正交加窗正交频分复用系统、主动干扰抵消方法及应用技术方案

本发明专利技术属于无线通信技术领域，公开了一种正交加窗正交频分复用系统、主动干扰抵消方法及应用，正交加窗正交频分复用系统包括发送机和接收机；所述发送机包括串并转换模块、符号映射模块、子载波映射模块、多载波调制模块、并串转换模块、正交加窗模块、正交主动频谱泄漏抵消模块、上变频模块。本发明专利技术提供的正交加窗正交频分复用系统，应用了波形滚降速度可变的主动干扰抵消技术，能够在不产生任何子载波间干扰的条件下，更有效抑制信号的频谱泄漏，将正交频分复用系统的频谱泄漏降低到

【技术实现步骤摘要】
正交加窗正交频分复用系统、主动干扰抵消方法及应用


[0001]本专利技术属于无线通信
，尤其涉及一种正交加窗正交频分复用系统、主动干扰抵消方法及应用。

技术介绍

[0002]目前，带宽无线通信面临严重的频谱资源不足的问题，在带宽无线通信中广泛采用的正交频分复用系统(OFDM)却又存在频谱泄漏严重，降低了频谱效率。抑制正交频分复用信号的频谱旁瓣泄漏，对于提高无线频谱效率和缓解无线频谱资源不足有重要意义。
[0003]抑制OFDM信号的频谱泄漏的方法主要包括加窗法和主动干扰抵消方法(AIC)，也可以把它们结合起来使用。其中已有的非正交主动干扰抵消存在较严重的干扰系统内数据子载波的缺点；而已有的正交主动干扰抵消虽然对系统内数据子载波不造成干扰，但其旁瓣抑制效果不足；另外，M.S.El
‑
Saadany，A.F.Shalash,and M.Abdallah，“Revisiting active cancellation carriers for shaping the spectrum of OFDM
‑
based Cognitive Radios”in Sarnoff Symposium，2009.SARNOFF
’
09.IEEE,2009,pp.1
‑
5将加窗方法与主动干扰抵消方法相结合，对旁瓣抑制效果的进改有限。
[0004]此外，已有的主动干扰抵消方法还存在能量效率偏低，且所使用的主动干扰抵消信号数量较多，因此计算量也较大的问题。
[0005]通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：
[0006](1)已有的正交主动干扰抵消虽然对系统内数据子载波不造成干扰，但其旁瓣抑制效果不足。
[0007](2)现有技术将加窗方法与主动干扰抵消方法相结合，对旁瓣抑制效果的进改有限。
[0008](3)常规的加窗方法是先对OFDM信号添加循环前缀(CP)后再加窗，加窗过程不影响已有的OFDM数据部分和CP部分，但是这样加窗后的数据子载波就互相不再正交了，再进一步应用主动干扰抵消的效果就不太好。
[0009]解决以上问题及缺陷的难点为：
[0010](1)找到主动干扰抵消与加窗最有效的结合的方法；
[0011](2)加窗一般都会影响子载波间的正交性，进一步影响干扰抵消的效率。正交加窗，特别是滚降因子动态可变的正交加窗可以有效解决主动干扰抵消与加窗高效结合的关键难点问题。
[0012]解决以上问题及缺陷的意义为：
[0013]建立了新的正交加窗正交频分复用系统，从而大大降低频谱泄漏，提高的无线频谱资源利用率；降低了对其它无线通信系统的干扰。

技术实现思路

[0014]针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种正交加窗正交频分复用系统、主动
干扰抵消方法及应用。
[0015]本专利技术是这样实现的，一种正交加窗正交频分复用系统，所述正交加窗正交频分复用系统包括发送机和接收机；所述发送机包括串并转换模块、符号映射模块、子载波映射模块、多载波调制模块、并串转换模块、正交加窗模块、正交主动频谱泄漏抵消模块、上变频模块。
[0016]串并转换模块，用于将串行数据转换成并行数据；
[0017]符号映射模块，用于将二进制信息映射为多进制的通信星座符号；
[0018]子载波映射模块，用于将符号分配到合适的子载波，将不用的子载波置零；
[0019]多载波调制模块，用于完成对信号从频域到时域的调制转换；
[0020]并串转换模块，用于将并行信号转成串行信号；
[0021]正交加窗模块，用于对时域信号加窗成形；
[0022]正交主动频谱泄漏抵消模块，用于计算主动旁瓣抵消信号，并作减法运算实现频谱泄漏抵消；
[0023]上变频模块，用于将信号由基带信号转换成频带信号。
[0024]进一步，所述正交加窗模块与频谱泄漏模块同时采用正交加窗设计，采用升余弦波形实现对数据子载波信号的正交加窗，即加窗后的数据子载波仍然是正交的，不产生任何子载波间干扰，频谱泄漏在整数倍子载波间隔位置总为0；加窗后的符号长度是多载波调制器输出符号长度的(1+α)倍，α为升余弦窗函数的滚降因子。
[0025]进一步，所述正交主动频谱泄漏抵消模块，包括：滚降因子自适应的窗函数g(t)，干扰抵消子载波波形的窗函数时域定义为：
[0026][0027]其中，α的值等于应用于数据子载波的窗函数的滚降因子，是滚降速度调节因子；每个干扰抵消子载波应用形式相同的窗函数g(t)，但是参数的取值不同，参数在旁瓣抵消效果最大化的过程中确定。
[0028]进一步，所述干扰抵消子载波均位于正交频率位置；对干扰抵消子载波CC应用权利要求2所述的窗函数后，CC的频谱和数据子载波正交，频谱旁瓣在整数倍子载波间隔位置总为0。
[0029]本专利技术的另一目的在于提供一种应用所述的正交加窗正交频分复用系统的主动干扰抵消方法，所述主动干扰抵消方法包括以下步骤：
[0030]步骤一，计算正交加窗后的正交频分复用系统数据子载波在频率f
k
∈ψ的多个频谱抑制区的泄漏
[0031]步骤二，计算主动干扰抵消信号的频谱旁瓣；
[0032]步骤三，令主动干扰抵消信号的频谱在f
k
∈ψ处与正交频分复用信号的频谱泄漏相互抵消，求解权重系数w和窗函数的可调参数
[0033]步骤四，合成干扰抵消信号，并对已加窗正交频分复用信号作干扰抵消。
[0034]进一步，步骤一中，所述计算加窗后的正交频分复用系统数据子载波在频率f
k
∈ψ的多个频谱抑制区的泄漏包括：
[0035][0036]其中，是调制前的长度为N的复数域符号；是其第m列由矢量p
m
构成的矩阵，即：
[0037][0038]其中，p
m
表示第m个子载波在频率f
k
处的频谱取值，由数据子载波所应用的升余弦窗函数波形和数据子载波的频率w确定，元素定义为：
[0039]进一步，步骤二中，所述计算主动干扰抵消信号的频谱旁瓣，包括：
[0040]令矢量q
m
表示第m个CC子载波的频谱在频率f
k
∈ψ处的取值，由CC所采用的滚降速度可变窗函数及CC的频率m确定，元素
[0041]那么由κ个子载波频谱向量构成其频谱矩阵Q＝[q0，q1，
…
，q
κ
‑1]。假设频域旁瓣抵消子载波矢量为w，那么它在目标抑制频段f
k
∈ψ的频谱可写为：
[0042]进一步，步骤三中，所述令主动干扰抵消信号与正交频分复用信号的频谱泄漏相互抵消，求解权重系数w和窗函数的可调参数包括：
[0043]令旁瓣抵消信号的频谱与数据子载波的频谱在旁瓣抑制区频率f
k
∈ψ处相互抵消，最本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种正交加窗正交频分复用系统，其特征在于，所述正交加窗正交频分复用系统包括：串并转换模块，用于将串行数据转换成并行数据；符号映射模块，用于将二进制信息映射为多进制的通信星座符号；子载波映射模块，用于将符号分配到合适的子载波，将不用的子载波置零；多载波调制模块，用于完成对信号从频域到时域的调制转换；并串转换模块，用于将并行信号转成串行信号；正交加窗模块，用于对时域信号加窗成形；正交主动频谱泄漏抵消模块，用于计算主动旁瓣抵消信号，并作减法运算实现频谱泄漏抵消；上变频模块，用于将信号由基带信号转换成频带信号。2.如权利要求1所述的正交加窗正交频分复用系统，其特征在于，所述正交加窗模块与频谱泄漏模块同时采用正交加窗设计，采用升余弦波形实现对数据子载波信号的正交加窗，即加窗后的数据子载波仍然是正交的，不产生任何子载波间干扰，频谱泄漏在整数倍子载波间隔位置总为0；加窗后的符号长度是多载波调制器输出符号长度的(1+α)倍，α为升余弦窗函数的滚降因子。3.如权利要求1所述的正交加窗正交频分复用系统，其特征在于，所述正交主动频谱泄漏抵消模块，包括：滚降因子自适应的窗函数g(t)，干扰抵消子载波波形的窗函数时域定义为：其中，α的值等于应用于数据子载波的窗函数的滚降因子，是滚降速度调节因子；每个干扰抵消子载波应用形式相同的窗函数g(t)，但是参数的取值不同，参数在旁瓣抵消效果最大化的过程中确定。4.如权利要求1所述的正交加窗正交频分复用系统，其特征在于，所述干扰抵消子载波均位于正交频率位置；对干扰抵消子载波CC应用权利要求3所述的窗函数后，CC的频谱和数据子载波正交，频谱旁瓣在整数倍子载波间隔位置总为0。5.一种主动干扰抵消方法，其特征在于，所述主动干扰抵消方法包括：步骤一，计算正交加窗后的正交频分复用系统数据子载波在频率f
k
∈ψ的多个频谱抑制区的泄漏步骤二，计算主动干扰抵消信号的频谱旁瓣；步骤三，令主动干扰抵消信号的频谱在f
k
∈ψ处与正交频分复用信号的频谱泄漏相互抵消，求解权重系数w和窗函数的可调参数步骤四，合成干扰抵消信号，并对已加窗正交频分复用信号作主动干扰抵消。6.如权利要求5所述的主动干扰抵消方法，其特征在于，步骤一中，所述计算正交加窗
后的正交频分复用系统数据子载波在频率f
k
∈ψ的多个频谱抑制区的泄漏包括：其中，是调制前的长度为N的复数域符号；是其第m列由矢量p
m
构成的矩阵，即：其中，p
m
表示第m个子载波在频率f
k
处的频谱取值，由数据子载波所应用的升余弦窗函数波形和数据子载波的频率m确定，元素定义为：步骤二中，所述计算主动干扰抵消信号的频谱旁瓣，包...

【专利技术属性】
技术研发人员：代光发，陈少平，饶文贵，王勤，杨杨，
申请(专利权)人：中南民族大学，
类型：发明
国别省市：