专利名称：一种在滤波器组多载波系统中减小峰均比的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及无线通信网，尤其涉及在滤波器组多载波系统中减小峰均比的方法。
背景技术：
在第四代移动通信系统中曾使用正交频分复用(OFDM)。然而OFDM的带外辐射强，保护频带开销大，频率分辨率有限。这些缺点限制了 OFDM系统的应用。而滤波器组多载波系统(filter-bank multi-carrier FBMC)由于其子载波频谱带外衰减快,对相邻子载波干扰小，可能成为OFDM的替代方案。此外，FBMC系统的优点还包括省去了循环前缀，提高了频谱效率，以及对时频同步
误差鲁棒等。
然而FBMC系统中存在发送信号的峰均比(Peak-to-Average Power Ratio PAPR)过高的问题。峰均比过高容易导致较大的功率损耗，尤其在用户设备端，这将是非常不利的。此外，峰均比过高还容易导致发送信号在功率放大阶段非线性失真，这也是应当避免的。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种在滤波器组多载波系统中减小峰均比的方法。这将是非常有益的。根据本发明的一个方面，提供了一种在滤波器组多载波系统的发射设备中减小峰均比的方法，包括如下步骤对待传输数据进行星座调制；对K个经过所述星座调制得到的星座符号组成的向量进行K点离散傅里叶变换；对经过所述离散傅里叶变换之后得到的数据向量进行偏置正交幅度调制；其中，所述参数K代表为传输所述待传输数据而分配的子载波的个数。进一步地，偏置正交幅度调制的步骤包括将所述数据向量的实部映射到第一滤波器组多载波符号，将所述数据向量的虚部映射到第二滤波器组多载波符号。更进一步地，第一和第二滤波器组多载波符号中的每个元素包含的相位由其所在的滤波器组多载波符号的时域索引以及对应的子载波频域索引决定。根据本发明的另一个方面，提出了一种在滤波器组多载波系统的接收设备中用于减小峰均比的方法，包括对经过信道均衡的信号进行所述偏置正交幅度调制解调；对经过偏置正交幅度调制解调的信号进行K点逆离散傅里叶变换；对经过逆离散傅里叶变换的信号进行星座调制解调；其中，所述参数K代表为传输对应的待传输数据而分配的子载波的个数。根据本发明的另一个方面，提出了一种在滤波器组多载波系统的发射设备中减小峰均比的装置，包括星座调制模块，用于对待传输数据进行星座调制；离散傅里叶变换模块，用于对K个经过所述星座调制得到的星座符号组成的向量进行K点离散傅里叶变换；偏置正交幅度调制模块，用于对经过所述离散傅里叶变换之后得到的数据向量进行偏置正交幅度调制；其中，所述参数K代表为传输所述待传输数据而分配的子载波的个数。根据本发明的另一个方面，提出了一种在滤波器组多载波系统的接收设备中用于减小峰均比的装置，包括偏置正交幅度调制解调模块，用于对经过信道均衡的信号进行所述偏置正交幅度调制解调；逆离散傅里叶变换模块，用于对经过偏置正交幅度调制解调的信号进行K点逆离散傅里叶变换；星座调制解调模块，用于对经过逆离散傅里叶变换的信号进行星座调制解调；其中，所述参数K代表为传输对应的待传输数据而分配的子载波的个数。通过本发明提出的方案，能够在不增加较多的运算的情况下，较为明显地降低信号的峰均比，从而提高功率放大电路的效率，提高有效发射功率，减小信号在功率放大阶段的非线性失真。进一步地，根据本发明提出的方案对偏置正交幅度调制的方案进行了进一步优化选择。如此优选得到的偏置正交幅度调制方案在引入了离散傅里叶变换之后能够获得最优的峰均比。
在下文中将参照以下附图通过例子更具体地描述本发明的优选实施例图I示出了在现有FBMC系统的发射设备中的信号流图；图2示出了根据本发明的一个实施例的在FBMC系统的发射设备中的信号流图；图3示出了图2所示实施例中多载波滤波的信号流图；图4示出了根据本发明一个实施例的OQAM调制方式的信号流图；图5示出了根据本发明一个实施例的多相位滤波器的信号流图；图6示出了根据本发明的另一个实施例的在FBMC系统的接收设备中的信号流图；图7示出了图6所示实施例中多载波滤波的信号流图；图8示出了与图4所示实施例相对应的OQAM解调方式的信号流图；图9示出了与图5所示实施例相对应的多相位滤波器的信号流图；图10示出了根据本发明的一个实施例的在FBMC系统的发射设备中减小峰均比的
装置；图11示出了根据本发明的一个实施例的一种在FBMC系统的接收设备中用于减小峰均比的装置。其中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的步骤特征或装置(模块)。
具体实施例方式以下结合附图对本发明的具体实施例进行详细的示例性描述。图I示出了在现有FBMC系统的发射设备中的信号流图。如图所示，在现有FBMC系统中，在对信息比特进行信道编码之后，首先对待传输的数据进行星座调制110，星座调制110的方式可以为多进制相移键控(Multiple phase-shift keying MPSK)或者正交幅度调制(Quadrature Amplitude Modulation :QAM)等,用于将数据比特转换成星座符号。随后对得到的星座符号进行串并变换(图中未示出)，并对由K个星座符号组成的向量进行偏置正交幅度调制 130 (Offset-Quadrature Amplitude Modulation :0QAM),其中参数 K 代表为传输待传输数据而分配的子载波的个数。经过OQAM调制，将由K个星座符号组成的向量映射为两个FBMC符号。现有技术中已经给出了多种OQAM调制的方案。随后，经过子载波映射150，将FBMC符号映射到对应的子载波上。随后，对子载波映射的输出进行多载波滤波160。此外，多载波滤波160进一步包括,对子载波映射160的输出进行M点逆尚散傅里叶变换；对经过逆离散傅里叶变换的信号进行多相位滤波处理。这里参数M表示系统子载波总个数。在进行星座调制110之前，可能还包括对待传输数据进行信道编码的步骤。如前文提及的，现有FBMC系统存在峰均比过高的问题。为解决现有技术中存在的问题，根据本发明的一个实施例，提出了一种在FBMC系统的发射设备中减小峰均比的方法，其信号流图如图2所示。下面结合图2，对本发明的这一实施例进行非限定性的详细说明。如图2所示，根据本发明的这一实施例，在星座调制210和OQAM调制230中间，增加了对信号进行K点DFT 处理220的步骤。具体地，首先对待传输的数据进行星座调制210，调制的方式可以为MPSK或者QAM等，用于将数据比特转换成星座符号。能够理解的是，在星座调制210之前，还可以包含对待传输数据进行信道编码的步骤。在星座调制210之后，对得到的星座符号进行串并变换(图中未示出)，将K个经过星座调制210得到的星座符号Si, i = 0，1，. . .，K-I组成一个向量S，其中，参数K代表为传输所述待传输数据而分配的子载波的个数。对应于第2n个和第2n+l个FBMC符号的数据星座符号能够表示为S= s!( I )
.sK七随后对该向量进行K点的DFT预编码220，经过DFT预编码220的数据向量能够表
示为
X0I II
X1 I I Wk ···s.r ^ ,
X= I = + . :. .(2)
"v -K- · · · ··
—Li …旳“)2」^-其中1/#表示DFT预编码的功率归一化因子，Wk表示e_j2"/K。随后，对得到数据向量X进行OQAM调制230。OQAM调制230将数据向量X分为两个FBMC符号。根据本发明的一个优选实施例，对OQAM调制的方案进行了选择。图4中示出了依据本发明的一个优选实施例的OQAM调制方式的信号流图。如图所示，首先将数据向量X中每个兀素X的实部和虚部分开，以便随后将数据向量X的实部映射到第一 FBMC符号X2n,将所述数据向量的虚部映射到第二 FBMC符号X2n+1，所获得的实部分量R{x}和虚部分量I{x}分别经过因子为2的上采样。其中，实部分量R{x}经过上采样后，与虚部分量I {x}经上采样并经过延时单元后的信号相加，随后再经过相位处理后输出，以实现将一个数据向量X分解为在时间上先后输出的两个FBMC符号。本领域技术人员能够理解，第一和第二FBMC符号X2n、X2n+1在时间上可能有重叠，重叠部分的长度将取决于原型滤波响应。第一和第二 FBMC符号中的每个元素包含的相位由其所在的FBMC符号的时域索引以及对应的子载波频域索引决定。在这一优选实施例中，第一和第二 FBMC符号X2n、X2n+1中的每个元素包含的相位分别由其所在的FBMC符号的时域索引2n、2n+l与对应的子载波频域索引h kK_i之和决定，即相位处理中所乘的因子为exp(j*pi/2*(索引之和))，也即虚数单位j的索引之和次方。经过OQAM调制230处理后得到的第2n个和第2n+l个FBMC符号能够被表示为
权利要求
1.一种在滤波器组多载波系统的发射设备中减小峰均比的方法，包括如下步骤 a.对待传输数据进行星座调制(210)； b.对K个经过所述星座调制得到的星座符号组成的向量进行K点离散傅里叶变换(220)； c.对经过所述离散傅里叶变换之后得到的数据向量进行偏置正交幅度调制(230)； 其中，所述参数K代表为传输所述待传输数据而分配的子载波的个数。
2.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所述步骤c包括将所述数据向量的实部映射到第一滤波器组多载波符号，将所述数据向量的虚部映射到第二滤波器组多载波符号。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一和第二滤波器组多载波符号中的每个元素包含的相位由其所在的滤波器组多载波符号的时域索引以及对应的子载波频域索引决定。
4.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所述步骤a中的所述星座调制是多进制相移键控或者正交幅度调制。
5.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所述步骤c之后还包括以下步骤 d.通过子载波映射(250)，将所述滤波器组多载波符号映射到所分配的K个子载波上； e.对所述子载波映射的输出进行多载波滤波(260)。
6.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所分配的K个子载波是连续的。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤e包括 el.对所述子载波映射的输出进行M点逆离散傅里叶变换(261)； e2.对经过所述逆离散傅里叶变换的信号进行多相位滤波处理(262)； 其中，所述参数M表示所述滤波器组多载波系统中子载波的总个数。
8.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，在所述步骤a之前包括 -对所述待传输数据进行信道编码。
9.一种在滤波器组多载波系统的接收设备中用于减小峰均比的方法，包括如下步骤 IV.对经过信道均衡的信号进行所述偏置正交幅度调制解调￠30)； V.对经过偏置正交幅度调制解调的信号进行K点逆离散傅里叶变换￠20)； VI.对经过逆离散傅里叶变换的信号进行星座调制解调￠10)； 其中，所述参数K代表为传输对应的待传输数据而分配的子载波的个数。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，在所述步骤V之前还包括 I.对接收到的信号进行多载波滤波￠60)；
11.对经过所述多载波滤波的信号进行子载波逆映射￠50)； III.对经过所述子载波逆映射的信号进行信道均衡￠40)。
II.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述步骤I包括 -对接收到的信号进行多相位滤波￠62)； -对经过所述多相位滤波的信号进行M点离散傅里叶变换(661)； 其中，所述参数M表示所述滤波器组多载波系统中子载波的总个数。
12.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述步骤VI中的所述星座调制是多进制相移键控或者正交幅度调制。
13.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，在所述步骤VI之后还包括 -对经过所述星座调制解调￠10)的信号进行信道译码。
14.一种在滤波器组多载波系统的发射设备中减小峰均比的装置，包括 星座调制模块，用于对待传输数据进行星座调制； 离散傅里叶变换模块，用于对K个经过所述星座调制得到的星座符号组成的向量进行K点离散傅里叶变换； 偏置正交幅度调制模块，用于对经过所述离散傅里叶变换之后得到的数据向量进行偏置正交幅度调制； 其中，所述参数K代表为传输所述待传输数据而分配的子载波的个数。
15.一种在滤波器组多载波系统的接收设备中用于减小峰均比的装置，包括 偏置正交幅度调制解调模块，用于对经过信道均衡的信号进行所述偏置正交幅度调制解调； 逆离散傅里叶变换模块，用于对经过偏置正交幅度调制解调的信号进行K点逆离散傅里叶变换； 星座调制解调模块，用于对经过逆离散傅里叶变换的信号进行星座调制解调； 其中，所述参数K代表为传输对应的待传输数据而分配的子载波的个数。
全文摘要
本发明涉及一种在滤波器组多载波系统的发射设备中减小峰均比的方法，包括对待传输数据进行星座调制(210)；对K个经过所述星座调制得到的星座符号组成的向量进行K点离散傅里叶变换(220)；对经过所述离散傅里叶变换之后得到的数据向量进行偏置正交幅度调制(230)；所述参数K代表为传输所述待传输数据而分配的子载波的个数。通过本发明提出的方案，能够在不增加较多的运算的情况下，较为明显地降低信号的峰均比，从而提高功率放大电路的效率，提高有效发射功率，减小信号在功率放大阶段的非线性失真。
文档编号H04L27/26GK102904854SQ20111021753
公开日2013年1月30日 申请日期2011年7月29日 优先权日2011年7月29日
发明者李栋 申请人:上海贝尔股份有限公司