一种非正交多维无载波幅度相位调制技术传输信号的方法技术

本发明专利技术公开了一种使用非正交多维无载波幅度相位调制(CAP)技术传输信号的方法。本发明专利技术在发射端使用非正交的多维无载波幅度相位调制滤波器调制信号，在接收端使用与发射端对应的匹配滤波器接收信号，可实现多用户根据需求的带宽资源灵活分配。本发明专利技术设计的非正交多维CAP滤波器占用更窄的带宽，具有更高的频谱效率(SE)。而且，本发明专利技术采用基于滤波器干扰已知的码间串扰(ISI)与通道间串扰(CCI)消除算法(ICCA)来弥补带宽变窄的非正交多维CAP滤波器带来的信号损伤，即降低了多维CAP滤波器的正交性要求。本发明专利技术具有提高系统频谱效率的能力，可以消除非正交多维CAP滤波器带来的串扰，从而提升非正交多维无载波幅度相位调制通信系统的误码率性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及通信领域，尤其涉及使用非正交多维无载波幅度相位调制技术的信号传输方法。
技术介绍
为了应对日益增长的互联网高清视频等大宽带业务，带宽需求也面临着严峻的挑战，以大容量为接入目的的宽带接入技术受到了越来越多的青睐。但是，高带宽需求带来成本、能耗的增加也是个需要考虑的问题。截至目前，已经有包括WDMA(WavelengthDivisionMultipleAccess)、TWDMA(TimeWavelengthDivisionMultipleAccess)和OFDMA(OrthogonalFrequencyDivisionMultipleAccess)等扩容技术应用于接入网中。其中WDMA技术和TWMDA技术需要可调波长激光器；OFDMA技术作为目前最热门的扩容技术，具有高带宽利用率和长距离传输的抗频率选择性衰落的问题，但是算法复杂，且需要ADC/DAC器件，这类器件动辄上千甚至上万美元，使得实现成本非常高，在较短距离的接入网环境中，一方面成本优势不够突出，另一方面高成本也不符合接入网的低成本应用需求。同时，结构的复杂也带来了巨大的能耗。据2012的OFC会议上相关数据显示，接入网能耗占光通信网络总能耗的67％。无载波幅度相位调制(CAP)是一种低成本、高效的调制技术。该技术使用多个正交的无载波幅度相位调制滤波器来调制不同的信号，以满足不同用户的需求。这项技术只需要使用简单的固化滤波器就能实现信号的调制解调，从而可以降低系统的复杂度。在传统的无载波幅度相位调制中，各个用户使用的滤波器是一组占有相同的频谱宽度并且在时域上脉冲响应两两正交的波形，而为了保证正交性，这些波形所占用的频谱宽度较大，因此传统的无载波幅度相位调制技术在频谱效率难以进一步提高。
技术实现思路
本专利技术提供了一种非正交多维无载波幅度相位调制技术传输信号的方法，用以解决现有技术中正交滤波器占用的频谱宽度较大问题，在保证误码率性能、不明显增加算法复杂度的情况下，提升多维无载波幅度相位通信系统的频谱利用效率。本专利技术的目的通过以下措施实现：在发送数据之前先进行非正交多维无载波幅度相位调制滤波器的设计；将待发射的数据经过上采样后，经非正交多维CAP发射滤波器滤波，然后在时域上叠加在一起。根据不同用户的带宽需求，不同维度的滤波器可以提供给一个或者多个用户，满足多用户的带宽资源灵活分配。接收端的数据首先被非正交多维匹配滤波器滤波，然后进行下采样操作，将各个维度信号等效为经过多进多出(MIMO)信道，然后使用基于MIMO信道的改进型的级联多模算法(MCMMA)与判决反馈的最小均方误差均衡算法(DD-LMS)，对匹配滤波与下采样后的数据进行预均衡。最后基于预均衡后的信号，使用码间串扰和通道间串扰消除算法(ICCA)对匹配滤波与下采样后的数据进行干扰消除。包括如下步骤：(1)采用最小最大值的优化过程设计非正交多维无载波幅度相位调制滤波器，具体表述如下：其中N代表滤波器个数，Si是发送端滤波器si的傅立叶变换，Si,HP是Si高于频率响应截止频率fB之外的部分，截止频率fB为滤波器的目标带宽；接收端匹配滤波器可以表示为：mi＝reverse(si),i＝{1,2,…,N本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种使用非正交多维无载波幅度相位调制技术传输信号的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)设计非正交多维无载波幅度相位调制CAP滤波器；(2)在发送端使用所述CAP滤波器对数据进行滤波；(3)在接收端使用与所述CAP滤波器相对应的匹配滤波器进行匹配滤波；(4)使用码间串扰和通道间串扰消除算法ICCA对匹配滤波后的数据进行干扰消除。

【技术特征摘要】
1.一种使用非正交多维无载波幅度相位调制技术传输信号的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)设计非正交多维无载波幅度相位调制CAP滤波器；(2)在发送端使用所述CAP滤波器对数据进行滤波；(3)在接收端使用与所述CAP滤波器相对应的匹配滤波器进行匹配滤波；(4)使用码间串扰和通道间串扰消除算法ICCA对匹配滤波后的数据进行干扰消除。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中非正交多维无载波幅度相位调制滤波器的设计，是通过最小最大的优化过程实现的，最小最大优化过程表示为：式中N代表滤波器个数，也即是CAP系统的维数；Si表示第个i滤波器si的频率响应，Si,HP是滤波器频率响应Si截止频率fB之外的部分；优化过程选用如下初始值进行，即：其中g(t)是升余弦函数，n＝1、2、…N/2，Ts是每个符号的持续时间，β是滚降系数，γn是用来控制滤波器中心频率的自定义参数，...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓磊，李迪，石璐，何家乐，唐明，付松年，刘德明，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42