一种机载宽带突发c-ofdm系统的实现方法
【专利摘要】本发明公开了一种机载宽带突发C-OFDM系统的实现方法，包括步骤：一、调制；二、预先发射：对调制后的数据符号进行IFFT变换，并插入循环前缀存储在存储器中，并在MAC层实体送来发送指令后立即对射频载波进行调制和发射；三、符号同步：确定FFT块位置；四、频偏估计；五、信道估计及均衡；六、解调；所采用的数据突发包括训练序列部分和传输数据部分，其中训练序列在前且其包括两个连续且不同的训练序列，每个训练序列前都有循环前缀；传输数据部分在后且其包括若干个连续的FFT块。本发明方法步骤简单、设计合理且实现方便、使用效果好，实现了较高的传输速率、较低的传输时延，同时有效地降低了C-OFDM系统的复杂度。
【专利说明】—种机载宽带突发C-OFDM系统的实现方法
【技术领域】
[0001]本发明属于机载宽带自组织网络的无线传输【技术领域】，尤其是涉及一种机载宽带突发C-OFDM系统的实现方法。
【背景技术】
[0002]机载宽带突发C-OFDM系统主要用来实现各种中、低空的飞行器，如:直升机、攻击机和无人驾驶飞机之间、以及这些飞行器与地面车辆、人员之间的多媒体、网络化的通信。因此，机载宽带突发C-OFDM系统就需要在空-空、空-地信道中实现较高的传输速率和较低的传输时延。
[0003]目前，在空-空、空-地信道中能够实现较高传输速率的传输技术主要有:时域均衡(Time Domain Equalizat1n, TDE)、单载波频移均衡(Single Carrier FrequencyDomain Equalizat1n, SC-FDE) 和 C-OFDM (Coded Orthogonal Frequency Divis1nMultiplexing)等三种。
[0004]其中，时域均衡主要通过调整横向滤波器各抽头的系统来消除由信道的多径效应引起的频率选择性衰落。由于空-地信道的多径时延扩展可达1.2 μ S，因此时延均衡需要较多的滤波器抽头才能得到可以接受的均衡效果，这样很难达到实时性的要求，而且随着多径时延扩展的增大，时域均衡的复杂度甚至可能成指数增长。
[0005]SC-FDE技术的工作原理是发送方首先对要发送的数据进行调制，然后在插入循环前缀后将信号发送出去。接收方则首先将循环前缀去掉，接着通过FFT算法将接收到的信号变换到频域，并进行频域均衡，最后再通过IFFT算法将均衡后的信号变入时域并进行解调。SC-FDE技术的优点包括:(a)通过使用循环前缀和频域均衡，能有效对抗由多径效应引起的码间干扰；(b)通过使用IFFT/FFT算法和频域均衡技术，能有效降低电台的复杂度、功耗、体积和重量；(c)通过使用时域调制解调技术，能有效对抗由多径效应引起的频率选择性衰落；(d)对频率偏差、信道的时变性不敏感；(e)峰均比较小，而缺点则是:Ca)传输效率、频谱资源利用率较低；(b)对抗时域干扰能力较弱。
[0006]C-OFDM技术的工作原理是发送方首先对要发送的数据进行编码，并对一系列子载波进行调制，然后通过IFFT算法将各子载波上调制后符号变换为时域波形，并在添加循环前缀后发送出去。接收方则首先将添加的循环前缀去掉，然后再将接收到的时域波形变换到频域，并通过解调、解码恢复出原始数据。C-OFDM技术的优点包括:(I)通过使用循环前缀，能有效对抗由多径效应引起的码间干扰；(2)通过使用IFFT/FFT算法，能有效降低电台的复杂度、功耗、体积和重量；(3)通过使用编码技术，能有效对抗由多径效应引起的频率选择性衰落，而缺点则包括:(1)由于信息是在各个子载波上并行传输，因此具有较大的峰均比；(2)对频率偏差、信道的时变性较为敏感。
【发明内容】
[0007]本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种机载宽带突发C-OFDM系统的实现方法，其方法步骤简单、设计合理且实现方便、使用效果好，实现了较高的传输速率、较低的传输时延，同时有效地降低了 C-OFDM系统的复杂度。
[0008]为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是:一种机载宽带突发C-OFDM系统的实现方法，其特征在于该方法包括以下步骤:
[0009]步骤一、调制:将编码后的数据映射成复数据符号；
[0010]步骤二、预先发射:对映射后的数据符号进行IFFT变换，并插入循环前缀，然后存储在存储器中，并在MAC层实体送来发送指令后立即对射频载波进行调制和发射；
[0011]步骤三、符号同步:对FFT块的位置进行确定；
[0012]步骤四、频偏估计；对收发信号之间的载波频率偏差进行估计、校正；
[0013]步骤五、信道估计及均衡:对信道的幅度和相位进行估计，并根据估计结果进行校正；
[0014]步骤六、解调:将复数据符号映射成信道解码前的数据；
[0015]步骤一至步骤六中所采用的数据突发包括训练序列部分和传输数据部分，其中训练序列在前且其包括两个连续且不同的训练序列，每个训练序列前都有循环前缀；传输数据部分在后且其包括若干个连续的傅里叶变换块，即FFT块；一个完整的FFT块由一个数据块和一个循环前缀组成，其中循环前缀在前，而数据块在后。
[0016]上述一种机载宽带突发C-OFDM系统的实现方法，其特征是:步骤一中进行调制与步骤六中进行解调时，所采用的调制解调模块为差分QPSK调制解调模块、差分8PSK调制解调模块或差分16PSK调制解调模块。
[0017]上述一种机载宽带突发C-OFDM系统的实现方法，其特征是:步骤二中进行预先发射时，利用无线媒介发射信号之前，先对所要发送的数据进行编码、交织与调制，并将所要发送的波形储存在存储器中，而当MAC层协议送来发射指令后，立即利用存储的波形对载波进行调制和发射。
[0018]上述一种机载宽带突发C-OFDM系统的实现方法，其特征是:所述FFT块的长度为
55.56 μ S。
[0019]本发明与现有技术相比具有以下优点:
[0020]1、方法步骤简单、设计合理且智能化程度高。
[0021]2、使用操作简便且使用效果好，能够在空-空信道和空-地信道中同时满足抗多径衰落、多普勒扩展的要求，并且无需插入导频对信道的变化进行跟踪，因此提高了数据的传输速率和降低了复杂度。同时，采用预先发射技术，相比其他C-OFDM系统，降低了发射时的传输时延，满足了网络化通信的需求。
[0022]综上所述，本发明方法步骤简单、设计合理、实现方便且智能化程度高、使用效果好，实现了较高的传输速率、较低的传输时延，同时有效地降低了 C-OFDM系统的复杂度。
[0023]下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]图1为本发明的方法流程框图。
【具体实施方式】
[0025]如图1所示的一种机载宽带突发C-OFDM系统的实现方法，包括以下步骤:
[0026]步骤一、调制:将编码后的数据映射成复数据符号；
[0027]步骤二、预先发射:对映射后的数据符号进行IFFT变换，并插入循环前缀，然后存储在存储器中，并在MAC层实体送来发送指令后立即对射频载波进行调制和发射；
[0028]步骤三、符号同步:对FFT块的位置进行确定；
[0029]步骤四、频偏估计；对收发信号之间的载波频率偏差进行估计、校正；
[0030]步骤五、信道估计及均衡:对信道的幅度和相位进行估计，并根据估计结果进行校正；
[0031]步骤六、解调:将复数据符号映射成信道解码前的数据。
[0032]步骤一至步骤六中所采用的数据突发包括训练序列部分和传输数据部分，其中训练序列在前且其包括两个连续且不同的训练序列，每个训练序列前都有循环前缀；传输数据部分在后且其包括若干个连续的傅里叶变换块，即FFT块；一个完整的FFT块由一个数据块和一个循环前缀组成，其中循环前缀在前，而数据块在后。
[0033]实际使用时，步骤一中进行调制与步骤六中进行解调时，所采用的调制解调模块为差分QPSK调制解调模块、差分8PSK调制解调模块或差分16PSK调制解调模块。
[0034]本实施例中，步骤一中进行调制与步骤六中进行解调时，所采用的调制解调模块为差分QPSK调制解调模块。实际使用时，也可以采用其它类型的调制解调模块。
[0035]本实施例中，步骤二中进行预先发射时，利用无线媒介发射信号之前，先对所要发送的数据进行编码、交织与调制，并将所要发送的波形储存在存储器中，而当MAC层协议送来发射指令后，立即利用存储的波形对载波进行调制和发射。
[0036]本实施例中，所述FFT块的长度为55.56 μ S0
[0037]实际使用过程中，还可以根据具体需要，对所述FFT块的长度进行相应调整。
[0038]以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
【权利要求】
1.一种机载宽带突发C-OFDM系统的实现方法，其特征在于该方法包括以下步骤: 步骤一、调制:将编码后的数据映射成复数据符号； 步骤二、预先发射:对映射后的数据符号进行IFFT变换，并插入循环前缀，然后存储在存储器中，并在MAC层实体送来发送指令后立即对射频载波进行调制和发射； 步骤三、符号同步:对FFT块的位置进行确定； 步骤四、频偏估计；对收发信号之间的载波频率偏差进行估计、校正； 步骤五、信道估计及均衡:对信道的幅度和相位进行估计，并根据估计结果进行校正； 步骤六、解调:将复数据符号映射成信道解码前的数据； 步骤一至步骤六中所采用的数据突发包括训练序列部分和传输数据部分，其中训练序列在前且其包括两个连续且不同的训练序列，每个训练序列前都有循环前缀；传输数据部分在后且其包括若干个连续的傅里叶变换块，即FFT块；一个完整的FFT块由一个数据块和一个循环前缀组成，其中循环前缀在前，而数据块在后。
2.按照权利要求1所述的一种机载宽带突发C-OFDM系统的实现方法，其特征在于:步骤一中进行调制与步骤六中进行解调时，所采用的调制解调模块为差分QPSK调制解调模块、差分8PSK调制解调模块或差分16PSK调制解调模块。
3.按照权利要求1或2所述的一种机载宽带突发C-OFDM系统的实现方法，其特征在于:步骤二中进行预先发射时，利用无线媒介发射信号之前，先对所要发送的数据进行编码、交织与调制，并将所要发送的波形储存在存储器中，而当MAC层协议送来发射指令后，立即利用存储的波形对载波进行调制和发射。
4.按照权利要求1或2所述的一种机载宽带突发C-OFDM系统的实现方法，其特征在于:所述FFT块的长度为55.56 μ S0
【文档编号】H04L27/26GK104426828SQ201310375921
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2013年8月26日 优先权日:2013年8月26日
【发明者】张亦希, 赵玉亭, 赵玉龙 申请人:西北工业技术研究院