CN104081738A - 用于递送ofdm/oqam符号的调制和解调的方法、装置和计算机程序产品 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种调制经分组为nb.M实数据的块的实数据串的方法，其中M为载波数目且nb为大于或等于2的整数。根据本发明，所述方法对于实数据块包括：-通过第一调制器对第一M/2数据的第一调制(21)，从而递送经调制载波的第一集合；-通过第二调制器对随后(nb-1).M数据的第二调制(22)，从而递送(nb-1).M个经调制载波的第二集合；-通过第三调制器对最后M/2数据的第三调制(23)，从而递送经调制载波的第三集合；-所述第一、第二和第三集合的叠加(24)，从而形成具有长度nb.M/2的OFDM/OQAM符号块，所述第一集合与所述第二集合的开始叠加且所述第三集合与所述第二集合的末尾叠加。

Description

用于递送OFDM/OQAM符号的调制和解调的方法、装置和计算机程序产品

1.技术领域

本发明的领域是数字通信的领域。

更具体来说，本发明涉及OFDM/OQAM(正交频分多路复用/偏移正交振幅调制)、BFDM/OQAM(双正交频分多路复用/OQAM)或还有FBMC/OQAM(滤波器组多载波/OQAM)类型的多载波调制和解调，其中载波由原型滤波器成形。

甚至更具体来说，本发明关于以多载波符号的包的形式发射的多载波信号，尤其是由极少量多载波符号构成的包。

本发明可尤其应用于无线通信的领域中，例如根据3GPP LTE标准进行的通信，其中帧由15个OFDM符号构成，或还有DVB-T2标准，根据此标准由四个OFDM符号构成最短帧，或还有使用尤其在IEEE P1901类型的在线载波电流系统的通信领域，其中信令信号的持续时间可限于仅一个OFDM符号。

2.背景技术

多载波发射技术具有许多优点，尤其在多路径信道的情形中。因此，OFDM型调制尤其良好地适于抵消频率选择性信道中的衰退的影响。

然而，OFDM调制具有的缺点是产生具有不良频率局部化的多载波信号且因此必须将保护间隔插入到时域中以限制干扰。现在，插入此保护间隔引起多载波信号的频谱效率的降低。

已经提出替代解决方案来限制干扰，同时避免插入保护间隔的需要。这些技术依赖于通过滤波器(对于离散化信号)或通过称为原型滤波器或函数的函数(对于连续信号)对信号的成形，从而通过限于实值领域的正交性质实现改善的频率局部化。这些例如关于经典地用于射频通信的OFDM/OQAM或BFDM/OQAM型调制，尤其如以下文献中描述：P.Siohan和N.Lacaille，“基于滤波器组理论的OFDM/OQAM系统的分析(Analysisof OFDM/OQAM systems based on the filterbank theory)”，GLOBECOM'99会议，巴西里约热内卢，1999年12月，2279到2284页，以及C.Siclet和P.Siohan，“基于双正交调制滤波器组的BFDM/OQAM的设计(Design of BFDM/OQAM systems based onbiorthogonal modulated filter banks)”，GLOBECOM'00会议，美国旧金山，2000年11月，701到705页。

图1是递送OFDM/OQAM型多载波信号的OFDM/OQAM调制器10的机制的较精确说明。此信号可以如下形式在基带中且在离散时间中表示：

$s\left[t\right]=\underset{m=0}{\overset{M-1}{\mathrm{\Σ}}}\underset{n=-\∞}{\overset{n=+\∞}{\mathrm{\Σ}}}{a}_{m,n}h[t-\mathrm{n\τ}]e^{j2\mathrm{\πmFT}}{e}^{j{\mathrm{\φ}}_{m,n}}$

其中：

-a_m,n是将在时刻n在副载波m上发射的一条实值数据；

-M是载波频率的数目；

-τ＝T/2离散时间移位，τ是一条实数据的持续时间；

-F＝1/T载波之间的间隔；

-h[n]是由调制器使用的原型滤波器，具有长度L，具有实系数和线性相位；

-φ_m,n是经选择以便获得实部/虚部交替从而实现正交性的相位项，例如等于其中ε＝{0,±1}。

在正交OFDM/OQAM调制的情况下，应用延迟D，例如D＝L-1，其中L是原型滤波器的长度。在双正交BFDM/OQAM调制的情况下，可较灵活地选择延迟D且可使得D≤L-1。

如图1中说明，多条实数据a_m,n经历预处理或预调制11，从而尤其实现多载波信号的载波的时间和频率正交。

更具体来说，在此预处理过程期间，多条实数据a_m,n乘以以π/2为单位的第一相位项，从而实现多载波信号的载波的时间和频率相移的性能，且乘以第二项从而使得可能考虑原型滤波器的长度。在此预处理模块的输出处获得的表示为的数据可以如下形式表达： $a_{m,n}^p=a_{m,n}{e}^{j\frac{\mathrm{\π}}{2}n}2N{e}^{-j\frac{\mathrm{\π}}{2}m\frac{D-N}{N}}.$

随后经典地使用离散傅立叶逆变换(IDFT)模块12中大小为M的IDFT将这些条数据从频域转换到时域。在IDFT模块12的输出处获得的表示为u_0,n和u_2N-1,n的经调制载波随后由原型滤波器h[n]13滤波，随后经过取样和移位以获得包括由M个复样本形成的OFDM/OQAM符号s[k]的多载波信号，其中k使得nM≤k<(n+1)M.。

更具体来说，原型滤波器h[n]可以包括M个如下界定的多相分量G_l(z)的多相形式表达： $G_l\left(z\right)=\underset{n}{\mathrm{\&Sigma;}}h{[l+\mathrm{nM}]}_z^{-n}.$

在接收处，针对具有连续时间中的无界支持的OFDM/OQAM信号通过使用以下标量积的实部来解调符号：

针对具有有界支持的OFDM/OQAM信号的解调是根据以上等式用具有有限值的界限代替以上积分的无限界限来完成。

对于给定应用(给出的固定频率带宽B，载波数目M和群集2^2Q-QAM)，OFDM特征在于无论帧的长度如何均具有固定频谱效率。相比之下，具有有界支持的OFDM/OQAM信号的频谱效率由以下表达式给出：

其中：

-K是每帧的符号数目；

-M是载波频率的数目；

-L＝qT是原型滤波器的长度，q是重叠因数；

-Q：界定原始QAM群集的阶和用于数据a_m,n的PAM(2^Q)的阶的参数。

此表达式假定帧具有足以在积分的界限有限时根据先前等式实现解调的性能的长度。

隐含地，以上频谱效率的表达式还假定如果“边缘符号”被截断，那么无法检索对应条的实数据。

因此，对于此表达式，帧越长，频谱效率越高，且此频谱效率相对于帧长度和重叠因数q越渐进地独立。然而还可注意，频谱效率的损失变为对短帧为关键的。

实际上，对于由于也称为原型滤波器的成形滤波器而在若干符号上散布的呈包形式的多载波发射，所需的发射支持在持续时间上超过严格限于待发射的有效负载符号的持续时间的发射支持。

为了解决频谱效率损失的此问题，旨在通过引入加权函数来衰减边缘效应的解决方案已尤其在以下文献中描述：M.Bellanger、M.Renfors、T.Ihalainen和C.A.F daRocha“OFDM和FBMC发射技术：用于宽带电力线通信的兼容高性能提议(OFDM andFBMC transmissions techniques:a compatible high performance proposal for broadbandpower line communications)”，2010IEEE电力线通信及其应用国际研讨会(ISPLS)，154到159页，2010。然而，此技术最终增加了用于检索符号的程序的成本，这在此情况下仅是近似检索。

另一解决方案已在如下文献中提出：Y.Dandach和P.Siohan，“用于重叠偏移QAM的包发射(Packet Transmission for Overlapped Offset QAM)”，IEEE无线通信和信号处理国际会议(ICWCSP)，中国苏州，2010年10月。此文献的技术尤其在时间长度L_t＝T的短原型滤波器的情况下实现完美检索。鉴于滤波“窗”，这相当于具有窗长度L＝M的滤波器。

更具体来说，此文献因此考虑短帧的临界情况，换句话说具有低K值，具有长度为L_t＝T的短原型滤波器。

关于早先提到的频谱效率的表达式，可注意到，此频谱效率针对低K值降低，尤其是由于针对q＝1的限制因数

Y.Dandach和P.Siohan，“用于重叠偏移QAM的包发射(Packet Transmission forOverlapped Offset QAM)”，IEEE无线通信和信号处理国际会议(ICWCSP)，中国苏州，2010年10月的文献中呈现的技术的目的因此是消除此限制因数。

消除此限制因数意味着考虑帧的截断，即每帧M条实数据的损失，其等效于M/2条复数据。对于长度L_t＝T的短原型滤波器，受截断影响的数据条是a_m,1。相比之下，数据条a_m,0不受此截断影响且随后可在解调期间通过使用上文提到的标量积的表达式来完美检索。

然而，由于截断通过产生载波间干扰(ICI)而影响经截断数据条a_m,1的解调，Dandach文献提出针对这些条经截断数据仅发射索引m为偶同位或奇同位值的载波，换句话说这相当于消除副载波的一半。

到现在为止，基于消除受截断影响的边缘数据的载波的一半(偶同位或奇同位载波)的此技术虽然理论上有价值，但尚未开发超过上文描述的连续时间方法。此外，此文献既不揭示也不建议调制器或解调器的呈数字模式的实现高频谱效率同时限制干扰问题的任何具体有效实施方案。

因此需要递送OFDM/OQAM类型的多载波信号(其实施方案尤其在复杂性方面经优化)以及递送能够根据块发射机制(如OFDM的情况中)或通过包发射的OFDM/OQAM符号的新颖调制技术。

3.发明内容

本发明提出不具有现有技术的所有这些缺点的新颖的解决方案，其呈一种用于调制实数据流的方法的形式，所述方法实施长度小于或等于M的原型滤波器且递送OFDM/OQAM符号块。

根据本发明，所述多条实数据在nb.M实数据的数据块中一起分组，其中M是所述OFDM/OQAM符号块中的一者的载波数目且nb是大于或等于2的整数。

此外，根据本发明的方法对于实数据块包括以下步骤：

-通过第一调制器对所述实数据块的M/2第一多条数据的第一调制，从而递送经调制载波的第一集合；

-通过第二调制器对实数据块的(nb-1).M随后多条数据的第二调制，从而递送(nb-1).M个经调制载波的第二集合；

-通过第三调制器对所述实数据块的M/2最后多条数据的第三调制,从而递送经调制载波的第三集合；

-在应用时间移位之后经调制载波的所述第一、第二和第三集合的叠加，以便形成具有长度nb.M/2的OFDM/OQAM符号块，所述第一集合在时间上叠加于第二集合的开始上，且所述第三集合在时间上叠加于所述第二集合的末尾上。

因此，本发明依赖于新颖且具发明性的递送OFDM/OQAM符号块的实数据流的调制的方法，其具有减少的复杂性且实现适于OFDM/OQAM符号的块发射的实施方案。

实际上，此些调制器的使用实现通过块或通过包(nb>2)的OFDM/OQAM发射，尤其是具有小长度的块或包，同时确保在调制期间执行的操作的复杂性的降低，因为根据本发明的调制器执行数据块的“边缘”相对于此数据块的中心部分的相异处理。

界定不同调制应用的不同数据集合分别考虑将数据块的特定再分应用于三个子块中，第一和最后子块分别包括块的M/2第一和最后多条数据且因此表示待调制的数据块的“边缘子块”。

根据本发明的解决方案也可应用于使用滤波器组的双正交发射的系统(FBMC/OQAM)。

表达“数据块”因此涵盖当数据块具有大小2.M(nb＝2)时“基本块”的概念以及当数据块具有大小nb.M(其中nb>2)时数据“包”的概念。

根据本发明的术语“调制”包括为了将实数据流转换为构成准备好根据通过块的发射进行发射的OFDM/OQAM符号的经调制载波而实施的所有操作。

除此之外，根据本发明的叠加步骤的术语“开始”和“末尾”意味着第一集合的M/2经调制载波与第二集合的M/2第一载波叠加，且第三集合的M/2载波与第二集合的M/2最后载波叠加。

另外，根据本发明的调制方法实施长度小于或等于M的原型滤波器。尤其可使用具有长度L＝M的原型滤波器，即，等于T的滤波时间窗，其中T是符号的持续时间。此原型滤波器使得尤其可确保系统的正交性。必须注意，过程的长度小于M(L<M)的原型滤波器的实施引入系统的正交性损失，但此损失可通过经典技术来补偿，例如通过用若干零代替正交滤波器的边缘系数(具有索引L-M)，换句话说通过添加零滤波器系数以便获得具有长度L＝M的滤波器。

根据本发明的一个特定特性，根据本发明的调制方法包括切换步骤，其对于每一实数据块用于：

-以实数据块的M/2第一多条数据馈送第一调制器的输入；

-以所述实数据块的(nb-1).M随后多条数据馈送所述第二调制器的输入；

-以实数据块的M/2最后多条数据馈送第三调制器的输入。

因此，根据此特定方面，本发明提供三个调制器的相应实施方案的节奏。必须注意，在三个调制器之间可实行连续的或再次不连续的接连切换。此外还可设想首先处理边缘，即实施第一和第三调制器且随后实施第二调制器。

根据本发明的另一特定方面，所述第一和第三调制实施以M条并行数据馈送的正快速傅立叶变换或快速傅立叶逆变换(FFT或IFFT)，所述M条并行数据的二分之一强制为零。

此实施方案使得尤其可减少由第一和第三调制器实施的正或逆快速傅立叶变换的复杂性。

实际上，根据本发明的此特定方面，正或逆快速傅立叶变换的两个输入中的一者强制为零，因此减少由第一和第三调制器实施的操作数目。

根据本发明，正或逆快速傅立叶变换可用于调制。针对在调制期间应用这些正或逆变换中的任一者而必须分别实施的修改尤其在C.Siclet的文献“Application de la théoriedes bancs de filtres à l'analyse et à la conception de modulations multiporteusesorthogonaleset biorthogonales(滤波器组理论对正交和双正交多载波调制的分析和设计的应用)”雷恩第一大学(法国)，2002年11月18日博士论文答辩中描述，且尤其对应于所实施相位项的修改。

根据本发明的一个特定方面，所述方法实施长度小于或等于M的原型滤波器，所述原型滤波器实行两种相异类型的滤波，一种应用于(nb-1).M个经调制载波的所述第二集合且另一种应用于经调制载波的所述第一集合和经调制载波的所述第三集合，从而递送各自包括M/2个经滤波调制载波的第一和第三集合。

因此，本发明实现应用于经调制载波的第一、第二和第三集合的相同原型滤波器的使用，且因此使得可减少滤波步骤的复杂性。

实际上，由于初步执行的调制处理，经调制载波的第一和第三集合的滤波限于M/2个乘法操作，而针对(nb-1).M个经调制载波的第二集合实施的滤波相当于对经调制载波的第二集合应用(nb-1)次长度L＝M的常规滤波。

根据本发明的另一方面，所述第一和第三调制分别实施所述实数据块的M/2第一多条数据和所述实数据块的M/2最后多条数据的扩展，所述扩展包括在所述块的所述M/2第一多条数据中的每一者与所述实数据块的所述M/2最后多条数据中的每一者之间插入零，从而在所述第一和第三调制的所述正或逆快速傅立叶变换的输入处分别递送所述块的M个经扩展第一多条数据和所述实数据块的M个经扩展最后多条数据，其中两条数据中的一条强制为零。

此扩展步骤使得尤其可使用调制器的经典串行/并行转换器且使对应正或逆快速傅立叶变换的输入强制为零。

根据本发明的另一特定方面，第一调制包括以下连续子步骤：

-扩展所述块的M/2第一多条数据，所述扩展包括在所述块的所述M/2第一多条数据中的每一者之间插入零，从而递送所述实数据块的M个经扩展第一多条数据，

-所述实数据块的所述M个经扩展第一多条数据的串行/并行转换，从而在第一串行/并行转换器的输出处递送M个并行多条数据，

-实施以从所述第一串行/并行转换器输出的通过所述M/2第一多条数据的所述扩展操作而二分之一强制为零的M条并行数据馈送的正或逆快速傅立叶变换(FFT或IFFT)，从而递送M个第一经调制载波，

-应用于所述M个第一经调制载波的滤波，从而递送M/2个第一经滤波调制载波，

-所述M/2个第一经滤波调制载波的并行/串行转换，从而递送经调制载波的所述第一集合，

所述第二调制包括以下连续子步骤：

-所述实数据块的(nb-1).M随后多条数据的串行/并行转换，从而在第二串行/并行转换器的输出处递送(nb-1).M条并行数据，

-实施在所述第二串行/并行转换器的输出处以所述(nb-1).M条并行数据馈送的(nb-1)个连续正或逆快速变换(FFT或IFFT)，从而递送(nb-1).M个第二经调制载波，

-应用于所述(nb-1).M个第二经调制载波的具有长度M的滤波，从而递送M个第二经滤波调制载波的(nb-1)个集合，

-M个第二经滤波调制载波的所述(nb-1)个集合的并行/串行转换，从而递送(nb-1).M个经调制载波的所述第二集合，

且第三调制包括以下连续子步骤：

-所述块的所述M/2最后多条数据的扩展，所述扩展包括在所述实数据块的所述M/2最后多条数据中的每一者之间插入零，从而递送所述块的M个第三多条经扩展数据；

-所述实数据块的所述M个第三多条经扩展数据的串行/并行转换，从而在第三串行/并行转换器的输出处递送M条并行数据，

-实施以在所述第三串行/并行转换器的输出处通过所述M/2最后多条数据的所述扩展操作而二分之一强制为零的所述M条并行数据馈送的正或逆快速傅立叶变换(FFT或IFFT)，从而递送M个第三经调制载波，

-应用于所述M个第三经调制载波的滤波，从而递送M/2个第三经滤波调制载波，

-所述M/2个第三经滤波调制载波的并行/串行转换，从而递送经调制载波的所述第三集合。

因此，由调制器实施的所有传统模块，即串行/并行转换器、使用正或逆傅立叶变换的操作器、并行/串行转换器，针对nb.M条实数据的数据块的三个“子块”中的每一者实施特定处理。

此选择性处理使得可实行基本实数据块的边缘相对于此基本实数据块的中心部分的选择性调制处理。

必须注意，实施以从所述第二串行/并行转换器输出的所述(nb-1).M条并行数据馈送的(nb-1)个连续正或逆快速傅立叶变换(FFT或IFFT)从而递送(nb-1).M个第二经调制载波的步骤是在(nb-1)个持续时间T上执行。

根据一个实施例，根据本发明的方法更包括乘以等于所述实数据块的所述M/2第一多条数据和所述实数据块的所述M/2最后多条数据的振幅的√2的因数的乘法步骤。

此乘法放大步骤使得可补偿由于两个副载波中消除一个副载波而引入到调制器中的功率降低。因数√2尤其旨在在发射与接收之间相等地分布放大，以便避免接收处噪声的放大。

有利地，所述第一和第三调制实施以M条并行数据馈送的正或逆快速傅立叶变换(FFT或IFFT)，所述M条并行数据中具有奇同位索引的多条并行数据强制为零。

因此，根据此特定实施方案，用于第一和第三调制的正或逆快速傅立叶变换的输出的仅四分之一对于计算总输出是必要的，因此减少系统的总体复杂性。

本发明还关于用于对包括通过先前所述调制方法获得的OFDM/OQAM符号块的OFDM/OQAM型多载波信号进行解调的方法。此解调方法实施长度小于或等于M的原型滤波器且递送实数据流。

根据本发明，通过解调递送的所述多条实数据在nb.M条实数据的块中一起分组，其中M是所述OFDM/OQAM符号块中的一者的载波数目且nb是大于或等于2的整数。

此外，根据本发明，所述解调方法对于具有长度nb.M/2的所接收OFDM/OQAM符号块包括以下步骤：

-在应用时间移位之后从所述OFDM/OQAM符号块提取经调制载波的第一、第二和第三集合，以便获得M/2个第一经调制载波的第一集合、nb.M/2个经调制载波的第二集合以及M/2个最后经调制载波的第三集合；

-通过第一解调器对M/2第一经调制载波的第一集合的第一解调，从而递送对应于所接收OFDM/OQAM符号的实数据块的M/2第一多条数据；

-通过第二解调器对nb.M/2经调制载波的第二集合的第二解调，从而递送实数据块的(nb-1).M随后多条数据；

-通过第三解调器对M/2最后经调制载波的第三集合的第三解调，从而递送实数据块的M/2最后多条数据。

根据另一方面，本发明还关于一种用于调制实数据流的装置，其实施长度小于或等于M的原型滤波器且递送OFDM/OQAM符号块。

根据本发明，所述多条实数据在nb.M条实数据的块中一起分组，其中M是所述OFDM/OQAM符号块的载波数目且nb是大于或等于2的整数。

此外，根据本发明的用于调制的装置包括对于实数据块实施的以下构件：

-通过第一调制器对所述实数据块的M/2第一多条数据的调制从而递送经调制载波的第一集合的第一构件；

-通过第二调制器对所述实数据块的(nb-1).M随后多条数据的调制从而递送(nb-1).M个经调制载波的第二集合的第二构件；

-通过第三调制器对所述实数据块的M/2最后多条数据的调制从而递送经调制载波的第三集合的第三构件；

-用于在应用时间移位之后叠加经调制载波的所述第一、第二和第三集合以便形成具有长度nb.M/2的OFDM/OQAM符号块的构件，所述第一集合在时间上叠加于所述第二集合的开始上，且所述第三集合在时间上叠加于所述第二集合的末尾上。

此调制装置尤其适于实施上文描述的调制方法。

此调制装置当然可包括关于根据本发明的调制方法的不同特性，其可组合或隔离考虑。因此，此调制装置的特性和优点类似于调制方法的特性和优点且因此不再更详细描述。

根据又一方面，本发明关于一种用于解调OFDM/OQAM类型多载波信号的装置，所述信号包括通过上文描述的调制方法获得的OFDM/OQAM符号块，所述装置实施长度小于或等于M的原型滤波器且递送实数据流。

根据本发明，所递送的多条实数据在nb.M条实数据的数据块中一起分组，其中M是所述OFDM/OQAM符号块中的一者的载波数目且nb是大于或等于2的整数。

此外，此解调装置对于具有长度nb.M/2的所接收OFDM/OQAM符号块包括：

-用于在应用时间移位之后提取所述OFDM/OQAM符号块的经调制载波的第一、第二和第三集合以便获得M/2个第一经调制载波的第一集合和nb.M/2个经调制载波的第二集合以及M/2个最后经调制载波的第三集合的构件；

-通过第一解调器对M/2个第一经调制载波的所述第一集合的解调从而递送对应于所述所接收OFDM/OQAM符号块的实数据块的M/2第一多条数据的第一构件；

-通过第二解调器对nb.M/2经调制载波的第二集合的解调从而递送实数据块的(nb-1).M随后多条数据的第二构件；

-通过第三解调器对M/2最后经调制载波的第三集合的解调从而递送实数据块的M/2最后多条数据的第三构件。

此解调装置尤其适于实施上文描述的解调方法。

本发明还关于一种包括指令的计算机程序，所述指令用于在所述程序由处理器执行时实施如上所述的调制或解调方法。

实际上，根据本发明的调制或解调方法可以各种方式实施，尤其以集成、有线和/或软件形式。

4.附图说明

本发明的其它特征和优点从以下借助简单、说明性且非详尽实例给出的特定实施例的以下描述中以及从附图中将更清楚地显现，附图中：

-参考现有技术描述的图1呈现经典OFDM/OQAM调制方案；

-图2说明根据本发明的一个实施例的调制方法；

-图3A和3B表示针对实数据块的不同大小(即，nb＝2或nb＝4)由根据本发明的OFDM/OQAM调制器产生的符号块；

-图4说明根据本发明的一个实施例的解调方法；

-图5和6分别表示根据本发明的一个特定实施例针对IFFT和FFT实施的算法；

-图7和8呈现根据本发明的一个实施例分别实施调制方法和解调方法的调制器和解调器的简化结构；

图9展示针对不同大小的数据块获得的性能。

5.具体实施方式

5.1   一般原理

本发明的情形在于实施OFDM/OQAM或BFDM/OQAM类型调制和实施长度小于或等于M的原型滤波器的发射系统的上下文，且提出使得可能递送能够通过块发射的OFDM/OQAM符号的技术。

可注意到，可以滤波器组的形式实施的这些调制系统也称为FBMC/OQAM(滤波器组多载波/OQAM)滤波器。

本发明的一般原理依赖于块的“边缘”相对于此数据块的中心部分的选择性和相异调制。

为实现此目的，本发明界定所考虑数据块的不同数据子集，其大小对应于通过块的OFDM/OQAM发射所需的块的大小。

根据本发明，表达“数据块”涵盖当数据块具有大小2M(nb＝2)时“基本块”的概念以及当数据块具有大小nb.M(其中nb>2)时数据“包”的概念。

对这些集合中的每一者应用不同调制。这可联系到将数据块的额外再分应用于三个子块中，第一和第三子块包括所考虑数据块的M/2第一和最后多条数据且因此表示待调制的数据块的“边缘子块”。

如下文将见到，数据块的边缘相对于中心部分的选择性处理的使用减少了由调制系统实施的操作集合的复杂性，且这将抵消原本相反地相信实施数据块的边缘相对于中心部分的额外且相异处理将增加所实施复杂性的所属领域的技术人员的偏见。

5.2   实施方案的实例

5.2.1 调制系统

基于已参考现有技术描述的图1中说明的调制系统，本专利申请案的发明人，也是2011年2月28日申请的专利申请案FR1151590的代表同一申请人的发明人，在上文提到的专利申请案中已强调频率/时间转换模块12与在发射处实施的多相滤波模块13的不同输出之间的特定关系。

更具体来说，其已展示频率/时间转换模块的输出两两共轭，且原型滤波器的多相分量两两仿共轭。

此外，根据上文引用的文献，Y.Dandach和P.Siohan，“用于重叠偏移QAM的包发射(Packet Transmission for Overlapped Offset QAM)”，IEEE无线通信和信号处理国际会议(ICWCSP)，中国苏州，2010年10月，其作者也是本专利申请的发明人，还展示消除在发射期间经截断OFDM/OQAM符号载波的一半实现了在解调时检索所有发射的OFDM/OQAM符号。

因此可能使用此对称性和这些性质来再利用在滤波的不同时刻发生的乘法的结果的一部分，且因此减少滤波的复杂性且因此减少系统的总体复杂性。

还可能根据本发明使用这些关系来减少按块的调制器的复杂性，其每一块含有OFDM符号的等效物，即M条复数据。

图2说明递送能够通过nb.M条数据的块发射的OFDM/OQAM符号的实数据流的调制原理。举例来说，对于参见图2表示的情况，考虑nb＝2，即，将数据流再分为大小2M的“基本块”。

根据本发明的此实施方案，尤其假定调制器的输入数据对应于来自QAM群集的实OQAM符号。

块调制器因此通过针对实数据块(20)主要实施以下步骤来实施根据本发明的调制方法：

-通过第一调制器对实数据块(20)的M/2第一多条数据(a)的第一调制(21)，从而递送经调制载波的第一集合；

-通过第二调制器对实数据块(20)的(nb-1).M随后数据(b)的第二调制(22)，从而递送(nb-1).M个经调制载波的第二集合；

-通过第三调制器对实数据块(20)的M/2最后数据(c)的第三调制(23)，从而递送经调制载波的第三集合；

-在应用时间移位之后经调制载波的所述第一、第二和第三集合的叠加(24)，以便形成长度nb.M/2的OFDM/OQAM符号块，第一集合与第二集合的开始在时间上叠加，且第三集合与第二集合的末尾在时间上叠加，如图3A分别说明。

参见图3A，对于nb＝2尤其可见，第一集合的M/2经调制载波(31，以“虚”线展示)与第二集合的M/2第一经调制载波(32，以实线展示)叠加(24)，且第三集合的M/2经调制载波(33，以虚线展示)与第二集合的M/2最后经调制载波(32，以实线表示)叠加。此叠加因此形成具有长度M的块，称为基本块，包括通过对2.M实数据块进行根据本发明的调制递送的OFDM/OQAM符号。此“基本块”因此包括叠加于基本块的长度M上的2.M经调制载波。

此外，根据参见图2所示的实施例，根据本发明的调制方法包括切换步骤(25)，其针对每一块：

-以块(20)的M/2第一多条数据(a)馈送第一调制器的输入；

-以块(20)的(nb-1).M随后数据(b)馈送第二调制器的输入；

-以块(20)的M/2最后数据(c)馈送第三调制器的输入。

此切换在持续时间T/2上馈送第一调制器、在持续时间(nb-1).T上馈送第二调制器以及在持续时间T/2上馈送第三调制器中设置了节奏。

因此，对块(20)的三个相异数据集合的不同调制的应用可联系到将数据块的额外再分应用于三个子块中，第一(a)和最后(c)子块包括所考虑数据块(20)的M/2第一和最后多条数据且因此表示待调制的数据块的“边缘子块”。

除此之外且更具体来说，第一调制(21)包括以下连续子步骤：

-实数据块(20)的M/2第一多条数据(a)的扩展(211)，所述扩展包括在递送所述块(20)的M第一多条扩展数据的所述块(20)的M/2第一多条数据中的每一者之间插入零；

-在第一串行/并行转换器的输出处递送M条并行数据的实数据块(20)的经扩展M第一多条数据的串行/并行转换(212)；

-实施以第一串行/并行转换器的输出处的并行M条数据馈送的快速傅立叶逆变换(213)，通过递送M第一经调制载波的M/2第一多条数据的扩展操作，所述数据的二分之一强制为零；

-应用于递送M/2第一经滤波调制载波的M第一调制载波的滤波(214)；

-递送经调制载波的第一集合(31)的M/2第一经滤波调制载波的并行/串行转换(215)，如图3A中虚线表示。

除此之外，根据此实施例且经典地，考虑例如具有长度L＝M的原型滤波器，从扩展步骤(211)得出的扩展数据首先全部乘以(2100)项和其中pt表示时间索引，m为所考虑数据条的索引。必须注意，根据未图示的其它实施例，也可使用使用不同指数的乘法的非因果方案。

此外，如上文参见C.Siclet的文献“Application de la théorie des bancs de filtres àl'analyse et à la conception de modulations multiporteusesorthogonales et biorthogonales(滤波器组理论对正交和双正交多载波调制的分析和设计的应用)”雷恩第一大学(法国)，2002年11月18日博士论文答辩指示，可使用FFT代替图2中表示的IFFT。

除此之外，第二调制(22)包括以下连续子步骤：

-在第二串行/并行转换器的输出处递送(nb-1).M并行数据的实数据块(20)的(nb-1).M随后数据(b)的串行/并行转换(222)，

-实施以递送(nb-1).M第二经调制载波的第二串行/并行转换器的输出处的(nb-1).M并行数据馈送的(nb-1)连续快速傅立叶逆变换(223)，即，在(nb-1)持续时间T上，当如本文表示nb＝2时，因此实施仅一个快速傅立叶逆变换，且当(在未图示的情况下)nb＝4时，将实施三个快速傅立叶逆变换。

-应用于递送M第二经滤波调制载波的(nb-1)集合的(nb-1).M第二经调制载波的具有长度M的滤波(224)，

-应用于递送(nb-1).M经调制载波的第二集合的M第二经滤波调制载波的(nb-1)集合的并行/串行转换(225)。

以与上文提到的相同方式，在所使用的快速傅立叶逆变换(22)的输入处的多条数据初步乘以(2200)例如上文提到的指数因数。

此外，如上文指示，替代于图2所示的快速傅立叶逆变换(IFFT)，还可使用正快速傅立叶变换(FFT)。

此外，第三调制(23)包括以下连续子步骤：

-实数据块的M/2最后多条数据(c)的扩展(231)，所述扩展包括在递送所述块的M第三条扩展数据的所述块(20)的M/2最后多条数据(c)中的每一者之间插入零，

-在第三串行/并行转换器的输出处递送M并行数据的实数据块的M第三条扩展数据的串行/并行转换(232)，

-实施以第三串行/并行转换器的输出处的M条并行数据馈送的快速傅立叶逆变换(223)，通过递送M第三经调制载波的M/2最后多条数据(c)的扩展操作，所述数据的每二分之一强制为零，

-应用于递送M/2第三经滤波调制载波的M第三经调制载波的滤波(234)，

-递送经调制载波的第三集合的M/2第三经滤波调制载波的并行/串行转换器(235)。

以与上文提到的相同方式，在所使用的快速傅立叶逆变换模块(233)的输入处的多条数据初步乘以(2300)例如上文提到的指数因数。

此外，如上文指示，替代于图2所示的快速傅立叶逆变换(IFFT)，还可使用正快速傅立叶变换(FFT)。

在此特定实施例中，三个串行/并行转换器(212，222，232)的输出将分别馈送正或逆快速傅立叶变换(213，223，233)的三个输入。

根据参见图2所示的实施例，第一和第三傅立叶变换模块分别工作以在持续时间T、(nb-1).T和T上馈送正或逆快速傅立叶变换模块(213，223，233)的三个输入。

实际上，根据参见图2所示的实施例，以a_m,n+i(其中i＝0,1或2)表示的每一子块(a)、(b)、(c)的输入数据是在T/2的倍数的时刻处理。

所有这些处理操作输出由图3A所示的独立块构成的OFDM/OQAM信号。

此外，由于快速傅立叶逆变换(IFFT或正FFT)的输入处的T/2移位，在考虑图2中未图示的此移位时真正完成叠加。

除此之外，图3B表示针对nb＝4，即针对包括4.M数据的实数据块由根据本发明的OFDM/OQAM调制器产生的符号。尤其可见，第一集合的M/2经调制载波(310，以虚线表示)与第二集合的M/2第一经调制载波(320，以实线展示)叠加(24)，且第三集合的M/2经调制载波(330，以虚线展示)与第二集合的M/2最后经调制载波(320，以实线表示)叠加，所述第二集合包括3.M条数据，其本身在2.T上即在2.M的长度上由T/2的时间移位叠加。此叠加因此形成通过对4.M条实数据块进行根据本发明的调制递送且因此包括在长度2.M上叠加的4.M经调制载波的OFDM/OQAM符号的具有长度2.M的块，称为“包”。根据此表示，长度2.M的“包”因此包括两个长度M的“基本块”。

因此，根据本发明，通过块的调制的新颖架构实现了帧的每一末尾处半符号的重构。由于截断末尾处的两个半符号，因此在属于邻近块的两个连续半符号之间获得不连续性(取决于nb的值而为基本块或包)，如图3B中可见(330与340之间的不连续性)。

实际上，半符号在每一载波上发射的多条数据不相同(“上升”和“下降”)，且这是产生此不连续性的原因。帧的持续时间越短，不连续性越高。

5.2.2解调系统

图4中展示实行图2的OFDM/OQAM“块调制器”的双操作的解调器方案。

因此，以与调制方法互逆的方式，解调块通过针对长度nb.M/2的OFDM/OQAM符号的接收块(400)主要实施以下步骤，来实施根据本发明的解调方法：

-在应用时间移位之后OFDM/OQAM符号块的经调制载波的第一、第二和第三集合的提取(40)，以便获得M/2第一经调制载波的第一集合、nb.M/2经调制载波的第二集合以及M/2最后经调制载波的第三集合；

-通过第一解调器对M/2第一经调制载波的第一集合的第一解调(41)，从而递送对应于所接收块OFDM/OQAM符号的实数据块(400)的M/2第一多条数据；

-通过第二解调器对nb.M/2经调制载波的第二集合的第二解调(42)，从而递送数据块的(nb-1).M随后多条数据；

-通过第三解调器对M/2最后经调制载波的第三集合的第三解调(43)，从而递送数据块的M/2最后多条数据。

实际上，在根据本发明的块解调器的输入处，例如接收通过对2.M条实数据块的调制递送的OFDM/OQAM符号的具有长度M的块，称为“基本块”，如上所述。

基于完美同步，提取步骤包括以OFDM/OQAM符号的接收块的M/2第一经调制载波(索引k的载波，例如)馈送第一解调，以OFDM/OQAM符号的长度M的“基本块”的总共M经调制载波(索引k的经调制载波，使得0≤k≤M-1)馈送第二解调，且以同一“基本块”的M/2最后经调制载波(索引k的载波，使得)馈送第三解调。

从长度M的所接收OFDM/OQAM“基本块”，根据本发明的解调方法递送对应于在所接收“基本块”的长度M上叠加的2.M经调制载波的2.M条实数据。

实际上，利用由调制器块调制且叠加的载波的正交性，本发明的解调器块在输入处“看见”M个经调制载波，其对所述经调制载波进行解调和“解叠加”以便递送对应2.M条实数据。

类似地，如果所接收OFDM/OQAM符号块对应于长度nb.M/2的“包”(nb>2)，那么以与“基本块”的情况相同的方式馈送第一和第二解调，同时以nb.M/2经调制载波馈送第二解调。

因此，在参见图3B表示的nb＝4的情况下，块解调器接收长度2.M的OFDM符号的包，由解调器块“看见”的2.M经调制载波因此馈送第二调制，所述第二调制在输出处递送3.M条实数据。

此外，根据参见图4所示的实施例，根据本发明的解调方法包括切换步骤(401)，其针对所接收具有长度nb.M/2的每一OFDM/OQAM符号块：

-以M/2第一经调制载波的第一集合馈送第一解调器的输入；

-以nb.M/2经调制载波的第二集合馈送第二解调器的输入；

-以M/2最后经调制数据载波的第三集合馈送第三解调器的输入。

此切换操作通过在持续时间T/2馈送第一解调器、在持续时间T馈送第二解调器以及在持续时间T/2馈送第三解调器设置了节奏。

除此之外，以与调制成双的方式，第一解调(41)包括以下连续子步骤：

-M/2第一经调制载波的串行/并行转换，在第一串行/并行转换器的输出处递送M/2第一并行经调制载波；

-应用于M/2第一并行经调制载波的滤波，递送M个第一经滤波调制载波，其中M/2个第一经滤波调制载波为零；

-实施以M个第一经滤波调制载波馈送的正快速傅立叶变换，递送M条第一经解调数据，其中二分之一为零。

除此之外，根据此实施例且经典地，将多条经解调数据乘以项其中原型滤波器的长度L＝M＝2N，这意味着给定关系L＝αN-β+1，α＝2且β＝1，α和β对应于延迟项。随后，隔离所获得的每一条经解调数据的实部。在此实施例中，基于因果方案，解调器的输入必须延迟取样周期(图4中未表示此延迟)。

必须注意，根据未图示的其它实施例，也可使用使用不同指数因数的乘法的非因果方案。

此外，如上文参见C.Siclet的文献“Application de la théorie des bancs de filtres àl'analyse et à la conception de modulations multiporteusesorthogonales et biorthogonales(滤波器组理论对正交和双正交多载波调制的分析和设计的应用)”雷恩第一大学(法国)，2002年11月18日博士论文答辩指示，可使用快速傅立叶逆变换(IFFT)代替图4中所示的正快速傅立叶变换(FFT)。

除此之外，第二解调(42)包括以下连续子步骤：

-nb.M/2经调制载波的串行/并行转换，在第二串行/并行转换器的输出处递送M个第二并行经调制载波的(nb-1)集合；

-应用于(nb-1).M第二经调制载波的具有长度M的滤波，递送M个第二经滤波调制载波的(nb-1)集合；

-实施以M个第二经滤波调制载波的(nb-1)个集合馈送的(nb-1)连续正快速傅立叶变换，递送(nb-1).M第二条经解调实数据，即，在(nb-1)持续时间T上(如果，如此处表示nb＝2，那么实施单个正快速傅立叶变换，且如果此处未图示的nb＝4，那么将实施三个正快速傅立叶变换)。

特定来说，对于nb>2，第二调制器实施M个第二经调制载波的(nb-1)串行/并行转换，即，索引0≤k≤M-1的第二经调制载波经历串行/并行转换，且随后索引的第二经调制载波的集合经历串行/并行转换，且以此类推直到具有索引的第二经调制载波的集合。因此，以相对于彼此移位M/2个第二经调制载波的M个第二经调制载波的(nb-1)个集合分别馈送(nb-1)串行/并行转换。

以与上文提到的相同方式，将经解调多条数据乘以例如上文提到的指数因数。

此外，如上文指示，还可使用快速傅立叶逆变换(IFFT)代替图4所示的正快速傅立叶逆变换(FFT)。

此外，第三解调(43)包括以下连续子步骤：

-M/2个最后经调制载波的串行/并行转换，在第三串行/并行转换器的输出处递送M/2个最后并行经调制载波；

-应用于M/2个最后并行经调制载波的滤波，递送M个最后经滤波调制载波，其中M/2个最后经滤波调制载波为零；

-实施以M个最后经滤波调制载波馈送的正快速傅立叶变换，递送M个最后经解调数据，其中两条数据中一条数据为零。

以与上文提到的相同方式，将经解调多条数据以指数方式乘以例如上文提到的项。

此外，如上文指示，还可使用快速傅立叶逆变换(IFFT)代替图4所示的正快速傅立叶逆变换(FFT)。

根据此特定实施例，三个串行/并行转换器的输出将分别馈送正或逆快速傅立叶变换模块的三个输入。

根据参见图4所示的实施例，第一和第三傅立叶变换模块分别工作以在持续时间T、(nb-1).T和T上馈送正或逆快速傅立叶变换模块的三个输入。

参见图4所示的块解调器的实施还指示，即使解调的处理实现包含位于来自在调制期间执行的“再分”的边缘(a)和(c)的子块中的原始数据的完美重构，也将这些条数据的振幅除以二。这可通过借助两个副载波中消除一个副载波在调制器处引入的功率降低来解释。

因此，有利地根据本发明的一个特定方面，参见关于调制和解调的图2和4，必须将与边缘(a)和(c)的数据子块相关联的载波乘以二。

为了防止在接收处噪声的放大，此二的乘法器因数根据本发明是在调制与解调之间相等地分布。

因此，根据未图示的本发明的一个特定方面，在调制和解调期间实施乘以√2，而不增加实施方案的复杂性。实际上，在调制和解调期间，预处理和后处理操作对于每一载波暗示了乘法。

根据一个特定实施例，这些乘法器的内容可在考虑此校正因数的表中预计算。

5.2.3  实施例的变体和性能

为了优化上文描述的块调制器和解调器的复杂性，下文呈现替代实施例。

如上文所见，本发明提出对应于多条实数据的流的边缘的M/2条实数据的处理，所述边缘将不同于包括(nb-1).M条实数据的中心部分而调制。

如果考虑所属领域的技术人员的偏见，可见实行不同于中心部分的边缘的处理增加了复杂性。

然而，如下文所示，根据本发明提出的特定处理相反地降低调制/解调系统的复杂性。

为了进行此证明，首先本发明确定快速傅立叶逆变换(IFFT)的复杂性，其输入含有一半的零，表示为IFFT_mz。

根据此证明，尤其考虑OFDM/OQAM原型滤波器的长度等于M，且根据此假设，获得IFFT的输出的项u_k,n之间的共轭的关系，遵守0≤k≤M/2-1：

$\left\{\begin{array}{c}{u}_{k,n}={(-1)}^n{u}_{M/2-k-1,n}^{*}\\ u_{M/2+k,n}={(-1)}^n{u}_{M-k-1,n}^{*}\end{array}\right.---\left(1\right)$

其中：

-u_m,n与输出相关联的经变换符号，具有在时刻n的频率/时间变换步骤12的索引m；

-*是共轭算子。

此外，如果对于0≤k≤M/2-1根据本发明具有奇同位索引的IFFT输入的一半为零(在偶同位索引为零的情况下获得相似关系)，那么获得以下关系：

$\begin{array}{c}{u}_{k,n}=e^{j\frac{\mathrm{\&pi;}}{2}n}\underset{p=0,m=2p}{\overset{M/2-1}{\mathrm{\&Sigma;}}}{a}_{m,n}{e}^{-j\frac{\mathrm{\&pi;}}{2}m\frac{D-N}{N}}{e}^{j2\mathrm{\&pi;}\frac{\mathrm{mk}}{N}}\\ =e^{j\frac{\mathrm{\&pi;}}{2}n}\underset{p=0,m=2p}{\overset{M/2-1}{\mathrm{\&Sigma;}}}{a}_{m,n}{e}^{-j\frac{\mathrm{\&pi;}}{2}2p\frac{2N-1-N}{N}{e}^{j2\mathrm{\&pi;}\frac{2\mathrm{pk}}{N}}}\\ =e^{j\frac{\mathrm{\&pi;}}{2}n}\underset{p=0,m=2p}{\overset{M/2-1}{\mathrm{\&Sigma;}}}{a}_{m,n}{e}^{-\mathrm{j\&pi;p}}{e}^{j\frac{\mathrm{\&pi;p}}{N}}{e}^{j2\mathrm{\&pi;}\frac{2\mathrm{pk}}{N}}\end{array}---\left(2\right)$

$\begin{array}{c}{u}_{M/2+k,n}=e^{j\frac{\mathrm{\&pi;}}{2}n}\underset{p=0,m=2p}{\overset{M/2-1}{\mathrm{\&Sigma;}}}{a}_{m,n}{e}^{-j\frac{\mathrm{\&pi;}}{2}2p\frac{2N-1-N}{N}}{e}^{j2\mathrm{\&pi;}\frac{2p(k+M/2)}{N}}\\ =e^{j\frac{\mathrm{\&pi;}}{2}n}\underset{p=0,m=2p}{\overset{M/2-1}{\mathrm{\&Sigma;}}}{a}_{m,n}{e}^{-\mathrm{j\&pi;p}}{e}^{j\frac{\mathrm{\&pi;p}}{N}}{e}^{j2\mathrm{\&pi;}\frac{2\mathrm{pk}}{N}}\\ =u_{k,n}\end{array}---\left(3\right)$

根据关系(1)和(3)，展示IFFTmz的输出的仅四分之一需要计算输出的总数(知道这些输出中的仅一半是在块调制器中必要的)。

因此，如果从偶同位索引中选择此四分之一的输出，那么可复原对于解调所需的输出的一半，即，对于子块(a)的IFFTmz从M/2到M-1的范围以及对于子块(c)的IFFTmz从0到M/2-1的范围的索引的输出。

如基于频率抽选(DIF)的子块(b)的IFFT的情况，用于以最小可能操作复杂性计算IFFTmz的一个已知算法例如在以下文献中描述：Y.Dandach和P.Siohan，“具有一半复杂性的FBMC/OQAM调制器(FBMC/OQAM modulators with half complexity)”，Globecom'11会议，德克萨斯州休斯敦，2011，其作者也是本申请案的发明人。实际上，通过使用如P.Duhamel和H.Hollman“用于复数据、实数据和实对称数据的“分裂基”FFT算法的实施方案(Implementation of“split-radix”FFT algorithms for complex,real and real symmetric data)”(IEEE声学、语音和信号处理国际会议ICASSP85，1985年4月第10卷，784到787页)的文献中描述的“分裂基”算法与频率抽选(DIF)，计算大小为M的IFFTmz的复杂性等效于计算大小为M/4的IFFT加上M/4+M/8个复加法的复杂性，如图5中对于M＝32所示，其中表示W^p使得

M/4+M/8个复加法来自大小为M/4的IFFT的输入的计算，如图5可见，其考虑了IFFTmz的奇同位索引的输入为零的事实。在此情况下，通过使用P.Duhamel和H.Hollman“用于复数据、实数据和实对称数据的“分裂基”FFT算法的实施方案(Implementation of“split-radix”FFT algorithms for complex,real and real symmetricdata)”(IEEE声学、语音和信号处理国际会议ICASSP85，1985年4月第10卷，784到787页)的文献的结果，IFFTmz的复杂性等效于M/4log₂M-5M/4+4个实乘法(μR)和3M/4log₂M-3M/2+4个实加法(αR)。

这意味着在根据本发明的OFDM/OQAM块调制器与根据Y.Dandach和P.Siohan“具有一半复杂性的FBMC/OQAM调制器(FBMC/OQAM modulators with halfcomplexity)”，Globecom'11会议，德克萨斯州休斯敦，2011的现有技术的OFDM/OQAM调制器的复杂性之间可进行比较。

与子块(b)的处理相关联的复杂性等于现有技术调制器的复杂性，即3M/2log₂M-2M+4(αR)和M/2log₂M-2M+4(μR)。

子块(a)和(c)的总复杂性等效于两个IFFTmz的复杂性且因此实现M-4(αR)和M/2-4(μR)的增益。

在对应于数据(a)和(c)的子块的两个半符号的解调处，实施两个“经修剪”正快速傅立叶变换(FFT)，即如参见图4所示输入的一半(上部或下部)等于零的变换，且因此将仅计算具有偶同位索引的输出。

如上文提到，根据本发明可使用正或逆快速傅立叶变换用于调制。针对在调制期间应用这些正或逆变换中的任一者而分别实施的修改尤其在C.Siclet的文献“Applicationde la théorie des bancs de filtres à l'analyse et à la conception de modulationsmultiporteusesorthogonales et biorthogonales(滤波器组理论对正交和双正交多载波调制的分析和设计的应用)”雷恩第一大学(法国)，2002年11月18日博士论文答辩中描述，且基本对应于所实施相位项的修改。

因此也可能对解调器应用复杂性的减少。如上文解决的IFFTmz的情况下，通过使用“分裂基”算法与频率抽选(DIF)，此“经修剪”FFT的复杂性等效于大小为M/2的正快速傅立叶变换(FFT)的复杂性。

图6中展示此正快速傅立叶变换(FFT)。

对半符号进行解调所需的复杂性因此等效于3M/2log₂M-3M+4(αR)和M/2log₂M-2M+4(μR)。

对于常规FBMC/OQAM解调器，快速傅立叶逆变换(IFFT)在对每一符号进行解调中的复杂性等效于3Mlog₂M-3M+4(αR)和Mlog₂M-3M+4(μR)。

因此，根据本发明的调制器的两个半符号的解调比来自常规调制器的符号的解调成本低，且实现3M-4(αR)和M-4(μR)的复杂性减少。

最终，关于图6(且尤其是下部部分)，如果使用奇同位索引，那么对这两个边缘半符号进行解调的复杂性与使用偶同位索引(60)的情况相比减少较少。实际上，奇同位索引的解调暗示了成本较高的乘法的复运算。

这是本发明人提出在根据本发明的通过块的OFDM/OQAM调制器的复杂性方面的改善，使馈送第一和第三调制的具有奇同位索引的多条并行数据强制为零，所述调制实施以M条并行数据馈送的正或逆快速傅立叶变换(FFT或IFFT)，其中具有奇同位索引的多条并行数据被强制为零。

参见图9表示根据本发明的调制/解调(“调制解调器”)系统相对于现有技术的性能。

实际上，此图9表示在包的边缘处实数据的截断所产生的不连续性对功率谱密度(PSD)的影响。所使用的原型滤波器是载波数目M＝128且L＝M的时间滤波器(TFL)。

在图9中，针对在三条实数据的块中截断两条实数据的情况(OFDM/OQAM-2/3)表示与根据本发明的调制处理相关联的不连续性的曲线(93)展示信号的功率谱密度稍微受损，但仍然比与经典OFDM处理相关联的曲线(94)好。

此外，当包的持续时间增加时不连续性的影响减小，尤其对于每包十五条经调制实数据上两条经截断实数据(OFDM/OQAM-2/15，曲线(92))。

5.3调制器和解调器的结构

最终，分别参见图7和8呈现通过块的OFDM/OQAM或BFDM/OQAM调制器(图7)和通过块的解调器(图8)的简化结构，其实施根据上文描述的实例的调制/解调技术。

此通过块的调制器包括：存储器71，其包括缓冲存储器；处理单元72，其例如配备有微处理器μP，且由实施根据本发明的调制方法的计算机程序73驱动。

在初始化时，例如将计算机程序代码指令73加载到RAM中且随后由中央处理单元72的处理器执行。中央处理单元72在输入处接收实数据流。处理单元72的微处理器根据计算机程序73的指令实施上文描述的调制方法的步骤，以对经分组为nb.M条实数据的数据块的所接收实数据流执行通过块的调制，其中M为OFDM/OQAM符号块中的一者的载波数目且nb是大于或等于2的整数。

为此，调制器除了缓冲存储器71外还包括：通过第一调制器对实数据块的M/2第一多条数据进行调制从而递送经调制载波的第一集合的第一构件；通过第二调制器对实数据块的(nb-1).M随后多条数据进行调制从而递送(nb-1).M个经调制载波的第二集合的第二构件；通过第三调制器对实数据块的M/2最后多条数据进行调制从而递送经调制载波的第三集合的第三构件；用于以时间移位的应用来叠加经调制载波的第一、第二和第三集合以便形成具有长度nb.M/2的OFDM/OQAM符号的块的构件，所述第一集合在时间上叠加于所述第二集合的开始上，且所述第三集合在时间上叠加于所述第二集合的末尾上。

这些构件由处理单元72的微处理器驱动。

图8互逆地表示根据本发明的通过块的解调器。

此通过块的解调器包括：存储器81，其包括缓冲存储器；处理单元82，其例如配备有微处理器μP，且由实施根据本发明的解调方法的计算机程序83驱动。

在初始化时，例如将计算机程序代码指令83加载到RAM中且随后由处理单元82的处理器执行。处理单元82在输入处接收通过上文描述的调制方法获得的具有长度nb.M/2的OFDM/OQAM符号块。处理单元82的微处理器根据计算机程序83的指令实施上文描述的解调方法的步骤，以对具有长度nb.M/2的所接收OFDM/OQAM符号块实行通过块的解调，其中M为OFDM/OQAM符号块中的一者的载波数目且nb是大于或等于2的整数。

为此，解调器除了缓冲存储器81外还包括：用于在时间移位的致动之后从OFDM/OQAM符号块提取经调制载波的第一、第二和第三集合以便获得M/2个第一经调制载波的第一集合、nb.M/2个经调制载波的第二集合和M/2个最后经调制载波的第三集合的构件；用于通过第一解调器对递送对应于所接收OFDM/OQAM符号块的实数据块的M/2第一多条数据的M/2个第一经调制载波的第一集合进行解调的第一构件；通过第二解调器对递送实数据块的(nb-1).M随后多条数据的nb.M/2个经调制载波进行解调的第二构件；通过第三解调器对递送实数据块的M/2最后多条数据的M/2最后经调制载波的第三集合进行解调的第三构件。

Claims (12)

1.一种用于调制实数据流的方法，其实施长度小于或等于M的原型滤波器且递送OFDM/OQAM符号块，

其特征在于所述多条实数据在nb.M实数据的数据块(20)中一起分组，其中M是所述OFDM/OQAM符号块中的一者的载波数目且nb是大于或等于2的整数，

且特征在于所述方法对于实数据块包括以下步骤：

通过第一调制器对所述实数据块的M/2第一多条数据的第一调制(21)，从而递送经调制载波的第一集合；

通过第二调制器对所述实数据块的(nb-1).M随后多条数据的第二调制(22)，从而递送(nb-1).M个经调制载波的第二集合；

通过第三调制器对所述实数据块的M/2最后多条数据的第三调制(23)，从而递送经调制载波的第三集合；

在应用时间移位之后经调制载波的所述第一、第二和第三集合的叠加(24)，以便形成具有长度nb.M/2的OFDM/OQAM符号块，所述第一集合在时间上叠加于所述第二集合的开始上，且所述第三集合在时间上叠加于所述第二集合的末尾上。

2.根据权利要求1所述的用于调制的方法，其特征在于所述方法包括切换步骤(25)，用于针对每一实数据块：

以所述实数据块的M/2第一多条数据馈送所述第一调制器的输入；

以所述实数据块的(nb-1).M随后多条数据馈送所述第二调制器的输入；

以所述实数据块的M/2最后数据馈送所述第三调制器的输入。

3.根据权利要求1所述的用于调制的方法，其特征在于所述第一和第三调制实施以M条并行数据馈送的正快速傅立叶变换或快速傅立叶逆变换(FFT或IFFT)，所述M条并行数据的二分之一强制为零。

4.根据权利要求1所述的用于调制的方法，其特征在于所述方法实施长度小于或等于M的原型滤波器，所述原型滤波器实行两种相异类型的滤波，一种应用于(nb-1).M个经调制载波的所述第二集合且另一种应用于经调制载波的所述第一集合和经调制载波的所述第三集合，从而递送各自包括M/2个经滤波调制载波的第一和第三集合。

5.根据权利要求3所述的用于调制的方法，其特征在于所述第一和第三调制分别实施所述实数据块的所述M/2第一多条数据和所述实数据块的所述M/2最后多条数据的扩展，所述扩展包括在所述实数据块的所述M/2第一多条数据中的每一者与所述实数据块的所述M/2最后多条数据中的每一者之间插入零，从而在所述第一和第三调制的所述正快速傅立叶变换或快速傅立叶逆变换的输入处分别递送所述实数据块的M个经扩展第一多条数据和所述实数据块的M个经扩展最后多条数据，其中两条数据中的一条强制为零。

6.根据权利要求1所述的用于调制的方法，

其特征在于所述第一调制包括以下连续子步骤：

扩展所述实数据块的所述M/2第一多条数据，所述扩展包括在所述实数据块的所述M/2第一多条数据中的每一者之间插入零，从而递送所述块的M个经扩展第一多条数据，

所述数据块的所述M个经扩展第一多条数据的串行/并行转换，从而在第一串行/并行转换器的输出处递送M个并行多条数据，

实施以从所述第一串行/并行转换器输出的通过所述M/2第一多条数据的所述扩展操作而二分之一强制为零的所述多条并行数据馈送的正快速傅立叶变换或快速傅立叶逆变换(FFT或IFFT)，从而递送M个第一经调制载波，

应用于所述M个第一经调制载波的滤波，从而递送M/2个第一经滤波调制载波，

所述M/2个第一经滤波调制载波的并行/串行转换，从而递送经调制载波的所述第一集合，

且其特征在于所述第二调制包括以下连续子步骤：

所述实数据块的(nb-1).M随后多条数据的串行/并行转换，从而在第二串行/并行转换器的输出处递送(nb-1).M条并行数据；

实施在所述第二串行/并行转换器的输出处以所述(nb-1).M条并行数据馈送的(nb-1)个连续正或逆快速变换(FFT或IFFT)，从而递送(nb-1).M个第二经调制载波，

应用于所述(nb-1).M个第二经调制载波的具有长度M的滤波，从而递送M个第二经滤波调制载波的(nb-1)个集合，

应用于M个第二经滤波调制载波的所述(nb-1)个集合的并行/串行转换，从而递送(nb-1).M个经调制载波的所述第二集合，

且其特征在于所述第三调制包括以下连续子步骤：

所述块的所述M/2最后多条数据的扩展，所述扩展包括在所述实数据块的所述M/2最后多条数据中的每一者之间插入零，从而递送所述块的M个第三多条经扩展数据；

所述实数据块的所述M个第三多条经扩展数据的串行/并行转换，从而在第三串行/并行转换器的输出处递送M条并行数据，

实施以在所述第三串行/并行转换器的输出处通过所述M/2最后多条数据的所述扩展操作而二分之一强制为零的所述M条并行数据馈送的正快速傅立叶变换或快速傅立叶逆变换(FFT或IFFT)，从而递送M个第三经调制载波，

应用于所述M个第三经调制载波的滤波，从而递送M/2个第三经滤波调制载波，

所述M/2个第三经滤波调制载波的并行/串行转换，从而递送经调制载波的所述第三集合。

7.根据权利要求1所述的用于调制的方法，其特征在于所述方法更包括乘以等于所述实数据块的所述M/2第一多条数据和所述实数据块的所述M/2最后多条数据的振幅的√2的因数的乘法步骤。

8.根据权利要求3所述的用于调制的方法，其特征在于所述第一和第三调制实施以M条并行数据馈送的正快速傅立叶变换或快速傅立叶逆变换(FFT或IFFT)，所述M条并行数据中具有奇同位索引的多条并行数据强制为零。

9.一种用于解调OFDM/OQAM类型多载波信号的方法，所述信号包括通过根据权利要求1所述的用于调制的方法获得的具有长度nb.M/2的OFDM/OQAM符号块，所述方法实施长度小于或等于M的原型滤波器且递送实数据流，

其特征在于所递送的所述多条实数据在nb.M条实数据的块中一起分组，其中M是所述OFDM/OQAM符号中的一者的载波数目且nb是大于或等于2的整数，

且特征在于所述方法对于具有长度nb.M/2的所接收OFDM/OQAM符号块(400)包括以下步骤：

在应用时间移位之后从所述OFDM/OQAM符号块提取(40)经调制载波的第一、第二和第三集合，以便获得M/2个第一经调制载波的第一集合、nb.M/2个经调制载波的第二集合以及M/2个最后经调制载波的第三集合；

通过第一解调器对M/2个第一经调制载波的所述第一集合的第一解调(41)，从而递送对应于所述所接收OFDM/OQAM符号块的实数据块的M/2第一多条数据；

通过第二解调器对nb.M/2个经调制载波的所述第二集合的第二解调(42)，从而递送所述实数据块的(nb-1).M随后多条数据；

通过第三解调器对M/2个最后经调制载波的所述第三集合的第三解调(43)，从而递送所述实数据块的M/2最后多条数据。

10.一种用于调制实数据流的装置，其实施长度小于或等于M的原型滤波器且递送OFDM/OQAM符号块，

其特征在于所述多条实数据在nb.M条实数据的数据块中一起分组，其中M是所述OFDM/OQAM符号块中的一者的载波数目且nb是大于或等于2的整数，

且特征在于所述装置包括由实数据块实施的以下构件：

通过第一调制器对所述实数据块的M/2第一多条数据的调制从而递送经调制载波的第一集合的第一构件；

通过第二调制器对所述实数据块的(nb-1).M随后多条数据的调制从而递送(nb-1).M个经调制载波的第二集合的第二构件；

通过第三调制器对所述实数据块的M/2最后多条数据的调制从而递送经调制载波的第三集合的第三构件；

用于在应用时间移位之后叠加经调制载波的所述第一、第二和第三集合以便形成具有长度nb.M/2的OFDM/OQAM符号块的构件，所述第一集合在时间上叠加于所述第二集合的开始上，且所述第三集合在时间上叠加于所述第二集合的末尾上。

11.一种用于解调OFDM/OQAM类型多载波信号的装置，所述信号包括通过根据权利要求1所述的用于调制的方法获得的具有长度nb.M/2的OFDM/OQAM符号块，所述装置实施长度小于或等于M的原型滤波器且递送实数据流，

其特征在于所递送的所述多条实数据在nb.M条实数据的块中一起分组，其中M是所述OFDM/OQAM符号块中的一者的载波数目且nb是大于或等于2的整数，

且特征在于所述装置对于具有长度nb.M/2的所接收OFDM/OQAM符号块(400)包括：

用于在应用时间移位之后提取所述OFDM/OQAM符号块的经调制载波的第一、第二和第三集合以便获得M/2个第一经调制载波的第一集合和nb.M/2个经调制载波的第二集合以及M/2个最后经调制载波的第三集合的构件；

通过第一解调器对M/2个第一经调制载波的所述第一集合的解调从而递送对应于所述所接收OFDM/OQAM符号块的实数据块的M/2第一多条数据的第一构件；

通过第二解调器对nb.M/2个经调制载波的所述第二集合的解调从而递送所述实数据块的(nb-1).M随后多条数据的第二构件；

通过第三解调器对M/2个最后经调制载波的所述第三集合的解调从而递送所述实数据块的M/2最后多条数据的第三构件。

12.一种包括指令的计算机程序，所述指令用于在所述程序由处理器执行时实施根据权利要求1或9所述的方法。