CN105704078A - 一种混合载波通信系统的带内陷波方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种混合载波通信系统的带内陷波方法，包括：对WFRFT域的待处理数据g进行M点α阶的WFRFT，得到频域上的载波数据W_αg；根据系统信息确定置零子载波和辅助子载波，并根据所述置零子载波和辅助子载波确定辅助子载波上加载的辅助数据的计算参数；根据所述计算参数和所述载波数据W_αg，结合预设的辅助数据计算表达式计算得到所述辅助数据；将所述载波数据W_αg和所述辅助数据变换为时域上的传输数据，在所述时域上进行传输。本发明实施例还公开了一种混合载波通信系统的带内陷波装置。采用本发明，具有可降低WFRFT系统的带内陷波幅度，增加WFRFT系统的带内陷波深度的优点。

Description

一种混合载波通信系统的带内陷波方法及装置

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种混合载波通信系统的带内陷波方法及装置。

背景技术

在频谱较宽的通信系统中，有时需要将多个可用频段组合使用，或者需要降低对频带内其他系统产生的干扰，这些情况都需要对宽带系统进行带内陷波操作。

在基于加权分数傅立叶变换的混合载波系统中，现有技术只是将没有使用的子载波进行简单的置零操作。现有技术采用子载波置零法产生频域陷波的一个主要问题是陷波的深度不够，而在超宽带(UltraWideband，UWB)等系统中，对于主系统所在频段的功率有着严格的要求。由于加权分数傅立叶变换(Weighted-typeFractionalFourierTransform，WFRFT)系统子载波具有较高的旁瓣功率，陷波带宽外的子载波旁瓣会抬高陷波的功率底线，因而只将陷波带宽内的子载波置零无法产生足够的陷波深度。为了使得陷波深度令人满意，就不得不将陷波带宽外的子载波也置零，这样却将极大影响WFRFT系统的频谱效率。

发明内容

本发明实施例提供一种混合载波通信系统的带内陷波方法及装置，可利用经过WFRFT的载波数据，结合置零子载波和辅助子载波的位置确定加载在辅助子载波上的辅助数据，通过辅助数据抵消陷波带内的边带功率辐射，降低WFRFT系统的带内陷波幅度，增加WFRFT系统的带内陷波深度。

本发明实施例第一方面提供了一种混合载波通信系统的带内陷波方法，其可包括：

对加权分数傅里叶变换WFRFT域的待处理数据g进行M点α阶的WFRFT，得到频域上的载波数据W_αg，所述M为自然数，α为实数；

根据系统信息确定置零子载波和辅助子载波，并根据所述置零子载波和辅助子载波确定辅助子载波上加载的辅助数据的计算参数；

根据所述计算参数和所述载波数据W_αg，结合预设的辅助数据计算表达式计算得到所述辅助数据，所述辅助数据用于抵消所述陷波带内的边带功率辐射；

将所述载波数据W_αg和所述辅助数据变换为时域上的传输数据，在所述时域上进行传输。

结合第一方面，在第一种可能的实现方式中，所述根据系统信息确定置零子载波和辅助子载波，包括：

根据所述系统信息设定频域陷波位置，根据所述频域陷波位置确定置零子载波；

根据辅助子载波和置零子载波的位置关系，结合所述置零子载波确定所述辅助子载波。

结合第一方面第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，所述计算参数包括：计算所述辅助数据的核矩阵的第一子阵，以及所述核矩阵的第二子阵；

所述根据所述置零子载波和辅助子载波确定辅助子载波上加载的辅助数据的计算参数，包括：

根据所述置零子载波和频域插值倍数Q确定置零子载波之间的频率插值；

根据预设的所述核矩阵的子阵提取式，提取所述频域插值和所述载波数据的所有数据子载波对应的所述第一子阵；

根据所述核矩阵的子阵提取式，提取所述频域插值和所述置零子载波、所述辅助子载波对应的所述第二子阵。

结合第一方面第二种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，所述核矩阵为： $P(m,k)={\mathrm{\Σ}}_{k=0}^{N-1}\exp [j2\mathrm{\πn}/N\·(k-m/Q)];$

其中，所述m为频域插值后的频域序号，所述k为频域插值前的频域序号，所述n为频域插值前的时域序号，所述N为频域插值前的频域序号总数，所述Q为频域插值倍数。

结合第一方面第三种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，所述预设的所述核矩阵的子阵提取式为矩阵所述矩阵为一个m×n的矩阵，其第(a，b)个元素表示P(l_a,k_b)为：

其中，所述m和n为自然数。

结合第一方面第四种可能的实现方式，在第五种可能的实现方式中，所述根据预设的所述核矩阵的子阵提取式，提取所述频域插值和所述载波数据的所有数据子载波对应的所述第一子阵，包括：

将所述置零子载波之间的频率插值设为集合所述集合

将所述所有数据子载波设为集合所述集合

从所述核矩阵中提取得所述集合和所述集合对应所述核矩阵的子阵，得到所述第一子阵

其中，所述ν₁，…，ν₂为表示所述置零子载波的序号，所述γ₁，…，γ₂为所述辅助子载波的序号。

结合第一方面第四种可能的实现方式，在第六种可能的实现方式中，所述根据所述核矩阵的子阵提取式，提取所述频域插值和所述置零子载波、所述辅助子载波对应的所述第二子阵，包括：

将所述置零子载波之间的频率插值设为集合所述集合

将所述置零子载波和所述辅助子载波设为集合所述集合

从所述核矩阵中提取得所述集合和所述集合对应所述核矩阵的子阵，得到所述第二子阵

其中，所述ν₁，…，ν₂为表示所述置零子载波的序号，所述γ₁，…，γ₂为所述辅助子载波的序号。

结合第一方面第五种可能的实现方式或者第一方面第六种可能的实现方式，在第七种可能的实现方式中，所述预设的辅助数据计算表达式为：

所述根据所述计算参数和所述载波数据W_αg，结合预设的辅助数据计算表达式计算得到所述辅助数据，包括：

根据所述第二子阵确定所述第二子阵P₁的Moore-Penrose伪逆

根据所述第一子阵所述和所述载波数据W_αg，计算得到所述辅助数据h_opth_opt。

本发明实施例第二方面提供了一种混合载波通信系统的带内陷波装置，其可包括：

变换模块，用于对加权分数傅里叶变换WFRFT域的待处理数据g进行M点α阶的WFRFT，得到频域上的载波数据W_αg，所述M为自然数，α为实数；

确定模块，用于根据系统信息确定置零子载波和辅助子载波，并根据所述置零子载波和辅助子载波确定辅助子载波上加载的辅助数据的计算参数；

计算模块，用于根据所述确定模块确定的所述计算参数和所述变换模块处理得到的所述载波数据W_αg，结合预设的辅助数据计算表达式计算得到所述辅助数据，所述辅助数据用于抵消所述陷波带内的边带功率辐射；

所述变换模块，还用于将所述载波数据W_αg和所述辅助数据变换为时域上的传输数据，在所述时域上进行传输。

结合第二方面，在第一种可能的实现方式中，所述确定模块，具体用于：

根据所述系统信息设定频域陷波位置，根据所述频域陷波位置确定置零子载波；

根据辅助子载波和置零子载波的位置关系，结合所述置零子载波确定所述辅助子载波。

结合第二方面第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，所述计算参数包括：计算所述辅助数据的核矩阵的第一子阵，以及所述核矩阵的第二子阵；

所述确定模块包括：

第一处理单元，用于根据所述置零子载波和频域插值倍数Q确定置零子载波之间的频率插值；

第二处理单元，用于根据预设的所述核矩阵的子阵提取式，提取所述第一处理单元确定的所述频域插值和所述载波数据的所有数据子载波对应的所述第一子阵；

第三处理单元，用于根据所述核矩阵的子阵提取式，提取所述第一处理单元确定的所述频域插值和所述置零子载波、所述辅助子载波对应的所述第二子阵。

结合第二方面第二种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，所述核矩阵为： $P(m,k)={\mathrm{\Σ}}_{k=0}^{N-1}\exp [j2\mathrm{\πn}/N\·(k-m/Q)];$

其中，所述m为频域插值后的频域序号，所述k为频域插值前的频域序号，所述n为频域插值前的时域序号，所述N为频域插值前的频域序号总数，所述Q为频域插值倍数。

结合第二方面第三种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，所述预设的所述核矩阵的子阵提取式为矩阵所述矩阵为一个m×n的矩阵，其第(a，b)个元素表示P(l_α，k_b)为：

其中，所述m和n为自然数。

结合第二方面第四种可能的实现方式，在第五种可能的实现方式中，所述第二处理单元具体用于：

将所述置零子载波之间的频率插值设为集合所述集合

将所述所有数据子载波的位置设为集合所述集合

从所述核矩阵中提取得所述集合和所述集合对应所述核矩阵的子阵，得到所述第一子阵

其中，所述ν₁，…，ν₂为表示所述置零子载波的序号，所述γ₁，…，γ₂为所述辅助子载波的序号。

结合第二方面第四种可能的实现方式，在第六种可能的实现方式中，所述第三处理单元，具体用于：

将所述置零子载波之间的频率插值设为集合所述集合

将所述置零子载波和所述辅助子载波设为集合所述集合

从所述核矩阵中提取得所述集合和所述集合对应所述核矩阵的子阵，得到所述第二子阵

其中，所述ν₁，…，ν₂为表示所述置零子载波的序号，所述γ₁，…，γ₂为所述辅助子载波的序号。

结合第二方面第五种可能的实现方式或者第二方面第六种可能的实现方式，在第七种可能的实现方式中，所述预设的辅助数据计算表达式为：

所述计算模块，具体用于：

根据所述第二子阵确定所述第二子阵P₁的Moore-Penrose伪逆

根据所述第一子阵所述和所述载波数据W_αg，计算得到所述辅助数据h_opt。

本发明实施例可将WFRFT域上的待处理数据进行WFRFT，变换得到频域上的载波数据，再根据系统信息确定置零子载波和辅助子载波，进而根据置零子载波和辅助子载波确定辅助子载波上加载的辅助数据的计算参数，根据频域上的载波数据和计算参数确定加载在辅助子载波上的辅助数据，进而将辅助数据和载波数据变换为时域上的传输数据，在时域上进行传输。通过辅助数据抵消陷波带内的边带功率辐射，降低WFRFT系统的带内陷波幅度，增加WFRFT系统的带内陷波深度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的混合载波通信系统的带内陷波方法的第一实施例流程示意图；

图2是本发明实施例提供的混合载波通信系统的带内陷波方法的第二实施例流程示意图；

图3是本发明实施例提供的带内陷波的一效果示意图；

图4是本发明实施例提供的带内陷波的另一效果示意图；

图5是本发明实施例提供的混合载波通信系统的带内陷波装置的第一实施例结构示意图；

图6是本发明实施例提供的混合载波通信系统的带内陷波装置的第二实施例结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参见图1，是本发明实施例提供的混合载波通信系统的带内陷波方法的第一实施例流程示意图。本实施例中所描述的方法，包括步骤：

S101，对加权分数傅里叶变换WFRFT域的待处理数据g进行M点α阶的WFRFT，得到频域上的载波数据W_αg。

具体实现中，本发明实施例提供的混合载波通信系统的带内陷波方法可由混合载波通信系统执行，具体可为系统中的某些功能模块或者设备执行，在此不做限制。下面将以系统为例，对本发明实施例所描述的混合载波通信系统的带内陷波方法及装置进行具体描述。

在一些可行的实施方式中，本发明实施例为了更好地增加WFRFT信号在频带内的陷波深度，抑制WFRFT信号在陷波频带内的辐射功率，系统可先将WFRFT域上的待处理数据g变换到频域上，在频域上进行频点映射，进而对映射后的信号进行处理，利用处理后的调制信号来抵消陷波频带内的残余信号功率。

在一些可行的实施方式中，首先，可对WFRFT域上的待处理数据g进行M点α阶的WFRFT，得到频域上的载波数据W_αg。其中，上述M为自然数，α为实数，具体的，α可取[-2,2]或者[0,4]区间内的实数。确定得到频域上的载波数据之后，则可对上述载波数据进行映射，进而可根据上述载波数据确定加载在辅助子载波上的辅助数据，通过上述辅助数据来抵消陷波带内的边带功率。

S102，根据系统信息确定置零子载波和辅助子载波，并根据所述置零子载波和辅助子载波确定辅助子载波上加载的辅助数据的计算参数。

在一些可行的实施方式中，将WFRFT域上的待处理数据g变换到频域，得到频域上的载波数据W_αg之后，可在频域上进行子载波映射，进而可根据系统信息确定置零子载波和辅助子载波，即置零子载波和辅助子载波的位置。具体实现中，可根据系统信息设定频域陷波位置，再根据频域陷波位置确定置零子载波和辅助子载波的位置，并设定置零子载波的序号，例如，设定置零子载波的序号依次为{v₁，…，v₂}。确定了置零子载波和辅助子载波的位置之后，则可根据置零子载波和辅助子载波的位置关系，结合上述置零子载波的序号，确定辅助子载波的序号，如：{v₁-γ₁，v₁-γ₁+1，…，v₁-1}∪{v₂+1，…，v₂+γ₂-1，v₂+γ₂}。在本发明实施例中，影响陷波深度的主要因素是辅助子载波，当辅助子载波的个数取值为1时，即可满足增加陷波深度的要求，即γ₁＝γ₂＝γ＝1。

在一些可行的实施方式中，系统确定了置零子载波和辅助子载波之后，则可根据上述置零子载波和辅助子载波确定计算辅助数据的计算参数。具体实现中，系统可先将待调制信号X(k)进行N点的离散傅里叶逆变换(InverseDiscreteFourierTransform，IDFT)，得到IDFT后的时域信号，如：

$x\left(n\right)=\frac{1}{N}\underset{k=0}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}X\left(k\right)\exp \left(j2\mathrm{\π}\frac{\mathrm{kn}}{N}\right)---\left(1\right)$

其中，上述N为自然数。

为了增加时域信号的观察时间，可在获取得到x(n)之后，对上述时域信号进行Q-1倍补零操作，得到数据长度为QN的时域信号，上述Q为自然数。信号的有效(非零)部分仍为x(n)，得到上述数据长度为QN的时域信号之后，还可对该时域信号进行离散傅里叶变换(DiscreteFourierTransform，DFT)，得到补零后的信号频域形式为：

$\begin{array}{c}Y\left(m\right)=\frac{1}{N}\underset{n=0}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}x\left(n\right)\exp (-j2\mathrm{\π}\frac{n}{N}\·\frac{m}{Q})\\ =\frac{1}{N}\underset{n=0}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}\underset{k=0}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}X\left(k\right)\exp \left[j2\mathrm{\π}\frac{n}{N}(k-\frac{m}{Q})\right]\\ =\frac{1}{N}\underset{n=0}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}X\left(k\right)P(m,k)\end{array}---\left(2\right)$

其中m＝0，1，…，QN-1，令

$P(m,k)=\underset{k=0}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}\exp [j2\mathrm{\πn}/N\·(k-m/Q)]---\left(3\right)$

为核函数(即核矩阵)。其中，m为频域插值后的频域序号，k为频域插值前的频域序号，n为频域插值前的时域序号，N为频域插值前的频域序号总数，Q为频域插值倍数(也为补零倍数)。

在一些可行的实施方式中，确定了置零子载波和辅助子载波之后，可上述式(1)至式(3)确定辅助子载波上加载的辅助数据的计算参数。其中，上述计算参数可包括：计算辅助数据的核矩阵P的第一矩阵P₀和第二矩阵P₁。具体的，可将上述式(3)所描述的核函数设为核矩阵P。

具体实现中，确定了上述核矩阵P之后，还可预先定义上述核矩阵的子阵提取式，例如：设定子阵提取式为其中，上述是一个m×n的矩阵，其第（a，b)个元素为P(l_a，k_b)，，即

其中，上述m和n为自然数。

确定了上述子阵提取式之后，则可根据上述第一子阵P₀和第二子阵P₁。

具体实现中，可根据上述置零子载波和上述频域插值倍数Q确定时域补零后频域上的置零子载波之间的频率插值，如：上述第一子阵P₀为上述频域插值和上述载波数据的所有数据子载波对应的子阵，上述第二子阵P₁为上述频域插值和上述置零子载波、上述辅助子载波对应的子阵。具体的，可将上述所有数据子载波设为集合其中，上述进而，从上述核矩阵中提取得上述频域插值对应的集合和上述集合对应的上述核矩阵的子阵，得到第一子阵将上述置零子载波和辅助子载波设为集合上述集合从上述核矩阵中提取上述集合和上述集合对应的上述核矩阵的子阵，得到第二子阵

S103，根据所述计算参数和所述载波数据W_αg，结合预设的辅助数据计算表达式计算得到所述辅助数据，所述辅助数据用于抵消所述陷波带内的边带功率辐射。

在一些可行的实施方式中，系统根据上述频域插值或者数据子载波、置零子载波或者辅助子载波，确定了辅助数据的计算参数之后，则可结合上述经过WFRFT的载波数据W_αg计算得到辅助数据。具体的，上述预设的辅助数据计算表达式可为：

其中，上述为P₀第一子阵上述为第二子阵P₁的Moore-Penrose伪逆。系统可根据第二子阵结合伪逆的定义确定即[·]^-1表示矩阵的逆，[·]^H表示矩阵的共轭转置。

上述g表示调制在数据子载波上的WFRFT数据的频域形式(即本发明实施例中所描述的待处理数据)，具体的，g可用集合表示，即，可设集合g＝[X(0)，…，X(v₁-γ₁-1)，X(v₂+γ₂+1)，…，X(N-1)]。

在本发明实施例中，上述辅助数据可用于抵消陷波带内的边带功率辐射。为了使得辅助数据和陷波带内的边带功率辐射的抵消效果达到最佳效果，即辅助数据正好抵消陷波带内的边带功率辐射。具体实现中，可使最小，h应是如下优化问题的解：

$h_{\mathrm{opt}}=\arg \underset{h}{\min }{\left|\right|P_0{W}_{\mathrm{\α}}g+P_{1}h\left|\right|}^2---\left(6\right)$

其中，h为辅助子载波和置零子载波上所调制的数据，具体的，可设集合h＝[X(v₁-γ₁)，X(v₁-γ₁+1)，…，X(v₂+γ₂-1)，X(v₂+γ₂)]。

上述P₀W_αg表示调制数据在陷波带宽内产生的影响(即旁瓣功率)，P₁h的作用正式为了抵消P₀W_αg的影响。解上述式(6)得其最小均方(LeastSquares，LS)解为上述式(5)。

具体实现中，根据上述步骤处理得到上述h_optt即为辅助子载波上加载的辅助数据，用以抵消陷波带内的残余信号功率。

S104，将所述载波数据W_αg和所述辅助数据变换为时域上的传输数据，在所述时域上进行传输。

在一些可行的实施方式中，系统获取得到加载在辐射子载波上的辅助数据之后，则可在频域上完成映射之后，将上述辅助数据和上述载波数据一起变换为时域上的传输数据，在时域上进行传输。

在本发明实施例中，系统可将WFRFT域上的待处理数据进行WFRFT，变换得到频域上的载波数据，再根据系统信息确定置零子载波和辅助子载波，进而根据置零子载波和辅助子载波确定辅助子载波上加载的辅助数据的计算参数，根据频域上的载波数据和计算参数确定加载在辅助子载波上的辅助数据，进而将辅助数据和载波数据变换为时域上的传输数据，在时域上进行传输。通过辅助数据抵消陷波带内的边带功率辐射，降低WFRFT系统的带内陷波幅度，增加WFRFT系统的带内陷波深度。

参见图2，是本发明实施例提供的混合载波通信系统的带内陷波方法的第二实施例流程示意图。本实施例中所描述的方法，包括步骤：

S201，对加权分数傅里叶变换WFRFT域的待处理数据g进行M点α阶的WFRFT，得到频域上的载波数据W_αg。

具体实现中，上述对待处理数据进行M点WFRFT的具体实现过程可参见上述实施例中步骤S101，在此不再赘述。

进一步的，本发明实施例所描述的混合载波通信系统的带内陷波方法利用了经过WFRFT的已知调制信号来抵消陷波频带内的残余信号功率的，对此，下面将对本发明实施例所利用到的WFRFT原理进行简单介绍。

设X₀是任意复数序列，其WFRFT定义为：S₀＝w₀(α，V)X₀+w₁(α，V)X₁+w₂(α，V)X₂+w₃(α，V)X₃＝W_αX₀

其中，{X₀，X₁，X₂，X₃}分别是X₀的0～3次归一化离散傅里叶变换，归一化离散傅里叶变换定义为：

$X_1\left(n\right)=\frac{1}{\sqrt{N}}\underset{k=0}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}{X}_0\left(k\right)\exp (-j2\mathrm{\π}\frac{\mathrm{kn}}{N})$

其中，j为虚数单位。加权系数w_i可以表示为：

$w_i(\mathrm{\α},m_k,n_k)=\frac{1}{4}\underset{k=0}{\overset{3}{\mathrm{\Σ}}}\exp \{\±\frac{2\mathrm{\πj}}{4}[(4m_k+1)\mathrm{\α}(k+n_k)-\mathrm{lk}\left]\right\},l=\mathrm{0,1,2,3}$

令MV＝[m₀，m₁，m₂，m₃]，NV＝[n₀，n₁，n₂，n₃]，V＝[MV，NV]。当V＝０时称所定义的为单参数WFRFT，单参数WFRFT受控于参数α，并且与傅里叶变换一样具有周期为4的循环特性，通常α取[-2，2]或[0，4]区间内的实数，并将此区间称为α的主(全)周期。X₀可以通过对S₀进行阶数为[-α，V]的WFRFT求得：

X₀＝w₀(-α，V)S₀+w₁(-α，V)S₁+w₂(-α，V)S₂+w₃(-α，V)S₃＝W_-αS₀

由{X₀，X₁，X₂，X₃}之间的关系不难证明：{S₀，S₁，S₂，S₃}分别是S₀（n)的0～3次DFT，S₀是S₃的DFT。

上述描述内容仅是简单介绍，包含但不限于此，在此不做限制。

S202，根据所述系统信息设定频域陷波位置，根据所述频域陷波位置确定置零子载波。

在一些可行的实施方式中，系统可根据系统信息设定频域陷波位置，再根据频域陷波位置确定置零子载波。具体实现中，本发明实施例中所描述的系统信息可包括所需陷波的频带位置、频带宽度或者陷波深度要求等。具体实现中，上述系统信息可能是有系统确定的，也可能是公开的标准或者规范等要求的，具体可根据实际场景需求确定，在此不做限制。具体实现中，上述根据系统信息确定置零子载波的位置的具体实现过程可参见上述实施例中的步骤S102，在此不再赘述。

S203，根据辅助子载波和置零子载波的位置关系，结合所述置零子载波确定所述辅助子载波。

在一些可行的实施方式中，本发明实施例中所描述的方法将WFRFT域上的信号变换到频域上，进而可在频域进行频点映射。其中，用于承载信息的频点称为“数据子载波”；还可根据带内陷波的需求或者系统信息将某些频点置零，这些置零的频点称之为“置零子载波”，进而可选取置零子载波两侧的若干频点用于加载抑制陷波带内功率的数据，将这些频点称为“辅助子载波”。具体实现中，可根据系统信息或者带内陷波的需求确定置零子载波的位置，进而可根据辅助子载波和置零子载波的位置关系，确定辅助子载波的位置。具体实现中，上述根据辅助子载波和置零子载波的位置关系，结合置零子载波的位置确定辅助子载波的位置的具体实现过程可参见上述实施例中的步骤S102，在此不再赘述。

S204，根据所述置零子载波和辅助子载波确定辅助子载波上加载的辅助数据的计算参数。

具体实现中，上述确定辅助数据的计算参数的具体实现过程可参见上述实施例中的步骤S102，在此不再赘述。

S205，根据所述计算参数和所述载波数据W_αg，结合预设的辅助数据计算表达式计算得到所述辅助数据。

具体实现中，上述计算辅助数据的具体实现过程可参见上述实施例中的步骤S103，在此不再赘述。

S206，将所述载波数据W_αg和所述辅助数据变换为时域上的传输数据，在所述时域上进行传输。

具体实现中，上述将辅助数据和载波数据变换为时域上的载波数据，在上述时域上进行传输的具体实现过程可参见上述实施例中的步骤S104，在此不再赘述。

本发明实施例所描述的方法，在没有使用其他技术手段的情况下，可将WFRFT信号在陷波频段内的功率辐射有-13dB左右降低到-33dB左右。WFRFT系统(α＝0.5)采用本发明实施例所描述的方法与没有采用本发明实施例所描述的方法(如子载波置零法)进行带内陷波的处理结果对比，如图3、图4。其中，图3对应一个数据库的带内陷波结果，图4对应1000个数据块统计平均的带内陷波结果。由图3和图4可知，本发明实施例所描述的方法可有效降低WFRFT系统带内陷波幅度。

在本发明实施例中，系统可根据WFRFT的原理，将WFRFT域上的待处理数据进行WFRFT，变换得到频域上的载波数据，再根据系统信息或者带内陷波的需求确定置零子载波，再根据置零子载波和辅助子载波的位置关系确定辅助子载波，进而根据置零子载波和辅助子载波确定辅助子载波上加载的辅助数据的计算参数，根据频域上的载波数据和计算参数确定加载在辅助子载波上的辅助数据，最后将辅助数据和载波数据变换为时域上的传输数据，在时域上进行传输。通过辅助数据抵消陷波带内的边带功率辐射，降低WFRFT系统的带内陷波幅度，增加WFRFT系统的带内陷波深度。

参见图5，是本发明实施例提供的混合载波通信系统的带内陷波装置的第一实施例结构示意图。本实施例中所描述的装置，包括：

变换模块10，用于对加权分数傅里叶变换WFRFT域的待处理数据g进行M点αα阶的WFRFT，得到频域上的载波数据W_αg。

确定模块20，用于根据系统信息确定置零子载波和辅助子载波，并根据所述置零子载波和辅助子载波确定辅助子载波上加载的辅助数据的计算参数。

计算模块30，用于根据所述确定模块确定的所述计算参数和所述变换模块处理得到的所述载波数据W_αg，结合预设的辅助数据计算表达式计算得到所述辅助数据。

所述变换模块10，还用于将所述载波数据W_αg和所述辅助数据变换为时域上的传输数据，在所述时域上进行传输。

具体实现中，本发明实施例中所描述的混合载波通信系统的带内陷波装置具体可为WFRFT系统中的某个功能模块，或者设备，在此不做限制。本发明实施例中所描述的装置可执行上述本发明实施例提供的混合载波通信系统的带内陷波方法的第一实施例中所描述的实现方式，具体实现过程可参见上述实施例中的步骤S101-S104，在此不再赘述。

参见图6，是本发明实施例提供的混合载波通信系统的带内陷波装置的第二实施例结构示意图。本实施例中所描述的装置，包括：

变换模块10，用于对加权分数傅里叶变换WFRFT域的待处理数据g进行M点α阶的WFRFT，得到频域上的载波数据W_αg。

确定模块50，用于根据系统信息确定置零子载波和辅助子载波，并根据所述置零子载波和辅助子载波确定辅助子载波上加载的辅助数据的计算参数。

计算模块60，用于根据所述确定模块确定的所述计算参数和所述变换模块处理得到的所述载波数据W_αg，结合预设的辅助数据计算表达式计算得到所述辅助数据。

所述变换模块10，还用于将所述载波数据W_αg和所述辅助数据变换为时域上的传输数据，在所述时域上进行传输。

在一些可行的实施方式中，上述确定模块50可执行上述实施例中的确定模块20所执行的实现方式，还可具体用于：

根据所述系统信息设定频域陷波位置，根据所述频域陷波位置确定置零子载波；

根据辅助子载波和置零子载波的位置关系，结合所述置零子载波确定所述辅助子载波。

在一些可行的实施方式中，所述计算参数包括：计算所述辅助数据的核矩阵的第一子阵，以及所述核矩阵的第二子阵；

上述确定模块50包括：

第一处理单元51，用于根据所述置零子载波和频域插值倍数Q确定置零子载波之间的频率插值。

第二处理单元52，用于根据预设的所述核矩阵的子阵提取式，提取所述第一处理单元确定的所述频域插值和所述载波数据的所有数据子载波对应的所述第一子阵。

第三处理单元53，用于根据所述核矩阵的子阵提取式，提取所述第一处理单元确定的所述频域插值和所述置零子载波、所述辅助子载波对应的所述第二子阵。

在一些可行的实施方式中，所述第一处理单元52，具体用于：

将所述置零子载波之间的频率插值设为集合所述集合

将所述所有数据子载波的位置设为集合所述集合

从所述核矩阵中提取得所述集合和所述集合对应所述核矩阵的子阵，得到所述第一子阵

其中，所述ν₁，…，ν₂为表示所述置零子载波的序号，所述γ₁，…，γ₂为所述辅助子载波的序号。

在一些可行的实施方式中，上述第三处理单元53具体用于：

将所述置零子载波之间的频率插值设为集合所述集合

将所述置零子载波和所述辅助子载波设为集合所述集合

从所述核矩阵中提取得所述集合和所述集合对应所述核矩阵的子阵，得到所述第二子阵

其中，所述ν₁，…，ν₂为表示所述置零子载波的序号，所述γ₁，…，γ₂为所述辅助子载波的序号。

在一些可行的实施方式中，上述预设的辅助数据计算表达式为：

上述计算模块60可执行上述实施例中所描述的计算模块30所执行的实现方式，还可具体用于：

根据所述第二子阵确定所述第二子阵P₁的Moore-Penrose伪逆

根据所述第一子阵所述和所述载波数据W_αg，计算得到所述辅助数据h_opt。

具体实现中，本发明实施例中所描述的混合载波通信系统的带内陷波装置具体可为WFRFT系统中的某个功能模块，或者设备，在此不做限制。本发明实施例中所描述的装置可执行上述本发明实施例提供的混合载波通信系统的带内陷波方法的第一实施例和第二实施例中所描述的实现方式，具体实现过程可参见上述第一实施例中的步骤S101-S104和上述第二实施例中的步骤S201-S206，在此不再赘述。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-OnlyMemory，ROM)或随机存储记忆体(RandomAccessMemory，RAM)等。

以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (16)

1.一种混合载波通信系统的带内陷波方法，其特征在于，包括：

对加权分数傅里叶变换WFRFT域的待处理数据g进行M点α阶的WFRFT，得到频域上的载波数据W_αg，所述M为自然数，α为实数；

根据系统信息确定置零子载波和辅助子载波，并根据所述置零子载波和辅助子载波确定辅助子载波上加载的辅助数据的计算参数；

根据所述计算参数和所述载波数据W_αg，结合预设的辅助数据计算表达式计算得到所述辅助数据，所述辅助数据用于抵消所述陷波带内的边带功率辐射；

将所述载波数据W_αg和所述辅助数据变换为时域上的传输数据，在所述时域上进行传输。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据系统信息确定置零子载波和辅助子载波，包括：

根据所述系统信息设定频域陷波位置，根据所述频域陷波位置确定置零子载波；

根据辅助子载波和置零子载波的位置关系，结合所述置零子载波确定所述辅助子载波。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述计算参数包括：计算所述辅助数据的核矩阵的第一子阵，以及所述核矩阵的第二子阵；

所述根据所述置零子载波和辅助子载波确定辅助子载波上加载的辅助数据的计算参数，包括：

根据所述置零子载波和频域插值倍数Q确定置零子载波之间的频率插值；

根据预设的所述核矩阵的子阵提取式，提取所述频域插值和所述载波数据的所有数据子载波对应的所述第一子阵；

根据所述核矩阵的子阵提取式，提取所述频域插值和所述置零子载波、所述辅助子载波对应的所述第二子阵。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述核矩阵为： $P(m,k)={\mathrm{\Σ}}_{k=0}^{N-1}\exp [j2\mathrm{\πn}/N\·(k-m/Q)];$

其中，所述m为频域插值后的频域序号，所述k为频域插值前的频域序号，所述n为频域插值前的时域序号，所述N为频域插值前的频域序号总数，所述Q为频域插值倍数。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述预设的所述核矩阵的子阵提取式为矩阵所述矩阵为一个m×n的矩阵，其第(a，b)个元素表示为：

其中，所述m和n为自然数。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据预设的所述核矩阵的子阵提取式，提取所述频域插值和所述载波数据的所有数据子载波对应的所述第一子阵，包括：

将所述置零子载波之间的频率插值设为集合所述集合

将所述所有数据子载波设为集合所述集合

从所述核矩阵中提取得所述集合和所述集合对应所述核矩阵的子阵，得到所述第一子阵

其中，所述v₁，…，v₂为表示所述置零子载波的序号，所述γ₁，…，γ₂为所述辅助子载波的序号。

7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述核矩阵的子阵提取式，提取所述频域插值和所述置零子载波、所述辅助子载波对应的所述第二子阵，包括：

将所述置零子载波之间的频率插值设为集合所述集合

将所述置零子载波和所述辅助子载波设为集合所述集合

从所述核矩阵中提取得所述集合和所述集合对应所述核矩阵的子阵，得到所述第二子阵

其中，所述v₁，…，v₂为表示所述置零子载波的序号，所述γ₁，…，γ₂为所述辅助子载波的序号。

8.如权利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述预设的辅助数据计算表达式为：

所述根据所述计算参数和所述载波数据W_αg，结合预设的辅助数据计算表达式计算得到所述辅助数据，包括：

根据所述第二子阵确定所述第二子阵P₁的Moore-Penrose伪逆

根据所述第一子阵所述和所述载波数据W_αg，计算得到所述辅助数据h_opt。

9.一种混合载波通信系统的带内陷波装置，其特征在于，包括：

变换模块，用于对加权分数傅里叶变换WFRFT域的待处理数据g进行M点α阶的WFRFT，得到频域上的载波数据W_αg，所述M为自然数，α为实数；

确定模块，用于根据系统信息确定置零子载波和辅助子载波，并根据所述置零子载波和辅助子载波确定辅助子载波上加载的辅助数据的计算参数；

计算模块，用于根据所述确定模块确定的所述计算参数和所述变换模块处理得到的所述载波数据W_αg，结合预设的辅助数据计算表达式计算得到所述辅助数据，所述辅助数据用于抵消所述陷波带内的边带功率辐射；

所述变换模块，还用于将所述载波数据W_αg和所述辅助数据变换为时域上的传输数据，在所述时域上进行传输。

10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述确定模块，具体用于：

根据所述系统信息设定频域陷波位置，根据所述频域陷波位置确定置零子载波；

根据辅助子载波和置零子载波的位置关系，结合所述置零子载波确定所述辅助子载波。

11.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述计算参数包括：计算所述辅助数据的核矩阵的第一子阵，以及所述核矩阵的第二子阵；

所述确定模块包括：

第一处理单元，用于根据所述置零子载波和频域插值倍数Q确定置零子载波之间的频率插值；

第二处理单元，用于根据预设的所述核矩阵的子阵提取式，提取所述第一处理单元确定的所述频域插值和所述载波数据的所有数据子载波对应的所述第一子阵；

第三处理单元，用于根据所述核矩阵的子阵提取式，提取所述第一处理单元确定的所述频域插值和所述置零子载波、所述辅助子载波对应的所述第二子阵。

12.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述核矩阵为： $P(m,k)={\mathrm{\Σ}}_{k=0}^{N-1}\exp [j2\mathrm{\πn}/N\·(k-m/Q)];$

其中，所述m为频域插值后的频域序号，所述k为频域插值前的频域序号，所述n为频域插值前的时域序号，所述N为频域插值前的频域序号总数，所述Q为频域插值倍数。

13.如权利要求12所述的装置，其特征在于，所述预设的所述核矩阵的子阵提取式为矩阵所述矩阵为一个m×n的矩阵，其第(a，b)个元素表示为：

其中，所述m和n为自然数。

14.如权利要求13所述的装置，其特征在于，所述第二处理单元具体用于：

将所述置零子载波之间的频率插值设为集合所述集合

将所述所有数据子载波的位置设为集合所述集合

从所述核矩阵中提取得所述集合和所述集合对应所述核矩阵的子阵，得到所述第一子阵

其中，所述v₁，…，v₂为表示所述置零子载波的序号，所述γ₁，…，γ₂为所述辅助子载波的序号。

15.如权利要求13所述的装置，其特征在于，所述第三处理单元，具体用于：

将所述置零子载波之间的频率插值设为集合所述集合

将所述置零子载波和所述辅助子载波设为集合所述集合

从所述核矩阵中提取得所述集合和所述集合对应所述核矩阵的子阵，得到所述第二子阵

其中，所述v₁，…，v₂为表示所述置零子载波的序号，所述γ₁，…，γ₂为所述辅助子载波的序号。

16.如权利要求14或15所述的装置，其特征在于，所述预设的辅助数据计算表达式为：

所述计算模块，具体用于：

根据所述第二子阵确定所述第二子阵P₁的Moore-Penrose伪逆

根据所述第一子阵所述和所述载波数据W_αg，计算得到所述辅助数据h_opt。