一种基于子载波簇独立滤波的带内外干扰抑制信号调制及解调方法技术

本发明专利技术公开了一种基于子载波簇独立滤波的带内外干扰抑制信号调制和解调方法，在调制过程中，在多载波信号发送时，首先对已编码的待发送信号进行星座点映射，再对经过星座点映射后的非连续子载波簇进行分配；接着，再对连续子载波簇和分配后的非连续子载波簇进行统一调制，最后，对各连续子载波簇分别进行滤波后，再对连续子载波簇分别进行功率和相位调整，将调制后的非连续子载波簇信号和调整后的连续子载波簇信号进行发送；在解调过程中，对各连续子载波簇分别进行滤波；该方法分别滤波各子载波簇，分别调制和解调，再通过预加重连续子载波簇能够补偿短发送FIR滤波器冲击响应造成的非平坦通带簇内子载波功率不均匀，使各子载波簇间几乎无干扰，抑制带内外共存的其他信号源的干扰。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于通信领域，特别涉及一种基于子载波簇独立滤波的带内外干扰抑制信号调制及解调方法。
技术介绍
随着无线通信技术的发展，未来无线通信系统(例如5G)需要更高的频谱灵活性，如异构系统之间和谐共处，各种类型服务的共存，这都需要进一步充分利用碎片化的稀缺频谱资源；频谱利用集中于多个独立且可动态重配置的时频单元，消除非必须的时频单元外干扰信号发射。无线通信系统的宽带化趋势，以及无线通信技术和业务的迅猛发展,基于子载波簇独立滤波的带内外干扰抑制方案广泛应用于无线通信领域。现有方案有传统带循环前缀的正交频分复用(CP-OFDM)，滤波器组多载波(FBMC)，基于循环卷积的多载波调制(GFDM,WCP-COQAM)。而这些方案都有一些不足，使用传统带循环前缀的正交频分复用(CP-OFDM)方案时带内外干扰泄露十分严重，通过加窗的方式能进行改善但十分有限；使用滤波器组多载波(FBMC)的方案，虽然通过各个载波单独滤波，可达到理想的带内外干扰抑制，强干扰抑制会造成有很长的前后拖尾，降低时域灵活性；使用基于循环卷积的多载波调制(GFDM,WCP-COQAM)方案，不适用于多用户频域异步接入，不适用于快衰信道(如车联网)。
技术实现思路
本专利技术提供了一种基于子载波簇独立滤波的带内外干扰抑制信号调制及解调方法，其目的是使碎片化频谱得到更好的利用，频域带内/外干扰抑制能力更好，以及保持时域信号的紧凑性，避免信号前后的长拖尾。一种基于子载波簇独立滤波的带内外干扰抑制信号调制方法，在多载波信号发送时，首先对已编码的待发送信号进行星座点映射，再对经过星座点映射后的非连续子载波簇进行分配；接着，再对连续子载波簇和分配后的非连续子载波簇进行统一调制，最后，对各连续子载波簇分别进行滤波后，再对连续子载波簇分别进行功率和相位调整，将调制后的非连续子载波簇信号和调整后的连续子载波簇信号进行发送。对已编码的待发送信号进行星座点映射后，将映射后的总子载波数N依次等分为g组，N＝g×n，n为每组子载波中子载波总数；对于每组子载波，分为连续子载波簇m1…mn和非连续子载波簇p1…pn；再对非连续子载波簇p1…pn进行分配。对滤波后的各连续子载波簇按公式进行预加重处理：其中，υm,n表示子载波簇m中子载波n的中心频率，ωm表示子载波簇m中子载波数带宽k(m)的中心频率；表示对子载波簇m中子载波n进行预加重后的调制星座，s(υm,n)表示子载波簇m中子载波n当前调制星座，Fk(m)表示对fk(t)进行傅里叶变换得到的频域响应，fk(t)表示对应通带宽度配置m的低通滤波器时域响应。一种基于子载波簇独立滤波的带内外干扰抑制信号解调方法，在接收到多载波信号后，首先，对各连续子载波簇分别进行滤波，接着对滤波后的所有子载波簇进行解调，最后对解调后的信号进行星座点解映射；对各连续子载波簇分别进行滤波时所使用的滤波器为带通滤波器，每个带通滤波器的中心频点υm,n为每个待滤波的连续子载波簇的低通簇滤波器响应fk(t)的频域中点；每个带通滤波器对应的低通簇滤波器响应是依据连续子载波簇的通带宽度从预先存储的不同簇带宽的低通簇滤波器响应表中查表获得。每个子载波簇独立进行FIR滤波以抑制其他共存节点发射信号的干扰，现有一些方案也提出过类似的方法，但是在滤波过程中不是所有的干扰都能去除，有些方案将同频信号作为噪声处理，会降低整个系统的容量；有些方案在频域进行抑制干扰，实际操作起来很难实现。此方案进行了一些优化，加入了一个预加重方案，对功率进行补偿，能更好的抑制带内外干扰。通过预加重后的信号表示为调制后的信号表示为L(υm,n)1...L(υm,n)n，根据调制后的信号，自适应地改变FIR滤波器的各分支滤波器系数，对应相应滤波器响应。通过预加重处理对由于短发送FIR滤波器冲击响应造成的非平坦通带形成的簇内子载波功率不均匀进行补偿。有益效果本专利技术提供了一种基于子载波簇独立滤波的带内外干扰抑制信号调制和解调方法，在调制过程中，在多载波信号发送时，首先对已编码的待发送信号进行星座点映射，再对经过星座点映射后的非连续子载波簇进行分配；接着，再对连续子载波簇和分配后的非连续子载波簇进行调制，最后，对各连续子载波簇分别进行滤波后，再对连续子载波簇分别进行功率和相位调整，将调制后的非连续子载波簇信号和调整后的连续子载波簇信号进行发送；在解调过程中，对各连续子载波簇分别进行滤波；该方法分别滤波各子载波簇，分别调制和解调，再通过预加重连续子载波簇能够补偿短发送FIR滤波器冲击响应造成的非平坦通带簇内子载波功率不均匀，使各子载波簇间几乎无干扰，抑制带内外共存的其他信号源的干扰。附图说明图1为本专利技术所述的调制方法过程示意图；图2为本专利技术所述的解调方法过程示意图；图3为应用本专利技术所述方法进行信号调制和解调时，带内外干扰泄露仿真结果图；图4为应用本专利技术所述方法进行信号调制和解调时，异步用户间干扰仿真结果图。具体实施方式下面将结合附图和实施例对本专利技术做进一步的说明。如图1所示，一种基于子载波簇独立滤波的带内外干扰抑制信号调制方法，在多载波信号发送时，首先对已编码的待发送信号进行星座点映射，再对经过星座点映射后的非连续子载波簇进行分配；接着，再对连续子载波簇和分配后的非连续子载波簇进行调制，最后，对各连续子载波簇分别进行滤波后，再对连续子载波簇分别进行功率和相位调整，将调制后的非连续子载波簇信号和调整后的连续子载波簇信号进行发送。对已编码的待发送信号进行星座点映射后，将映射后的总子载波数N依次等分为g组，N＝g×n，n为每组子载波中子载波总数；对于每组子载波，分为连续子载波簇m1…mn和非连续子载波簇p1…pn；再对非连续子载波簇p1…pn进行分配。对滤波后的各连续子载波簇按公式进行预加重处理：其中，υm,n表示子载波簇m中子载波n的中心频率，ωm表示子载波簇m中子载波数带宽k(m)的中心频率；表示对子载波簇m中子载波n进行预加重后的调制星座，s(υm,n)表示子载波簇m中子载波n当前调制星座，Fk(m)表示对fk(t)进行傅里叶变换得到的频域响应，fk(t)表示对应通带宽度配置m的低通滤波器时域响应。如图2所示，一种基于子载波簇独立滤波的带内外干扰抑制信号解调方法，在接收到多载波信号后，首先，对各连续子载波簇分别进行滤波，接着对滤波后的所有子载波簇进行解调，最后对解调后的信号进行星座点解映射；对各连续子载波簇分别进行滤波时所使用的滤波器为带通滤波器，每个带通滤波器的中心频点υm,n为每个待滤波的连续子载波簇的低通簇滤波器响应fk(t)的频域中点；每个带通滤波器对应的低通簇滤波器响应是依据连续子载波簇的通带宽度从预先存储的不同簇带宽的低通簇滤波器响应表中查表获得。每个子载波簇独立进行FIR滤波以抑制其他共存节点发射信号的干扰，现有一些方案也提出过类似的方法，但是在滤波过程中不是所有的干扰都能去除，有些方案将同频信号作为噪声处理，会降低整个系统的容量；有些方案在频域进行抑制干扰，实际操作起来很难实现。本专利技术所述方法进行了一些优化，加入了一个预加重方案，对功率进行补偿，能更好的抑制带内外干扰。通过预加重后的信号表示为调制后的信号表示为L(υm,n)1...L(υm,n)n，根据调制后的信号，自适应本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于子载波簇独立滤波的带内外干扰抑制信号调制方法，其特征在于，在多载波信号发送时，首先对已编码的待发送信号进行星座点映射，再对经过星座点映射后的非连续子载波簇进行分配；接着，再对连续子载波簇和分配后的非连续子载波簇进行调制，最后，对各连续子载波簇分别进行滤波后，再对连续子载波簇分别进行功率和相位调整，将调制后的非连续子载波簇信号和调整后的连续子载波簇信号进行发送。

【技术特征摘要】
1.一种基于子载波簇独立滤波的带内外干扰抑制信号调制方法，其特征在于，在多载波信号发送时，首先对已编码的待发送信号进行星座点映射，再对经过星座点映射后的非连续子载波簇进行分配；接着，再对连续子载波簇和分配后的非连续子载波簇进行调制，最后，对各连续子载波簇分别进行滤波后，再对连续子载波簇分别进行功率和相位调整，将调制后的非连续子载波簇信号和调整后的连续子载波簇信号进行发送。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对滤波后的各连续子载波簇按公式进行预加重处理：其中，υm,n表示子载波簇m中子载波n的中心频率，ωm表示子载波簇m中子载波数带宽k(m)的中心频率；表示对子载波簇m中子载波n进行预加重后的调制星座，s...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡林，肖倩文，曹翰文，黄晶，黄伟，
申请(专利权)人：长沙理工大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43