一种基于离散傅立叶变换序列的多载波扩频通信方法

摘要

一种基于离散傅立叶变换序列的多载波扩频通信方法，属于宽带多载波无线传输技术领域，其特征在于：该系统传输的数据用一种特定的基于离散傅立叶变换的序列扩频后在多个子载波上面同时发送，由于这种扩频序列的正交性，用户数据可以被区分并同时发送，保证了数据的传输率和频谱效率。另外，利用该序列的奇偶反向特性，大幅度消除由于移动终端运动而带来的多普勒频率扩展干扰。

主权项

1.一种基于离散傅立叶变换的多载波扩频通信方法其特征在于，所述方法是按以下步骤依次实现的：在发送端，用数字集成电路芯片按以下步骤进行：步骤(1)扩频序列产生电路产生长度为M的扩频序列，M为任意正偶数；步骤(2)调制电路对数字基带信号进行符号调制，产生调制信号；步骤(3)所述调制信号输入一个串并变换电路，产生M个并行的符号，其中，所述的M在数量上与步骤(1)中所述扩频序列的长度相等；步骤(4)根据步骤(1)产生的扩频序列，按以下步骤把步骤(3)所述的并行符号中的每个符号用相应的扩频序列扩频后相加：步骤(4.1)产生下述M×M离散傅立叶矩阵F_M：其中 $W_M=\exp \left(j\frac{2\pi }{M}\right)$，i·k表示第i行第k列，i为M×M矩阵的行数，0≤i≤(M-1)，k为M×M矩阵的列数，0≤k≤(M-1)，再重写矩阵F_M的行向量为 $A_i=({\alpha }_0^{\left(i\right)},{\alpha }_1^{\left(i\right)},···{,\alpha }_{M-1}^{\left(i\right)});$步骤(4.2)求扩频序列：在所述矩阵F_M中，从第一列开始，奇数列不变，偶数列乘以-1，即反向，得到矩阵S，其行向量S_i为： $S_i=({\beta }_0^{\left(i\right)},{\beta }_1^{\left(i\right)},···{,\beta }_{M-1}^{\left(i\right)})=({\alpha }_0^{\left(i\right)},-{\alpha }_1^{\left(i\right)},···,-{\alpha }_{M-1}^{\left(i\right)}),$其中 ${\beta }_k^{\left(i\right)}={(-1)}^k{\alpha }_k^{\left(i\right)},0\le k\le M-1.$行向量S_i，0≤i≤M-1；步骤(4.3)对每一个由步骤(3)产生的符号用步骤(4.2)产生的扩频序列扩频后相加并输出；步骤(5)对上述相加后的M个并行的符号进行补零运算，补N-M个零，即在M个数据符号的两端各补(N-M)/2个零，其中M≤N＝2ⁿ，n为任意满足条件M≤N＝2ⁿ的正整数，当M＝N时，所有扩频序列的码片在N路子载波上面发送；当M＜N时，所有扩频序列只在M路子载波上面发送，其余子载波为不传数据的零载波；步骤(6)对步骤(5)得到的N个数据符号进行IDFT运算，并按设定的位数和格式加入循环前缀后输出；步骤(7)对步骤(6)得到的信号进行数模变换，得到模拟信号；步骤(8)由频率合成器产生载波频率，把步骤(7)得到的模拟信号调制到该载波频率上；在接收端，用另一个数字集成电路芯片按以下步骤进行：步骤(1′)接收天线接收步骤(8)发射的信号，并通过频率合成器的输出信号解调后得到相应的基带信号；步骤(2′)步骤(1′)的信号经模数变换后得到相应的数字信号；步骤(3′)对步骤(2′)输出的数字信号去除循环前缀；步骤(4′)对步骤(3′)得到的N个数据符号进行DFT运算后输出；步骤(5′)对步骤(4′)的输出符号进行去零运算，去除N-M个零，即在N个数据符号的两端各去除(N-M)/2个零；步骤(6′)把步骤(5′)得到的去零后的符号输入各个扩频序列的匹配滤波器，匹配后经过合并再经并串变换后输出；步骤(7′)对步骤(6′)的串行输出信号进行符号解调后得到用户数据。