用于递送OFDM/OQAM符号的调制和解调的方法、装置和计算机程序产品制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种调制经分组为nb.M实数据的块的实数据串的方法，其中M为载波数目且nb为大于或等于2的整数。根据本发明专利技术，所述方法对于实数据块包括：-通过第一调制器对第一M/2数据的第一调制(21)，从而递送经调制载波的第一集合；-通过第二调制器对随后(nb-1).M数据的第二调制(22)，从而递送(nb-1).M个经调制载波的第二集合；-通过第三调制器对最后M/2数据的第三调制(23)，从而递送经调制载波的第三集合；-所述第一、第二和第三集合的叠加(24)，从而形成具有长度nb.M/2的OFDM/OQAM符号块，所述第一集合与所述第二集合的开始叠加且所述第三集合与所述第二集合的末尾叠加。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于递送OFDM/OQAM符号的调制和解调的方法、装置
本专利技术的领域是数字通信的领域。更具体来说，本专利技术涉及OFDM/OQAM(正交频分多路复用/偏移正交振幅调制)、BFDM/OQAM(双正交频分多路复用/OQAM)或还有FBMC/OQAM(滤波器组多载波/OQAM)类型的多载波调制和解调，其中载波由原型滤波器成形。甚至更具体来说，本专利技术关于以多载波符号的包的形式发射的多载波信号，尤其是由极少量多载波符号构成的包。本专利技术可尤其应用于无线通信的领域中，例如根据3GPPLTE标准进行的通信，其中帧由15个OFDM符号构成，或还有DVB-T2标准，根据此标准由四个OFDM符号构成最短帧，或还有使用尤其在IEEEP1901类型的在线载波电流系统的通信领域，其中信令信号的持续时间可限于仅一个OFDM符号。
技术介绍
多载波发射技术具有许多优点，尤其在多路径信道的情形中。因此，OFDM型调制尤其良好地适于抵消频率选择性信道中的衰退的影响。然而，OFDM调制具有的缺点是产生具有不良频率局部化的多载波信号且因此必须将保护间隔插入到时域中以限制干扰。现在，插入此保护间隔引起多载波信号的频谱效率的降低。已经提出替代解决方案来限制干扰，同时避免插入保护间隔的需要。这些技术依赖于通过滤波器(对于离散化信号)或通过称为原型滤波器或函数的函数(对于连续信号)对信号的成形，从而通过限于实值领域的正交性质实现改善的频率局部化。这些例如关于经典地用于射频通信的OFDM/OQAM或BFDM/OQAM型调制，尤其如以下文献中描述：P.Siohan和N.Lacaille，“基于滤波器组理论的OFDM/OQAM系统的分析(AnalysisofOFDM/OQAMsystemsbasedonthefilterbanktheory)”，GLOBECOM'99会议，巴西里约热内卢，1999年12月，2279到2284页，以及C.Siclet和P.Siohan，“基于双正交调制滤波器组的BFDM/OQAM的设计(DesignofBFDM/OQAMsystemsbasedonbiorthogonalmodulatedfilterbanks)”，GLOBECOM'00会议，美国旧金山，2000年11月，701到705页。图1是递送OFDM/OQAM型多载波信号的OFDM/OQAM调制器10的机制的较精确说明。此信号可以如下形式在基带中且在离散时间中表示：其中：-am,n是将在时刻n在副载波m上发射的一条实值数据；-M是载波频率的数目；-τ＝T/2离散时间移位，τ是一条实数据的持续时间；-F＝1/T载波之间的间隔；-h[n]是由调制器使用的原型滤波器，具有长度L，具有实系数和线性相位；-φm,n是经选择以便获得实部/虚部交替从而实现正交性的相位项，例如等于其中ε＝{0,±1}。在正交OFDM/OQAM调制的情况下，应用延迟D，例如D＝L-1，其中L是原型滤波器的长度。在双正交BFDM/OQAM调制的情况下，可较灵活地选择延迟D且可使得D≤L-1。如图1中说明，多条实数据am,n经历预处理或预调制11，从而尤其实现多载波信号的载波的时间和频率正交。更具体来说，在此预处理过程期间，多条实数据am,n乘以以π/2为单位的第一相位项，从而实现多载波信号的载波的时间和频率相移的性能，且乘以第二项从而使得可能考虑原型滤波器的长度。在此预处理模块的输出处获得的表示为的数据可以如下形式表达：随后经典地使用离散傅立叶逆变换(IDFT)模块12中大小为M的IDFT将这些条数据从频域转换到时域。在IDFT模块12的输出处获得的表示为u0,n和u2N-1,n的经调制载波随后由原型滤波器h[n]13滤波，随后经过取样和移位以获得包括由M个复样本形成的OFDM/OQAM符号s[k]的多载波信号，其中k使得nM≤k<(n+1)M.。更具体来说，原型滤波器h[n]可以包括M个如下界定的多相分量Gl(z)的多相形式表达：在接收处，针对具有连续时间中的无界支持的OFDM/OQAM信号通过使用以下标量积的实部来解调符号：针对具有有界支持的OFDM/OQAM信号的解调是根据以上等式用具有有限值的界限代替以上积分的无限界限来完成。对于给定应用(给出的固定频率带宽B，载波数目M和群集22Q-QAM)，OFDM特征在于无论帧的长度如何均具有固定频谱效率。相比之下，具有有界支持的OFDM/OQAM信号的频谱效率由以下表达式给出：(位/s/Hz)，其中：-K是每帧的符号数目；-M是载波频率的数目；-L＝qT是原型滤波器的长度，q是重叠因数；-Q：界定原始QAM群集的阶和用于数据am,n的PAM(2Q)的阶的参数。此表达式假定帧具有足以在积分的界限有限时根据先前等式实现解调的性能的长度。隐含地，以上频谱效率的表达式还假定如果“边缘符号”被截断，那么无法检索对应条的实数据。因此，对于此表达式，帧越长，频谱效率越高，且此频谱效率相对于帧长度和重叠因数q越渐进地独立。然而还可注意，频谱效率的损失变为对短帧为关键的。实际上，对于由于也称为原型滤波器的成形滤波器而在若干符号上散布的呈包形式的多载波发射，所需的发射支持在持续时间上超过严格限于待发射的有效负载符号的持续时间的发射支持。为了解决频谱效率损失的此问题，旨在通过引入加权函数来衰减边缘效应的解决方案已尤其在以下文献中描述：M.Bellanger、M.Renfors、T.Ihalainen和C.A.FdaRocha“OFDM和FBMC发射技术：用于宽带电力线通信的兼容高性能提议(OFDMandFBMCtransmissionstechniques:acompatiblehighperformanceproposalforbroadbandpowerlinecommunications)”，2010IEEE电力线通信及其应用国际研讨会(ISPLS)，154到159页，2010。然而，此技术最终增加了用于检索符号的程序的成本，这在此情况下仅是近似检索。另一解决方案已在如下文献中提出：Y.Dandach和P.Siohan，“用于重叠偏移QAM的包发射(PacketTransmissionforOverlappedOffsetQAM)”，IEEE无线通信和信号处理国际会议(ICWCSP)，中国苏州，2010年10月。此文献的技术尤其在时间长度Lt＝T的短原型滤波器的情况下实现完美检索。鉴于滤波“窗”，这相当于具有窗长度L＝M的滤波器。更具体来说，此文献因此考虑短帧的临界情况，换句话说具有低K值，具有长度为Lt＝T的短原型滤波器。关于早先提到的频谱效率的表达式，可注意到，此频谱效率针对低K值降低，尤其是由于针对q＝1的限制因数Y.Dandach和P.Siohan，“用于重叠偏移QAM的包发射(PacketTransmissionforOverlappedOffsetQAM)”，IEEE无线通信和信号处理国际会议(ICWCSP)，中国苏州，2010年10月的文献中呈现的技术的目的因此是消除此限制因数。消除此限制因数意味着考虑帧的截断，即每帧M条实数据的损失，其等效于M/2条复数据。对于长度Lt＝T的短原型滤波器，受截断影响的数据条是am,1。相比之下，数本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于调制实数据流的方法，其实施长度小于或等于M的原型滤波器且递送OFDM/OQAM符号块，其特征在于所述多条实数据在nb.M实数据的数据块(20)中一起分组，其中M是所述OFDM/OQAM符号块中的一者的载波数目且nb是大于或等于2的整数，且特征在于所述方法对于实数据块包括以下步骤：通过第一调制器对所述实数据块的M/2第一多条数据的第一调制(21)，从而递送经调制载波的第一集合；通过第二调制器对所述实数据块的(nb‑1).M随后多条数据的第二调制(22)，从而递送(nb‑1).M个经调制载波的第二集合；通过第三调制器对所述实数据块的M/2最后多条数据的第三调制(23)，从而递送经调制载波的第三集合；在应用时间移位之后经调制载波的所述第一、第二和第三集合的叠加(24)，以便形成具有长度nb.M/2的OFDM/OQAM符号块，所述第一集合在时间上叠加于所述第二集合的开始上，且所述第三集合在时间上叠加于所述第二集合的末尾上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.01.13 FR 12503461.一种用于调制实数据流的方法，其实施长度小于或等于M的原型滤波器且递送OFDM/OQAM符号块，其特征在于多条所述实数据在nb.M实数据的数据块(20)中一起分组，其中，“.”是乘法运算符，M是所述OFDM/OQAM符号块中的一者的载波数目且nb是大于或等于2的整数，且所述方法对于实数据块包括以下步骤：通过第一调制器对所述实数据块的M/2第一多条数据的第一调制(21)，从而递送经调制载波的第一集合；通过第二调制器对所述实数据块的(nb-1).M随后多条数据的第二调制(22)，从而递送(nb-1).M个经调制载波的第二集合；通过第三调制器对所述实数据块的M/2最后多条数据的第三调制(23)，从而递送经调制载波的第三集合；在应用时间移位之后经调制载波的所述第一集合、所述第二集合和所述第三集合的叠加(24)，以便形成具有长度nb.M/2的OFDM/OQAM符号块，所述第一集合在时间上叠加于所述第二集合的开始上，且所述第三集合在时间上叠加于所述第二集合的末尾上。2.根据权利要求1所述的用于调制实数据流的方法，其特征在于所述方法包括切换步骤(25)，用于针对每一实数据块：以所述实数据块的M/2第一多条数据馈送所述第一调制器的输入；以所述实数据块的(nb-1).M随后多条数据馈送所述第二调制器的输入；以所述实数据块的M/2最后数据馈送所述第三调制器的输入。3.根据权利要求1所述的用于调制实数据流的方法，其特征在于所述第一调制和所述第三调制实施以M条并行数据馈送的正快速傅立叶变换或快速傅立叶逆变换(FFT或IFFT)，所述M条并行数据的二分之一强制为零。4.根据权利要求1所述的用于调制实数据流的方法，其特征在于所述方法实施长度小于或等于M的原型滤波器，所述原型滤波器实行两种相异类型的滤波，一种应用于(nb-1).M个经调制载波的所述第二集合且另一种应用于经调制载波的所述第一集合和经调制载波的所述第三集合，从而递送各自包括M/2个经滤波调制载波的第一集合和第三集合。5.根据权利要求3所述的用于调制实数据流的方法，其特征在于所述第一调制和所述第三调制分别实施所述实数据块的所述M/2第一多条数据和所述实数据块的所述M/2最后多条数据的扩展，所述扩展包括在所述实数据块的所述M/2第一多条数据中的每一者与所述实数据块的所述M/2最后多条数据中的每一者之间插入零，从而在所述第一调制和所述第三调制的所述正快速傅立叶变换或快速傅立叶逆变换的输入处分别递送所述实数据块的M个经扩展第一多条数据和所述实数据块的M个经扩展最后多条数据，其中两条数据中的一条强制为零。6.根据权利要求1所述的用于调制实数据流的方法，其特征在于所述第一调制包括以下连续子步骤：扩展所述实数据块的所述M/2第一多条数据，所述扩展包括在所述实数据块的所述M/2第一多条数据中的每一者之间插入零，从而递送所述块的M个经扩展第一多条数据，所述数据块的所述M个经扩展第一多条数据的串行/并行转换，从而在第一串行/并行转换器的输出处递送M个多条并行数据，实施以从所述第一串行/并行转换器输出的通过所述M/2第一多条数据的所述扩展操作而二分之一强制为零的所述M个多条并行数据馈送的正快速傅立叶变换或快速傅立叶逆变换(FFT或IFFT)，从而递送M个第一经调制载波，应用于所述M个第一经调制载波的滤波，从而递送M/2个第一经滤波调制载波，所述M/2个第一经滤波调制载波的并行/串行转换，从而递送经调制载波的所述第一集合，且所述第二调制包括以下连续子步骤：所述实数据块的(nb-1).M随后多条数据的串行/并行转换，从而在第二串行/并行转换器的输出处递送(nb-1).M条并行数据；实施在所述第二串行/并行转换器的输出处以所述(nb-1).M条并行数据馈送的(nb-1)个连续正快速傅立叶变换或快速傅立叶逆变换(FFT或IFFT)，从而递送(nb-1).M个第二经调制载波，应用于所述(nb-1).M个第二经调制载波的具有长度M的滤波，从而递送M个第二经滤波调制载波的(nb-1)个集合，应用于M个第二经滤波调制载波的所述(nb-1)个集合的并行/串行转换，从而递送(nb-1).M个经调制载波的所述第二集合，且所述第三调制包括以下连续子步骤：所述块的所述M/2最后多条数据的扩展，所述扩展包括在所述实数据块的所述M/2最后多条数据中的每一者之间插入零，从而递送所述块的M个第三多条经扩展数据；所述实数据块的所述M个第三多条经扩展数据的串行/并行转换，从而在第三串行/...

【专利技术属性】
技术研发人员：皮埃尔·西约昂，尤瑟夫·栋达什，
申请(专利权)人：奥兰治，
类型：发明
国别省市：法国;FR