CN104980381B - 基于四项加权分数傅立叶变换域离散多电平cpm调制的信号发射和接收方法 - Google Patents
基于四项加权分数傅立叶变换域离散多电平cpm调制的信号发射和接收方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104980381B CN104980381B CN201510319836.2A CN201510319836A CN104980381B CN 104980381 B CN104980381 B CN 104980381B CN 201510319836 A CN201510319836 A CN 201510319836A CN 104980381 B CN104980381 B CN 104980381B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- signal
- frequency
- discrete
- level
- sequence
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Landscapes
- Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)
- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
Abstract
基于四项加权分数傅立叶变换域离散多电平CPM调制的信号发射和接收方法，涉及无线通信和变换域通信领域，本发明是为了解决基于加权分数傅里叶变换的变换域信号无法直接采用调频方式发送的问题。本发明提出了一种四项加权分数傅立叶变换域离散多电平CPM调制方法，使得性能优异的变换域信号采用调频的方式进行传输。同时经过该方法调制后的信号，相位连续，具有连续相位信号包络恒定，功率谱密度集中的性能。本发明适用于基于四项加权分数傅立叶变换域离散多电平CPM调制的信号发射和接收。
Description
技术领域
本发明涉及无线通信和变换域通信领域，具体涉及变换域离散多电平连续相位调制技术。
背景技术
随着时代的发展，人们对通信速率的要求越来越高，与此同时，通信环境变得越来越复杂，这就对通信技术的发展提出了更高的要求。在无线信道中，存在着两种常见的衰落形式，一种是由于信号传播的多径效应造成的频域选择性衰落，而另一种是由移动终端的高速移动所产生的多普勒效应带来的时间选择性衰落，在这两种衰落的共同影响下，传统的单载波传输方式和OFDM传输方式都难以去的较好的效果，而基于加权分数傅里叶变换的变换域信号处理方式则可以很好的解决这一问题。然而由于变换域信号是一个复信号，而传统的调频方式只能对实信号进行调制，导致变换域信号无法直接采用调频的方式进行传输。
发明内容
本发明是为了解决基于加权分数傅里叶变换的变换域信号无法直接采用调频方式发送的问题，从而提供一种基于四项加权分数傅立叶变换域离散多电平CPM调制的信号发射和接收方法。
基于四项加权分数傅立叶变换域离散多电平CPM调制的信号发射和接收方法，它的信号发射方法：
步骤一、对长度为N的原始基带二进制实序列进行串/并转换，变换成二进制复序列；所述原始基带二进制实序列的码元周期为Tb；
步骤二、对步骤一获得的二进制复序列进行4项加权分数傅里叶变换，获得变换域信号数据序列，并作为一个通信序列符号；所述变换域信号数据序列含有实部和虚部；
其中：实数序列为Srt(n)，复序列为Sit(n)，各自具有N/2点数据，n＝1…2k-1；k为正整数；
步骤三、分别计算变换域信号数据序列的平均值μ和方差σ，设定μ+3σ为信号最大值，大于该最大值的部分使用该最大值代替；设定μ-3σ为信号最小值，小于该最小值部分使用该最小值代替；
步骤四、选择对应实部和虚部的副载波频率：fr＝1/2Tb和对应虚部的副载波频率fi＝3/2Tb，将N/2点数据在不同副载波上建立信号电平和副载波频率的对应关系；
步骤五、依据每点数据的幅度与频率的对应关系计算出每点的对应频率，同时计算频点切换时的相位，用于决定不同电平的切换点波形切换形式；
步骤六、依据步骤五计算出的频率对信号进行调制，通过D/A变换将数据点输出副载波信号，信号频带宽度为0-2/Tb；
步骤七、对副载波信号进行上变频处理，并采用ftx平衡乘法器将频谱搬移到射频，获得抑制载波的信号，并经天线发射至信道；
它的信号接收方法：
步骤八、接收端接收发射端发射的信号，并采用非相干接收方式，将接收到的信号进行ftx下变频处理，并进行A/D采样；
步骤九、将采样信号分为实部信号和虚部信号，其中实部信号经过带宽为1/2Tb的低通滤波器后送入鉴频器鉴频，获得离散多电平实部信号序列；虚部信号经过副载波fl＝1/2Tb下变频，再经过带宽为1/2Tb的低通滤波器滤波和鉴频器鉴频，得到离散多电平虚部信号序列；而后将离散多电平实部信号序列与离散多电平虚部信号序列组合，得到基带复序列信号；
步骤十、将步骤九获得的基带复序列信号进行WFRFT反变换，得到输入复序列，经过并/串变换后，回复原始基带序列并输出。
步骤四中，将N/2点数据在不同副载波上建立信号电平和副载波频率的对应关系的方法是：实部序列在信号最大和最小信号之间对应频率在0-1/Tb，虚部信号对应的频率在1/Tb-2/Tb。
有益效果：本发明提出了一种四项加权分数傅立叶变换域离散多电平连续相位调制方法，即解决了变换域信号无法直接采用调频的方式进行传输的问题，同时使得调制后的信号相位连续，获得连续相位信号包络恒定，功率谱密度集中等效果。
附图说明
图1是为四项加权分数傅立叶变换域离散多电平CPM调制发送端示意图；
图2为四项加权分数傅立叶变换域离散多电平CPM调制接收端示意图；
图3为虚部序列CDF曲线与μ±3σ之间的关系仿真示意图；其中：曲线31为μ-3σ曲线；曲线32为虚部序列曲线；曲线33为μ+3σ曲线；
图4为实部序列CDF曲线与μ±3σ之间的关系仿真示意图；其中：曲线41为μ-3σ曲线；曲线32为实部序列曲线；曲线33为μ+3σ曲线；
图5给出了调制后信号的功率谱仿真示意图；其中曲线51为实部信号，曲线52为虚部信号。
具体实施方式
具体实施方式一、结合图1和图2说明本具体实施方式，基于四项加权分数傅立叶变换域离散多电平CPM调制的信号发射和接收方法，它由以下步骤实现：
步骤一、对原始基带二进制实序列(码元周期Tb)进行串并转换，变换成二进制复序列；
步骤二、根据4项加权理论对上述二进制复序列进行4项加权分数傅里叶变换，得到变换域信号数据序列(含有实部和虚部)，作为一个通信序列符号，其中实数序列为Srt(n)，复序列为Sit(n)，各自具有N/2点数据，这里n＝1…2k-1；
步骤三、分别计算序列的平均值μ和方差σ，设定μ±3σ为信号最大(小)值超出部分使用最大(小)值代替；
步骤四、选择对应实部和虚部的副载波频率：fr＝1/2Tb fi＝3/2Tb，N/2点数据在不同副载波建立信号电平和副载波频率的对应关系。即实部序列在信号最大和最小信号之间对应频率在0-1/Tb，虚部信号对应的频率在1/Tb-2/Tb，这样设定的瞬时频率与BPSK接近；
步骤五、依据每点的幅度与频率的对应关系计算出每点的对应频率，同时计算频点切换时候的相位，决定不同电平的切换点波形切换形式；
步骤六、依据计算好的频率对信号进行调制，通过DA将数据点输出副载波信号，信号频带宽度为0-2/Tb；
步骤七、对副载波信号经过常规上变频，采用ftx平衡乘法器将频谱搬移到射频，得到抑制载波的信号，由天线进行发射；
步骤八、在接收端，接收信号采用非相干接收方式，将接收信号经过ftx下变频，进行A/D采样；
步骤九、采样信号分为两路，其中一路经过带宽为1/2Tb的低通滤波器后送入鉴频器鉴频，得到离散多电平实部信号序列；另外一路经过副载波fl＝1/2Tb下变频，再经过带宽为1/2Tb的低通滤波器和鉴频器，得到离散多电平虚部信号序列。而后将实部信号序列与虚部信号序列组合，得到基带复序列信号；
步骤十、将基带复序列信号进行WFRFT反变换，得到输入复序列，经过并串变换回复原始基带序列，完成基于CPM体制的WFRFT信号的发射与接收。
图3说明了实部序列CDF曲线与μ±3σ之间的关系；
图4说明了虚部序列CDF曲线与μ±3σ之间的关系；
图5调制后信号的功率谱；
本实施方式提出了一种四项加权分数傅立叶变换域离散多电平连续相位调制方法，即解决了变换域信号无法直接采用调频的方式进行传输的问题，同时使得调制后的信号相位连续，获得连续相位信号包络恒定，功率谱密度集中等特性。
Claims (2)
1.基于四项加权分数傅立叶变换域离散多电平CPM调制的信号发射和接收方法，其特征是：
它的信号发射方法：
步骤一、对长度为N的原始基带二进制实序列进行串/并转换，变换成二进制复序列；所述原始基带二进制实序列的码元周期为Tb；
步骤二、对步骤一获得的二进制复序列进行4项加权分数傅里叶变换，获得变换域信号数据序列，并作为一个通信序列符号；所述变换域信号数据序列含有实部和虚部；
其中：实数序列为Srt(n)，复序列为Sit(n)，各自具有N/2点数据，n＝1…2k-1；k为正整数；
步骤三、分别计算变换域信号数据序列的平均值μ和方差σ，设定μ+3σ为信号最大值，大于该最大值的部分使用该最大值代替；设定μ-3σ为信号最小值，小于该最小值部分使用该最小值代替；
步骤四、选择对应实部的副载波频率：fr＝1/2Tb和对应虚部的副载波频率fi＝3/2Tb，将N/2点数据在不同副载波上建立信号电平和副载波频率的对应关系；
步骤五、依据每点数据的幅度与频率的对应关系计算出每点的对应频率，同时计算频点切换时的相位，用于决定不同电平的切换点波形切换形式；
步骤六、依据步骤五计算出的频率对信号进行调制，通过D/A变换将数据点输出副载波信号，信号频带宽度为0-2/Tb；
步骤七、对副载波信号进行上变频处理，并采用ftx平衡乘法器将频谱搬移到射频，获得抑制载波的信号，并经天线发射至信道；
它的信号接收方法：
步骤八、接收端接收发射端发射的信号，并采用非相干接收方式，将接收到的信号进行ftx下变频处理，并进行A/D采样；
步骤九、将采样信号分为实部信号和虚部信号，其中实部信号经过带宽为1/2Tb的低通滤波器后送入鉴频器鉴频，获得离散多电平实部信号序列；虚部信号经过副载波fl＝1/2Tb下变频，再经过带宽为1/2Tb的低通滤波器滤波和鉴频器鉴频，得到离散多电平虚部信号序列；而后将离散多电平实部信号序列与离散多电平虚部信号序列组合，得到基带复序列信号；
步骤十、将步骤九获得的基带复序列信号进行加权分数傅里叶WFRFT反变换，得到输入复序列，经过并/串变换后，回复原始基带序列并输出。
2.根据权利要求1所述的基于四项加权分数傅立叶变换域离散多电平CPM调制的信号发射和接收方法，其特征在于步骤四中，将N/2点数据在不同副载波上建立信号电平和副载波频率的对应关系的方法是：实部序列在信号最大和最小信号之间对应频率在0-1/Tb，虚部信号对应的频率在1/Tb-2/Tb。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510319836.2A CN104980381B (zh) | 2015-06-11 | 2015-06-11 | 基于四项加权分数傅立叶变换域离散多电平cpm调制的信号发射和接收方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510319836.2A CN104980381B (zh) | 2015-06-11 | 2015-06-11 | 基于四项加权分数傅立叶变换域离散多电平cpm调制的信号发射和接收方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104980381A CN104980381A (zh) | 2015-10-14 |
| CN104980381B true CN104980381B (zh) | 2018-03-16 |
Family
ID=54276495
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201510319836.2A Active CN104980381B (zh) | 2015-06-11 | 2015-06-11 | 基于四项加权分数傅立叶变换域离散多电平cpm调制的信号发射和接收方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN104980381B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107465430B (zh) * | 2017-07-03 | 2021-04-02 | 北京无线电测量研究所 | 基于cpci总线的调频信号参数监测的方法和系统 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8144815B2 (en) * | 2006-11-28 | 2012-03-27 | Harris Corporation | Demand-assigned multiple access (DAMA) communication device and associated acquisition methods |
| CN101262249B (zh) * | 2008-04-25 | 2012-06-06 | 哈尔滨工业大学 | 分数傅立叶域和频域联合跳频信号的发射和接收方法及装置 |
| CN101267224B (zh) * | 2008-04-29 | 2011-05-11 | 哈尔滨工业大学 | 基于多域协同多址技术的脉冲超宽带通信方法 |
| CN101388877A (zh) * | 2008-11-05 | 2009-03-18 | 北京理工大学 | 一种基于分数阶傅立叶变换的Chirp扩频技术非相干解调方法 |
| CN101753497B (zh) * | 2009-11-27 | 2012-02-22 | 哈尔滨工业大学 | 基于环境感知的切普信号与余弦信号联合的信号调制和解调方法及其信号发射和接收方法 |
-
2015
- 2015-06-11 CN CN201510319836.2A patent/CN104980381B/zh active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN104980381A (zh) | 2015-10-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN100521563C (zh) | 用于交织频分多址通信系统中的跳频的方法和装置 | |
| CN101783781B (zh) | 一种降低ofdm系统信号峰均功率比的信息传输方法 | |
| CN104811222A (zh) | 一种雷达通信一体化信号的设计方法 | |
| CN102263766B (zh) | 基于单载波发送的变带宽fmt频分多址接入方法 | |
| CN102025669B (zh) | 基于双多进制准正交扩频复合相位调制的短波数据传输方法 | |
| CN101321146A (zh) | 多载波正交频分复用系统中峰均比抑制的方法和装置 | |
| CN101252406B (zh) | 抗多址干扰的直接序列扩频通信系统 | |
| CN106358247A (zh) | 一种非均匀子带叠加的ofdm通信方法及系统 | |
| CN103973629A (zh) | 一种降低mimo-ofdm系统papr的slm方法 | |
| CN105897642A (zh) | 基于恒包络正交频分复用系统的单天线双流数据收发方法 | |
| CN104735017A (zh) | 一种非正交多载波数字调制与解调方法及装置 | |
| CN105553909B (zh) | 一种迭代限幅滤波降低ofdm信号峰均比的方法 | |
| CN104836773A (zh) | 双极性的二元偏移脉冲键控调制和解调方法 | |
| US7864872B2 (en) | Transmission device, transmission method, and storage medium | |
| CN101388872B (zh) | 数据信号调制、解调方法以及收发机和收发系统 | |
| Gu et al. | Waveform design for integrated radar and communication system with orthogonal frequency modulation | |
| CN105429911B (zh) | 无时间与无频率保护间隔多载波通信方法和装置 | |
| CN104980381B (zh) | 基于四项加权分数傅立叶变换域离散多电平cpm调制的信号发射和接收方法 | |
| CN103152310B (zh) | 降低ofdm系统的峰均功率比的时域自相关匹配系统和方法 | |
| CN102546510B (zh) | 一种降低ofdm信号峰均功率比的方法 | |
| CN100550876C (zh) | 一种变换域通信系统收发机及其实现方法 | |
| KR101254210B1 (ko) | 오프셋 위상 로테이션 쉬프트 키잉 변조 장치 및 방법, 위상 사일런스 로테이션 쉬프트 키잉 변조 장치 및 방법, 및 위상 사일런스 로테이션 쉬프트 키잉 복조 장치 및 방법 | |
| CN101296208A (zh) | 每符号两比特的甚小线性调频键控调制通信方法 | |
| CN103812810A (zh) | 四进制连续相位调制解调方法 | |
| US20070147486A1 (en) | Signal processing within a wireless modem |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |