载波调制信号的接收、发送方法及相应接收机与发射机技术

本发明专利技术提供了一种基于滤波的载波调制信号的接收方法、基于滤波的载波调制信号的发送方式及相应的接收机和发射机。其中，接收方法包括：接收机确定符号间干扰；根据符号间干扰来确定接收机检测窗的位置；基于所述接收机检测窗的位置对接收信号进行检测和解调。本发明专利技术通过调整接收机检测窗的位置，可大大降低时域滤波造成的符号扩展所引起的符号间干扰，从而降低系统的误码率，提高系统的链路可靠性。通过对接收机检测窗位置的调整，接收机在对抗衰落信道的能力与对抗符号扩展引起的符号间干扰的能力之间寻找到了平衡点。

Receiving and transmitting method of carrier modulation signal and corresponding receiver and transmitter

The invention provides a filter based carrier modulation signal receiving method, a filtering based carrier modulation signal transmission mode, and a corresponding receiver and transmitter. The method includes: receiving the receiver determines the inter symbol interference; receiver to determine the detection window position according to the inter symbol interference; the receiver detection window position detection and demodulation of the received signal based on. By adjusting the position of the receiver detection window, the invention can greatly reduce the intersymbol interference caused by the symbol expansion caused by the time domain filtering, thereby reducing the bit error rate of the system and improving the link reliability of the system. By adjusting the location of the receiver detection window, the receiver finds a balance between the ability to resist fading channels and the ability to resist intersymbol interference caused by symbol expansion.

【技术实现步骤摘要】
载波调制信号的接收、发送方法及相应接收机与发射机
本专利技术涉及无线通信
，具体而言，本专利技术涉及一种基于滤波的载波调制信号的接收方法及相应的接收机，一种基于滤波的载波调制信号的发送方法及相应的发射机。
技术介绍
随着信息产业的快速发展，特别是来自移动互联网和物联网(IoT,internetofthings)的增长需求，给未来移动通信技术带来前所未有的挑战。如根据国际电信联盟ITU的报告ITU-RM.[IMT.BEYOND2020.TRAFFIC]，可以预计到2020年，移动业务量增长相对2010年(4G时代)将增长近1000倍，用户设备连接数也将超过170亿，随着海量的IoT设备逐渐渗透到移动通信网络，连接设备数将更加惊人。为了应对这前所未有的挑战，通信产业界和学术界已经展开了广泛的第五代移动通信技术研究(5G)，面向2020年代。目前在ITU的报告ITU-RM.[IMT.VISION]中已经在讨论未来5G的框架和整体目标，其中对5G的需求展望、应用场景和各项重要性能指标做了详细说明。针对5G中的新需求，ITU的报告ITU-RM.[IMT.FUTURETECHNOLOGYTRENDS]提供了针对5G的技术趋势相关的信息，旨在解决系统吞吐量显著提升、用户体验一致性、扩展性以支持IoT、时延、能效、成本、网络灵活性、新兴业务的支持和灵活的频谱利用等显著问题。调制波形和多址方式是无线通信空中接口设计的重要基础，在5G也不会例外。当前，MCM(Multi-carrierModulation，多载波调制)技术家族中的典型代表OFDM(OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing，正交频分复用)被广泛地应用于广播式的音频和视频领域以及民用通信系统中，例如3GPP(3rdGenerationPartnershipProject，第三代移动通信合作伙伴项目)制定的E-UTRA(EvolvedUniversalTerrestrialRadioAccess，演进的UMTS陆地无线接入)协议对应的LTE(LongTermEvolution，长期演进)系统，欧洲的DVB(DigitalVideoBroadcasting，数字视频广播)和DAB(DigitalAudioBroadcasting，数字音频广播)、VDSL(Very-high-bit-rateDigitalSubscriberLoop，甚高速数字用户环路)、IEEE802.11a/gWLAN(WirelessLocalArea，无线局域网)、IEEE802.22WRAN(WirelessRegionalAreaNetwork，无线城域网)和IEEE802.16WiMAX(WorldInteroperabilityforMicrowaveAccess，全球微波互联接入)等等。OFDM技术的基本思想是将宽带信道划分为多个并行的窄带子信道/子载波，使得在频率选择性信道中传输的高速数据流变为在多个并行的独立平坦子信道上传输的低速数据流，因此大大增强了系统抵抗多径干扰的能力,且OFDM可以利用IFFT(InverseFastFourierTransform，快速反傅里叶变换)和FFT(FastFourierTransform，快速傅里叶变换)实现简化的调制和解调方式；其次，通过添加CP(CyclicPrefix,循环前缀)使得信道的线性卷积变为圆周卷积，从而根据圆周卷积的性质，当CP长度大于信道最大多径时延时，利用简单的单抽头频域均衡就可实现无ISI(Inter-symbolInterference，符号间干扰)接收，从而降低接收机处理复杂度。虽然基于CP-OFDM调制波形能很好的支持4G时代的移动宽带(MobileBroadband,MBB)业务需求。不过由于5G将面临更具挑战的和更丰富的场景，这使得CP-OFDM在5G的场景中出现很大的限制或者不足之处，主要表现在：(1)添加CP来抵抗ISI在5G低时延传输的场景会极大的降低频谱利用率，因为低时延传输将极大缩短OFDM的符号长度，而CP的长度只是受制于信道的冲激响应，那么CP的长度跟OFDM的符号长度之比会大大增加，这样的开销造成频谱效率损失非常大，是难以接受的。(2)严格的时间同步要求在5G的IoT场景中会造成很大的闭环同步维护所需的信令开销，而且严格的同步机制造成数据帧结构无弹性，不能很好的支持多种业务的不同的同步需求。(3)OFDM采用RF(RectangularPulse，矩形脉冲成形)使得其频域旁瓣滚降很慢，造成很大的带外泄露。因此OFDM对CFO(CarrierFrequencyOffset，载频偏置)非常敏感。然而5G将会有很多的碎片化频谱灵活接入/共享的需求，OFDM的高带外泄露极大的限制了频谱接入的灵活性，或者说需要很大的频域保护带从而降低了频谱的利用率。这些不足主要是由其自身的固有特性造成的，尽管通过采取一定的措施，可以降低这些缺点造成的影响，但同时会增加系统设计的复杂度，且无法从根本上解决问题。正因为如此，如ITU的报告ITU-RM.[IMT.FUTURETECHNOLOGYTRENDS]所述，一些新波形调制技术，如基于多载波调制，被纳入5G的考虑范围之内。其中，F-OFDM(Filtered-OFDM，基于滤波的正交频分复用)调制技术成为热点研究对象之一。F-OFDM技术在OFDM的基础上引入了时域滤波，通过时域滤波器的设计，F-OFDM能够显著降低由于时域矩形窗滤波所带来的带外泄漏问题，同时保留了OFDM的一些特有优势，例如利用复数域子载波间的正交性，通过添加CP对抗频率选择性衰落等。良好的对带外泄漏的抑制能够很好的支持碎片化的频谱，同时与其他新波形调制技术，例如与FBMC(Filter-bankMulti-carrier，滤波器组多载波)相比，F-OFDM保持了复数域子载波间的正交性，能够对衰落信道以及多天线系统提供更好的支持；F-OFDM支持子带滤波，即可将可用频段划分为不重叠的子带，子带间可以使用不相同的多载波调制参数，包括子载波间隔、CP长度等；为防止子带间的串扰，不同子带间可以插入数个或不插入子载波用做保护频段，分配用于不同的业务或是不同的用户。基于子带的滤波处理，提高了系统的频谱利用率与频谱利用灵活性。F-OFDM的上述优良特性使得其成为5G候选新波形调制技术之一，但是其自身仍然存在一些问题。具体来说，F-OFDM对添加CP后的OFDM符号进行了时域滤波，导致滤波后的OFDM符号在时域出现了扩展。同时，为了提高F-OFDM降低带外泄漏的能力，通常使用较长的时域滤波器。例如，在文献[FilteredOFDM:ANewWaveformforFutureWirelessSystems]中，所用的时域滤波器长度为OFDM符号的一半。这将导致相邻符号间产生符号间干扰，从而降低系统的误码性能。虽然通过时域滤波器的设计，使滤波器能量集中在一定范围内，能够降低该问题的影响，但是在一些场景中，例如在子带宽度较窄，或是使用的符号调制方式的调制阶数较高的情况下，滤波带来的时域符号扩展所引起的符号间干扰将难以忽略，甚至导致误码平台。综上所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于滤波的载波调制信号的接收方法，包括：接收机确定符号间干扰；根据符号间干扰来确定接收机检测窗的位置；基于所述接收机检测窗的位置对接收信号进行检测和解调。

【技术特征摘要】
1.一种基于滤波的载波调制信号的接收方法，包括：接收机确定符号间干扰；根据符号间干扰来确定接收机检测窗的位置；基于所述接收机检测窗的位置对接收信号进行检测和解调。2.根据权利要求1所述的接收方法，其中，接收机确定符号间干扰，包括：接收机接收到来自发射机的符号间干扰的估计信息，所述估计信息是发射机基于时域滤波器的特性信息来确定的。3.根据权利要求1所述的接收方法，其中，接收机确定符号间干扰，包括：接收机基于接收到的参考信号来估计等效信道频域响应；根据等效信道频域响应来确定符号间干扰；其中，所述等效信道频域响应为经过发射机时域滤波、实际物理信道与接收机匹配滤波的等效信道频率响应估计，或为经过发射机时域滤波与实际物理信道的等效信道频率响应估计。4.根据权利要求3所述的接收方法，根据等效信道频域响应来估计符号间干扰，包括：根据等效信道频域响应来计算等效信道时域冲激响应；根据等效信道时域冲激响应来估计符号间干扰。5.根据权利要求4所述的接收方法，其中，根据等效信道时域冲激响应来估计符号间干扰，包括：根据等效信道时域冲激响应来估计针对任一符号的来自前一符号和来自后一符号的符号间干扰。6.根据权利要求5所述的接收方法，其中，根据等效信道时域冲激响应来估计针对任一符号的来自前一符号和来自后一符号的符号间干扰，包括：根据等效信道时域冲激响应来估计针对任一符号的来自前一符号的第一符号扩展与来自后一符号的第二符号扩展；根据第一符号扩展、第二符号扩展与相应的等效信道时域冲激响应功率，来估计针对任一符号的来自前一符号的符号间干扰与来自后一符号的符号间干扰。7.根据权利要求6所述的接收方法，其中，所述第一符号扩展为前一符号对当前的该任一符号所产生的符号扩展，所述第二符号扩展为后一符号对当前的该任一符号所产生的符号扩展；其中，根据第一符号扩展、第二符号扩展与相应的等效信道时域冲激响应功率，来估计针对任一符号的来自前一符号的符号间干扰与来自后一符号的符号间干扰，包括：利用前一符号对当前的该任一符号的第一符号扩展、后一符号对当前的该任一符号所产生的第二符号扩展及相应的等效信道时域冲激响应功率，来估计针对任一符号的来自前一符号的符号间干扰与来自后一符号的符号间干扰。8.根据权利要求6或7所述的接收方法，根据等效信道时域冲激响应来估计针对任一符号的来自前一符号的第一符号扩展，包括：针对任一符号，确定前一符号的等效信道时域冲激响应功率最大值对应的最大样点值；根据等效信道时域冲激响应来确定前一符号的第一样点值，所述第一样点值之后的样点值的等效信道时域冲激响应功率小于预定的第一功率阈值；提取所述第一样点值与所述最大样点值之间的样点数作为针对任一符号的来自前一符号的第一符号扩展。9.根据权利要求8所述的接收方法，根据等效信道时域冲激响应来估计针对任一符号的来自后一符号的第二符号扩展，包括：针对任一符号，确定后一符号的等效信道时域冲激响应功率最大值对应的最大样点值；根据等效信道时域冲激响应来确定后一符号的第二样点值，所述第二样点值之前的样点值的等效信道时域冲激响应功率小于预定的第二功率阈值；提取所述最大样点值与所述第二样点值之间的样点数作为针对任一符号的来自后一符号的第二符号扩展。10.根据权利要求9所述的接收方法，所述第一功率阈值与所述第二功率阈值相等或不相等。11.根据权利要求9或10所述的接收方法，所述第一功率阈值与所述第二功率阈值通过发射机输入信号的调制编码方式来确定，当调制编码方式的调制阶数增加时，第一功率阈值和/或第二功率阈值会相应降低。12.根据权利要求6或7所述的接收方法，其中，根据第一符号扩展、第二符号扩展与相应的等效信道时域冲激响应功率，来估计针对任一符号的来自前一符号的符号间干扰与来自后一符号的符号间干扰，包括：针对任一符号，确定以待估计的样点区域的起点值为起始点、长度为第一符号扩展的样点区间内对应的等效信道时域冲激响应功率的加和，以作为来自前一符号的符号间干扰估计值，并确定待估计的样点区域的终点值为终点、长度为第二符号扩展的样点区间内对应的等效信道时域冲激响应功率的加和，以作为来自后一符号的符号间干扰估计值；确定两个加和结果之和以作为针对任一符号的来自前一符号的符号间干扰与来自后一符号的符号间干扰的估计值；其中，待估计的样点区域的符号间干扰估计值是用于确定针对任一符号的接收机检测窗的位置的依据。13.根据权利要求1所述的接收方法，其中，根据符号间干扰来确定接收机检测窗的位置，包括：将符号间干扰的估计值最小的、且长度为离散傅里叶样点数的样点区间确定为接收机检测窗的位置。14.根据权利要求6所述的接收方法，所述载波调制信号为多载波调制信号时，根据符号间干扰的估计来确定接收机检测窗的位置，包括：计算添加循环前缀后的多载波调制符号长度与第一符号扩展及第二符号扩展之差，确定计算结果为无符号间干扰的符号长度；若无符号间干扰的符号长度小于离散傅里叶样点数，则将符号间干扰的估计值最小的、且长度为离散傅里叶样点数的样点区间确定为接收机检测窗的位置。15.根据权利要求14所述的接收方法，若无符号间干扰的符号长度不小于离散傅里叶样点数，则在无符号间干扰的样点区域选取长度等于离散傅里叶样点数的区域作为接收机检测窗...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱辰，喻斌，孙程君，
申请(专利权)人：北京三星通信技术研究有限公司，三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：北京,11