一种多载波数据传输方法

摘要

一种多载波数据传输方法，该方法利用至少两个子载波、子信道传输数据。其特征是，用于传输数据的子信道由包括谐波偏移调制子载波在内的多层次和多码率的子载波组合构成。同一层子载波在时域正交，同一层的某个子载波必与另一子载波频谱重叠，不能用分割频谱及通过滤波器加以隔离。频谱重叠的同一层子载波与频谱重叠的相邻一层子载波以相乘形式组合而成的信号，可通过相关解调区分为正交或近似正交的子信道，子信道个数是各层子载波个数的乘积。其特征还在于，利用下延傅里叶级数或分数码率正交函数，提高给定带宽时宽的子信道的个数；在已有子信道基础上加入新的子信道；以较现有技术更小的峰值平均功率比获得相近性能。

主权项

一种多载波数据传输方法，其特征在于，包括发送步骤和接收步骤，所述的发送步骤包括先将待发送信息映射成数据序列{d_n^(I)}和{d_n^(Q)}，然后将{d_n^(x)}分成L(x)个数据序列其中x取I或Q中的一个，l＝1,2,…,L(x)，每个数据序列的符号持续期为将通过乘法器乘以成为再与c^(l)(x)(t)通过乘法器相乘形成d^(l)(x)(t)c^(l)(x)(t)，将所有d^(l)(x)(t)c^(l)(x)(t)通过相加器合成为通过乘法器乘以谐波子载波得作为s_x(t)，其中s_I(t)通过乘法器乘以载波cos2πf_ct构成同样将数据序列{d_n^(Q)}生成信号s_Q(t)通过乘法器乘以载波sin2πf_ct构成最后s_I(t)和s_Q(t)通过相加器构成发送信号s(t)＝s_I(t)cos2πf_ct+s_Q(t)sin2πf_ct，通过信道向接收端发送；所述的接收步骤包括将接收端所收到的激励r(t)＝s(t)+j(t)+n(t)，通过逐次剥离解调的方式解调数据，其中s(t)是信号，n(t)是背景噪声，j(t)是其他各种干扰信号；首先将激励r(t)通过乘法器乘以接收机内部恢复的载波cos2πf_ct和sin2πf_ct，通过滤波器分别输出s_I(t)和s_Q(t)；s_I(t)和s_Q(t)分别通过乘法器乘以和通过滤波器，分别输出和再以通过乘法器乘以c^(j)(I)(t)，通过相关器或匹配滤波器相关运算，输出d^(j)(I)(t)，以通过乘法器乘以c^(j)(Q)(t)输出d^(j)(Q)(t)，j＝1,2,…,L(x)，再以d^(j)(I)(t)通过乘法器乘以通过相关器或匹配滤波器相关运算，依序输出{d_n^(j)(I)}，以d^(j)(Q)(t)通过乘法器乘以依序输出{d_n^(j)(Q)}，j＝1,2,…,L(x)，所有序列{d_n^(j)(I)}和{d_n^(j)(Q)}合成原始发送数据序列{d_n}；所述的方法利用至少两个子载波、子信道传输数据，用以传输数据的信号形式为包括谐波偏移调制子载波在内的多码率子载波组合信号形式，多个相异子载波之间任意一个子载波必与另一个子载波频谱混叠，在频率域不能用滤波器分离时，这些子载波为一组子载波，当两组子载波其中一组中的每一个的带宽与另一组全部子载波带宽之和相比相差十倍以上时即为两层子载波，两组子载波分属两个不同的层，多组子载波中任意两组分属不同层时即为多层子载波信号形式，所述子载波的数学表示式是一个函数，可单独构成子信道，或以两个以上子载波相乘形式构成子信道，子信道的数学表示式是数据乘以一个函数或两个以上函数的乘积，本方法传输数据的基本信号形式s(t)的数学表示式是以下形式s(t)＝s_I(t)cos2πf_ct+s_Q(t)sin2πf_ct，其中f_c是载波频率，即相对于其他子载波的总载波，s_x(t)的形式包括信号形式一和信号形式二，信号形式一的s_x(t)是以下形式$\begin{array}{c}{s}_x\left(t\right)=\left\{{\Sigma }_{l=1}^{L\left(x\right)}{d}^{\left(l\right)\left(x\right)}\left(t\right)c^{\left(l\right)\left(x\right)}\left(t\right)\right\}\left\{{\Sigma }_{k=1}^{K\left(x\right)}{{\alpha }_k}^{\left(x\right)}\cos (2{{\mathrm{\pi f}}_k}^{\left(x\right)}t+{{\theta }_k}^{\left(x\right)})\right\},\\ {\Sigma }_{l=1}^{L\left(x\right)}{d}^{\left(l\right)\left(x\right)}\left(t\right)c^{\left(l\right)\left(x\right)}\left(t\right)={\Sigma }_{l=1}^{L\left(x\right)}\left\{d_i^{\left(l\right)\left(x\right)}{g}^{\left(l\right)\left(x\right)}(t-{\mathrm{iT}}_d^{\left(l\right)\left(x\right)})\right\{{\Sigma }_n{c}_n^{\left(l\right)\left(x\right)}{h}^{\left(l\right)\left(x\right)}(t-{\mathrm{nT}}_c^{\left(l\right)\left(x\right)})\left\}\right\},\end{array}$信号形式二的s_x(t)的数学表示式是，s_x(t)中的等于${\Sigma }_{l=1}^{L\left(x\right)}\left\{d_i^{\left(l\right)\left(x\right)}{g}^{\left(l\right)\left(x\right)}(t-{\mathrm{iT}}_d^{\left(l\right)\left(x\right)})\right\{{\Sigma }_n[cos2\pi f\left(c_n^{\left(l\right)\left(x\right)}\right)t+\phi \left(c_n^{\left(l\right)\left(x\right)}\right)]h^{\left(c_n^{\left(l\right)\left(x\right)}\right)}\left(t\right)\left\}\right\},$其中x＝I时表示s_I(t)，x＝Q时表示s_Q(t)，L(x)和K(x)为固定整数，即s_I(t)和s_Q(t)中的L,K取任意整数，h^(l)(x)(t)为持续时间的时域波形，是一个序列其数值可任取；为第l路数据，为数据位持续时间，g^(l)(x)(t)为持续时间的时域波形，是发送数据；表示按照序列的取值变化的频率值，表示按照序列变化的相位值，表示按照序列变化的函数，和是谐波子载波，f_k^(x)为谐波子载波频率，α_k^(x)为系数且数值任取，谐波子载波相位为θ_k^(x)且数值任取；同一层子载波在时域正交，同一层的某个子载波必与另一子载波频谱重叠，不能用分割频谱及通过滤波器加以隔离；频谱重叠的同一层子载波与频谱重叠的另一层子载波以相乘形式组合时，其中一层每个子载波的带宽比另一层所有子载波的带宽之和大10倍以上，使得相乘形式组合信号能通过相关解调区分为正交或近似正交的子信道，组合信号子信道的个数等于各层子载波个数的乘积。