[发明专利]具有非均匀载波间距的多载波调制解调方法

说明书

技术领域

本发明涉及通信系统的调制方法，具体涉及具有非均匀载波间距的多载 波调制解调方法。

背景技术

人们对通信的需求日益增加，无线频谱资源越来越紧张。未来通信系统 要求更高的数据速率和更高的频谱利用率。多载波系统通过把数据流分解为 若干个子比特流，每个子数据流具有低得多的比特速率，用低速率多状态符 号去调制相应的子载波，构成多路低速率符号串并行发送。每路信号是一个 带宽很窄的信号，可近似看成具有平坦的信道响应。通过将频率选择性信道 看成多个平坦信道，多载波调制可以有效地对抗信道衰落和符号间串扰 (ISI)。多载波系统中具有代表性的调制方式是正交频分复用(OFDM)技 术，其子载波在频段上均匀分布并相互正交。子载波间可以重叠，从而提高 频谱利用率，已经成为第四代移动通信系统的物理层候选技术。有大量的专 利技术涉及多载波调制技术在不同方面的改进。关于多载波的专利主要有：

名称为“一种多载波调制的子载波映射和逆映射的方法和装置”、申请 号为200710037762.9的中国专利申请提出在多载波调制系统中如何分配子带 到多个信道链路多个流的方法。名称为“多载波调制和解调方法和设备及执 行与之相关的回波相位偏移校正的方法和设备”、专利号为ZL 98814047.0的 中国专利提出多载波调制的脉冲成形的实现。该两个方案均是对传统均匀载 波间距的多载波调制方法的实现。名称为“多载波调制系统中峰值对平均值 功率比的减小”、专利号97199293.2的中国专利和名称为“降低多载波调制 中的峰值功率的系统和方法”、专利号为ZL 02820735.1的中国专利关注多载 波调制的峰均功率比问题。名称为“一种多载波调制的子载波映射和逆映射 的方法和装置”、申请号为200710037762.9的专利申请提出对编码信号的子 载波映射。上述后三个专利申请在传统均匀载波间距的多载波调制方法的基 础上提出了改进措施，但均没有对传统多载波调制技术最核心的部分进行修 改。这些专利均假设子载波在频带上等间距分布，在载波间距均匀的基础上 进行多载波调制技术的实现或改善。现有涉及多载波调制的技术均没有考虑 非均匀载波间距的多载波的应用问题。从现有技术状况看，对具体多载波系 统，其子载波数一般固定，子载波在频带均匀分布意味着子载波的位置固定。 这种方式存在缺陷：当部分子载波所在的频带增益较差时，将降低该载波的 接收信噪比，从而影响整个系统性能。一种可能的改进方式是使用可调间距 的子载波，在信道状态好的频段采用较密的子载波，而在信道状态差的频段 采用较大的子载波间距，更好地利用信道频带的有效信息。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的上述不足，提供具有非均匀载波 间距的多载波调制解调方法。本发明适用于存在反馈信道的通信系统，系统 的接收端可以将估计得到的信道状态参数反馈给发送端，发送端再根据信道 状态进行自适应调制。本发明通过如下技术方案实现：

具有非均匀载波间距的多载波调制解调方法，调制的信元数据采用分块 处理的方式，每个数据块长度相等，该方法包括如下步骤：

(1)发送端根据当前信道状态信息确定非均匀间距载波，非均匀间距载 波由均匀间距载波经过一个函数映射关系得到；

(2)发送端用(1)得到的非均匀载波调制待发送信元数据；

(3)接收端用一般离散傅里叶变换循环移位特性对接收到的信元数据进 行解调。

上述的多载波调制解调方法中，步骤(1)所述非均匀间距载波的频点 由如下步骤确定：

(1.1)将信道幅度响应积分，再把积分结果归一化，对归一化的结果取 反函数，得到所述函数映射关系；

(1.2)取均匀间隔的载波频点作为所述函数映射关系的输入，函数映射 关系的输出所确定的频点为所述非均匀间距载波频点。

上述的多载波调制解调方法中，步骤(2)中所述调制待发送信元数据包 括：

(2.1)调制矩阵的构造，调制矩阵为一般离散傅里叶矩阵的逆矩阵或转 置矩阵，所述一般离散傅里叶矩阵第i行第j个元素的构造方式如下：该元素具 有幂指数的形式，所述幂指数的底等于自然对数的底，所述幂指数的指数部分 等于以下3个乘积项的乘积：(1)第i个非均匀载波频点的值；(2)j-1的值；(3) -1的平方根；所述i和j的取值范围为0～N-1，N为非均匀载波频点的数目；