斯特準(zhǔn)則要求信號間相互正交以避免由碼間干擾(英文：Intersymbolinterference，簡稱：ISI)引起的接收端判決正確率下降，然后保證服務(wù)質(zhì)量的代價(jià)是犧牲了頻譜效率。FTN通過引入自ISI傳輸非正交信號從而獲得更高的數(shù)據(jù)傳輸速率，但FTN概念早在上世紀(jì)70年代由Mazo提出后，傳統(tǒng)通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)仍舊遵從奈奎斯特第一準(zhǔn)則的主要原因在于硬件電路無法實(shí)現(xiàn)接收端為消除ISI所需要的高復(fù)雜度算法。得益于半導(dǎo)體和集成電路技術(shù)的快速發(fā)展，硬件電路得以實(shí)現(xiàn)更高復(fù)雜度的算法，對于FTN的研究在近年重新成為熱點(diǎn)。

目前，對于FTN傳輸技術(shù)的研究主要局限于簡單的二進(jìn)制調(diào)制。雖然FTN傳輸技術(shù)在非二進(jìn)制以及高階調(diào)制中驗(yàn)證了其優(yōu)勢，但是仿真假設(shè)信道為加性高斯白噪聲信道，并沒有考慮到信道衰落的影響，實(shí)用性仍然收到限制。基于譜效頻分復(fù)用(英文：spectrallyefficient frequency division multiplexing，簡稱：SEFDM)的多載波FTN收發(fā)機(jī)設(shè)計(jì)，則存在峰均比過高的情況，會(huì)造成傳輸能量的浪費(fèi)。此外，為了消除接收信號中存在的碼間串?dāng)_，在檢測檢測算法方面，通過采用最大似然序列檢測(英文：Maximum LikelihoodSequence Detection，簡稱：MLSD)算法可以獲得最佳性能，但其過高的實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度使得在實(shí)際中難以應(yīng)用，若將接收符號視為卷積編碼后的結(jié)果，則可用Viterbi算法或BCJR算法檢測，但符號間間隔的縮短引起的狀態(tài)數(shù)增加會(huì)極大的提高上述兩種算法的復(fù)雜度。另外，由于ISI的引入，超奈奎斯特系統(tǒng)在同步、信道估計(jì)、均衡等方面均會(huì)比奈奎斯特系統(tǒng)增加實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度。

綜上所述，針對現(xiàn)有FTN傳輸技術(shù)在調(diào)制方式、適用信道模型以及ISI消除算法復(fù)雜度等方面存在的問題，如何降低適用于多徑衰落信道的超奈奎斯特傳輸系統(tǒng)的整體實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度，是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種FTN預(yù)均衡傳輸方法、發(fā)射器、接收器及系統(tǒng)，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中超奈奎斯特傳輸實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度高的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，根據(jù)本發(fā)明的第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供一種FTN預(yù)均衡傳輸方法，應(yīng)用于FTN預(yù)均衡發(fā)射器，該方法包括：

將調(diào)制符號序列分割為多個(gè)符號數(shù)據(jù)塊；

生成每個(gè)符號數(shù)據(jù)塊所對應(yīng)的預(yù)均衡系數(shù)；

根據(jù)所述預(yù)均衡系數(shù)，對相應(yīng)的符號數(shù)據(jù)塊進(jìn)行預(yù)均衡，得到預(yù)均衡信號序列；

使用成形濾波器分別對所述預(yù)均衡信號序列進(jìn)行超奈奎斯特成形濾波，得到濾波信號序列；

對所述濾波信號序列進(jìn)行首尾循環(huán)疊加，得到循環(huán)信號序列；