CN101233733A - 用有复数值的符号编码ofdm/oqam信号的方法及相应信号、设备和计算机程序 - Google Patents

用有复数值的符号编码ofdm/oqam信号的方法及相应信号、设备和计算机程序 Download PDF

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CN101233733A CNA2006800150318A CN200680015031A CN101233733A CN 101233733 A CN101233733 A CN 101233733A CN A2006800150318 A CNA2006800150318 A CN A2006800150318A CN 200680015031 A CN200680015031 A CN 200680015031A CN 101233733 A CN101233733 A CN 101233733A
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Abstract

本发明涉及一种用于编码由包括一组数据元素的符号的时间序列形成的OFDM/OQAM类型的多载波信号的方法,所述数据元素中的每一个调制所述信号的一个载波频率。根据本发明,所述数据元素中的每一个通过对正交的两个实数值进行相加而形成,每一个实数值都对应于使用预定调制星座调制的源信号的二进制字,以便在所述OFDM/OQAM符号的实数通道和虚数通道上发送信息。

Description

用有复数值的符号编码OFDM/OQAM信号的方法及相应信号、设备和计算机程序
技术领域
本发明的技术领域是数字信息的传输和广播。本发明尤其但不专门涉及在有限频带上具有高频谱效率的数字信息的传输和广播,例如,在无线电移动环境中。
本发明尤其适合于通过OFDM(正交频分复用)类型的多载波信号传输和广播信息的技术。
背景技术
迄今为止,存在几种类型的OFDM类型的多载波调制。
在这些类型当中,最典型的调制技术包括基于插入保护间隔的特别简单的均衡系统。该保护间隔也称为周期前缀,其以损失频谱效率为代价,针对回波提供有效的性能。
在该保护间隔期间不传输净荷信息。这是为了确保接收到的所有信息都来自同一符号。这样有效抑制了由于ISI(符号间干扰)和多普勒效应引起的各种回波现象。
OFDM/OQAM(“正交频分复用/偏移正交幅度调制”)是该典型OFDM调制的备选,并且已被设计为防止由引入保护间隔而引起的频谱效率损失。
更特别地,因为明智地选择原型函数来调制该信号的每一个载波,因此OFDM/OQAM不是必须需要保护间隔或周期前缀的存在的。该功能必须恰当地设置在时-频空间内。
实际上可以想起的是,多载波调制的载波集形成一个多路复用传输并且通过表征多载波调制的相同原型函数(写作g(t))来整形该多路复用传输的每一个载波。如果用v0表示该多路复用传输的两个相邻载波之间的间隔,用τ0表示发送的两个多载波符号之间的时间间隔,那么在每一个时刻nτ0在具有vm的第m个子频带上发送的信号,中心频率是
Figure S2006800150318D00011
其中,am,n值代表要发送的数字数据。那么,在基带(中心频率是Mv0)内发送的信号的表达式是:
Figure S2006800150318D00021
这里将要注意的是,为了清楚起见,我们设想信号具有偶数个子频带的情况。毫无疑问,该信号一般可写成下面的形式:
Figure S2006800150318D00022
实际上可以想起的是,根据典型技术,在频谱的边缘引入值为0的数字数据am,n,从而更改了在上面的总和中实际起作用的项的数量,并能够例如将该操作降低到偶数个载波。
函数
Figure S2006800150318D00023
称为g(t)的“时-频”转换(translate)。为了恢复由每一个载波传输的信息,必须选择g(t)和相位
Figure S2006800150318D00024
以便上述的“时-频”转换是可以分离开的。用于检验该可分离属性的充分条件是,该转换应当在该有限能量函数集合(从数学的意义上,是有限希尔伯特空间)上定义的标量积的意义上是正交的。
有限能量函数的空间接受下列两个标量积:
-复数标量积 ⟨ x | y ⟩ ∫ R x ( t ) y * ( t ) dt
-实数标量积
这样,定义两种类型的多载波调制:
-复数类型的多载波调制,为该调制所选择的函数g(t)保证其转换在复数意义上的正交性。这是使用例如典型OFDM调制的情况,也称为OFDM/QAM(“正交频分复用/正交调幅”)。对于这样的调制,
Figure S2006800150318D00027
是复数数据。
-实数类型的多载波调制,为该调制所选择的函数g(t)保证其转换在实数意义上的正交性。这是使用例如OFDM/OQAM调制的情况。对于这种类型的调制,
Figure S2006800150318D00028
数据片am,n是实数数据。这样,传输的OFDM/OQAM信号可以写成以下形式:
Figure S2006800150318D00029
其中,am,n是在第n个符号时间在第m个子载波上发送的实符号,M是载波的数量,v0是互载波间隔,τ0代表OFDM/OQAM符号的持续时间,g是原型函数。
调制每一个OFDM/OQAM载波的原型函数g必须在时域位于合适位置,以限制符号间干扰。此外,必须进行选择以使得g非常恰当地落在频域,以限制载波间干扰(由于多普勒效应、相位噪声等...引起的)。该函数还必须保证子载波之间的正交性。
显示这些特征的数学函数存在,但是在它们当中位置最好的函数只能保证在实数值上的正交性。由于该原因,通过OFDM/OQAM调制发送的符号必须具有实数值,以便在接收端能够没有干扰地恢复它们。
如果:
Figure S2006800150318D00031
则保证了该原型函数在时频转换之间的正交性。
检验这些条件的原型函数之一是例如在专利申请FR2733869中描述的IOTA原型函数,该函数具有与其傅立叶变换相同的特征。
图1是没有任何保护间隔的通过OFDM/OQAM调制传输的具有实数值的符号和通过典型OFDM调制传输的具有复数值的符号的时-频表示。
在该图中,三角形代表具有复数值的OFDM/QAM符号。用于它们局部的圆形和星形代表具有实数值的OFDM/OQAM符号。例如,圆形对应于复数符号的实数部分,星形对应于复数符号的虚数部分,其中,复数符号来自设法利用OFDM/OQAM调制传输的QAM星座。
实际上,对于复数类型的典型OFDM调制,来自QAM星座的复数值的实数部分和虚数部分在每一个符号时间Tu上同时发送一次;相反,在实数类型的OFDM/偏移QAM调制的情况下,实数部分和虚数部分的发送具有半个符号时间(Tu/2)的滞后。
在图1中看到,OFDM/OQAM的频谱效率与没有保护间隔的典型OFDM的频谱效率相同。实际上,对于相同的载波间隔v0,我们发送下列内容:
-在OFDM/OQAM中,在每一个时间间隔τ0上,每一个载波一个实数值;
-在没有保护间隔的典型OFDM中,在每一个2*τ0=Tu上一个复数值(即,两个实数值)。
因此,通过这两种调制发送的信息量是相等的。然而,需要在典型OFDM中引入具有持续时间Tg的保护间隔具有降低典型OFDM频谱效率(与OFDM/OQAM相比)的作用,OFDM/OQAM证明是(Tg+20)/20更有效率的。
现有技术的缺点
不管是传统OFDM调制保护间隔,还是OFDM/OQAM调制,这些现有技术的一个缺点是,为了提高频谱效率,必须使用其星座具有大量状态的QAM调制。目前,具有大量状态的QAM调制对噪声以及传播信道的估计误差都非常敏感。
实际上,如这里上面所指出的,典型OFDM调制的频谱效率受到需要引入保护间隔的限制,其中,保护间隔被设计用于降低符号间干扰,在保护间隔期间,不能发送任何净荷信息。如果复数符号能够通过该OFDM调制发送,则真实的情况仍然是,相关符号时间是通过OFDM/OQAM调制发送的情况的两倍长。
用于其局部的OFDM/OQAM调制,尽管具有比典型OFDM调制更高的频谱效率,但是受到在实数域内载波正交性约束的限制,它规定选择用于那些恰当定位于时-频空间内的符号的调制滤波器,并且因此只能实现具有实数值符号的发送。
发明内容
本发明特别用于克服现有技术的这些缺点。
更特别地,本发明的目的是提供一种用于对OFDM/OQAM类型多载波信号进行编码的技术,该技术改善了使用这种信号的无线电链路的性能。
因此,本发明的第一目的是提供一种与现有技术OFDM/OQAM调制或具有保护间隔的传统OFDM调制相比提高通过这种调制传输的信息吞吐量速率的这种类型的技术。特别地,本发明的目的是使在执行这种调制的传输信道上传输的符号数量加倍或至少显著增加。
本发明的第二目的是建议一种与OFDM/QAM或OFDM/OQAM调制的现有技术相比改进与OFDM/OQAM调制相关的二进制误码率的这种类型的技术。特别地,本发明的目的是建议一种即使在使用具有少量状态的QAM调制星座时也具有高频谱效率的这种类型的技术。
本发明的另一目的是提供一种实现最大限度利用执行这种OFDM/OQAM调制的传输信道分集的这种类型的技术。
本发明还有一个目的是建议一种特别适合于多天线(或MIMO)类型传输的这种类型的技术。
本发明的又一目的是提供一种用于对OFDM/OQAM类型的多载波信号进行编码的技术,该技术在即使存在固有的符号间干扰或载波间干扰的情况下也能实现高质量的信号接收。
这些目的以及将在以下出现的其他目的是通过编码OFDM/OQAM类型的多载波信号的方法来实现的,其中,所述OFDM/OQAM类型的多载波信号是由包括一组数据元素的符号的时间序列构成的,每个所述数据元素调制所述信号的一个载波频率。
根据本发明,所述数据元素中的每一个都是由对正交的两个实数值进行求和形成的,每一个实数值对应于根据预定调制星座调制的源信号的二进制字,以便在所述OFDM/OQAM符号的实数路径和虚数路径上传输信息。
因此,本发明在于对于OFDM/OQAM类型的多载波调制完全具有新颖性和创造性的方法。实际上,尽管现有技术都要求在OFDM/OQAM信号内发送的符号应当具有实数值以保证时域内载波之间的正交性,但是本发明的技术包括以OFDM/OQAM调制发送具有复数值的符号。这样,参考图1,本发明的技术能够使得在每一个τ0通过OFDM/OQAM调制传输一个复数值,从而与具有保护间隔或没有保护间隔的传统OFDM调制和现有技术的OFDM/OQAM调制相比,大大提高了调制的频谱效率。
应当指出的是,术语“具有实数值的符号”在这里和整篇文件中理解为指的是只在一维内传送信息的符号,其与本发明OFDM/OQAM信号的使用正交的两条路径的具有复数值的符号相对。唯一维数的具有实数值的现有技术符号对应于本发明OFDM/OQAM的被称为“实数路径”的路径。
本发明的技术扭转了那些一直认为由于在要发送的具有复数值的符号的实数部分和虚数部分之间产生的固有干扰而即使在没有传输通路时也不可能通过OFDM/OQAM传输具有复数值的符号的本领域技术人员的技术偏见。
尽管如此,本编码技术的发明人已经选择接受与OFDM/OQAM符号的虚数部分上的数据传输相关联的符号间干扰的这类增加,以便同时增加所发送符号的数量。
这样,本发明的OFDM/OQAM编码技术用于在使传输信道上发送的符号数量加倍(然而,由于固有符号间干扰的出现,二进制误码率增加,导致发送的有效比特率不加倍)的同时提高传输速率(与现有的OFDM/OQAM调制相比)。
本发明的编码技术还能够在与现有技术OFDM/OQAM调制相等的传输速率上改善在使用更低编码效率和更好地利用信道分集时的二进制误码率。
有利地是,所述求和是加权求和,以便所述路径之一呈现更高的功率电平。因此,可以调整所述源之一的功率,以便例如考虑与两个用户相关联的传输信道质量中的差别,其中,两个用户中的一个在实数路径上接收,另一个在虚数路径上接收。
在本发明实施例的第一种变形中,所述源信号被相关。因此可以改善它们传送的净荷信息的接收质量。
例如,所述源信号之一传送与由另一源信号传送的净荷信息相关的冗余信息。
也可以设想所述源信号相同,但是在每一个所述路径上经历不同信道编码和/或交织。
在本发明实施例的第二种变形中,所述源信号是彼此相互独立的信号。
因此,可以在相同的OFDM/OQAM信号中发送那些例如打算发送给两个不同用户的不同片的净荷信息。
根据本发明的有利特征,在所述路径中的每一个上发送的信息第一包括源信息,以及第二包括从所述源信息计算出的冗余信息。此外,这种类型的信道编码使得能增加健壮性并提高在接收端源信息的恢复质量。
在本发明的有利实施例中,所述数据元素被IOTA原型函数整形,IOTA原型函数具有与其傅立叶变换同样的特定特征,并特别恰当地设置在时-频空间内。任何其它原型函数也能用于本发明的情况中。
优选地,为在每一个所述路径上发送的信息分配不同的保护等级。
特别地,该保护等级可以取决于信道编码和/或所述预定调制星座的阶。因此,例如可以将两个不同的纠错码应用于每一个所述信道,这些码在吞吐量速率和/或结构方面是不同的(例如,卷积码用于一个路径,turbo码应用于另一路径)。
本发明还涉及由包括一组数据元素的符号的时间序列所形成的OFDM/OQAM类型的多载波信号,所述数据元素中的每一个调制所述信号的一个载波频率。通过对正交的两个实数值求和而形成每一个所述数据元素,每一个实数值对应于根据预定调制星座调制的源信号的一个二进制字,以便在所述OFDM/OQAM符号的实数路径和虚数路径上发送信息。
本发明还涉及用于编码由包括一组数据元素的符号的时间序列形成的OFDM/OQAM类型的多载波信号的设备,所述数据元素中的每一个调制所述信号的一个载波频率。这种类型的编码设备包括用于通过对正交的两个实数值求和而形成每一个所述数据元素的装置,每一个实数值对应于根据预定调制星座调制的源信号的一个二进制字,以便在所述OFDM/OQAM符号的实数路径和虚数路径上发送信息。
本发明还涉及一种用于解码接收的OFDM/OQAM类型的多载波信号的方法,所述信号由包括一组数据元素的符号的时间序列所形成,所述数据元素中的每一个调制所述信号的一个载波频率。
在编码时,通过求和正交的两个实数值形成所述数据元素中的每一个,每一个实数值对应于根据预定调制星座调制的源信号的一个二进制字,以便在所述OFDM/OQAM符号的实数路径和虚数路径上发送信息,所述解码方法包括:
-在所述接收信号内选择与所述实数路径和虚数路径之中的第一路径相关的信息的步骤;
-选择性地处理与所述第一路径相关的信息以便实现对相应源信号的估计的传送的步骤;以及至少在某些时刻,
-在所述接收信号内选择与所述实数路径和虚数路径之中的第二路径相关信息的步骤;
-选择性地处理与所述第二路径相关的信息以便实现对相应源信号的估计的传送的步骤。
本发明还涉及可从通信网络下载和/或存储在计算机可读介质内和/或可由微处理器执行的计算机程序产品,包括用于执行如上所述的用于编码多载波信号的方法的程序代码指令。
它还涉及可从通信网络下载和/或存储在计算机可读介质内和/或可由微处理器执行的计算机程序产品,包括用于执行如上所述的用于解码多载波信号的方法的步骤的程序代码指令。
最后,本发明涉及用于解码所接收的OFDM/OQAM类型的多载波信号的设备,所述信号由一组数据元素构成的符号的时间序列形成,所述数据元素中的每一个调制所述信号的一个载波频率并在编码时通过对正交的两个实数值求和来形成,每一个实数值对应于根据预定调制星座调制的源信号的一个二进制字,以便在所述OFDM/OQAM符号的实数路径和虚数路径上发送信息。所述解码设备包括:
-在所述接收信号内选择与所述实数路径和虚数路径之中的第一路径相关的信息的装置;
-选择性地处理与所述第一路径相关的信息以实现对相应源信号的估计的传送的装置,
-在所述接收信号内选择与所述实数路径和虚数路径之中的第二路径相关信息的装置;
-选择性地处理与所述第二路径相关的信息以实现对相应源信号的估计的传送的装置。
附图说明
从随后结合下列附图通过示例性的且非排他性的简单例子描述的优选实施例中,本发明其它的特征和优点将会变得更加明显:
图1是已经参考现有技术描述的根据典型OFDM调制发送的具有复数值的符号和根据现有技术OFDM/OQAM调制发送的实数值符号的时-频表示;
图2是现有技术OFDM/OQAM类型的多载波信号的传输序列的框图;
图3是根据本发明OFDM/OQAM类型的多载波信号的传输序列的框图;
图4是在1/3速率的turbo码的情况下本发明实施的一个例子;
图5和图6分别显示本发明编码设备和解码设备结构的简图;
图7图示与现有技术相比本发明编码技术的性能。
具体实施方式
本发明的一般原理包括:向在OFDM/OQAM调制中发送的实数符号添加关于其虚数部分的另外的信息,以便产生它们的复数符号。与那些一直认为由于将要在发送时产生的固有符号间干扰而不可能以OFDM/OQAM模式传输具有复数值的符号的本领域技术人员的技术偏见相反,本发明包括在OFDM/OQAM符号的实数路径和虚数路径上的信息传输。
在用具有复数值的符号进行OFDM/OQAM调制的情况下,基于原型函数转换的所接收信号的投影的虚数部分不是零。因此,出现令人烦扰的虚数项,其被添加到解调的实数信号上并且需要在执行信道估计之前被纠正。
该信号的复数投影,即使被完全理想地发送,实际上也会受到固有ISI(符号间干扰)的不利影响,其中,固有ISI与在传输时使用具有复数值符号有关。术语“ISI”被理解为指的是在时间符号之间的干扰和/或载波之间的干扰。
本发明的编码技术不考虑这种令人烦扰的固有干扰,而是依赖于OFDM/OQAM符号的虚数部分上的净荷信息的传输,所述符号因此是具有复数值的符号。
参考图2和图3,我们现在以将现有技术中的OFDM/OQAM符号的传输序列与本发明中的OFDM/OQAM符号的传输序列相比较的形式来呈现本发明的这种类型的编码技术的实施例。
在本说明书其余的部分中,给出本发明特定实施例的描述,其中,用于整形OFDM/OQAM符号的原型函数是IOTA函数。当然也可以使用任何其它OFDM/OQAM函数。
图2是用于具有实数值符号的OFDM/OQAM类型的现有技术多载波信号的编码和传输的序列的框图。
我们认为净荷信息的源20将要以OFDM/OQAM类型的多载波信号的形式发送。该净荷信息由二进制元素组成,其中,二进制元素以被提供到实数QAM(正交调幅)调制器21内的字的形式组织。调制器21传送QPSK、16-QAM、64-QAM或其它类型星座的符号序列,也称为M元信号。
M元信号的串-并转换22使得可以获得N个具有实数值的符号流,每一个流具有每一秒1/τ0个符号的吞吐量速率。通过快速傅立叶逆变换(IFFT)24和多相滤波25(这里基于IOTA原型函数),我们以每秒1/τ0个符号的吞吐量速率获得N个OFDM/OQAM符号26。
在并-串转换27之后,可以在一个或多个天线(未示出)上将由具有实数值的OFDM/OQAM符号构成的多载波信号28发送出去。
如上所述,本发明的编码技术包括向在OFDM/OQAM内发送的实数符号26中添加其虚数部分上的信息,以便将它们变成复数符号。在该虚数部分中传送的信息可以是与实数部分上所传送的信息无关的信息,或是相同的信息,或者又是与实数部分上所传送的信息相关的冗余。
图3图示为实现该新类型的OFDM/OQAM调制而对图2的传输序列所作出的更改。
我们现在将考虑两个净荷信息源301和302,它们可以彼此相互依赖或者不相互依赖。这样,这两个源301和302可以传送相同的二进制字。它们也可以从彼此完全去相关,这样,在来自这两个源301和302中每一个的二进制字之间没有任何关系。最后,来自这两个源之一的二进制字可以对应于来自另一个源的冗余信息。
如图2中,来自两个源301和302中每一个的二进制字经历实数QAM调制311和312,以便转换成QPSK、16-QAM、或者其它类型星座调制的具有实数值的符号。
来自两个调制311和312中每一个的M元信号然后分别由实数系数λ1和复数系数iλ2(其中,λ1和λ2是标量值)加权,之后求和32,以便形成一系列具有复数值的OQAM符号,显示有每秒N/τ0个符号的吞吐量速率。
如图2中那样,然后执行串-并转换22,以获得具有复数值的OQAM符号的N个流23,每一个具有每秒1/τ0个符号的吞吐量速率。这N个流23经历快速傅立叶逆变换IFFT 24,并在之后通过IOTA多相滤波25而被整形,以便以每秒1/τ0个符号的吞吐量速率生成OFDM/OQAM符号26。根据本发明,在并-串转换27之后,然后我们获得带有具有复数值的符号的OFDM/OQAM类型的多载波信号38。
参考公式(3),本发明因此包括:发送具有复数值的符号am,n,并且用OFDM/OQAM类型调制的原型函数来调制它们。
如图3所示,可以通过利用实数标量系数λi的值来调整源301和302的功率值。例如,可以选择在比虚数路径具有更高功率值的OFDM/OQAM符号的实数路径上进行传输,然后选择λ1>λ2。被称为实数路径的路径在这里对应于在图1中以圆形和星形形式表示的相移实数符号。
此外将要指出的是,如在图3的传输序列中一样,在图2的传输序列中,源20、301和302的可以是通过被设计用于在要发送的信号内引入冗余的信道编码(未示出)所编码的数据。该数据还可能经历交织∏。
在图3的实施例中,源301和302应当是相同的,优选地,使它们经历不同的信道编码和/或交织,以避免既在该信号的实数路径又在该信号的虚数路径上发送完全相同的数据。
本发明可应用于多天线传输的情况下。因此,当通过包括多个天线的发射机将带有具有复数值38的符号的OFDM/OQAM信号发送出去时,OFDM/OQAM符号的实数部分和虚数部分可以分别在两组不同的天线上发送。这样,符号间干扰被平均,以改善MIMO-OFDM(“多输入多输出”)传输的性能。
类似地,当发射机具有若干天线时,在本发明的环境下也可以实现STBC(“空时块码”)技术(如在典型OFDM中所使用的那样)。
如上面所指出的,来自两个源301和302的数据可以是独立的或相关的。下面参考图4描述当这两个源相关时本发明实施例的更特别的例子。
图4图示1/3速率的turbo编码器40,该编码器40在输入端接收一系列符号Xi,并在它的三个输出端中的每一个上分送从输入序列Xi计算出的序列Xi,Y1,i和Y2,i
例如,选择在图3的两个源301和302上,在构建下列序列的情况下发送编码器40的三个输出:
-例如,在参考标记为301的第一个源上,我们发送序列
[XiY1,iXi+1Y2,i+1Xi+2Y1,i+2Xi+3...]
-例如,在参考标记为302的第二个源上,我们发送序列
[XiY2,iXi+1Y1,i+1Xi+2Y2,i+2Xi+3...]
有利地是,然后在调制之前将这些数据交织,并且两个源的交织是独立的。
下面描述用于使用IOTA波形的OFDM/OQAM调制的本发明实施例的详细例子。在下列参数的基础上作出模拟:
-FFT的尺寸:512;
-调制载波的数量:345;
-信道:AWGN;
-纠错码:速率为1/2、约束长度K=7的卷积码。
在两个路径(实数和虚数)上的流是独立的。功率值调整的系数等于:λ1=1,λ2=0.6。通过这样的差别,两个路径之间的功率比是4.4dB。
在接收中,我们使用如下迭代解码算法,在代表相同申请人在与本专利申请同一天提交的标题为“Method for the iterative decoding of aOFDM/OQAM signal using symbols with complex values,correspondingdevice and computer program”的相关专利申请中描述了所述迭代解码算法。
在实数路径和虚数路径上以1/2速率码使用两个偏移-QPSK(“偏移正交相移键控”)星座。通过比较,模拟通过相同卷积码和以相同编码速率所编码的偏移-16-QAM星座(只在实数路径上),因此其代表OFDM/OQAM符号具有实数值的现有技术。
图7的曲线以作为C/N比(载噪比)函数的二进制误码率(以分贝dB表示)的形式示出了本发明编码技术的性能。
即使在不可能利用信道的时-频分集的最简单的可能情况下,当两个路径具有相同的编码并且彼此相互独立时,也能看到性能的改进。实际上,在实数路径(参考标号为70的曲线)上的偏移-QPSK与偏移-16QAM之间的二进制误码率的差别大约是0.9dB,而在虚数路径(参考标号为71的曲线)上在相同的偏移16-QAM和偏移-QPSK之间的差别是大约0.6dB。
对于例如在接收端不需要相同误码率的数据流的两种路径(实数路径和虚数路径)上的传输,这些结果特别引人关注。当两种路径(实数路径和虚数路径)向与具有不同信噪比的传输信道相关联的用户发送时,它们也是令人关注的。然后可以调整两个部分的相对功率,以考虑这两个用户的信道质量的差别。
现在参考图5和图6对本发明的编码和解码设备的简化结构进行简短的描述。
图5的编码设备包括存储器M 51和由计算机程序Pg 52驱动的配备有处理器μP的处理单元50。
在输入端,处理单元50从两个独立或相关的源301和302接收二进制字。从这些二进制系列中,微处理器μP根据程序Pg 52的指令来构建OFDM/OQAM类型的多载波信号,用于该信号的复数值符号是通过对具有正交实数值的两个星座符号进行加权求和得到的,其中,两个正变实数值是通过对二进制字进行实数QAM调制得到的。微处理器μP实现的这种类型的构造还包括IFFT、多相滤波、以及S/P和P/S转换操作。
在处理单元50的输出端得到OFDM/OQAM类型的多载波信号38,该信号的符号具有复数值。
图6中用于其局部的解码设备具有存储器M 61和由计算机程序Pg 62驱动的配备有处理器μP的处理单元60。
在输入端,处理单元60接收其符号具有复数值的OFDM/OQAM类型的多载波信号63。该信号在作为输出从图5编码设备被发送之后通过传输信道进行传送。
在接收到该多载波信号63时,微处理器μP就根据程序Pg 52的指令选择与OFDM/OQAM符号的实数路径和虚数路径之一相关的信息,然后执行对所选择信息的选择性处理,以便提供与该信道相关的源信号的估计64。可以为这两个信道中的每一个相继执行这些操作,或者例行地为这些信道之一执行这些操作,或者可能地,如果信号的接收质量满足预定标准,则为其它信道执行这些操作。
这些操作还可以迭代地执行,微处理器μP相继地选择这两个路径中的每一个,并确定由其它部分产生的固有干扰以将其从接收的信号中消除,从而改善与两个路径中每一个相关的源信号的估计。

Claims (14)

1.一种用于编码由包括一组数据元素的符号的时间序列形成的OFDM/OQAM类型的多载波信号的方法,所述数据元素中的每一个调制所述信号的载波频率,
其特征在于,所述数据元素中的每一个通过对正交的两个实数值进行求和(32)而形成,每一个实数值对应于根据预定调制星座(311,312)调制的源信号(301,302)的二进制字,从而在所述OFDM/OQAM符号的实数通道和虚数通道上传输信息。
2.根据权利要求1的编码方法,其特征在于,所述求和是加权求和,以便使所述路径之一呈现较高的功率电平。
3.根据权利要求1和2中任意一项所述的编码方法,其特征在于所述源信号(301,302)是相关的。
4.根据权利要求3的编码方法,其特征在于所述源信号之一传送与由另一源信号传送的净荷信息相关的冗余信息。
5.根据权利要求3的编码方法,其特征在于所述源信号(301,302)是相同的,但是在所述路径中的每一个上经历不同的信道编码和/或交织。
6.根据权利要求1和2中任意一项所述的编码方法,其特征在于所述源信号(301,302)是彼此相互独立的信号。
7.根据权利要求1至6中任意一项所述的编码方法,其特征在于在每一个所述路径上发送的信息包括:第一,源信息;和第二,从所述源信息计算出的冗余信息。
8.根据权利要求1至7中任意一项所述的编码方法,其特征在于为在所述路径中的每一个上发送的信息分配不同的保护等级,所述保护等级取决于信道编码和/或所述预定调制星座的阶数。
9.一种由一组数据元素构成的符号的时间序列所形成的OFDM/OQAM类型的多载波信号,每一个所述数据元素对所述信号的载波频率进行调制,
其特征在于,通过对正交的两个实数值进行求和来形成每个所述数据元素,每一个实数值对应于根据预定调制星座调制的源信号的二进制字,以便在所述OFDM/OQAM符号的实数路径和虚数路径上传输信息。
10.一种用于编码由包括一组数据元素的符号的时间序列形成的OFDM/OQAM类型的多载波信号的设备,所述数据元素中的每一个调制所述信号的载波频率,其特征在于,所述设备包括:用于通过对正交的两个实数值进行求和来形成每一个所述数据元素的装置(50),每一个所述实数值对应于根据预定调制星座调制的源信号的二进制字,以便在所述OFDM/OQAM符号的实数路径和虚数路径上传输信息。
11.一种用于解码所接收的OFDM/OQAM类型的多载波信号的方法,所述信号通过由一组数据元素构成的符号的时间序列来形成,所述数据元素中的每一个调制所述信号的载波频率,其特征在于,所述数据元素中的每一个在编码时通过对正交的两个实数值进行求和来形成,每一个实数值对应于根据预定调制星座调制的源信号的二进制字,以便在所述OFDM/OQAM符号的实数通道和虚数通道上传输信息,
所述解码方法执行以下步骤:
-在所述接收信号内选择与所述实数路径和虚数路径当中的第一路径相关的信息的步骤;
-选择性地处理与所述第一路径相关的信息以实现对相应源信号的估计的传送的步骤;和至少在某些时刻,
-在所述接收信号内选择与所述实数路径和虚数路径当中的第二路径相关的信息的步骤;
-选择性地处理与所述第二路径相关的信息以实现对相应源信号的估计的传送的步骤。
12.一种可从通信网络下载和/或存储在计算机可读介质内和/或可由微处理器执行的计算机程序产品,其包括用于执行根据权利要求1-8中任意一项的用于编码多载波信号的方法的程序代码指令。
13.一种可从通信网络下载和/或存储在计算机可读介质内和/或可由微处理器执行的计算机程序产品,其包括用于执行根据权利要求11的用于解码多载波信号的方法的步骤的程序代码指令。
14.一种用于解码所接收的OFDM/OQAM类型的多载波信号(63)的设备,所述信号通过由一组数据元素构成的符号的时间序列来形成,所述数据元素中的每一个调制所述信号的载波频率,其特征在于,在编码时通过对正交的两个实数值进行求和来形成所述数据元素中的每一个,每一个实数值对应于根据预定调制星座调制的源信号的二进制字,以便在所述OFDM/OQAM符号的实数路径和虚数路径上发送信息,
所述解码设备包括:
-用于在所述接收信号内选择与所述实数路径和虚数路径当中的第一路径相关的信息的装置;
-用于选择性地处理与所述第一路径相关的信息以实现对相应源信号的估计的传送的装置,
-用于在所述接收信号内选择与所述实数路径和虚数路径当中的第二路径相关的信息的装置;
-用于选择性地处理与所述第二路径相关的信息以实现对相应源信号的估计的传送的装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105991496A (zh) * 2015-01-27 2016-10-05 北京三星通信技术研究有限公司 导频发送方法、导频接收方法及其装置
CN107666457A (zh) * 2017-10-30 2018-02-06 桂林电子科技大学 一种ofdm/oqam系统波形自适应设计方法
CN111480325A (zh) * 2017-12-14 2020-07-31 奥兰治 生成多载波信号的方法、解调方法、计算机程序产品和对应装置

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8094735B2 (en) * 2008-01-04 2012-01-10 Qualcomm Incorporated Methods and apparatus for maximum ratio combining for duplicated signals in OFDMA systems
FR2972091A1 (fr) * 2011-02-28 2012-08-31 France Telecom Procede de modulation d'un signal multiporteuse de type oqam, programme d'ordinateur et modulateur correspondants
FR2985134A1 (fr) * 2011-12-23 2013-06-28 France Telecom Procede d'emission d'au moins un signal multi-porteuse forme de symboles ofdm-oqam
FR2985152A1 (fr) 2011-12-23 2013-06-28 France Telecom Procede de groupement de couples emetteur-recepteur pour communiquer sur un reseau de communications
FR2990090A1 (fr) * 2012-04-27 2013-11-01 France Telecom Procede de communication sans-fil avec un recepteur a antennes multiples
FR2990816A1 (fr) * 2012-05-16 2013-11-22 France Telecom Procede de communication sans-fil a haut debit avec un recepteur a antennes multiples
FR3006535A1 (fr) * 2013-05-28 2014-12-05 France Telecom Procede et dispositif de modulation delivrant un signal a porteuses multiples, procede et dispositif de demodulation et programme d’ordinateur correspondants.
US9955458B1 (en) * 2014-12-03 2018-04-24 Sprint Spectrum L.P. Shared allocation of a downlink resource block
EP3076576A1 (en) * 2015-04-01 2016-10-05 NTT DoCoMo, Inc. Transmit diversity from orthogonal design for fbmc/oqam
EP3076627A1 (en) * 2015-04-01 2016-10-05 NTT DoCoMo, Inc. Transmit diversity from orthogonal design for fbmc/oqam
FR3129799A1 (fr) * 2021-12-01 2023-06-02 Cnam - Conservatoire National Des Arts Et Metiers Procédé et système de transmission OFDM mettant en œuvre des signaux à enveloppes non constantes et en quadrature

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB9510127D0 (en) * 1995-05-20 1995-08-02 West End System Corp CATV Data transmission system
FR2765757B1 (fr) * 1997-07-01 1999-09-17 France Telecom Procede et dispositif de modulation d'un signal multiporteuse de type ofdm/oqam, et procede et dispositif de demodulation correspondants
EP1302475A4 (en) 2000-06-30 2003-09-03 Japan Science & Tech Corp CARBOSILANE-TYPE DENDRIMERIC COMPOUNDS CONTAINING CARBOHYDRATE CHAINS, PROCESS FOR PRODUCING THE SAME AND NEUTRALIZING AGENTS AND VEROTOXIN ANTIVIRALS
FR2814302B1 (fr) * 2000-09-20 2003-02-07 France Telecom Signal multiporteuse a pilotes repartis concu pour limiter l'interference, procede de construction d'un signal, procede de reception, recepteur et dispositif d'emission correspondants
US7218666B2 (en) * 2000-12-29 2007-05-15 Motorola, Inc. Method and system for transmission and frequency domain equalization for wideband CDMA system
US7436881B2 (en) * 2001-09-28 2008-10-14 Nec Corporation Per-bin DFE for advanced OQAM-based multi-carrier wireless data transmission systems
US20040141559A1 (en) * 2002-10-24 2004-07-22 Tewfik Ahmed H. Generating UWB-OFDM signal using sigma-delta modulator
FR2885471A1 (fr) 2005-05-03 2006-11-10 France Telecom Procede de decodage iteratif d'un signal ofdm/oqam utilisant des symboles a valeurs complexes, dispositif et programme d'ordinateur correspondants

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105991496A (zh) * 2015-01-27 2016-10-05 北京三星通信技术研究有限公司 导频发送方法、导频接收方法及其装置
CN105991496B (zh) * 2015-01-27 2020-11-27 北京三星通信技术研究有限公司 导频发送方法、导频接收方法及其装置
CN107666457A (zh) * 2017-10-30 2018-02-06 桂林电子科技大学 一种ofdm/oqam系统波形自适应设计方法
CN107666457B (zh) * 2017-10-30 2020-03-17 桂林电子科技大学 一种ofdm/oqam系统波形自适应设计方法
CN111480325A (zh) * 2017-12-14 2020-07-31 奥兰治 生成多载波信号的方法、解调方法、计算机程序产品和对应装置
CN111480325B (zh) * 2017-12-14 2023-07-11 奥兰治 生成多载波信号的方法、解调方法和对应装置

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