一种滤波器组多载波系统的数据传输方法技术方案

本发明专利技术公开了一种滤波器组多载波系统的数据传输方法，属于滤波器组多载波通信领域，利用与导频相邻的多个辅助导频符号抵消导频受到的虚部干扰并且通过编码可以发送额外数据。解决了滤波器组多载波系统中导频符号会受到虚部干扰的技术问题。本发明专利技术包括计算导频受到的虚部干扰步骤、计算编码矩阵步骤、设计导频周围的辅助导频符号步骤、发送及接收数据步骤、信道估计及均衡步骤、数据恢复步骤。本发明专利技术能够在保证良好信道估计性能的情况下，显著降低用于抵消虚部干扰的能量。

【技术实现步骤摘要】
一种滤波器组多载波系统的数据传输方法
本专利技术属于多载波通信领域，更具体地，涉及一种滤波器组多载波系统的数据传输方法。
技术介绍
近年来，滤波器组多载波偏移正交幅度调制(FilterBankMultiCarrier-OffsetQuadratureAmplitudeModulation，简称FBMC-OQAM)技术的研究引起了人们的极大关注。相较于正交频分复用(OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing，简称OFDM)技术，FBMC-OQAM技术的频谱利用率更高。但是FBMC-OQAM存在的虚部干扰对于导频方案设计是一个巨大的挑战。目前J-P.Javaudin的文章(J-P.Javaudin,D.Lacroix,andA.Rouxel,“Pilot-aidedchannelestimationforOFDM/OQAM”,inVTC'03Spring,vol.3,pp.1581-1585,April2003)提出了一种单个辅助导频的导频设计方案，主要通过单个辅助导频符号抵消导频受到的虚部干扰，但是该方案存在辅助导频能量过高的缺陷。
技术实现思路
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种滤波器组多载波系统的数据传输方法，其目的在于，解决FBMC系统存在的辅助导频符号用于抵消导频符号受到的虚部干扰的额外能量过高的技术问题。为实现上述目的，按照本专利技术的一个方面，提供了一种滤波器组多载波系统的数据传输方法，包括以下步骤：(1)获取辅助导频符号对导频符号的干扰系数A＝[a1,a2,a3,…,an]、导频符号周围的数据D＝[d1,d2,d3,…dm]T、导频符号周围的数据对导频符号的干扰系数B＝[b1,b2,…,bm]、以及辅助导频符号携带的数据X＝[x1,x2,…,xn-1]T，其中n为导频符号周围的辅助导频符号的数量，m表示导频符号周围数据的数量；(2)计算导频符号周围的数据D对导频符号的虚部干扰I2＝BD；(3)根据上述获得的导频符号的干扰系数A、D对导频符号的虚部干扰I2以及辅助导频符号携带的数据X计算辅助导频符号S，其中S＝[s1,s2,…,sn]T；(4)采用FBMC-OQAM传输导频符号、导频符号周围的辅助导频符号S、以及导频符号周围的数据D；(5)在接收端，对传输的导频符号、辅助导频符号S、以及导频符号周围的数据D进行解调处理，以生成解调后的导频符号P'和辅助导频符号S'；(6)根据导频符号P、以及解调后的导频符号P'进行信道估计，以生成信道的估计值H：(7)根据估计的信道值H对解调后的辅助导频符号S'进行信道均衡，以得到均衡后的辅助导频符号S″；(8)根据编码矩阵C对均衡后的辅助导频符号S″进行解码，以得到恢复后的待发送额外数据X′＝CTS″。优选地，导频符号周围的数据与辅助导频符号所携带的数据的和为所有的待发送数据。优选地，步骤(3)具体采用以下公式：其中C是编码矩阵且是一个n×(n-1)的矩阵，且满足CTC＝I，I表示单位矩阵。总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，由于导频符号周围的多个辅助导频符号经过特殊设计，一方面可以抵消导频符号受到的虚部干扰，另一方面可以通过编码的方式发送额外数据。因此该方案解决了导频符号受到的虚部干扰问题，并且与传统的单个辅助导频方案相比，由于将单个辅助导频符号变为多个辅助导频符号，因此用于抵消虚部干扰的能量降低，并且多个符号通过编码的方式额外发送了数据，频谱效率没有降低。附图说明图1是一种四个辅助导频符号的导频辅助导频符号结构图；图2是一种八个辅助导频符号的导频辅助导频符号结构图；图3是本专利技术滤波器组多载波系统的数据传输方法的流程图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。此外，下面所描述的本专利技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。如图3所示，本专利技术滤波器组多载波系统的数据传输方法包括以下步骤：(1)获取辅助导频符号对导频符号的干扰系数A＝[a1,a2,a3,…,an]、导频符号周围的数据D＝[d1,d2,d3,…dm]T、导频符号周围的数据对导频符号的干扰系数B＝[b1,b2,…,bm]、以及辅助导频符号携带的数据X＝[x1,x2,…,xn-1]T。其中辅助导频符号是指导频符号周围原本用来发送数据的符号，在本专利技术中这些符号不是用来直接发送数据，而是一方面用于抵消导频符号受到的虚部干扰，另一方面通过编码携带数据，因此称为辅助导频符号，图1和图2分别给出了4个辅助导频符号和8个辅助导频符号的结构图。n为导频符号周围的辅助导频符号的数量，m表示导频符号周围数据的数量，且所有的待发送数据包括导频符号周围的数据与辅助导频符号所携带的数据两部分；(2)计算导频符号周围的数据D对导频符号的虚部干扰I2＝BD；(3)根据上述获得的导频符号的干扰系数A、D对导频符号的虚部干扰I2以及辅助导频符号携带的数据X计算辅助导频符号S，其中S＝[s1,s2,…,sn]T，具体采用以下公式：其中C是编码矩阵且是一个n×(n-1)的矩阵，且满足CTC＝I，I表示单位矩阵。(4)采用滤波器组多载波偏移正交幅度调制(FilterBankMultiCarrier-OffsetQuadratureAmplitudeModulation，简称FBMC-OQAM)传输导频符号、导频符号周围的辅助导频符号S、以及导频符号周围的数据D；(5)在接收端，对发送的导频符号、辅助导频符号S、以及导频符号周围的数据D进行解调处理，以生成解调后的导频符号P'和辅助导频符号S'；(6)根据导频符号P、以及解调后的导频符号P'进行信道估计，以生成信道的估计值H，具体采用公式：(7)根据估计的信道值H对解调后的辅助导频符号S'进行信道均衡，以得到均衡后的辅助导频符号S″；(8)根据编码矩阵C对均衡后的辅助导频符号S″进行解码，以得到恢复后的待发送额外数据X′＝CTS″。实例1本特定实施例是是一个有256个子载波的FBMC系统，选用QPSK的调制，每个载波发送20个符号，使用的滤波器为Phydas滤波器，其长度为1024，对导频符号周围的4个辅助导频符号进行设计，S的位置如附图1所示，且S需要抵消周围3×9区域内的数据对导频符号的虚部干扰。(1)获取导频周围的辅助导频符号对导频符号的干扰系数A＝[a1,a2,a3,a4]＝[0.2393,-0.5644,0.5644,-0.2393]，导频符号周围的数据D＝[d1,d2,d3,…d22]T(3×9区域内除去1个导频符号和4个辅助导频符号，共有22个数据)、导频符号周围的数据对导频符号的干扰系数B＝[b1,b2,…,b22]＝[0.0054,0.0429,0.1250,0.2058,0.2058,0.1250,0.0429,0,-0.0668,0,0,0.0668,0,-0.0054,0.0429,-0.1250,0.2058,0.2058,-0.1250,0.04290,-0.0054]、以及待发送额外数据X＝[x1,x2,x3]T，其本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种滤波器组多载波系统的数据传输方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)获取辅助导频符号对导频符号的干扰系数A＝[a1,a2,a3,…,an]、导频符号周围的数据D＝[d1,d2,d3,…dm]T、导频符号周围的数据对导频符号的干扰系数B＝[b1,b2,…,bm]、以及辅助导频符号携带的数据X＝[x1,x2,…,xn‑1]T，其中n为导频符号周围的辅助导频符号的数量，m表示导频符号周围数据的数量；(2)计算导频符号周围的数据D对导频符号的虚部干扰I2＝BD；(3)根据上述获得的导频符号的干扰系数A、D对导频符号的虚部干扰I2以及辅助导频符号携带的数据X计算辅助导频符号S，其中S＝[s1,s2,…,sn]T；(4)采用FBMC‑OQAM传输导频符号、导频符号周围的辅助导频符号S、以及导频符号周围的数据D；(5)在接收端，对传输的导频符号、辅助导频符号S、以及导频符号周围的数据D进行解调处理，以生成解调后的导频符号P'和辅助导频符号S'；(6)根据导频符号P、以及解调后的导频符号P'进行信道估计，以生成信道的估计值H：(7)根据估计的信道值H对解调后的辅助导频符号S'进行信道均衡，以得到均衡后的辅助导频符号S″；(8)根据编码矩阵C对均衡后的辅助导频符号S″进行解码，以得到恢复后的待发送额外数据X′＝CTS″。...

【技术特征摘要】
1.一种滤波器组多载波系统的数据传输方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)获取辅助导频符号对导频符号的干扰系数A＝[a1,a2,a3,…,an]、导频符号周围的数据D＝[d1,d2,d3,...dm]T、导频符号周围的数据对导频符号的干扰系数B＝[b1,b2,…,bm]、以及辅助导频符号携带的数据X＝[x1,x2,…,xn-1]T，其中n为导频符号周围的辅助导频符号的数量，m表示导频符号周围数据的数量，n大于2；(2)计算导频符号周围的数据D对导频符号的虚部干扰I2＝BD；(3)根据上述获得的导频符号的干扰系数A、D对导频符号的虚部干扰I2以及辅助导频符号携带的数据X计算辅助导频符号S，其中S＝[s1,s2,…,sn]T，具体采用以下公式：

【专利技术属性】
技术研发人员：屈代明，崔文佳，江涛，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42