[发明专利]一种基于信号压缩与外推技术的信号发射与接收方法及其实现装置

说明书

技术领域

本发明涉及通信领域。

背景技术

LTE(Long Term Evolution)是继第三代移动通信之后国际上主流的新一代移动通信标准。2009年9月，LTE R8版本标准功能性冻结，同时为了满足ITU关于4G方案的需求，LTE-Advanced标准化工作正式开始启动。然而，不论是LTE还是LTE-Advanced，根据发送信号双工方式不同，都可以分为TDD(Time Division Duplex)和FDD(Frequency Division Duplex)两种双工方式。其中，FDD双工方式可进一步分为全双工FDD(Full-Duplex FDD)和半双工FDD(HD-FDD，Half-Duplex FDD)。图1所示为LTE-Advanced帧结构类型1，适用于全双工和半双工的FDD模式。对FDD，其上下行传输信号在不同的频带内，采用连续发射方式发送信号。在每10ms的间隔内，10个子帧可用于下行链路传输也可用于上行链路传输，上下行传输按频域隔离。对于TDD双工方式的蜂窝系统，上下行传输信号在同一频带内，通过将信号调度到不同时间段，采用非连续方式发送，并设置一定的时间间隔方式以避免上下行信号间的干扰。如图2所示为LTE-Advanced帧结构类型2，适用于TDD模式。

无线通信系统中可用的资源是非常有限的。然而，随着无线通信技术的不断发展，用户的业务需求在急剧增加。在LTE-Advanced系统中，不仅无线网络服务的用户数量在迅速增长，各种新型业务诸如视频电话、视频点播、无线因特网及无线游戏等对网络的要求也越来越高。除了采用先进的物理层技术提高无线传输的有效性和可靠性之外，如何利用有限的无线资源来满足各种应用的不同服务质量要求是无线通信亟待解决的重要问题。总的来说，资源分配问题是指在有限的无线资源条件下，考虑到各种业务服务质量(QoS，Quality of Service)要求(如最小传输速率、最大传输时延、最大时延抖动等)，以及用户之间的公平性要求，合理分配时间、频率、空间和能量资源，以提高系统有效性和可靠性，达到特定场景下资源分配目标的目的。而如何合理地利用LTE-Advanced系统中FDD/TDD中时隙，提高时隙利用率，从而利用有限的无线资源传输尽可能多的信息，是资源分配问题研究的一个重要方向。

带限信号是一种在采样定理、离散傅氏变换、带限信号外推以及各种数字信号处理中经常会遇到的一种信号，也称为频谱有限信号。它在时域上是无限长的，但实际观测时，由于传输时间有限，系统时隙利用率低，只能取有限时长的一段，无法传输截取时间段以外的信号。

发明内容

本发明为了解决系统时隙利用率低，无法在有限的时间内对更多的信号进行传输的问题，提出了一种基于信号压缩与外推技术的信号发射与接收方法及其实现装置。

本发明所述的一种基于信号压缩与外推技术的信号发射与接收方法的具体步骤为：

信号发射方法：

步骤一、在数字基带传输系统发射端，输入符号序列{a_n}(n为0＜n＜+∞的正整数，其具体取值即系统输入符号序列长度)，所述符号序列{a_n}由+1或-1组成，通过串并转换对符号序列{a_n}进行分组，每4比特信号为一组，得到并行信号{b_m}

步骤二、对于步骤一得到的并行信号{b_m}中的每路信号，均进行脉冲成型处理，获得脉冲成型处理后的并行信号{b_m}；所述对每路信号的脉冲成型处理的方法均为：

逐一利用脉冲成型函数对该路信号中的每比特信号进行脉冲成型，再将该路信号中所有比特的脉冲成型后信号进行叠加，得到该路信号的波形；

步骤三、利用时间窗电路对步骤二得到的每路信号的波形进行压缩，即：取每组信号的前半段时间信号f′(t)；

步骤四、将步骤三中所述每路信号的前半段时间信号f′(t)进行并串转换，获得时间信号f′(t)的串行波形信号；

步骤五、对获得的时间信号f′(t)的串行波形信号进行滤波，然后通过发射天线发射至信道，完成基于信号压缩与外推方法的信号的发射；

信号接收方法：

步骤六、接收端通过接收天线接收步骤五发射的串行波形信号，并对接收到的串行波形信号r1(t)进行滤波，获得滤波后的信号；

步骤七、将步骤六获得的滤波后的波形信号接照每4个码元间隔的长度为一路的方式进行串并转换，获得并行的波形信号；