无时间、频率保护间隔多载波通信频分多址接入方法与装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及无线电通信技术，更具体地，本发明涉及一种无时间、频率保护间隔的 多载波通信频分多址接入方法与装置，属于信息传输技术领域。
【背景技术】
[0002] 以 OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing)为代表的正交体制多 载波调制技术具有较高的频谱效率，在有线、无线电通信及光通信中都得到了广泛的应用， 并已形成多种有线、无线通信标准，并已4G移动通信技术标准的核心技术之一。但正交体 制多载波调制技术对子载波间的正交性具有较强的依赖性，在实际应用中，需要采用时域 和频域保护间隔（如循环前缀、虚载波等技术）来保持子载波间的正交性，这将造成一定的 频谱效率和功率效率损失。目前，这一问题并未得到较好的解决。
[0003] 无时间、频率保护间隔多载波调制技术是一种新颖的多载波通信技术，它以正余 弦频率变换原理和希尔伯特变换理论为基础，以逐一提取并单独解调子载波调制信号的方 式代替传统基于子载波间正交性对整个接收信号进行相关运算进行解调的方式，使得解调 过程不依赖子载波的正交性，调制端无需加入时间和频率保护间隔即可保证较好的解调检 测性能，有效提高了多载波系统的频谱效率和功率效率。无时间、频率保护间隔多载波调制 技术发射部分和接收部分的工作流程和技术特征如下：
[0004] 发射部分：首先对预调信息进行串并转换，其次对并行预调信息分别进行数字基 带调制，得到并行基带调制信号；然后采用不同频率的载波信号对并行基带调制信号进行 上变频调制，得到并行副载波调制信号；最后将并行副载波调制信号叠加输出。其中，发射 部分每一路并行预调信息的基带调制过程均包含基带成型处理，相邻并行基带调制信号上 变频调制所采用载波信号中心频率间隔不小于1倍单路基带调制信号带宽且不大于2倍单 路基带调制信号带宽，任一副载波调制信号包含同相和正交两条支路，同相和正交支路所 调制的信息相同，同相和正交支路所采用的基带成型函数相同或互为希尔伯特变换。
[0005] 接收部分：接收调制信号，对接收信号进行解调检测处理，得到并行解调信息；对 并行解调信息进行并串转换，得到串行解调信息。解调过程的特征在于：在并串转换之前， 通过频率变换和滤波处理从接收信号中提取出单路副载波调制信号，再单独对提取得到的 副载波调制信号进行解调检测。
[0006] 接收端解调检测过程包含以下处理步骤：
[0007] 步骤1)用载波信号对接收信号进行正交下变频，得到同相和正交下变频信号，所 述载波信号为中心频率和相位与第1副载波调制信号或倒数第1副载波调制信号相同的正 余弦载波；
[0008] 步骤2)对同相下变频信号或正交下变频信号做希尔伯特变换，再与未做希尔伯 特变换的下变频信号做加法和减法运算，得到只包含第1或倒数第1副载波调制信号的提 取信号、和去除了第1或倒数第1副载波调制信号的剩余副载波调制信号；
[0009] 步骤3)解调检测提取得到的第1或倒数第1副载波调制信号；
[0010] 步骤4)对剩余副载波调制信号进行正交上变频；
[0011] 步骤5)将步骤4)正交上变频后的副载波调制信号视为接收信号，并按照频率高 低重新对副载波调制信号进行排序，重复步骤1)、2)、3)、4)直至将所有副载波调制信号提 取、解调完毕。
[0012] 上述无时间、频率保护间隔多载波调制技术仅是一种点对点通信方法，需要与多 址接入技术相结合才能实现多用户传输。基于这一调制技术子载波调制信号的频谱聚集性 好的天然特性，将其与频分多址接入（Frequency Division Multiple Access，FDMA)技术 相结合，可实现无时间、频率保护间隔的多址接入，进而提高整个通信系统或通信网络的频 谱效率和功率效率。本发明的目标是提供一种无需时间和频率保护间隔的多载波通信系统 频分多址接入方法和装置，实现无时间和频率保护间隔的多载波系统频分多址接入，本发 明通过无时间、频率保护间隔多载波通信技术和频分多址接入技术来实现。
【发明内容】
[0013] 基于无时间、频率保护间隔的多载波通信方法，利用子载波调制信号较好的带外 衰减特性，结合频分多址介入技术，本发明提供一种多载波频分多址接入方法和装置。发射 端将不同用户或频道的预调信息通过无时间和频率保护间隔的调制方法调制到副载波上， 不同用户或频道包含的副载波调制信号是可变的；接收端不同用户或频道首先对接收信号 进行滤波处理，滤出包含各自用户或频道调制信息的子载波调制信号，然后采用无时间和 频率保护间隔的多载波调制信号解调方法对滤出的多载波调制信号进行解调检测，得到各 自用户或频道的解调信息。
[0014] 根据本发明的第一个方面，提供一种无时间、频率保护间隔多载波通信频分多址 接入方法。其特征在于，采用基于频率变换提取副载波调制信号的无时间、频率保护间隔多 载波通信方法，不同用户或频道的预调信息被调制到频谱相互交叠的副载波调制信号上， 副载波调制信号分属于至少1个用户或频道；不同用户或频道所包含的副载波调制信号数 目是可变的。
[0015] 进一步，当某一用户或频道包含多路副载波调制信号时，所述多路副载波调制信 号为一组频率上相邻的副载波调制信号。
[0016] 不同用户或频道接收端的处理过程包含以下步骤：
[0017] 步骤110)采用带通滤波器对目标用户或频道的接收信号进行滤波处理，所述带 通滤波器通带范围内至少包含一路非目标用户或频道的副载波调制信号；
[0018] 步骤120)采用中心频率与非目标用户或频道副载波调制信号中心频率相同的正 余弦载波，对带通滤波后的信号进行正交下变频，得到同相和正交下变频信号；所述非目标 用户或频道副载波调制信号为与目标用户或频道第1或倒数第1副载波调制信号频率相邻 的1路副载波调制彳目号；
[0019] 步骤130)对同相下变频信号或正交下变频信号做希尔伯特变换，再与未做希尔 伯特变换的下变频信号做加法或减法运算，得到去除非目标用户或频道副载波调制信号的 目标用户或频道副载波调制信号；
[0020] 步骤140)采用无时间和频率保护间隔的多载波调制信号解调检测方法，逐一提 取并解调目标用户或频道的所有副载波调制信号，直至将目标用户或频道的所有副载波调 制信号提取、解调完毕。
[0021] 根据本发明的第二个方面，提供一种无时间、频率保护间隔多载波通信频分多址 接入装置，包括信息分发装置和信息接收装置两部分。
[0022] 信息分发装置的特征在于，采用基于频率变换提取副载波调制信号的无时间、频 率保护间隔多载波通信方法，为至少一个用户或频道分发信息，所述用户或频道所包含的 副载波调制信号数目是可变的；当用户或频道包含多路副载波调制信号时，所述多路副载 波调制信号为一组频率上相邻的副载波调制信号。
[0023] 信息接收装置也就是不同用户或频道的信息接收处理终端，工作流程包括：
[0024] 利用带通滤波器对接收信号进行滤波处理，所述带通滤波器通带范围包含全部的 目标用户或频道副载波调制信号，并至少包含一路非目标用户或频道的副载波调制信号， 所述非目标用户或频道为频域上与目标用户或频道相邻的用户或频道；
[0025] 剔除目标用户或频道子载波调制信号频率以下或以上的非目标用户或频道信 号；
[0026] 基于无时间和频率保护间隔的多载波通信设备的解调检测流程，逐一提取并解调 目标用户或频道副载波调制信号，直至将目标用户或频道的所有副载波调制信号提取、解 调完毕。
【附图说明】<