本发明专利技术公开了一种非正交多载波数字调制与解调方法，包含以下步骤：将可利用信道划分为若干个子载波信道；将来自外部的输入数据进行信源编码、信道编码、映射、多载波调制和加入保护间隔处理，获得多载波数字信号；将多载波数字信号转换成模拟信号，再进行放大，最后发射到无线信道中；将接收的信号转换为电信号，放大后再将模拟信号转换为数字接收信号；通过参数估算算法对数字接收信号进行估计，得到多载波的频率、幅值和相位，进而完成解调并将数据输出。本发明专利技术的方法及装置，克服载波频偏对OFDM等正交多载波系统的影响，既能实现较高的频谱利用率，又具有较好的抗多普勒性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及通信领域，特别涉及一种非正交多载波数字调制与解调方法与装置。
技术介绍
在无线通信中，受限的信道带宽、信号的多径干扰和多普勒频移等影响着无线 通信的发展。为充分利用信道资源，提高频带的利用率，在通信中引入了正交频分复用 (0FDM)〇OFDM技术选取的多载波是互相正交，频谱重叠的。多载波（假设个数为N)之间的 正交性如下所描述：【主权项】1. 一种非正交多载波数字调制与解调方法，其特征在于，包含以下顺序的步骤：51. 根据信道特征，将可利用信道划分为若干个子载波信道；52. 数字调制处理单元将来自外部的输入数据进行信源编码、信道编码、映射、多载波 调制和加入保护间隔处理，获得多载波数字信号； 53. D/A转换器将多载波数字信号转换成模拟信号，再通过功率放大器进行放大，最后 由无线发射器发射到无线信道中；54. 无线接收器将接收的信号转换为电信号，通过前置放大器放大后，再通过A/D转换 器将模拟信号转换为数字接收信号；55. 通过参数估算算法对数字接收信号进行估计，得到多载波的频率、幅值和相位，进 而完成解调并将数据输出。2. 根据权利要求1所述的非正交多载波数字调制与解调方法，其特征在于，具体步骤 如下： (1) 根据信道特征，将可利用信道分为N个子载波信道；设信号的子载波为： Sj (//) = Aζο%{?π(：η + φ) (5) 对发送信号进行编码和星座图映射之后，进行串/并变换，将单路高速数据转化为N路 并行低速数据调制到多载波上；调制后的多载波信号为： s(n) = 4 cos(2^.n + (6) i e ，其中A为载波幅度，f为载波频率，Φ为载波相位；对应于Vf1〈… 〈f^，有幅值相位值组合KA。，Φ。)，（A1, …(An+ Φη)}携带着发送信息，即发送信号的 信息调制到了（Ai, (J)i)上； (2) 对调制好的多载波信号s (η)进行D/A转换获得模拟调制信号s (t)，s (t)由功率 放大器进行功率放大，由上变频模块将信号搬移到适合无线信道传输的频段，再由无线发 射模块发射出去； (3) 在接收端，无线接收器接收到无线信号并转换为电信号，而后利用下变频模块将信 号搬移到基带，基带信号经过前置放大器放大后，进行A/D转换，获得数字接收信号； (4) 数字接收信号进行数字解调：采用高性能的参数估计算法对数字接收信号进行参 数估计，得到各子载波的频率、幅值和相位的估计值4 4 (5) 对由参数估计算法获得的N组估计参数，根据估计频率义之间的相对大小，对相应 的幅值為和相位.^进行排序，获得携带信息的N组幅值相位值；具体的，参数估计算法获得 (无彳,4)，若^ <λ，则确定幅值和相位的组合顺序为{(彳，4)，(4，^/)，(?)1，*Ν 组估计参数可获得為，该参数估计值的组合携带着发送信息； (6) 由幅值相位值组合為进行星座图解映射和译码等操作 以获得发送数据。3. 根据权利要求2所述的非正交多载波数字调制与解调方法，其特征在于，在步骤（1) 中，所述的将可利用信道分为N个子载波信道，依据信道性能以及接收端的参数估计算法 来选择。4. 根据权利要求2所述的非正交多载波数字调制与解调方法，其特征在于，所述的参 数估计算法为谱线有理组合参数估计算法，获取接收数字信号后，获得频率、幅度和相 位的过程可归纳为： A、对N点的信号补零至2N点，并对补零后的信号Mn)进行2N点的FFT ; Β、由2Ν点信号4")的FFT谱得到功率谱ρ (k)和相位谱D (k); C、 由功率谱p(k)得到N个谱峰，记为ki，i e ，并根据公式（7)得到每个 子载波的估计角频率：64 , 其中"=π{π4+32)，ν 由角频率為可得估计频率并容易获得估计幅值為； D、 在求解得到频率和幅度的基础上，根据相位谱D(k)和公式（8)可以得到估计相位：其中叫=令。5. 用于权利要求1至4所述的非正交多载波数字调制与解调方法的一种非正交多载波 数字调制与解调装置，其特征在于：包括发送模块、通过无线信道与发送模块相连的接收模 块，所述的发送模块包含顺序相连的数字调制处理单元、D/A转换器、功率放大器、无线发射 器，所述的接收模块包含顺序相连的无线接收器、前置放大器、A/D转换器、数字解调处理单 J Ll 〇6. 根据权利要求5所述的非正交多载波数字调制与解调装置，其特征在于：所述的无 线发射器包含上变频模块和发射模块，上变频模块依据具体应用选择，功率放大后的模拟 信号经过上变频模块，搬移到适合无线信道传播的频率，再由发射模块发射。7. 根据权利要求6所述的非正交多载波数字调制与解调装置，其特征在于：所述的发 射模块为射频天线，或者为电-声换能器。8. 根据权利要求5所述的非正交多载波数字调制与解调装置，其特征在于：所述的无 线接收器包含无线接收模块和下变频模块，无线接收模块把从无线信道中接收的信号转换 为电信号，下变频模块将电信号搬移得到基带信号，下变频模块可根据具体应用选择。9. 根据权利要求8所述的非正交多载波数字调制与解调装置，其特征在于：所述的无 线接收模块为接收电磁波的天线，或者为声-电换能器。10. 根据权利要求5所述的非正交多载波数字调制与解调装置，其特征在于：所述的无 线信道为水声信道。【专利摘要】本专利技术公开了一种非正交多载波数字调制与解调方法，包含以下步骤：将可利用信道划分为若干个子载波信道；将来自外部的输入数据进行信源编码、信道编码、映射、多载波调制和加入保护间隔处理，获得多载波数字信号；将多载波数字信号转换成模拟信号，再进行放大，最后发射到无线信道中；将接收的信号转换为电信号，放大后再将模拟信号转换为数字接收信号；通过参数估算算法对数字接收信号进行估计，得到多载波的频率、幅值和相位，进而完成解调并将数据输出。本专利技术的方法及装置，克服载波频偏对OFDM等正交多载波系统的影响，既能实现较高的频谱利用率，又具有较好的抗多普勒性。【IPC分类】H04L27-26【公开号】CN104735017【申请号】CN201510133168【专利技术人】杨萃, 郑尚镇, 胡诗玮, 曹燕, 韦岗, 宁更新 【申请人】华南理工大学【公开日】2015年6月24日【申请日】2015年3月25日本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种非正交多载波数字调制与解调方法，其特征在于，包含以下顺序的步骤：S1.根据信道特征，将可利用信道划分为若干个子载波信道；S2.数字调制处理单元将来自外部的输入数据进行信源编码、信道编码、映射、多载波调制和加入保护间隔处理，获得多载波数字信号；S3.D/A转换器将多载波数字信号转换成模拟信号，再通过功率放大器进行放大，最后由无线发射器发射到无线信道中；S4.无线接收器将接收的信号转换为电信号，通过前置放大器放大后，再通过A/D转换器将模拟信号转换为数字接收信号；S5.通过参数估算算法对数字接收信号进行估计，得到多载波的频率、幅值和相位，进而完成解调并将数据输出。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：杨萃，郑尚镇，胡诗玮，曹燕，韦岗，宁更新，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东;44
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。