CN101064704B - 一种多频点ofdm信号频率变换方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多频点OFDM信号频率变换方法及装置，所述装置包括频域复接/插零器和频-时域变换器，该方法先将多路包含多个子载波的信号中用于同一次频-时域变换的信号块根据预定的频率间隔通过所述频域复接/插零器而复接到频域上，并在无效子载波所对应的频率位置上插零，然后通过上述的频-时域变换器将已经过频域复接和插零的频域信号变换到时域上，产生最终的时域采样序列。所述各路信号的带宽和频点位置任意分配。该方法保证了各路信号之间的时域同步以及频域间隔的精度，可广泛用于数字广播通信领域。

Description

一种多频点OFDM信号频率变换方法及装置

技术领域

本发明涉及一种频率变换方法及装置，尤其涉及一种多频点OFDM信号频率变换方法及装置。

背景技术

OFDM是一种高速无线传输技术，该技术是在频域内将给定信道分为多个正交子信道，在每个子信道上使用一个子载波对传输信号进行调制，并且各子载波进行并行传输。每个子信道上进行窄带传输，在OFDM系统中各个子信道的载波相互正交，它们的频谱相互交错重叠，从而减小了各个子载波之间的干扰，同时提高了频带的利用率。

传统技术中通常使用模拟变频器对需要进行传输的信号进行OFDM频率变换。这种频率变换的问题在于，由于模拟变频器的频点精度较低，所以无法控制各个子载波之间频率间隔的精度，并且无法保证多路包含多个子载波的信号间的时域同步。

发明内容

本发明为解决上述问题而提出，为此本发明一方面提供了一种多频点OFDM信号频率变换方法，包括以下步骤：将多路包含多个子载波的信号中用于同一次频-时域变换的信号块根据预定的频率间隔复接到频域上；在无效子载波所对应的频率位置上插零；将上述经过频域复接和插零的频域信号通过频-时域变换而变换到时域上，产生最终的时域采样序列。

本发明的另一方面提供了一种多频点OFDM信号频率变换装置，包括用于将多路包含多个子载波的信号中用于同一次频-时域变换的信号块根据预定的频率间隔复接到频域上、并在无效子载波所对应的频率位置上插零的频域复接与插零器，和用于将上述经过频域复接和插零的频域信号变换到时域上以便产生最终时域采样序列的频-时域变换器。

上述的多频点OFDM信号频率变换方法和装置中，各路信号的带宽和频点位置任意分配。

本发明的多频点OFDM信号频率变换方法及装置，保证了各信号时域上严格的同步性，并保证了各个子载波之间频域间隔的精度，可用于数字广播通信领域。

附图说明

图1为本发明的多频点OFDM信号频率变换方法的流程图；

图2为本发明优选实施例的多频点OFDM卫星广播系统信号频率变换装置的结构图；

图3为本发明优选实施例中三路节目信号中用于一次频-时域变换的信号块经过复接和插零后形成的频域信号的结构图。

图4为本发明优选实施例中最终生成的时域信号功率谱。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细说明。

图1为多频点OFDM信号频率变换方法的流程图。如图1所示，输入信号为分别来自多路信号的用于同一次频-时域变换的频域信号块1-频域信号块n，这些信号块输入频域复接与插零器中，根据预定的频率间隔复接到同一频域带上，并且在无效子载波所对应的频率位置上插零。

从频域复接与插零器中输出经过频域复接和插零的频域信号，作为频-时域变换器的输入信号，经过频-时域变换后，变换到时域上，产生最终的时域采样序列。

图2为本发明优选实施例的多频点OFDM卫星广播系统信号频率变换装置的结构图。

本实施例中的卫星广播系统采样率为40MHz，带宽为25MHz，需要进行传输的三路数字广播节目信号之间的频率间隔为8MHz，三路节目信号内分别包含3077个有效子载波，每路信号带宽为7.51MHz。

如图2所示，频域复接与插零器的输入为3路各自包含3077个有效子载波的复频域信号，分别表示为S0(0:3076)、S1(0:3076)、S2(0:3076)。根据预定的8MHz的节目间的频率间隔，将上述信号复接到16384点的频域上，并在无效子载波对应的频率位置插零。具体实施上，将S0(0:3076)分解为S0(0:1537)和S0(1538:3076)两部分，分别放置在频域的最高端和最低端，在频、时域变换后会使信号S0位于-3.756～3.756MHz范围内；将S1(0:3076)的中点放置在第3277点，使频-时域变换后的信号S1位于8-3.756～8+3.756MHz范围内；将S2(0:3076)的中点放置在第13107点，使频-时域变换后的信号S2位于-8-3.756～-8+3.756MHz范围内。据此，得到复接后的频域信号为：

$X\left(n\right)=\left\{\begin{array}{cc}S0(n+1538),& 0\≤n\≤1538\\ 0,& 1539\≤n\≤1738\\ S1(n-1739),& 1739\≤n\≤4815\\ 0,& 4816\≤n\≤11568\\ S2(n-11569),& 11569\≤n\≤14645\\ 0,& 14646\≤n\≤14845\\ S0(n-14846),& 14846\≤n\≤16383\end{array}\right.$

图3为本发明上述实施例中三路节目信号中用于一次频-时域变换的信号块经过复接和插零后形成的频域信号X(n)的结构图。

如图3所示，在频域中，信号X(n)在采样点0到1538区段内为节目信号S0(1538:3076)，在1739到4815区段内为节目信号S1(0:3076)，在11569到14645区段内为节目信号S2(0:3076)，在14846到16383区段内为节目信号S0(0:1537)，而在0到16383之间的其他采样点上信号X(n)的值为零。

输出的X(n)信号输入16384点Fourier变换器，进行下式的Fourier变换：

$x\left(k\right)=\mathrm{FFT}\left[X\left(n\right)\right]={\mathrm{\Σ}}_{n=0}^{16383}X\left(n\right)\·e^{-j2\mathrm{\πnk}/16384},0\≤k\≤16383$

经变换后频域信号X(n)变换到了时域，得到的x(k)即为卫星广播系统中实际进行传输的时域采样序列信号，生成信号x(k)的功率谱如图4所示。

虽然以上通过优选实施例对本发明进行了说明，但是本发明并不局限于上述特定实施例，在不背离本发明精神及其实质情况下，熟悉本领域技术人员可根据本发明作出各种相应改变和变形，而这些相应改变和变形都应属于本发明所附权利要求保护范围之内。

Claims (6)

1.一种多频点OFDM信号频率变换方法，其包括以下步骤：

将多路包含多个子载波的信号中的用于同一次频-时域变换的信号块根据预定的频率间隔复接到频域上；

在无效子载波所对应的频率位置上插零；

通过频-时域变换而将上述经过频域复接和插零的频域信号变换到时域上，产生最终的时域采样序列。

2.如权利要求1所述的多频点OFDM信号频率变换方法，其特征在于，其中各路信号的带宽和频点位置为任意分配。

3.如权利要求1所述的多频点OFDM信号频率变换方法，其特征在于，该方法用于数字广播通信领域。

4.一种多频点OFDM信号频率变换装置，包括：用于将多路包含多个子载波中的用于同一次频-时域变换的信号块根据预定的频率间隔复接到频域上，并在无效子载波所对应的频率位置上插零的频域复接与插零器，和用于将上述经过频域复接和插零的频域信号变换到时域上以便产生最终时域采样序列的频-时域变换器。

5.如权利要求4所述的多频点OFDM信号频率变换装置，其特征在于，其中各路信号的带宽和频点位置任意分配。

6.如权利要求4所述的多频点OFDM信号频率变换装置，其特征在于，该装置用于数字广播通信领域。

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