[发明专利]基于正交频分复用的收发方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及移动通信领域，特别涉及基于正交频分复用(OrthogonalFrequency Division Multiplexing，简称“OFDM”)的信号传输技术。

背景技术

蜂窝技术是一种无线移动通信技术，这种技术把一个地理区域分成若干个小区，称作“蜂窝”(即cell)。手机(或移动电话)均采用这项技术，因此常常被称作蜂窝电话(cellular phone)。

将一个大的地理区域分割成多个“蜂窝”，是为了充分利用有限的无线传输频率。每一组连接(对于无线电话而言就是每一组会话)都需要专门的频率。为了使更多的会话能同时进行，蜂窝系统给每一个“蜂窝”(即每一个小的区域)分配了一定数额的频率。非相邻的蜂窝可以使用相同的频率，这样，有限的无线资源就可以充分利用了。目前常见的蜂窝系统包括全球移动通信系统(Global System for mobile Communication，简称“GSM”)和码分多址(Code Division Multiple Access，简称“CDMA”)。

在蜂窝移动通信系统中，以正交频分复用(Orthogonal Frequency DivisionMultiplexing，简称“OFDM”)为代表的多载波技术收到了广泛的关注。

OFDM作为一种多载波数字调制技术，将数据经编码后在频域传输。不像常规的单载波技术，如调幅/调频(Amplitude Modulation/FrequencyModulation，简称“AM/FM”)，在某一时刻只用单一频率发送单一信号，OFDM在经过特别计算的正交频率上同时发送多路高速信号。

OFDM又作为一种复用技术，将多路信号复用在不同正交子载波上。传统的频分复用(Frequency Division Multiplexing，简称“FDM”)技术将带宽分成几个子信道，中间用保护频带来降低干扰，它们同时发送数据。OFDM系统比传统的FDM系统要求的带宽要少得多。由于使用无干扰正交载波技术，单个载波间无需保护频带。这样使得可用频谱的使用效率更高。另外，OFDM技术可动态分配在子信道上的数据。为获得最大的数据吞吐量，多载波调制器可以智能地分配更多的数据到噪声小的子信道上。

OFDM将经过编码的待传输数据作为频域信息，将其调制为时域信号，并在信道上传输，而在接收端则进行逆过程解调。OFDM系统的调制和解调可以分别由逆离散傅立叶变换(Inverse Discrete Fourier Transform，简称“IDFT”)和离散傅立叶变换(Discrete Fourier Transform，简称“DFT”)来代替。通过N点IDFT运算，把频域数据符号变换为时域数据符号，经过载波调制之后，发送到信道中。在接收端，将接收信号进行相干解调，然后将基带信号进行N点DFT运算，即可获得发送的数据符号。在实际应用中，IDFT/DFT采用逆快速傅立叶变换(Inverse Fast Fourier Transform，简称“IFFT”)和快速傅立叶变换(Fast Fourier Transform，简称“FFT”)来实现。FFT技术的采用使得OFDM系统的复杂度大大降低，再加上高性能信息处理器件比如可编程逻辑器件(Programmable Logic Device，简称“PLD”)、数字信号处理器(Digital Signal Processor，简称“DSP”)、微处理器(MicroProcessor，简称“μP”)等的发展和应用，使得OFDM系统的实现更加容易，成为应用最广的一种多载波传输方案。

为了提高传输性能，可以将信号经过信道编码后再用OFDM传输。信道编码作为数字通信系统中的一个必不可少的重要技术手段，在通信系统中广泛使用。信道编码的主要任务是为了区分通路和增加通信的可靠性，所采用的编码有正交码、纠错码等。其中，正交码是以区分通路为主要目的的编码，并且，正交码还具有很强的抗干扰能力。

码字与码字之间互相关系数为0的码称为正交码，在信道编码时主要利用其正交性去区分通路，以及抗多径干扰，但它本身也可以携带信息。最常用的正交码有伪随机码(如m序列、L序列、巴克序列、M序列等)和沃尔什(Walsh)函数序列。若一个正交信号集的补集也被利用，则可用码组数将增加一倍，这样的正交码称为双正交码。里德-米勒(Reed-Muller，简称“RM”)码就是一种双正交码。