专利名称：基于重叠变换算法的时频扩展抗干扰方法、装置与系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及卫星通信领域现有的ETF-OFDM (Expanded Timeand Frequency-Orthogonal Frequency Division Multiplexing,时步财广展正交步页分复用)技 术，尤其涉及一种时频扩展抗干扰方法与系统、调制装置、解调装置。
背景技术：
多载波CDMA (MC-CDMA)将CDMA和OFDM技术结合在一起，其同一个数据符号所对 应的不同码片在一个OFDM符号的不同子载波上并行传输，可以利用OFDM系统的抗多径干 扰和高频谱效率特性，提高CDMA性能。ETF-OFDM (Expanded Time and Frequency OFDM)系统是一种基于 OFDM 的时域和 频域扩展的二维正交扩频系统，其在时域和频域通过不同的扩频码进行直接序列扩频，使 得每个用户每个原始信息符号在频域和时域都实现延展。该系统比MC-CDMA系统具有更好 的抵抗短时突发脉冲干扰以及窄带/单音干扰的能力，可以作为一种新的卫星宽带抗干扰 通信传输体制。但是现有的ETF-OFDM存在其局限性，即传统的OFDM调制通常都是由一个离 散傅立叶逆变换(IDFT)/离散傅立叶变换(DFT)变换对实现的。在发送端通过IDFT变换 将频域信号调制到子载波上，在接收端通过DFT变换解调各个子载波上的调制数据。OFDM 系统的一个重要优点就是可以利用快速傅立叶变换(IFFT/FFT)实现数字调制和解调，因 而大大降低系统的实现复杂度。但是，基于DFT的ETF-OFDM系统抑制窄带干扰(NBI)的性 能对干扰功率、频率等参数非常敏感。原因在于，DFT相当于N个幅度特性为sin(NW/2)/ sin(w/2)，中心频率间隔为2 π /N的滤波器组对输入信号进行滤波。该滤波器组的特点是 旁瓣峰值幅度较大(只比主瓣低13dB)，有相当一部分干扰的能量会泄漏到其他子频带上。 频谱泄漏使得干扰在变换域中扩散，污染所有的子频带，不利于分离干扰和有用信号，进而 影响干扰抑制的效果。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于重叠变换算法的时频扩展抗干扰方法、装置与系 统，基于本发明可以很好的增强系统的抗干扰能力。本发明提出了一种基于重叠变换算法的时频扩展抗干扰方法，包括如下步骤扩 频码片获取步骤，将Q个连续发送QPSK调制信息符号bm(q)与长度为M的第m个用户对应的 时域正交扩频码Wm相乘，完成M倍时域直接序列扩频，得到P个扩频码片=bm{q)'Wr .
其中，bm(q)表示第m个用户的第q个调制信息符号，M彡1且M为整数，P = QXM, P ^ N, N为系统子载波总数，Q为不小于1的整数，ρ = qM+i, i = 0，1，...，Q-l，q = 0，1，…， Q-1, P = 0,1,…，P-I ；m为大于1的整数；频域扩频步骤，将所述P个扩频码片串并转换 到P个不同的子信道上，每个子信道上的一个时域扩频码片被复制N份，与第ρ个子信道 上对应的长度为N的频域正交扩频码对应相乘得到N个频域扩频码片BX,k ,与长
度为N频域正交扩频码对应相乘，完成频域扩频；P个子信道上的时域扩频码片经过N倍频域扩频后，每个子信道上的频域扩频码片对应相加，得到第k个子载波上传输的频域数据
权利要求
一种基于重叠变换算法的时频扩展抗干扰方法，其特征在于，包括如下步骤扩频码片获取步骤，将Q个连续发送QPSK调制信息符号bm(q)与长度为M的第m个用户对应的时域正交扩频码Wm相乘，完成M倍时域直接序列扩频，得到P个扩频码片其中，bm(q)表示第m个用户的第q个调制信息符号，M≥1且M为整数，P＝Q×M，P≤N，N为系统子载波总数，Q为不小于1的整数，p＝qM+i，i＝0，1，...，Q 1，q＝0，1，...，Q 1，p＝0，1，...，P 1；m为大于1的整数；频域扩频步骤，将所述P个扩频码片串并转换到P个不同的子信道上，每个子信道上的一个时域扩频码片被复制N份，与第p个子信道上对应的长度为N的频域正交扩频码对应相乘得到N个频域扩频码片与长度为N频域正交扩频码对应相乘，完成频域扩频；P个子信道上的时域扩频码片经过N倍频域扩频后，每个子信道上的频域扩频码片对应相加，得到第k 个子载波上传输的频域数据其中k＝0，1，…，N 1；调制步骤，利用逆重叠变换调制，基于基函数将所述频域数据调制到子载波；解调步骤，经过重叠变换调制后得到第m个用户在第k个子载波上的数据为Rm(k)，k＝0，1，...，N 1；将每个子载波上的信号复制P份，分别与频域扩频码解扩，获取P个子信道的信号并重新排列为Q×M个接收码片，以获取用户解调信号FSA00000283379900011.tif,FSA00000283379900012.tif,FSA00000283379900013.tif,FSA00000283379900014.tif,FSA00000283379900021.tif,FSA00000283379900022.tif
2.根据权利要求1所述的时频扩展抗干扰方法，其特征在于，所述调制步骤中，所述第 k个基函数为 其中，0彡k彡Ν-1，0彡η彡2Ν-1，._为归一化基函数，树《) =-sin ———是半 正弦窗函数。
3.根据权利要求2所述的时频扩展抗干扰方法，其特征在于，所述解调步骤中， 音干扰的中心频点是整数k，但不满足ΣAa K0其中k，1 =0，1，· · ·，N-1， 则通过设置阈值和门限检测干扰位置，控制开关将相应的系数置零后，利用逆映射恢复出 所需要的信号。
4.根据权利要求2所述的时频扩展抗干扰方法，其特征在于，所述解调步骤中， 若单音干扰的中心频点不是整数k，基于认知无线电的频率调度的方式来躲避干扰。
5.一种调制装置，其特征在于，包括扩频码片获取模块，用于将Q个连续发送QPSK调制信息符号bm(q)与长度为M的第 m个用户对应的时域正交扩频码Wm相乘，完成M倍时域直接序列扩频，得到P个扩频码片 Bmp=bm{q)-Wr\其中，bm(q)表示第m个用户的第q个调制信息符号，M≥1且M为整数，P = QXM, P≤N，N为系统子载波总数，Q为不小于1的整数，P = qM+i，i = 0，1，. . .，Q-l，q = 0， 1,... ,Q-l,p = 0,1,... ,P-I ；m 为大于 1 的整数；频域扩频模块，用于将所述P个扩频码片串并转换到P个不同的子信道上，每个子信道 上的一个时域扩频码片被复制N份，与第ρ个子信道上对应的长度为N的频域正交扩频码Cmp,k 对应相乘得到N个频域扩频码片
6.根据权利要求5所述的调制装置，其特征在于，所述调制模块中，所述基函数为
7.一种与权利要求5所述的调制装置配合使用的解调装置，其特征在于，包括解调模 块，该模块用于经过重叠变换调制后得到第m个用户在第k个子载波上的数据为Rm(k)，k = 0，1，...， N-I ；将每个子载波上的信号复制P份，分别与频域扩频码解扩，获取P个子信道的信号
8.一种基于重叠变换算法的时频扩展抗干扰系统，包括扩频码片获取模块，用于将Q个连续发送QPSK调制信息符号bm(q)与长度为M的第 m个用户对应的时域正交扩频码Wm相乘，完成M倍时域直接序列扩频，得到P个扩频码片
全文摘要
本发明公开了一种基于重叠变换算法的时频扩展抗干扰方法、装置与系统。该方法包括扩频码片获取步骤、频域扩频步骤、利用逆重叠变换调制步骤以及重叠变换解调步骤。本发明采用重叠变换调制的EFT-OFDM系统，通过认知无线电技术进行频率调度，有效避免由传统IDFT(离散傅里叶逆变换)/DFT(离散傅里叶变换)引起窄带干扰在子载波上扩散的情况，从而提高了系统的抗干扰能力。
文档编号H04L27/26GK101986634SQ201010291990
公开日2011年3月16日 申请日期2010年9月26日 优先权日2010年9月26日
发明者封晓弢, 尚勇 申请人:北京大学