FBMC-OQAM定时及信道估计训练序列设计方法技术

一种FBMC‑OQAM定时及信道估计训练序列设计方法和系统，涉及无线通信领域。训练序列由三个连续FBMC符号构成，包括两个辅助数据符号和位于所述两个辅助数据符号中间的一个导频符号。其中导频符号的奇数或偶数序号位的工作子载波调制数据置零，对应两个辅助数据符号奇数与偶数序号位的工作子载波调制数据相同或互为相反数，从而构建一种在时域具有共轭对称特性的序列，通过该序列的共轭对称特性可以完成定时同步功能。此外，利用FBMC‑OQAM系统中虚部干扰在时频平面上的对称特性，该训练序列不但可用于符号定时同步，还可用于FBMC‑OQAM系统滤波后的频域信道估计。

Design Method of Training Sequence for Timing and Channel Estimation of FBMC-OQAM

【技术实现步骤摘要】
FBMC-OQAM定时及信道估计训练序列设计方法
本专利技术涉及无线通信领域，具体涉及一种FBMC-OQAM定时及信道估计训练序列设计方法。
技术介绍
近年来，多载波调制作为一种通信波形技术已经广泛应用于各通信系统中，其基本思想是将传输比特流分成多个子比特流，再调制到不同的子载波上进行传输。在众多的多载波调制技术中，正交频分复用(OFDM，OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing)因其频谱效率高、收发机复杂度低、均衡简单易于和多天线技术结合使用等优点，得到了广泛应用，例如如今的第四代移动通信长期演进(LTE，LongTermEvolution)系统，数字电视广播(DVB，DigitalVideoBroadcast)，无线局域网(WLAN，WirelessLocalAreaNetworks)等。随着未来通信网络的异构化和异步化，OFDM具有较高的带外(OOB，OutOfBand)辐射、对同步误差敏感等一些缺点也逐渐引起人们的关注。例如，物联网海量无线接入、多点协作传输、设备间直接通信等都需要降低调制波形对精确同步的需求，来满足如低成本、低信令开销的同时保障通信性能。此外，认知无线电、载波聚合等技术也需要信号调制波形具有更低的带外泄露，从而更高效的利用碎片频谱。为应对这些挑战，滤波器组多载波(FBMC，FilterBankMulti-Carrier)由于其具有极低的OOB辐射等优点被认为是极具前景的波形技术。在FBMC系统中,由于具有优良时频聚焦(TFL，Time-FrequencyLocalization)的原型滤波器(PF，PrototypeFilter)的引入极大的降低了OOB辐射，从而可以有效控制载波间干扰(ICI，Inter-CarrierInterference),从而灵活有效利用频谱资源并降低同步的需求。由于FBMC调制极低的OOB辐射，使得FBMC在异步通信网络中具有很大的优势。例如，在海量物联网络中，由于众多的终端数量，设备间的同步需要耗费大量的信令资源，采用FBMC系统可以使用很好的保护子载波极大降低异步用户间的干扰，从而可以大量节省信令资源以及终端设备的功耗。同时为提高频谱利用率并应对原型滤波器的引入导致的非正交性，FBMC系统通常采用该偏移正交幅度调制(OQAM，OffsetQuadratureAmplitudeModulation)来代替传统的正交幅度调制(QAM,QuadratureAmplitudeModulation)。在OQAM调制中，原先QAM调制所发送的复数数据符号可以近似等价为在相同的时间内发送两个实数符号，从而保持频谱效率不变。也即在FBMC-OQAM系统中，传统的OFDM中的复正交特性需要放宽为实数域正交，从而提供了频谱效率-OOB辐射-正交性三者折中的解决方案。基于FBMC-OQAM系统的上述特性，由于TFL特性良好的滤波器的引入，在带来优异OOB辐射性能的同时，也使得多个FBMC符号在时域上是部分重叠的，这使得FBMC系统的同步序列设计不像OFDM系统中那样直接。同时由于FBMC-OQAM系统仅能保持在实数域上的正交，因此在接收符号的虚部上会受到来自其他时频点符号的干扰，这对数值为复数的信道系数估计带来了困难。所以虚部干扰项的存在使得FBMC-OQAM系统中的信道估计算法的关键要解决如何消除干扰项或者利用干扰项进行信道估计，才能提高FBMC-OQAM系统的信道估计准确度。
技术实现思路
本专利技术的目的是构造一种FBMC-OQAM的训练序列，利用在FBMC-OQAM系统中信号的共轭对称特性，提高FBMC-OQAM系统定时同步和信道估计训练序列的频谱效率。根据第一方面，一种实施例中提供一种FBMC-OQAM定时及信道估计训练序列设计方法，包括：获取待传输的数据符号序列；生成训练序列，所述训练序列用于FBMC-OQAM系统的定时同步和频域信道系数估计；所述训练序列包括分别为两个辅助数据符号和位于所述两个辅助数据符号中的一个导频符号的三个连续FBMC符号，其中：所述导频符号的奇数序号位的工作子载波置零，且所述两个辅助数据符号相同偶数序号位的工作子载波的实数调制数据相同，所述两个辅助数据符号相同奇数序号位的工作子载波的实数调制数据互为相反数；或，所述导频符号的偶数序号位的工作子载波置零，且所述两个辅助数据符号相同奇数序号位的工作子载波的实数调制数据相同，所述两个辅助数据符号相同偶数序号位的工作子载波的实数调制数据互为相反数；将所述训练序列插入到待传输的数据符号序列中。根据第二方面，一种实施例中提供一种FBMC-OQAM定时及信道估计训练序列设计系统，包括：训练序列插入模块，用于获取待传输的数据符号序列，以生成训练序列，并将所述训练序列插入到待传输的数据符号序列中；其中所述训练序列用于FBMC-OQAM系统的定时同步和频域信道系数估计；所述训练序列包括分别为两个辅助数据符号和位于所述两个辅助数据符号中的一个导频符号的三个连续FBMC符号，其中：所述导频符号的奇数序号位的工作子载波置零，且所述两个辅助数据符号相同偶数序号位的工作子载波的实数调制数据相同，所述两个辅助数据符号相同奇数序号位的工作子载波的实数调制数据互为相反数；或，所述导频符号的偶数序号位的工作子载波置零，且所述两个辅助数据符号相同奇数序号位的工作子载波的实数调制数据相同，所述两个辅助数据符号相同偶数序号位的工作子载波的实数调制数据互为相反数；发送模块，用于将所述训练符号进行OQAM相位因子加权后通过子载波调制和多相滤波的FBMC系统基带信号处理操作，并完成载频调制、滤波和放大后发送到信道中。依据上述实施例的一种FBMC-OQAM定时及信道估计训练序列设计方法和系统，由于在FBMC-OQAM系统的子载波-符号坐标上，训练序列的包括分别为两个辅助数据符号和位于所述两个辅助数据符号中的一个导频符号的三个连续FBMC符号，构造了一种在时域具有共轭对称特性的训练序列，使得OQAM调制带来的固有虚部干扰在导频信号点处相互抵消，因此该训练序列可用于FBMC-OQAM系统的定时同步和频域信道系数估计。附图说明图1为一种实施例中FBMC-OQAM系统的基带系统模型结构示意图；图2为一种实施例中FBMC-OQAM定时及信道估计训练序列设计方法的流程示意图；图3为一种实施例中FBMC-OQAM的训练序列结构示意图；图4为一种实施例中FBMC-OQAM的训练序列的生成方法流程示意图；图5为一种实施例中FBMC-OQAM系统的基带系统模型结构示意图；图6为一种实施例中FBMC-OQAM多相分解架构示意图；图7为一种实施例中多相分解OQAM调制系统IFFT输出信号的共轭对称示意图；图8为一种实施例中原型滤波器时域波形示意图；图9为一种实施例中训练序列时频点结构示意图；图10为一种实施例中训练序列时域组成及共轭对称特性示意图；图11为一种实施例中FBMC-OQAM调制固有虚部干扰示意图。具体实施方式下面通过具体实施方式结合附图对本专利技术作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种FBMC‑OQAM定时及信道估计训练序列设计方法，其特征在于，包括：获取待传输的数据符号序列；生成训练序列，所述训练序列用于FBMC‑OQAM系统的定时同步和频域信道系数估计；所述训练序列包括两个辅助数据符号和位于所述两个辅助数据符号中间的一个导频符号的三个连续FBMC符号，其中：所述导频符号的奇数序号位的工作子载波置零，且所述两个辅助数据符号相同偶数序号位的工作子载波的实数调制数据相同，所述两个辅助数据符号相同奇数序号位的工作子载波的实数调制数据互为相反数；或，所述导频符号的偶数序号位的工作子载波置零，且所述两个辅助数据符号相同奇数序号位的工作子载波的实数调制数据相同，所述两个辅助数据符号相同偶数序号位的工作子载波的实数调制数据互为相反数；将所述训练序列插入到待传输的数据符号序列中。

【技术特征摘要】
1.一种FBMC-OQAM定时及信道估计训练序列设计方法，其特征在于，包括：获取待传输的数据符号序列；生成训练序列，所述训练序列用于FBMC-OQAM系统的定时同步和频域信道系数估计；所述训练序列包括两个辅助数据符号和位于所述两个辅助数据符号中间的一个导频符号的三个连续FBMC符号，其中：所述导频符号的奇数序号位的工作子载波置零，且所述两个辅助数据符号相同偶数序号位的工作子载波的实数调制数据相同，所述两个辅助数据符号相同奇数序号位的工作子载波的实数调制数据互为相反数；或，所述导频符号的偶数序号位的工作子载波置零，且所述两个辅助数据符号相同奇数序号位的工作子载波的实数调制数据相同，所述两个辅助数据符号相同偶数序号位的工作子载波的实数调制数据互为相反数；将所述训练序列插入到待传输的数据符号序列中。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述两个辅助数据符号中的其中任意一个辅助数据符号为待传输的数据符号。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述导频符号非置零的工作子载波上放置有导频数据和待传输的实数调制数据。4.如权利要求1所述的训练序列，其特征在于，所述导频符号非置零的工作子载波上全部放置有导频数据。5.如权利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述导频数据为一组伪随机序列。6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述生成训练序列，包括：获取预插入位置的待传输数据符号；将所述待传输数据符号作为一个所述辅助数据符号；依据所述待传输数据符号获取另一个所述辅助数据符号；将所述导频符号插入到所述两个辅助数据符号中间构成所述训练序列。7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述将所述训练序列插入到待传输的数据符号...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁丽琴，李黎明，汪洋，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学深圳，
类型：发明
国别省市：广东,44