一种数据传输方法技术

本发明专利技术公开一种数据传输方法，包括：将待发送的数据符号按照符号段编序号，并对待发送的数据符号段按照其序号进行处理，将处理过的数据符号映射到载波上，所述对待发送的数据符号段按照其序号处理使得数据符号段映射到载波上后，对于偶数序号数据符号段，偶数序号子载波传输实数部分，奇数序号子载波传输虚数部分，对于奇数序号数据符号段，偶数序号子载波传输虚数部分，奇数序号子载波传输实数部分，实现相邻数据符号段之间合作发送数据。本发明专利技术添加了对数据符号序列的预处理，可以降低发送信号的峰均功率比。

【技术实现步骤摘要】
一种数据传输方法
本专利技术涉及无线通信
，更具体地，涉及一种数据传输方法。
技术介绍
滤波器组多载波系统(FBMC)作为未来无线通信的一个关键技术，是通信系统研究中的一大热点。相较于正交频分复用技术(OFDM)，FBMC使用原型滤波器代替矩形窗，不同于使用矩形窗时信号的突变，经过原型滤波器的信号存在滚降过程，是平缓变化的，因此使用FBMC技术时信号会具有更好的频谱特性。然而作为多载波调制的一种，FBMC系统中的发送信号也是由各个载波分量叠加产生，因而难以避免峰均功率比(PAPR)过高的问题。现有的降低PAPR的方法中，DFT-s-FBMC技术实现简单，不存在处理时延问题，但是因为在操作过程中对于每个符号段是独立处理，符号段相加时会产生新的峰值信号，所以PAPR无法显著降低，FB-s-FBMC技术虽然能够显著降低PAPR，但是实现复杂且处理时延问题比较严重。
技术实现思路
针对现有技术的缺陷，提出了采用相邻符号段之间合作发送数据的方法来降低PAPR，提出了一种主要的合作方法以及该方法的两种特殊变形。为实现上述目的，本专利技术提供一种数据传输方法，包括：将待发送的数据符号划分成数据符号段并编序号，并对待发送的数据符号段按照其序号进行处理，包括加窗、FFT，并采用滤波器组技术将处理过的数据符号映射到多个子载波上，所述对待发送的数据符号段按照其序号处理使得数据符号段映射到多个子载波上后，对于偶数序号数据符号段，偶数序号子载波传输实数部分，奇数序号子载波传输虚数部分，对于奇数序号数据符号段，偶数序号子载波传输虚数部分，奇数序号子载波传输实数部分，实现相邻数据符号段之间合作发送数据。可选地，假设子载波总数为M，滤波器组的符号周期为T，T时刻内发送Ms个数据符号，将待发送的数据符号序列记为{a0,a1,a2,...}，所述待发送的数据符号序列要经过长度为Ms的滑动窗口，每隔Ms/2点滑动截取数据符号，得到在第n个数据符号段xn上的符号为：：其中，每个序号的数据符号段的长度为Ms，第n个数据符号段xn的第k个元素记为xn[k]。可选地，所述对待发送的数据符号段按照其序号处理包括：用w表示长度为Ms的窗矢量，对第n个数据符号段xn加窗后得到rn：rn＝Diag(w)·xn其中，Diag函数的作用是将矢量转换成对角矩阵形式，符号·表示矩阵的乘法运算，第n个数据符号段xn的第k个元素xn[k]加窗后对应rn的第k个元素rn(k)，通过Ms点离散傅里叶变换将rn转换到频域形式Rn：Rn＝FFT(rn)FFT函数表示傅里叶变换，将Rn第m个元素的取值记为Rn[m]。对于第n个数据符号段，将经过进一步调制后得到的En中第m个元素记为En[m]，当n为偶数可以表示为：当n为奇数时，En[m]可以表示为：其中，函数的作用是取实部，函数的作用是取虚部。将Ms个元素En[m]映射到M个子载波上，第m个子载波上的信息为In[m]；In[m]通过IFFT转换到时域后与长度为KM的滤波器相乘，第i个时刻的发送信号sn[i]可以表示为：其中，g[i]表示滤波器的冲激响应，长度为KM，等效于对In[m]进行M点IFFT变换，再与g[i]相乘等效于用滤波器组滤波；将所有经过上述步骤得到的sn[i]进行依次位移累加，得到最终的发送信号s[i]：可选地，可供选择的窗包括但不限于w1，w2，它们的第k个元素w1[k]和w2[k]可以分别表示为：可选地，将Ms个元素En[m]映射到M个子载波上，第m个子载波上的信息In[m]可以表示为：或者：或者：可选地，所述对待发送的数据符号段按照其序号处理包括：将xn拆分为an,bn,cn,dn四个子段，满足an和bn的长度为cn和dn的长度为1，四个子段的元素可以分别表示为an＝[an[0],an[1],...,an[Ms/4-1]]，bn＝[bn[0],bn[1],...,bn[Ms/4-1]]，cn＝cn[0]，dn＝dn[0]。接着需要分为n为偶数、奇数两种情况对数据符号段进行再构造，得到长度为Ms的en，将其中的第k个元素记为en[k]；当n为偶数时的构造方式为：当n为奇数时构造方式为：定义：其中，分别与an[k],bn[k],cn[k]实部相等，虚部相反，分别与an[k],bn[k],cn[k]虚部相等，实部相反；通过Ms点离散傅里叶变换将en转换到频域形式En：En＝FFT(rn)FFT函数表示傅里叶变换，将第m个元素的取值记为En[m]；将Ms个元素En[m]映射到M个子载波上，第i个时刻的第m个子载波上的信息为In[m]；In[m]通过IFFT转换到时域后与长度为KM的滤波器相乘，第i个时刻的发送信号sn[i]可以表示为：其中，g[i]表示滤波器的冲激响应，长度为KM，等效于对In[m]进行M点IFFT变换，再与g[i]相乘等效于用滤波器组滤波；将所有经过上述步骤得到的sn[i]进行依次位移累加，得到最终的发送信号s[i]：可选地，所述对待发送的数据符号段按照其序号处理包括：将实虚交错的符号序列xn拆分为an,bn,cn,dn四个子段，满足an和bn的长度为cn和dn的长度为1即可，四个子段的元素可以分别表示为an＝[an[0],an[1],...,an[Ms/4-1]]，bn＝[bn[0],bn[1],...,bn[Ms/4-1]]，cn＝cn[0]，dn＝dn[0]。当n为偶数时，拆分后的子段需要满足cn,dn为实数an,bn的第一个元素为虚数；当n为奇数时，则需要满足cn,dn为虚数，an,bn的第一个元素为实数，在进行序列再构造的时候，也做出了如下调整：对于偶数数据符号段，对于奇数数据符号段：可选地，将Ms个元素En[m]映射到M个子载波上，第m个子载波上的信息In[m]可以表示为：或者：或者：总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：由于滤波器的滚降特性，其下降过程具有缓慢、平滑的特点，符号段之间相互重叠，若对符号段进行独立处理，相加传输时会产生新的峰值信号，所设计的方法采用相邻符号段之间合作发送数据的方法降低PAPR，不会产生新的峰值信号，同时处理复杂度和延迟较低。本专利技术提出了一种主要方法以及该方法的两种变形。附图说明图1为本专利技术提供的数据传输方法所用发射机的具体实现框架示意图；图2为本专利技术提供的对数据符号进行处理所用的两种窗矢量函数曲线示意图，图2a为窗矢量w1对应的函数曲线，图2b为窗矢量w2对应的函数曲线；图3为本专利技术提供的数据传输方法与DFT-s-FBMC对应的发送信号PAPR性能曲线。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。此外，下面所描述的本专利技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。DFT-s-FBMC是近些年提出的一种有效降低发送信号峰均功率比的技术，核心思想是将符号序列先经过一个DFT变换转换到频域后再输入到FBMC通信系统的发送端。本专利技术在该技术的基础上进行了改进，添加了对符号序列的预处理，从而进一步降低发送信号的峰均功率比。本专利技术提出了一种低峰均功率比(PA本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种数据传输方法，其特征在于，包括：将待发送的数据符号划分成数据符号段并编序号，并对待发送的数据符号段按照其序号进行处理，包括加窗、FFT，并采用滤波器组技术将处理过的数据符号映射到多个子载波上，所述对待发送的数据符号段按照其序号处理使得数据符号段映射到多个子载波上后，对于偶数序号数据符号段，偶数序号子载波传输实数部分，奇数序号子载波传输虚数部分，对于奇数序号数据符号段，偶数序号子载波传输虚数部分，奇数序号子载波传输实数部分，实现相邻数据符号段之间合作发送数据。

【技术特征摘要】
1.一种数据传输方法，其特征在于，包括：将待发送的数据符号划分成数据符号段并编序号，并对待发送的数据符号段按照其序号进行处理，包括加窗、FFT，并采用滤波器组技术将处理过的数据符号映射到多个子载波上，所述对待发送的数据符号段按照其序号处理使得数据符号段映射到多个子载波上后，对于偶数序号数据符号段，偶数序号子载波传输实数部分，奇数序号子载波传输虚数部分，对于奇数序号数据符号段，偶数序号子载波传输虚数部分，奇数序号子载波传输实数部分，实现相邻数据符号段之间合作发送数据。2.根据权利要求1所述的数据传输方法，其特征在于，假设子载波总数为M，滤波器组的符号周期为T，T时刻内发送Ms个数据符号，将待发送的数据符号序列记为{a0,a1,a2,...}，所述待发送的数据符号序列要经过长度为Ms的滑动窗口，每隔Ms/2点滑动截取数据符号，得到在第n个数据符号段xn上的符号为：其中，每个序号的数据符号段的长度为Ms，第n个数据符号段xn的第k个元素记为xn[k]。3.根据权利要求2所述的数据传输方法，其特征在于，所述对待发送的数据符号段按照其序号处理，具体操作为：用w表示长度为Ms的窗矢量，对第n个数据符号段xn加窗后得到rn：rn＝Diag(w)·xn其中，Diag函数的作用是将矢量转换成对角矩阵形式，符号·表示矩阵的乘法运算，第n个数据符号段xn的第k个元素xn[k]加窗后对应rn的第k个元素rn(k)，通过Ms点离散傅里叶变换将rn转换到频域形式Rn：Rn＝FFT(rn)FFT函数表示傅里叶变换，将Rn第m个元素的取值记为Rn[m]，对于第n个数据符号段，将经过进一步调制后得到的En中第m个元素记为En[m]，当n为偶数可以表示为：当n为奇数时，En[m]可以表示为：其中，函数的作用是取实部，函数的作用是取虚部；将Ms个元素En[m]映射到M个子载波上，第m个子载波上的信息为In[m]；In[m]通过IFFT转换到时域后与长度为KM的滤波器相乘，第i个时刻的发送信号sn[i]可以表示为：其中，g[i]表示滤波器的冲激响应，长度为KM，等效于对In[m]进行M点IFFT变换，再与g[i]相乘等效于用滤波器组滤波；将所有经过上述步骤得到的sn[i]进行依次位移累加，得到最终的发送信号s[i]：4.根据权利要求3所述的数据传输方法，其特征在于，可供选择的窗包括但不限于w1，w2，它们的第k个元素w1[k]和w2[k]可以分别表示为：5.根据权利要求2所述的数据传输方法，其特征在于，所述对待发送的数据符号段按照其序号处理包括：将xn拆分为an,bn,cn...

【专利技术属性】
技术研发人员：屈代明，刘泽，江涛，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42