信号处理方法及无线信号收发设备技术

本发明专利技术实施例公开了一种信号处理方法及无线信号收发设备，所述方法包括：将待传输基带信号调制至至少一个子载波；为调制有所述待传输基带信号的所述至少一个子载波确定基带成型滤波参数以及频谱扩展系数；对所述基带成型滤波参数进行时域及频域移位处理；基于移位处理后的所述基带成型滤波参数对所述至少一个子载波进行滤波，获得第一调制子载波；基于所述频谱扩展系数对所述第一调制子载波进行频谱扩展，得到所述第二调制子载波；基于所述第二调制子载波进行数据传输。

Signal processing method and wireless signal receiving and transmitting device

The embodiment of the invention discloses a signal processing method and a wireless signal receiving device, the method includes: to transmit baseband signal to at least one sub carrier modulation; modulation the baseband signal to be transmitted to the at least one sub carrier baseband shaping filter parameters and determine the spectrum expansion coefficient; the baseband the parameters of shaping filter in time domain and frequency domain shift processing; the baseband shaping filter parameters shift after treatment of the at least one subcarrier filter based on the first modulation subcarrier; the spectral expansion coefficient of the spectrum of the first modulated subcarrier based on the extended to obtain the modulated subcarrier by second; the second data transmission based on subcarrier modulation.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及信号处理技术，具体涉及一种信号处理方法及无线信号收发设备。
技术介绍
第五代移动通信系统5G对空口技术了更高的要求，其中波形技术是空口技术的基础。当通过GFDM波形传递子帧数据时，在进行子帧数据调制时存在有所使用的子载波之间的非正交性即存在有载波干扰(ICI，Inter-Carrier Interference)。并且，通过GFDM传输数据会导致系统处理复杂度很高。如何减少ICI及降低处理复杂度成为亟待解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种信号处理方法及无线信号收发设备。本专利技术实施例的技术方案是这样实现的：一种信号处理方法，应用于无线信号收发设备，所述方法包括：将待传输基带信号调制至至少一个子载波；为调制有所述待传输基带信号的所述至少一个子载波确定基带成型滤波参数以及频谱扩展系数；对所述基带成型滤波参数进行时域及频域移位处理；基于移位处理后的所述基带成型滤波参数对所述至少一个子载波进行滤波，获得第一调制子载波；基于所述频谱扩展系数对所述第一调制子载波进行频谱扩展，得到所述第二调制子载波；基于所述第二调制子载波进行数据传输。一种无线信号收发设备，所述设备包括：调制单元、确定单元、移位单元、第一滤波单元、扩展单元和传输单元，其中：调制单元，用于将待传输基带信号调制至至少一个子载波；确定单元，用于为调制有所述待传输基带信号的所述至少一个子载波确定基带成型滤波参数以及频谱扩展系数；移位单元，用于对所述基带成型滤波参数进行时域及频域移位处理；第一滤波单元，用于基于移位处理后的所述基带成型滤波参数对所述至少一个子载波进行滤波，获得第一调制子载波；扩展单元，用于基于所述频谱扩展系数对所述第一调制子载波进行频谱扩展，得到所述第二调制子载波；传输单元，用于基于所述第二调制子载波进行数据传输。本专利技术实施例中，通过扩展原GFDM系统中的子载波之间的间隔，使得每个子载波数据通道滤波成型后的PSD(Power Spectrum Density)完全无重叠，从而消除ICI的干扰，为提高载波的利用率，通过设计FTN调制压缩的参数，从而提升了带宽利用率，抵消因为扩展GFDM中子载波之间的间隔而造成系统频带利用率的下降。本专利技术实施例中，上述扩展子载波间隔及对载频进行压缩的技术，使得信号传输的复杂度比较高，因此，在对载波进行滤波处理时，通过设置频域滤波的扩展系数，使滤波后的信号复杂度大大降低。本专利技术实施例降低了载波间的干扰，并不会导致载波的利用率降低，并使无线信号处理的复杂度控制在合理范围。附图说明图1为本专利技术实施例一的信号处理方法的流程图；图2为本专利技术实施例二的信号处理方法的流程图；图3为本专利技术实施例的无线信号发射机原理示意图；图4为本专利技术实施例三的信号处理方法的流程图；图5为本专利技术实施例的无线信号发射机另一原理示意图；图6为本专利技术实施例的无线信号收发设备的组成结构示意图。具体实施方式为了能够更加详尽地了解本专利技术的特点与
技术实现思路
，下面结合附图对本专利技术的实现进行详细阐述，所附附图仅供参考说明之用，并非用来限定本专利技术。图1为本专利技术实施例一的信号处理方法的流程图，如图1所示，本示例的信号处理方法应用于无线信号收发设备。本专利技术实施例中，无线信号收发设备可以是天线系统，该天线系统可应用于基站、移动终端中，也可以应用于无线路由器、中继站等无线收发设备中。本专利技术实施例的信号处理方法包括以下步骤：步骤101，将待传输基带信号调制至至少一个子载波。本专利技术实施例中，获得待传输的基带信号，将该基带信号调制至相应的子载波上。步骤102，为调制有所述待传输基带信号的所述至少一个子载波确定基带成型滤波参数以及频谱扩展系数。本专利技术实施例在GFDM的基础上结合FTN(First Than Nquist)技术，提出一种新的波形：GFDM-FTN。该波形可以突破BLT(Bailian-Low theorem)定理的限制，在保持基带成型脉冲的灵活性的和子载波之间的正交性的同时，在信噪比(SNR，Signal Noise Ratio)趋于无穷大时，GFDM-FTN可以达到奈奎斯特(Nquist)最大带宽利用率。本专利技术实施例中，GFDM信号离散数学模型可表示为：设s(k，m)为已经调制携带信息的复数符号，如下K×M阶矩阵表示一个子帧内的调制复数信号集合[6]：子载波基带成型滤波器g(n)可选用SINC函数，RC(Raised Cosine)函数，RRC(Root Raised Cosine)函数等等。但SINC滤波器拖尾较大，RC滤波器在a
值较小的时候，拖尾衰减很快，考虑到收发端一体的情况，由于RC滤波器不满足Nquist准则，会造成较大的码间串扰。RRC滤波器满足Nquist准则，但是拖尾衰减不够快，综合考虑，设计每个子载波上的基带成型滤波器，得到基带成型滤波参数g(n)，以及频谱扩展系数(滚降系数)a。本专利技术实施例中，所涉及的参数及其含义如下：g(n)表示子载波成型滤波器的离散序列。a表示g(n)的滚降系数(频谱扩展系数)。Wa表示GFDM子载波成型滤波后的实际带宽。fc表示GFDM子载波之间的间隔。Ts为GFDM中每个子载波上码元周期。K表示GFDM一个子帧中的调制的子载波个数。N原型滤波器g(n)的上采样倍数。M表示一个原始GFDM的子帧中的时隙数量。Fgf表示GFDM变换得到新波形GFDM-FTN的子载波之间的间隔。r表示FTN技术中的时域压缩系数。Tgf表示变换后新波形GFDM-FTN每个子载波上的码元采样间隔。Kgf表示变换后新波形GFDM-FTN一个子帧中内子载波个数。Mgf表示变换形成新波形GFDM-FTN一个子帧内的时隙数量。步骤103，对所述基带成型滤波参数进行时域及频域移位处理。具体地，假设m(m＝0,1,2…M-1)和k(k＝0,1,2…K-1)分别表示一个子帧内的时隙索引和预设带宽内子载波的索引，对应每个子载波处的每个时隙上，对g(n)进行时域和频域移位，移位后的表达式为步骤104，基于移位处理后的所述基带成型滤波参数对所述至少一个子载波进行滤波，获得第一调制子载波。K≤N，0≤n≤NM (1)此时，根据GFDM生成原理，得到K个子载波。步骤105，基于所述频谱扩展系数对所述第一调制子载波进行频谱扩展，得到所述第二调制子载波，以所述第二调制子载波进行数据传输。本专利技术实施例中，当子载波基带原型滤波器设计完成后，再进一步确定滚降系数a。并扩展子载波间隔为(1+a)倍，既扩展后的子载波之间的间隔变为Ff，同时在预设计的系统带宽下可容纳Kf个子载波。fgf＝(1+a)fc K gf = K 1 + a ]]>通过合理设计系统的总带宽fc以及a的值，使得扩展后的子载波个数也为整数。扩展的信号，子载波之间无重叠，完全正交，因而可以完全去除ICI的干扰。本专利技术实施例中，通过对上述传输基带信号的子载波进行滤波处理，能使子载波之间的间隔变大，使各子载波之间不会产生ICI干扰，但由于子载波之间的间隔较大，会导致载频的利用率相当低。图2为本专利技术实施例二的信号处理方法的流程图，如图2所示本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种信号处理方法，应用于无线信号收发设备，所述方法包括：将待传输基带信号调制至至少一个子载波；为调制有所述待传输基带信号的所述至少一个子载波确定基带成型滤波参数以及频谱扩展系数；对所述基带成型滤波参数进行时域及频域移位处理；基于移位处理后的所述基带成型滤波参数对所述至少一个子载波进行滤波，获得第一调制子载波；基于所述频谱扩展系数对所述第一调制子载波进行频谱扩展，得到所述第二调制子载波；基于所述第二调制子载波进行数据传输。

【技术特征摘要】
1.一种信号处理方法，应用于无线信号收发设备，所述方法包括：将待传输基带信号调制至至少一个子载波；为调制有所述待传输基带信号的所述至少一个子载波确定基带成型滤波参数以及频谱扩展系数；对所述基带成型滤波参数进行时域及频域移位处理；基于移位处理后的所述基带成型滤波参数对所述至少一个子载波进行滤波，获得第一调制子载波；基于所述频谱扩展系数对所述第一调制子载波进行频谱扩展，得到所述第二调制子载波；基于所述第二调制子载波进行数据传输。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述第二调制子载波进行数据传输，包括：根据所述频谱扩展系数确定所述第二调制子载波的时域压缩系数；基于所述时域压缩系数对所述第二调制子载波进行时域压缩，得到第三调制子载波；所述时域压缩用于使所述第二调制子载波之间的间隔变窄；以所述第三调制子载波进行数据传输。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述频谱扩展系数确定所述第二调制子载波的时域压缩系数，包括：将所述频谱扩展系数与1之和的倒数作为所述时域压缩系数。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于移位处理后的所述基带成型滤波参数对所述至少一个子载波进行滤波，获得第一调制子载波，包括：为所述基带成型滤波中的频域滤波参数设置扩展系数，使所述基带成型滤波参数的频带响应展宽；将所述至少一个子载波进行傅里叶变换，将所述至少一个子载波变换为频
\t域信号；基于所述扩展系数及移位处理后的所述基带成型滤波参数对所述频域信号进行滤波，将滤波后的信号进行反傅里叶变换而获得所述第一调制子载波。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述频谱扩展系数与所述频谱扩展系数正相关。6.一种无线信号收发设备，所述设备包括：调制单元、第一确定单元、移位单元、第一滤波单元、扩展单元和传输单元，其中：调制单元，用于将待传...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭跃超，
申请(专利权)人：联想北京有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11