专利名称：一种新的正交频分多址系统的调制方法
技术领域：
本发明属于电磁波技术的领域，如无线通信等有关高速率数据传输的技术，特别涉及正交频分多址系统中的调制方法。
OFDM系统一般采用的调制方法是BPSK、QPSK以及各阶QAM调制，详细内容见《通信原理》，曹志刚、钱亚生著，清华大学出版社，1992年出版。其工作原理如
图1中的模块2，对各子载波支路的数据比特统一进行相同阶数调制，或选择OFDM各子载波调制阶数时不考虑与子载波频率的关系。
现有的BPSK、QPSK以及各阶QAM调制方法的主要缺点在于对各子载波支路均采用相同的调制阶数；或每个子载波调制阶数的选取，没有考虑各子载波频率的差异，从而抗干扰的能力较弱。
本发明由发射和接收两部分组成。
本发明的发射机部分组成包括串—并转换1、独立QAM调制2(其中包括L1阶QAM调制21、L2阶QAM调制22……LM阶QAM调制2M。)、IDFT3、添加保护时隙4、D/A转换5、射频6等单元。
本发明发射机部分工作过程如图2所示，信源比特经串—并转换1后，在独立QAM调制模块2中，各支路的数据比特各自进行独立的QAM调制；即根据各路子载波频率大小，独立选择QAM调制的阶数子载波的频率越高，相应QAM调制的阶数越低。这是本发明的主要创新内容；然后经IDFT3、添加保护时隙4、D/A转换5、射频6等单元进行发射。
独立QAM调制的方法是信源比特经过串并转换之后，根据子载波频率的不同，选择不同的QAM调制阶数。子载波的频率越低，相应QAM调制的阶数越高；子载波的频率越高，相应QAM调制的阶数越低。
独立QAM调制的方法可以由图3简单说明。原始数据b(nTs)经串并转换之后，在各支路采用不同阶数的调制方式，L1，L2，...，LM表示QAM(或其它调制方式)调制的阶数，且L1≥L2≥……≥LM。其中1，2，…M表示各子载波支路，且各支路子载波频率为nω0，n＝1，2，3……M。
本发明发射机部分的原理众所周知，对于OFDM系统，整个频带被划分成很多个频谱部分重叠的子载波，数据在各个子载波上并行传输。由于整个频带很宽，不同子载波有不同的误码率性能。当子载波的频率很高的时候，干扰较大；同时，当QAM调制的阶数很高的时候，信号受干扰的影响也会增大。为此本发明提出了根据不同频率的子载波选择不同的调制阶数当子载波频率较低的时候，采用较高阶QAM调制；当子载波频率较高时，采用较低阶QAM调制。即L1≥L2≥……≥LM。
结论从上面的理论分析不难知道，本发明对于各子载波独立调制的方法在原有OFDM系统的优点上，既保证了传输效率，又抑制了干扰。
本发明发射机部分创新点现有的OFDM系统的调制方法，都是所有子载波统一调制，或选择OFDM各子载波调制阶数时没有考虑与子载波频率的关系，这不利于进一步降低干扰。本发明对此提出了不固定阶数的各子载波独立调制的方法，当子载波频率较低的时候，采用较高阶QAM调制；当子载波频率较高时，采用较低阶QAM调制。即L1≥L2≥……≥LM。
本发明发射机部分的实质相对于OFDM系统中传统的所有子载波统一调制的方法，或选择OFDM各子载波调制阶数时没有考虑与子载波频率的关系，本发明的核心思想是根据不同频率的子载波选择不同的调制阶数。子载波频率越低，QAM(或其它调制方式)调制阶数越高；子载波频率越高，QAM(或其它调制方式)调制阶数越低。从而更有效地对抗干扰的影响，降低传输的误码率。
本发明接收机部分本发明接收机部分组成包括射频部分7、A/D转换8、去保护时隙9、DFT10、独立QAM解调11(其中包括L1阶QAM解调111、L2阶QAM调制112……LM阶QAM解调11M。)、并—串转换12等单元，如图2所示。
本发明接收机部分工作过程
工作过程接收端信号经过射频部分7、A/D转换8、去保护时隙9、DFT 10后，各支路数据比特在11单元独立进行各阶QAM解调，子载波频率较低的时候，相应进行较高阶QAM解调；子载波频率较高时，相应进行较低阶QAM解调。然后经并—串转换单元12恢复原始数据。
独立QAM解调单元11的工作原理对图2中DFT 10单元的出口数据，按照各支路的QAM调制阶数进行独立解调子载波频率较低的时候，相应进行较高阶QAM解调；子载波频率较高时，相应进行较低阶QAM解调。即L1≥L2≥……≥LM。如图4所示。
本发明接收机部分的创新点对各支路相应的QAM调制阶数进行独立解调，子载波频率较低的时候，相应进行较高阶QAM解调；子载波频率较高时，相应进行较低阶QAM解调。即L1≥L2≥……≥LM。
本发明接收机部分的实质对不固定QAM调制阶数、独立调制的各支路数据进行相应的解调。
本发明的工程实现与传统的BPSK、QPSK以及各阶QAM调制相比，具有的特点在于对每个子载波调制阶数的选取，充分考虑了各子载波频率的差异，从而根据不同频率的子载波选择不同的调制阶数当子载波频率较低的时候，采用较高阶QAM调制；当子载波频率较高时，采用较低阶QAM调制。这样既保证了传输效率，又能有效地对抗干扰影响，降低传输的误码率。
需要说明的是，本发明的一种新的正交频分多址系统的调制方法，调制方式不限于QAM，也可以适用于其它调制方式。如BPSK、QPSK等等。
b(nTs)是原始数据，d1、d2……dM是各支路经QAM调制后的数据，S(nTs)是IDFT3的输出部分，S`(nTs)是添加保护时隙单元4的输出部分，r(nTs)是去保护时隙单元9的输出部分， 是各支路经QAM解调后的数据， 是恢复后的原始数据。图2是采用本发明提出的新的调制方法的OFDM通信系统的工作原理图其中，发射机部分1是串—并转换单元，2是独立QAM调制单元(其中21是L1阶QAM调制单元、22是L2阶QAM调制单元……2M是LM阶QAM调制单元。)，3是IDFT单元，4是添加保护时隙单元，5是D/A转换单元，6是射频单元；接收机部分7是射频单元，8是A/D转换单元，9是去保护时隙单元，10是DFT单元，11是独立QAM解调单元(其中111是L1阶QAM解调单元、112是L2阶QAM解调单元……2M是LM阶QAM解调单元。)，12是并—串转换单元。
b(nTs)是原始数据， 是各支路经独立QAM调制后的数据，S(nTs)是IDFT 3的输出部分，S`(nTs)是添加保护时隙单元4的输出部分，r(nTs)是去保护时隙单元9的输出部分， 是各支路经独立QAM解调后的数据， 是恢复后的原始数据。图3是本发明提出的新的调制方法的工作原理图。
其中，1是串—并转换单元，2是独立QAM调制单元(其中21是L1阶QAM调制单元、22是L2阶QAM调制单元……、2M是LM阶QAM调制单元)。
b(nTs)是原始数据， 是各支路经独立QAM调制后的数据。图4是本发明提出的新的解调方法的工作原理图。
其中，11是独立QAM解调单元(其中111是L1阶QAM解调单元、112是L2阶QAM解调单元……、2M是LM阶QAM解调单元)，12是并—串转换单元。
是各支路经独立QAM解调后的数据， 是恢复后的原始数据。
本发明接收部分的主要创新是对不固定QAM调制阶数，独立调制的各支路数据进行相应的解调；由于接收端OFDM信号的各子载波支路的频率分量同样是已知的，各种阶数的QAM解调是成熟的现有技术；因此根据本发明提供的方法，同样可以通过编程来实现本发明提出的通信方法，然后利用现有技术可以制作成相应的硬件，组成本发明的接收机系统，实现各子载波独立解调。
计算机仿真表明，采用本发明所述的新的调制方法的OFDM系统，和原有的系统相比，既保证了传输效率，又抑制了干扰，降低了传输的误码率。
权利要求
1.一种新的正交频分多址系统的调制方法，包括发射部分和接收部分，发射部分包括串—并转换(1)、IDFT(3)、添加保护时隙(4)、D/A转换(5)、射频(6)等单元；接收部分包括射频部分(7)、A/D转换(8)、去保护时隙(9)、DFT(10)、并—串转换(12)等单元，其特征在于是发射部分还包括独立QAM调制(2)单元，独立QAM调制(2)包括L1阶QAM调制(21)、L2阶QAM调制(22)……LM阶QAM调制(2M))，它是根据各路子载波频率大小，采用相应阶数的QAM调制；接收部分还包括独立QAM解调(11)单元，对独立QAM调制(2)的各路数据进行相应的解调，独立QAM解调(11)包括L1阶QAM解调(111)、L2阶QAM调制(112)……LM阶QAM解调(11M)。
2.根据权利要求1所述的一种新的正交频分多址系统的调制方法，其特征是所述的采用相应阶数的QAM调制的方法是当子载波频率较低的时候，采用较高阶QAM调制；当子载波频率较高时，采用较低阶QAM调制。
3.根据权利要求1所述的一种新的正交频分多址系统的调制方法，其特征是所述的调制方式不限于QAM调制，也可以可以适用于BPSK、QPSK调制方式。
全文摘要
本发明公开了一种新的正交频分多址系统的调制方法。对于OFDM系统，整个频带被划分成很多个频谱部分重叠的子载波，数据在各个子载波上并行传输。本发明是根据不同频率的子载波选择不同的调制阶数进行调制子载波频率越低，QAM(或其它调制方式)调制阶数越高；子载波频率越高，QAM(或其它调制方式)调制阶数越低。从而更有效地对抗干扰的影响，降低传输的误码率。
文档编号H04L27/36GK1464655SQ0211386
公开日2003年12月31日 申请日期2002年6月12日 优先权日2002年6月12日
发明者唐友喜, 肖悦, 李少谦 申请人:电子科技大学