专利名称：一种chirp-ofdm系统频域分集接收方法
技术领域：
本发明涉及的是ー种水声通信、信号检测等领域的通信技木。
背景技术：
水声信道中存在的多途效应，使得其信道传输函数具有梳状滤波器的形式，即存在频点的衰落和增强区间，当信号频率成分处在频点的衰落区间时，信号能量减弱甚至消失，严重影响了信息的传输，对于正弦信号这种 证信号的正常传输。传统的OFDM系统以正弦信号为载波，将有效信息以QPSK等映射方式调制到相互正交的正弦信号上进行信号的传输。但是，水声信道大多是频率选择性衰落信道，当子信道处在深衰落时，这种信道均衡的方法同样无法发挥作用，系统的性能受到严重抑制。扩频通信能够抗信道衰落、多径干扰，具有传输距离远、可靠性高、被截获性低的优点，但传输数据率不高。OFDM是ー种带宽有效的多载波并行传输方法。将两者进行有机的结合，能够获得较好的稳定性能。
发明内容
本发明的目的在于提供有效的克服信道中的频率选择性衰落、提高系统性能的一种CHIRP-0FDM系统频域分集接收方法。本发明的目的是这样实现的本发明ー种CHIRP-0FDM系统频域分集接收方法，其特征是(I)在发射端，将数据串并转换后调制到频谱上，相邻谱线间具有保护间隔；(2)进行离散傅立叶逆变换，得到一组时域信号，对时域信号以线性调频信号为载波做扩频调制，确定调频斜率，所述的扩频调制前加入循环前缀；(3)在接收端，将接收到的串行信号去除循环前缀，对信号解扩调制，同样采用确定的线性调频信号作为载波，调频斜率与发射端共轭；(4)进行离散傅立叶变换得到频域频谱，对多途信号的每ー根谱线作相位补偿，并与直达信号谱线相叠加，使得各个谱线同相相加，达到分集接收的目的，继而恢复出发送信号;(5)进行数字解调，得到数据输出。本发明还可以包括I、所述的保护间隔为S = fAt1XjX = [x1;x2,. .. xN_JT表示某个OFDM块所承载的数据信息，向量S = [S1,S2, . . . sN_JT表示变换后的时域数据。2、所述的对时域信号以线性调频信号为载波做扩频调制为复制尾部数据作为循环前缀添加到数据前端，并采用某确定的Chirp信号作为载波对信号扩频调制，得到一族相互正交的Chirp T = Tcfer^T其中，T = TCPS，Tcp为(N+NCP) XN的循环前缀插入矩阵，Chirp信号Tchirp =[Tchirp (O)，Tchirp (I)……Tchirp (N+NCp-l) ]，Tchtrp(n) = exp(j2mm2Ts2)。3、在接收端，去除循环前缀后对信号进行解扩调制，采用与发射端扩频信号大小相同，符号相反的调频斜率的Chirp信号V = Rc—RcpR其中，Rchirp(n)= ^i-Jlnan2T2s )。Rcp 为 NX (N+NCP)的循环前缀去除矩阵。
本发明的优势在于本发明在常规的OFDM系统的基础上，以线性调频信号作为载波，对时域信号进行扩频解扩处理，使得多径分量与直达信号分量相互分离，抑制了信道的频率选择性深衰落对信号的影响。子载波在频域上频点之间具有一定的保护间隔，保护间隔的选取取决于信道中的时延扩展。接收端的信号在频域上因多径产生的谱线成分与直达声谱线分离开来，各成分能量相互独立，在还原真实信号时，有效利用了多径分量的能量。
图I是频域分集接收的示意图I ;图2是频域分集接收的示意图2 ；图3是某水声信道的冲击响应函数；图4是-IOdB高斯白噪声背景下，接收信号进行频域分集接收前后的信号频谱；图5是OdB高斯白噪声背景下，接收信号进行频域分集接收前后的信号频谱；图6是采用chirp-OFDM通信系统与传统OFDM系统误码率曲线图。
具体实施例方式下面结合附图举例对本发明做更详细地描述结合图I 6，在发射端，将数据串并转换后按一定规则调制到频谱上，相邻谱线间具有一定的频率保护间隔，大于信道中主要多径分量产生的最大谱线偏移量。进行离散傅立叶逆变换，得到一组时域信号，对时域信号以线性调频信号为载波做扩频调制，调频斜率确定。为消除前后符号间的相互干扰，扩频调制前加入循环前綴。在接收端，首先将接收到的串行信号去除循环前缀，对信号解扩调制，同样采用确定的线性调频信号作为载波，调频斜率与发射端共轭。然后进行离散傅立叶变换得到频域频谱，对多途信号的每ー根谱线作相位补偿，并与直达信号谱线相叠加，使得各个谱线同相相加，达到分集接收的目的，继而恢复出发送信号，然后进行相应的数字解调，得到数据输出。本发明还包括I.发射端将数据信息调制到并行的频域的频点上，进行离散Fourier逆变换，各个载波之间加入频率保护间隔S = Fw1XX= [X1,X2,…xN_JT表示某个OFDM块所承载的数据信息。向量S= [SijS2,. . . sN_Jτ表示变换后的时域数据。2.复制尾部数据作为循环前缀添加到数据前端，并采用某确定的Chirp信号作为载波对信号扩频调制，得到一族相互正交的Chirp
权利要求
1.一种CHIRP-OFDM系统频域分集接收方法，其特征是 (1)在发射端，将数据串并转换后调制到频谱上，相邻谱线间具有保护间隔； (2)进行离散傅立叶逆变换，得到一组时域信号，对时域信号以线性调频信号为载波做扩频调制，确定调频斜率，所述的扩频调制前加入循环前缀； (3)在接收端，将接收到的串行信号去除循环前缀，对信号解扩调制，同样采用确定的线性调频信号作为载波，调频斜率与发射端共轭； (4)进行离散傅立叶变换得到频域频谱，对多途信号的每一根谱线作相位补偿，并与直达信号谱线相叠加，使得各个谱线同相相加，达到分集接收的目的，继而恢复出发送信号； (5)进行数字解调，得到数据输出。
2.根据权利要求I所述的一种CHIRP-OFDM系统频域分集接收方法，其特征是所述的保护间隔为
3.根据权利要求2所述的一种CHIRP-OFDM系统频域分集接收方法，其特征是所述的对时域信号以线性调频信号为载波做扩频调制为 复制尾部数据作为循环前缀添加到数据前端，并采用某确定的Chirp信号作为载波对信号扩频调制，得到一族相互正交的Chirp
4.根据权利要求3所述的一种CHIRP-OFDM系统频域分集接收方法，其特征是 在接收端，去除循环前缀后对信号进行解扩调制，采用与发射端扩频信号大小相同，符号相反的调频斜率的Chirp信号
全文摘要
本发明的目的在于提供一种CHIRP-OFDM系统频域分集接收方法，包括以下步骤在发射端，将数据串并转换后调制到频谱上，进行离散傅立叶逆变换，得到一组时域信号，对时域信号以线性调频信号为载波做扩频调制，确定调频斜率；在接收端，将接收到的串行信号去除循环前缀，对信号解扩调制，同样采用确定的线性调频信号作为载波，调频斜率与发射端共轭；进行离散傅立叶变换得到频域频谱，对多途信号的每一根谱线作相位补偿，并与直达信号谱线相叠加，使得各个谱线同相相加，达到分集接收的目的，继而恢复出发送信号；进行数字解调，得到数据输出。本发明有效的克服信道中的频率选择性衰落，提高了系统性能。
文档编号H04B13/02GK102664687SQ201210115368
公开日2012年9月12日 申请日期2012年4月19日 优先权日2012年4月19日
发明者宋威, 张亮, 梅继丹, 王逸林, 蔡平, 陈韵, 黄琬 申请人:哈尔滨工程大学