一种基于滤波器组多载波系统的信号发送和接收的方法及装置制造方法及图纸

本申请公开了一种基于滤波器组的FBMC/OQAM系统的信号发送方法，其特征在于，包括：根据用户数据块中三类数据符号受到的来自于所有相邻OQAM数据符号的干扰和二类数据符号对三类数据符号的固有干扰系数，确定二类数据符号或三类数据符号上承载的实际数据符号，使三类数据符号上由实际数据符号和受到的干扰复合而成的实际传输符号中包括三类数据符号的目标数据符号和二类数据符号的目标数据符号；发送端将三类数据符号和二类数据符号的实际数据符号与所述用户数据块中的其他数据符号一起发送给接收端。应用本申请的方法，能够在保证数据传输效率不变的同时，避免拖尾重叠带来的数据块间干扰。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及无线通信
，尤其涉及一种基于滤波器组多载波系统的信号生成、发送和接收方法及其装置。
技术介绍
随着信息产业的快速发展，特别是来自移动互联网和物联网(IoT,InternetofThings)的增长需求，给未来移动通信技术带来了前所未有的挑战。如根据国际电信联盟ITU的报告ITU-RM.[IMT.BEYOND2020.TRAFFIC]，可以预计到2020年，移动业务量相对2010年(4G时代)将增长近1000倍，用户设备连接数也将超过170亿，随着海量的IoT设备逐渐渗透到移动通信网络，连接设备数将更加惊人。为了应对这前所未有的挑战，通信产业界和学术界已经展开了广泛的第五代移动通信技术(5G)研究，面向2020年代。目前在ITU的报告ITU-RM.[IMT.VISION]中已经在讨论未来5G的框架和整体目标，其中对5G的需求展望、应用场景和各项重要性能指标等做了详细的说明。针对5G中的新需求，ITU的报告ITU-RM.[IMT.FUTURETECHNOLOGYTRENDS]提供了针对5G技术发展趋势等相关信息，旨在解决系统吞吐量显著提升、用户体验一致性、扩展性以支持IoT、时延、能效、成本、网络灵活性、新兴业务的支持和灵活的频谱利用等显著问题。调制波形和多址方式是无线通信空中接口(Air-Interface)设计的重要基础，在5G中也不会例外。当前，多载波调制技术家族(Multi-carrierModulation,MCM)中的典型代表正交频分复用(OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing,OFDM)被广泛地应用于广播式的音频和视频领域以及民用通信系统中，例如第三代移动通信合作伙伴项目(3rdGenerationPartnershipProject，3GPP)制定的EvolvedUniversalTerrestrialRadioAccess(E-UTRA)协议对应的长期演进(LongTermEvolution，LTE)系统，欧洲的数字视频(DigitalVideoBroadcasting,DVB)和数字音频广播(DigitalAudioBroadcasting,DAB)、甚高速数字用户环路(Very-high-bit-rateDigitalSubscriberLoop,VDSL)、IEEE802.11a/g无线局域网(WirelessLocalArea,WLAN)、IEEE802.22无线城域网(WirelessRegionalAreaNetwork,WRAN)和IEEE802.16全球微波互联接入(WorldInteroperabilityforMicrowaveAccess,WiMAX)等等。众所周知，OFDM技术的基本思想是将宽带信道划分为多个并行的窄带子信道/子载波，使得在频率选择性信道中传输的高速数据流变为在多个并行的独立平坦子信道上传输的低速数据流，大大增强了系统抵抗多径干扰的能力,且OFDM可以利用逆快速傅里叶变换和快速傅里叶变换(IFFT/FFT)简化的调制和解调来实现；其次，通过添加循环前缀(CyclicPrefix,CP)使跟信道的线性卷积变为圆周卷积，从而根据圆周卷积的性质，即当CP长度大于信道最大多径时延时，利用简单的单抽头频域均衡就可实现无符号间干扰(Inter-symbolInterference,ISI)，从而降低接收机处理复杂度。虽然基于CP-OFDM调制波形能很好的支持4G时代的移动宽带(MobileBroadband,MBB)业务需求，不过5G将面临更具挑战的和更丰富的场景，这使得应用CP-OFDM在5G的场景中出现很大的限制或者不足之处，主要表现在：(1)添加CP来抵抗ISI在5G低时延传输的场景中会极大的降低频谱利用率，因为低时延传输将极大缩短OFDM的符号长度，而CP的长度只是受制于信道的冲击响应，那么CP的长度跟OFDM的符号长度之比会大大增加，这样的开销造成的频谱效率损失非常大，是难以接受的。(2)严格的时间同步要求在5G的IoT场景中会造成很大的闭环同步维护所需的信令开销，而且严格的同步机制会造成帧结构无弹性，不能很好的支持多种业务间不同的同步需求。(3)OFDM所采用矩形脉冲成形(RectangularPulse)会造成很大的带外泄露，因为这样的波形会导致其频域的旁瓣滚降得很慢，这也是为什么OFDM对频偏(CFO,CarrierFrequencyOffset)非常敏感的原因，而5G将会有很多的碎片化频谱灵活接入/共享的需求，OFDM的带外泄露极大的限制了频谱接入的灵活性或者说需要很大的频域保护带从而降低了频谱的利用率。这些不足主要是由其自身的固有特性造成的，尽管通过采取一定的措施，可以降低这些缺点造成的影响，但会增加系统设计的复杂度，且无法从根本上解决问题。正因为如此，如ITU的报告ITU-RM.[IMT.FUTURETECHNOLOGYTRENDS]所述，一些新波形调制技术(基于多载波调制)被纳入5G的考虑范围之内。其中，基于滤波器组的多载波(FBMC：FilterBankMultipleCarrier)调制技术成为热点研究对象之一，由于其提供了成型滤波器(PrototypeFilter)设计的自由度，可以采用时频域聚焦性(Time/FrequencyLocalization,TFL)很好的滤波器对传输波形进行脉冲成型，使得传输信号能表现出多种较优的特性，包括不需要CP来对抗ISI从而提高频谱效率,较低的带外泄露从而很好的支持灵活的碎片化频谱接入，以及对频偏不敏感。比较典型的FBMC系统通常使用一种叫做偏置正交幅度调制(OQAM：OffsetQuadratureAmplitudeModulation)技术来达到频谱效率最大化，所以通常称为FBMC/OQAM系统，也可称作OFDM/OQAM系统。关于FBMC用于数字通信可以简单参考一篇早期文献“AnalysisandDesignofOFDM/OQAMSystemsBasedonFilterBankTheory”,IEEETransactionsonSignalProcessing,vol.50,no.5,pp.1170-1183,May2002.FBMC具有一些OFDM所不具备的好的特性，从而在5G研究中获得关注，不过其本身固有的一些缺点使得其在无线通信系统中应用也存在着不少挑战，这些急需解决的挑战正在被不断的研究中。其中一个显著的问题就是FBMC采用的滤波器会造成时域波形有较长的拖尾效应(TailEffect)，也叫做转换时间问题(TransitionPeriodProblem)。在上行基于短数据块传输时，如果数据块长度扩展包含拖尾来避免拖尾跟其他数据块的重叠，那么在有效时间内传输的符号数就会减少，这会极大的降低频谱效率，所以有说法是FBMC只适合长数据传输；相反如果数据块长度不包含拖尾，那就意味着拖尾部分跟其他数据块会重叠，处理不好就会造成很大的干扰，从而也会限制频谱效率。除了多用户干扰，在一个时分双工(TimeDivisionDuplexing：TDD)系统中，系统的上下行转换时本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于滤波器组的多载波系统的信号发送方法，其特征在于，包括：根据用户数据块中三类数据符号受到的来自于所有相邻偏置正交幅度调制OQAM数据符号的干扰和二类数据符号对三类数据符号的固有干扰系数，确定二类数据符号或三类数据符号上承载的实际数据符号，使三类数据符号上由实际数据符号和受到的干扰复合而成的实际传输符号中包括三类数据符号的目标数据符号和二类数据符号的目标数据符号；其中，一类数据符号是位于所述用户数据块头部和尾部的前n1个OQAM符号，所述二类数据符号是所述特殊数据符号中头部和尾部的前n2个OQAM符号，三类数据符号是所述特殊数据符号中除二类数据符号之外的OQAM符号，n2<n1，n1和n2均为预设的正整数；发送端将三类数据符号和二类数据符号的实际数据符号与所述用户数据块中的其他数据符号一起发送给接收端。

【技术特征摘要】
1.一种基于滤波器组的多载波系统的信号发送方法，其特征在于，包括：根据用户数据块中三类数据符号受到的来自于所有相邻偏置正交幅度调制OQAM数据符号的干扰和二类数据符号对三类数据符号的固有干扰系数，确定二类数据符号或三类数据符号上承载的实际数据符号，使三类数据符号上由实际数据符号和受到的干扰复合而成的实际传输符号中包括三类数据符号的目标数据符号和二类数据符号的目标数据符号；其中，一类数据符号是位于所述用户数据块头部和尾部的前n1个OQAM符号，所述二类数据符号是所述特殊数据符号中头部和尾部的前n2个OQAM符号，三类数据符号是所述特殊数据符号中除二类数据符号之外的OQAM符号，n2<n1，n1和n2均为预设的正整数；发送端将三类数据符号和二类数据符号的实际数据符号与所述用户数据块中的其他数据符号一起发送给接收端。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述二类数据符号占用所述用户数据块头部和尾部的第一个OQAM符号，三类数据符号占用所述用户数据块中的第二个OQAM符号和倒数第二个OQAM符号；所述三类数据符号上承载的实际数据符号为所述三类数据符号的目标数据符号；根据所述三类数据符号受到的来自于所有相邻OQAM数据符号的干扰和二类数据符号对三类数据符号的固有干扰系数确定二类数据符号上承载的实际数据符号包括：根据所述三类数据符号上承载的实际数据符号、所述用户数据块中除二类数据符号和三类数据符号之外的其他相邻OQAM符号对所述三类数据符号造成的固有干扰、三类数据符号各子载波间的自干扰和二类数据符号对三类数据符号的固有干扰系数，计算所述二类数据符号上承载的实际数据符号，使所述三类数据符号上由实际数据符号、所述固有干扰和自干扰复合而成的实际传输符号等于所述二类数据符号上的目标数据符号和所述三类数据符号上的实际数据符号构成的复数数据符号；所述复数数据符号中的目标数据符号和三类数据符号上的实际数据符号是实虚交替、且对应同一子载波的。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述计算二类数据符号上承载的实际数据符号包括：对于任一三类数据符号，计算该符号受到的除二类数据符号和所有三类数据符号外的其他相邻OQAM符号的固有干扰，并计算所述任一三类数据符号受到的
\t该三类数据符号所在时域单位上其他相邻子载波上的三类数据符号的自干扰；计算该固有干扰、自干扰和所述任一三类数据符号上实际数据符号之和，并计算所述目标数据符号与所述和之间的差值；当所述任一三类数据符号的实际数据符号为实数时，对所述差值取虚部，将结果作为所述任一三类数据符号的剩余固有干扰；当所述任一三类数据符号的实际数据符号为虚数时，对所述差值取实部，将结果作为所述任一三类数据符号的剩余固有干扰；将所有三类数据符号的剩余固有干扰合成为三类数据符号序列的剩余固有干扰，并将其作为二类数据符号序列对所述三类数据符号序列的干扰，根据该干扰和二类数据符号序列对三类数据符号序列的固有干扰系数矩阵，计算各个所述二类数据符号上承载的实际数据符号；其中，所述二类数据符号序列为所述用户数据块中所有二类数据符号的集合，所述三类数据符号序列为所述用户数据块中所有三类数据符号的集合。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据OQAM符号间的固有干扰系数和所述任一三类数据符号，计算所述固有干扰和所述自干扰；其中，所述OQAM符号间的固有干扰系数由调制成OQAM符号时使用的成型滤波器的参数决定。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，二类数据符号占用所述用户数据块头部和尾部的第一个OQAM符号，三类数据符号包括三类OQAM符号和三类正交幅度调制QAM符号，所述三类QAM符号是所述用户数据块中的第二个OQAM符号和倒数第二个OQAM符号，所述三类OQAM符号是所述用户数据块中的第三个OQAM符号和倒数第三个OQAM符号；所述二类数据符号上承载的实际数据符号为零数据符号；根据所述三类数据符号受到的来自于所有相邻OQAM数据符号的干扰确定三类数据符号包括：根据三类OQAM符号受到的来自第二三类QAM符号的干扰、第一三类QAM符号受到的来自于相邻其他子载波的第二三类QAM符号的干扰、第二三类QAM符号受到的来自于相邻三类OQAM符号的干扰和来自于相邻其他子载波的第一三类QAM符号的干扰，计算在三类OQAM符号和三类QAM数据符号上承载的实际数据符号，使三类OQAM符号上由实际数据符号和来自所述第二三类QAM符号的干扰复合而成的实际传输符号等于所述三类OQAM符号的目标数据符号，使三类QAM符号上由第一三类QAM符号与所述来自于第二三类QAM符号的干扰复合
\t而成的实际传输符号为所述三类OQAM符号的目标数据符号，使三类QAM符号上由第二三类QAM符号与所述来自于相邻三类OQAM符号的干扰、所述来自于第一三类QAM符号的干扰复合而成的实际传输符号为所述二类数据符号的目标数据符号；其中，所述三类QAM符号承载的实际数据符号为复数符号，所述第一三类Q...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱大琳，孙鹏飞，喻斌，
申请(专利权)人：北京三星通信技术研究有限公司，三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：北京;11