一种基于子载波簇的抑制干扰信号的调制及解调方法与流程

本发明属于无线通信领域，特别涉及一种基于子载波簇的抑制干扰信号的调制及解调方法。
背景技术：
：随着无线通信业务量和新技术的发展，频谱需求量也在快速增长。但频谱使用是动态的，频谱分配是固定的；且频谱利用率不高，这就需要未来的无线通信系统有更高的频谱灵活性。同时减少区间干扰，为其他设备和网络保留干净的共享时频资源。无线通信技术的发展和人们需求的提高，基于子载波簇独立滤波的带内外干扰抑制方案广泛应用于无线通信领域。现有方案有传统带循环前缀的正交频分复用(CP-OFDM)，滤波器组多载波(FBMC)，基于循环卷积的多载波调制(GFDM,WCP-COQAM)。而这些方案都有一些不足，使用传统带循环前缀的正交频分复用(CP-OFDM)方案，对频率偏移和相位噪声十分敏感，容易受到相应的扰动，较大的带外功率辐射和缺乏波形的灵活性；使用滤波器组多载波(FBMC)的方案，虽然带内外干扰程度很低，但是硬件实现复杂度高；使用基于循环卷积的多载波调制(GFDM,WCP-COQAM)方案，不适用于多用户频域异步接入，不适用于快衰信道(如车联网)。技术实现要素：本发明公开了一种基于子载波簇的抑制干扰信号的调制及解调方法，其目的是更好地利用稀有的碎片频谱，解决信号间干扰问题，提高网络性能。一种基于子载波簇的抑制干扰信号的调制方法，在多载波信号发送时，首先对已编码的待发送信号进行星座点映射，再对经过星座点映射后的非连续子载波簇进行分配；接着，再对连续子载波簇和分配后的非连续子载波簇依据各子载波簇的通带宽度分别进行调制，最后，对各连续子载波簇分别进行滤波后，再对连续子载波簇分别进行功率和相位调整，将调制后的非连续子载波簇信号和调整后的连续子载波簇信号进行发送。对滤波后的各连续子载波簇按公式进行预加重处理：其中，υm,n表示子载波簇m中子载波n的中心频率，ωm表示子载波簇m中子载波数带宽k(m)的中心频率；表示对子载波簇m中子载波n进行预加重后的调制星座，s(υm,n)表示子载波簇m中子载波n当前调制星座，Fk(m)表示对fk(t)进行傅里叶变换得到的频域响应，fk(t)表示对应通带宽度配置m的低通滤波器时域响应。一种基于子载波簇的抑制干扰信号的解调方法，在接收到多载波信号后，首先，对各连续子载波簇分别进行滤波，接着对滤波后的所有子载波簇进行解调，最后对解调后的信号进行星座点解映射；对各连续子载波簇分别进行滤波时所使用的滤波器为带通滤波器，每个带通滤波器的中心频点υm,n为每个待滤波的连续子载波簇的低通簇滤波器响应fk(t)的频域中点；每个带通滤波器对应的低通簇滤波器响应是依据连续子载波簇的通带宽度从预先存储的不同簇带宽的低通簇滤波器响应表中查表获得。每个子载波簇独立进行FIR滤波以抑制其他共存节点发射信号的干扰，现有一些方案也提出过类似的方法，但是在滤波过程中不是所有的干扰都能去除，有些方案将同频信号作为噪声处理，会降低整个系统的容量；有些方案在频域进行抑制干扰，实际操作起来很难实现。此方案进行了一些优化，加入了一个预加重方案，对功率进行补偿，能更好的抑制带内外干扰。通过预加重后的信号表示为调制后的信号表示为L(υm,n)1...L(υm,n)n，根据调制后的信号，自适应地改变FIR滤波器的各分支滤波器系数，对应相应滤波器响应。通过预加重处理对由于短发送FIR滤波器冲击响应造成的非平坦通带形成的簇内子载波功率不均匀进行补偿。有益效果本发明提供了一种基于子载波簇的抑制干扰信号的调制及解调方法，在调制过程中，在多载波信号发送时，首先对已编码的待发送信号进行星座点映射，再对经过星座点映射后的非连续子载波簇进行分配；接着，再对连续子载波簇和分配后的非连续子载波簇分别进行调制，最后，对各连续子载波簇分别进行滤波后，再对连续子载波簇分别进行功率和相位调整，将调制后的非连续子载波簇信号和调整后的连续子载波簇信号进行发送；在解调过程中，对各连续子载波簇分别进行滤波；该方法分别滤波各子载波簇，分别调制和解调，再通过预加重连续子载波簇能够补偿短发送FIR滤波器冲击响应造成的非平坦通带簇内子载波功率不均匀，使各子载波簇间几乎无干扰，抑制带内外共存的其他信号源的干扰。附图说明图1为本发明所述的调制方法过程示意图；图2为本发明所述的解调方法过程示意图；图3为应用本发明所述方法进行信号调制和解调时，带内外干扰泄露仿真结果图；图4为应用本发明所述方法进行信号调制和解调时，异步用户间干扰仿真结果图。具体实施方式下面将结合附图和实施例对本发明做进一步的说明。如图1所示，一种基于子载波簇的抑制干扰信号的调制方法，在多载波信号发送时，首先对已编码的待发送信号进行星座点映射，再对经过星座点映射后的非连续子载波簇进行分配；接着，再对连续子载波簇和分配后的非连续子载波簇进行调制，最后，对各连续子载波簇分别进行滤波后，再对连续子载波簇分别进行功率和相位调整，将调制后的非连续子载波簇信号和调整后的连续子载波簇信号进行发送。对已编码的待发送信号进行星座点映射后，将映射后的总子载波数N依次等分为a组，N＝a×n，n为每组子载波中子载波总数；对于每组子载波，分为连续子载波簇p1…pn和非连续子载波簇q1…qn；再对非连续子载波簇q1…qn进行分配。对滤波后的各连续子载波簇按公式进行预加重处理：其中，υm,n表示子载波簇m中子载波n的中心频率，ωm表示子载波簇m中子载波数带宽k(m)的中心频率；表示对子载波簇m中子载波n进行预加重后的调制星座，s(υm,n)表示子载波簇m中子载波n当前调制星座，Fk(m)表示对fk(t)进行傅里叶变换得到的频域响应，fk(t)表示对应通带宽度配置m的低通滤波器时域响应。如图2所示，一种基于子载波簇的抑制干扰信号的解调方法，在接收到多载波信号后，首先，对各连续子载波簇分别进行滤波，接着对滤波后的所有子载波簇分别进行解调，最后对解调后的信号进行星座点解映射；对各连续子载波簇分别进行滤波时所使用的滤波器为带通滤波器，每个带通滤波器的中心频点υm,n为每个待滤波的连续子载波簇的低通簇滤波器响应fk(t)的频域中点；每个带通滤波器对应的低通簇滤波器响应是依据连续子载波簇的通带宽度从预先存储的不同簇带宽的低通簇滤波器响应表中查表获得。每个子载波簇独立进行FIR滤波以抑制其他共存节点发射信号的干扰，现有技术也提出过类似的方法，但是在滤波过程中不是所有的干扰都能去除，有些现有技术将同频信号作为噪声处理，会降低整个系统的容量；有些现有技术在频域进行抑制干扰，实际操作起来很难实现。本发明进行了一些优化，加入了一个预加重方案，对功率进行补偿，能更好的抑制带内外干扰。通过预加重后的信号表示为调制后的信号表示为L(υm，n)1...L(υm，n)n，根据调制后的信号，自适应地改变FIR滤波器的各分支滤波器系数，对应相应滤波器响应。而且本发明对子载波簇分别进行调制和滤波，簇间几乎无干扰，能更好的抑制带内外干扰。应用本发明所述方法进行信号调制和解调时，对一些参数进行了仿真，仿真对象参数如表1所示。表1仿真对象参数参数使用OFDM过滤每个CSC使用FBMC过滤每个CSCFFT长度128128防护间隔长度16n/a每次信号发射44原模型过滤长度n/a1symbolCSB过滤长度6565总时间65-1+16*4＝128(20％)128/2+64-1＝128(20％)带内外干扰泄露仿真结果如图3所示，经过子载波簇滤波的OFDM和FBMC信号均展示出优秀的带外干扰抑制(高达-80dB)，优于循环卷积FBMC信号。异步用户间干扰仿真结果如图4所示，当用户间时域非同步达到十分之一符号周期以上，对于循环卷积的用户间异步干扰陡然增大，然而基于子载波簇滤波的OFDM和FBMC信号的用户间干扰平稳保持在较低水平，低于-55dB。本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属
技术领域：
的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。当前第1页1 2 3