[發(fā)明專利]一種UFMC發(fā)送信號波形的構(gòu)造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810054060.X
• 申請日: 2018-01-19
• 公開（公告）號: CN108462665B
• 公開（公告）日: 2020-12-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐平平;王猛;孫婉琳;徐一成
• 申請（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號: H04L27/26
• 分類號: H04L27/26
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 李玉平

本發(fā)明公開了一種基于預(yù)處理與時域補(bǔ)零的UFMC發(fā)送信號波形的構(gòu)造方法，根據(jù)通信服務(wù)類型及可利用頻譜資源將所用子載波數(shù)劃分成子載帶；調(diào)制信號分配到各個子載帶上，將每個子載波數(shù)據(jù)符號乘以UFMC子帶濾波器在該子載波上的頻域響應(yīng)倒數(shù)，然后對子載帶上的數(shù)據(jù)做逆傅里葉變換；用濾波器對子帶輸出信號進(jìn)行濾波處理，并將得到的時域信號在尾部補(bǔ)零；將各個子帶的信號相加得到發(fā)送信號，最后調(diào)制到載頻上發(fā)送出去。本發(fā)明所述的方法可以有效的提高UFMC系統(tǒng)的抗ISI能力，簡化UFMC的接收端信號處理復(fù)雜度，接收端可以復(fù)用OFDM系統(tǒng)已有的信道估計(jì)與均衡方法。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種UFMC發(fā)送信號波形的構(gòu)造方法，屬于移動通信系統(tǒng)中的信號處理技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

正交頻分復(fù)用(OFDM)多載波通信技術(shù)憑借它的優(yōu)勢：抗多徑效應(yīng)、能夠用快傅立葉變換(FFT)/逆快速傅里葉變換(IFFT)來處理調(diào)制解調(diào)、與多輸入多輸出(MIMO)結(jié)合、頻譜效率高等在第四代移動通信系統(tǒng)(4G)中廣泛使用，但需要嚴(yán)格的時頻同步。第五代移動通信系統(tǒng)(5G)將出現(xiàn)新的通信場景比如物聯(lián)網(wǎng)、機(jī)器間通信、傳感網(wǎng)，OFDM這種代價較高的技術(shù)難以適應(yīng)上面的低成本、低復(fù)雜度、長時間通信的場景。人們提出了新的可替代波形濾波器組多載波通信(FBMC)，F(xiàn)BMC的子載波和OFDM類似，但需要在每個子載波上進(jìn)行濾波，目的是減小旁瓣，降低載波間干擾，更好的抗時頻偏差。然而FBMC由于每個子載波需要濾波，濾波器長度較長，F(xiàn)BMC具有較長的符號長度，難以適應(yīng)5G低時延的通信場景。另外，F(xiàn)BMC需要用偏置正交幅度調(diào)制(OQAM)來產(chǎn)生正交符號，來保證系統(tǒng)實(shí)正交性。

為了同時保留OFDM和FBMC的優(yōu)勢，克服他們的不足，貝爾實(shí)驗(yàn)室研究人員提出了一種新的波形技術(shù)通用濾波器多載波通信技術(shù)，即UFMC。UFMC可以看做OFDM和FBMC的折中，UFMC在連續(xù)的子載波上進(jìn)行濾波，也不需要循環(huán)前綴。經(jīng)過濾波器之后的符號長度較短，也更適合短包通信，同時對時頻同步的要求也降低。UFMC吸引了很多研究人員來對這種新波形技術(shù)進(jìn)行研究，分析了它的各種性能和調(diào)優(yōu)，也提出了很多方案，將UFMC與其他通信技術(shù)相結(jié)合。但是UFMC沒有采用循環(huán)前綴，UFMC符號在經(jīng)過多徑信道時，UFMC的符號包含ISI和ICI，雖然UFMC本身具備抗ISI和ICI的能力，但在實(shí)際通信場景中，信道的時延擴(kuò)展較大，這種能力顯得不足。傳統(tǒng)的UFMC在接收端處理濾波器對子載波的增益，增加了信號處理的復(fù)雜性。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：主要針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的如下幾個問題：(1)傳統(tǒng)的UFMC系統(tǒng)在接收端處理濾波器對子載波的增益從而提高接收端的處理復(fù)雜度；(2)傳統(tǒng)的UFMC系統(tǒng)用子帶濾波器代替循環(huán)前綴，當(dāng)信道時延擴(kuò)展較大，UFMC本身的抗符號間干擾(ISI)能力將不足，經(jīng)過多徑時變信道會受到符號間干擾(ISI)和載波間干擾(ICI)；(3)傳統(tǒng)的UFMC系統(tǒng)不再是正交傳輸系統(tǒng)，直接復(fù)用正交頻分復(fù)用(OFDM)系統(tǒng)的信道估計(jì)與均衡等技術(shù)將損失一定性能。本發(fā)明提供一種基于預(yù)處理與時域補(bǔ)零的UFMC發(fā)送信號波形的構(gòu)造方法，提高UFMC符號在多徑信道下抗ISI和ICI的能力，簡化接收端的信號處理，使接收端能夠使用OFDM中已有的信道估計(jì)和均衡等方法。

技術(shù)方案：一種UFMC發(fā)送信號波形的構(gòu)造方法，包括以下步驟：

步驟1，根據(jù)通信服務(wù)類型及可利用頻譜資源將所用子載波數(shù)劃分成子載帶；

步驟2，將子載帶上的每個子載波乘以子帶濾波器對應(yīng)時頻響應(yīng)倒數(shù)，然后對子載帶上的數(shù)據(jù)做逆傅里葉變換；

步驟3，用濾波器對子載帶輸出信號進(jìn)行濾波，并在時域信號的尾部補(bǔ)零；

步驟4，將各個子載帶的信號相加得到發(fā)送信號，調(diào)制到載頻上發(fā)送出去。