CN107995141B - 一种fbmc-oqam系统的载波调制方法及装置 - Google Patents

一种fbmc-oqam系统的载波调制方法及装置 Download PDF

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Abstract

本申请提供了一种FBMC‑OQAM系统的载波调制方法及装置,方法包括:获取子信道的信道质量检测结果;根据子信道的信道质量检测结果,调整子信道中传输的子载波的调制参数;根据调整得到的子信道中传输的子载波的调制参数,对子信道中传输的子载波进行调制。在本申请中,通过以上方式实现了对FBMC‑OQAM系统中载波的适应性调制。

Description

一种FBMC-OQAM系统的载波调制方法及装置
技术领域
本申请涉及通信技术领域,特别涉及一种FBMC-OQAM系统的载波 调制方法及装置。
背景技术
FBMC(滤波器组多载波)系统作为基于滤波器组的多载波调制系统,其 发送端通过合成滤波器组来实现多载波调制,接收端通过分析滤波器组来实 现多载波解调。其中,FBMC系统中原型滤波器可灵活设计,可实现各子载 波带宽设置、各子载波之间的交叠程度的灵活控制,从而可灵活控制相邻子 载波之间的干扰,且各载波之间不再必须是正交的,不需要插入循环前缀。
但,为了最大限度的降低FBMC系统的载波干扰,FBMC系统选择与 OQAM(基于偏移正交幅度调制)系统进行结合,来降低载波干扰。为了进 一步提高FBMC-OQAM系统的性能,如何实现FBMC-OQAM系统的载波 调制成为问题。
发明内容
为解决上述技术问题,本申请实施例提供一种FBMC-OQAM系统的载 波调制方法及装置,以达到实现对FBMC-OQAM系统中载波的适应性调制 的目的,技术方案如下:
一种FBMC-OQAM系统的载波调制方法,包括:
获取子信道的信道质量检测结果;
根据所述子信道的信道质量检测结果,调整所述子信道中传输的子载波 的调制参数;
根据调整得到的所述子信道中传输的子载波的调制参数,对所述子信道 中传输的子载波进行调制。
优选的,所述信道质量检测结果包括:信噪比检测结果;
根据所述子信道的信道质量检测结果,调整所述子信道中传输的子载波 的调制参数,包括:
分别比较所述信噪比检测结果与各个预设调制阶数门限值,得到比较结 果;
根据所述比较结果,确定所述信噪比检测结果对应的调制参数;
将确定的所述信噪比检测结果对应的调制参数作为所述子信道中传输 的子载波的调制参数。
优选的,所述预设调制阶数门限值的确定方法,包括:
将MQAM调制方式的值c1=0.2,c2=1.5,c3=1,c4=1代入误码率界关 系式
Figure BDA0001441859050000021
并对代入c1=0.2,c2=1.5,c3=1,c4=1后得到 的误码率界关系式进行求逆运算,得到关系式
Figure BDA0001441859050000022
其中,
Figure BDA0001441859050000029
Sj(γ)为单一子载波的发送功率,γ为子载波信道信 噪比,为
Figure BDA0001441859050000023
每一子载波平均功率,Pb为要求的误码率,
Figure BDA0001441859050000024
为调制阶 数,
Figure BDA0001441859050000025
为门限参数,Mj指的是第j个星座调制阶数;
根据
Figure BDA0001441859050000026
的值确定所述γ落入的信噪比区间,并将确定的所述γ落入的信 噪比区间对应的调制阶数作为所述γ对应的信道中传输的子载波的调制阶 数;
根据所述关系式
Figure BDA0001441859050000027
和功率速率可变的自 适应方法,构建最大化频谱效率关系式
Figure BDA0001441859050000031
所 述最大化频谱效率关系式的约束于平均功率和误码率需求关系式
Figure BDA0001441859050000032
R为传输速率,B为子载波带宽,p(γ)为信噪比概 率,Mj+1指的是第j+1个星座调制阶数,N-1为星座调制阶数的总个数;
利用数值搜索法对所述最大化频谱效率关系式进行求解,得到调制阶数 门限值,并将得到的调制阶数门限值作为所述预设调制阶数门限值。
优选的,所述预设调制阶数门限值的确定方法,包括:
根据调制阶数规则和信噪比出现概率的关系式
Figure BDA0001441859050000033
确定边 界值的取值范围为
Figure BDA0001441859050000034
其中,R1、R2、……、RN分别为不同的传输速率,N为划分的区域的个 数,Ri为第i个区域的传输速率,rN-1为第N-1个区域的信噪比,bound为信 噪比的界限值,max{}表示最大化运算,r1表示第1个区域的信噪比,r2表示 第2个区域的信噪比,r3表示第3个区域的信噪比,r4表示第4个区域的信 噪比;
根据模拟退火算法及所述边界值的取值范围,确定分区调整规则;
按照所述分区调整规则和所述模拟退火算法的流程,在多项式时间内通 过有限次迭代,确定最优边界值;
将所述最优边界值作为所述预设调制阶数门限值。
一种FBMC-OQAM系统的载波调制装置,包括:
获取模块,用于获取子信道的信道质量检测结果;
调整模块,用于根据所述子信道的信道质量检测结果,调整所述子信道 中传输的子载波的调制参数;
调制模块,用于根据调整得到的所述子信道中传输的子载波的调制参 数,对所述子信道中传输的子载波进行调制。
优选的,所述信道质量检测结果包括:信噪比检测结果;
所述调整模块根据所述子信道的信道质量检测结果,调整所述子信道中 传输的子载波的调制参数的过程,具体包括:
分别比较所述信噪比检测结果与各个预设调制阶数门限值,得到比较结 果;
根据所述比较结果,确定所述信噪比检测结果对应的调制参数;
将确定的所述信噪比检测结果对应的调制参数作为所述子信道中传输 的子载波的调制参数。
优选的,还包括:第一预设调制阶数门限值的确定模块,用于执行以下 步骤:
将MQAM调制方式的值c1=0.2,c2=1.5,c3=1,c4=1代入误码率界关 系式
Figure BDA0001441859050000041
并对代入c1=0.2,c2=1.5,c3=1,c4=1后得到 的误码率界关系式进行求逆运算,得到关系式
Figure BDA0001441859050000042
其中,
Figure BDA0001441859050000043
Sj(γ)为单一子载波的发送功率,γ为子载波信道信 噪比,为
Figure BDA0001441859050000044
每一子载波平均功率,Pb为要求的误码率,
Figure BDA0001441859050000045
为调制阶 数,
Figure BDA0001441859050000051
为门限参数,Mj指的是第j个星座调制阶数;
根据
Figure BDA0001441859050000052
的值确定所述γ落入的信噪比区间,并将确定的所述γ落入的信 噪比区间对应的调制阶数作为所述γ对应的信道中传输的子载波的调制阶 数;
根据所述关系式
Figure BDA0001441859050000053
和功率速率可变的自 适应方法,构建最大化频谱效率关系式
Figure BDA0001441859050000054
所 述最大化频谱效率关系式的约束于平均功率和误码率需求关系式
Figure BDA0001441859050000055
R为传输速率,B为子载波带宽,p(γ)为信噪比概 率,Mj+1指的是第j+1个星座调制阶数,N-1为星座调制阶数的总个数;
利用数值搜索法对所述最大化频谱效率关系式进行求解,得到调制阶数 门限值,并将得到的调制阶数门限值作为所述预设调制阶数门限值。
优选的,还包括:第二预设调制阶数门限值的确定装置,用于执行以下 步骤:
根据调制阶数规则和信噪比出现概率的关系式
Figure BDA0001441859050000056
确定边 界值的取值范围为
Figure BDA0001441859050000061
其中,R1、R2、……、RN分别为不同的传输速率,N为划分的区域的个 数,Ri为第i个区域的传输速率,rN-1为第N-1个区域的信噪比,bound为信 噪比的界限值,max{}表示最大化运算,r1表示第1个区域的信噪比,r2表示 第2个区域的信噪比,r3表示第3个区域的信噪比,r4表示第4个区域的信 噪比;
根据模拟退火算法及所述边界值的取值范围,确定分区调整规则;
按照所述分区调整规则和所述模拟退火算法的流程,在多项式时间内通 过有限次迭代,确定最优边界值;
将所述最优边界值作为所述预设调制阶数门限值。
与现有技术相比,本申请的有益效果为:
在本申请中,通过获取子信道的信道质量检测结果,及根据所述子信 道的信道质量检测结果,调整所述子信道中传输的子载波的调制参数,及根 据调整得到的所述子信道中传输的子载波的调制参数,对所述子信道中传输 的子载波进行调制,实现了对FBMC-OQAM系统中载波的适应性调制。
附图说明
为了更清楚地说明本申请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 仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创 造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请提供的FBMC-OQAM系统的载波调制方法的一种流程 图;
图2是本申请提供的FBMC-OQAM系统的结构示意图;
图3是本申请提供的预设调制阶数门限值的举例示意图;
图4是本申请提供的模拟退火算法的流程示意图;
图5是本申请提供的模拟退火算法的性能分析示意图;
图6是本申请提供的FBMC-OQAM系统的载波调制装置的一种逻辑结 构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请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申请一部分实 施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术 人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本 申请保护的范围。
本申请实施例公开了一种FBMC-OQAM系统的载波调制方法,通过 获取子信道的信道质量检测结果,及根据所述子信道的信道质量检测结果, 调整所述子信道中传输的子载波的调制参数,及根据调整得到的所述子信道 中传输的子载波的调制参数,对所述子信道中传输的子载波进行调制,实现 了对FBMC-OQAM系统中载波的适应性调制。
接下来对本申请的FBMC-OQAM系统的载波调制方法进行介绍,参见图 1所示,该方法包括:
步骤S11、获取子信道的信道质量检测结果。
本实施例中,FBMC-OQAM系统的接收端可以设置信道估计器,信道 估计器可以通过发送信号中的导频信号来估计信道质量,得到信道质量检测 结果。FBMC-OQAM系统的接收端在得到信道质量检测结果后,可以将信 道质量检测结果反馈至FBMC-OQAM系统的发送端,FBMC-OQAM系统的 发送端则接收信道质量检测结果,完成信道质量检测结果的获取。
需要说明的是,由于信道的时变特性,为选择合适模式进行传输, FBMC-OQAM系统的接收端必须不断的进行信道质量的检测。其中,可以 采用插入导频序列信道估计方式进行信道质量检测。
本实施例中,FBMC-OQAM系统的结构可以参见图2,图2中各部分参 数的介绍可以参见表1。
表1
Figure BDA0001441859050000081
图2示出的FBMC-OQAM系统的输出传输流程可以为:FBMC发射机 把把串行的数据经过串并变换后送到符号映射器中。符号映射器根据调制参 数控制器告知的每个子载波上的调制方式(如4QAM、16QAM等),将数据 映射成相应的符号。IFFT将频域信号转化为时域信号,然后串并转换将并 行的数据转化为实际传送的时域信号,调制到载波上送入信道。
步骤S12、根据所述子信道的信道质量检测结果,调整所述子信道中传 输的子载波的调制参数。
本实施例中,调制参数可以包括但不局限于调制阶数、发送功率和编码 方案。其中,编码方案可以包括:对码速率,交织和打孔方式(对卷积码和 TURBO码而言),分组码的长度等的选择。
步骤S13、根据调整得到的所述子信道中传输的子载波的调制参数,对 所述子信道中传输的子载波进行调制。
本实施例中,根据调整得到的所述子信道中传输的子载波的调制参数, 对所述子信道中传输的子载波进行调制,使调制后的子载波能够与子信道更 好的匹配,保证FBMC-OQAM系统可以在最佳状态下工作,有效抵抗无线 信道衰落带来的不良影响,降低系统误码率,最终改善系统的资源利用效率, 如,在较好的无线信道条件下分配较多的资源,而当无线信道质量下降时, 相应地降低传输速率,最终达到提高系统资源利用率、获得较高的系统吞吐 量的目的。
需要说明的是,FBMC-OQAM系统中任意一个载波的调制的方法均可 以采用步骤S11-S13示出的过程。
在本申请中,通过获取子信道的信道质量检测结果,及根据所述子信 道的信道质量检测结果,调整所述子信道中传输的子载波的调制参数,及根 据调整得到的所述子信道中传输的子载波的调制参数,对所述子信道中传输 的子载波进行调制,实现了对FBMC-OQAM系统中载波的适应性调制。
在本申请的另一个实施例中,对信道质量检测结果进行介绍,具体 如下:
本实施例中,上述信道质量检测结果可以为:信噪比检测结果。
与信道质量检测结果为信噪比检测结果的实施方式相对应,上述根据 所述子信道的信道质量检测结果,调整所述子信道中传输的子载波的调制参 数的过程,具体可以包括:
S1、分别比较所述信噪比检测结果与各个预设调制阶数门限值,得到比 较结果。
本实施例中,所述信噪比检测结果属于的预设调制阶数门限值区间可以 作为比较结果。
S2、根据所述比较结果,确定所述信噪比检测结果对应的调制参数。
由于预设调制阶数门限值区间对应调制区间,而调制区间可以作为调制 参数,因此根据所述比较结果,确定所述信噪比检测结果对应的调制参数可 以理解为:根据所述比较结果,确定所述信噪比检测结果属于的预设调制阶 数门限值区间对应的调制区间。
现举例对步骤S1-S2进行说明,例如,在已知所述信噪比检测结果(SNR) 之后,且各个预设调制阶数门限值可以参见图3,如图3所示,各个预设调 制阶数门限值分别为
Figure BDA0001441859050000101
其中,
Figure BDA0001441859050000102
对应的调制区 间为4QAM,假如
Figure BDA0001441859050000103
则可以确定SNR对应的调制参数为 4QAM,进而可以采用4QAM调制载波。
S3、将确定的所述信噪比检测结果对应的调制参数作为所述子信道中传 输的子载波的调制参数。
在本申请的另一个实施例中,对上述预设调制阶数门限值的确定方 法进行介绍,具体可以包括:
S1、将MQAM调制方式的值c1=0.2,c2=1.5,c3=1,c4=1代入误码率 界关系式
Figure BDA0001441859050000104
并对代入c1=0.2,c2=1.5,c3=1,c4=1后 得到的误码率界关系式进行求逆运算,得到关系式
Figure BDA0001441859050000105
其中,
Figure BDA00014418590500001010
Sj(γ)为单一子载波的发送功率,γ为子载波信道信 噪比,为
Figure BDA0001441859050000106
每一子载波平均功率,Pb为要求的误码率,
Figure BDA0001441859050000107
为调制阶 数,
Figure BDA0001441859050000108
为门限参数,Mj指的是第j个星座调制阶数。
S2、根据
Figure BDA0001441859050000109
的值确定所述γ落入的信噪比区间,并将确定的所述γ落 入的信噪比区间对应的调制阶数作为所述γ对应的信道中传输的子载波的调 制阶数。
本实施例中,信噪比区间对应的调制阶数可以参见表2。
表2
Figure BDA0001441859050000111
如表2所示,不同的信噪比区间对应不同的调制阶数。
确定调制阶数可以理解为:确定传输速率。由于传输速率是可变的,因 此需要实时确定调制阶数,确保调制阶数是可变的。
S3、根据所述关系式
Figure RE-GDA0001604675590000111
和功率速率可变 的自适应方法,构建最大化频谱效率关系式
Figure RE-GDA0001604675590000112
所述最大化频谱效率关系式的约束于平均功率和误码率需求关系式
Figure RE-GDA0001604675590000113
R为传输速率,B为子载波带宽,p(γ)为信噪比概 率,Mj+1指的是第j+1个星座调制阶数,N-1为星座调制阶数的总个数。
S4、利用数值搜索法对所述最大化频谱效率关系式进行求解,得到调制 阶数门限值,并将得到的调制阶数门限值作为所述预设调制阶数门限值。
现举例对利用数值搜索法对所述最大化频谱效率关系式进行求解,得到 调制阶数门限值进行说明,例如,对于五区域自适应调制,以平均信噪比10dB 为例,通过数值搜索法(如穷搜算法)得到的调制阶数门限值为:[0,4*1.29, 8*1.29,16*1.29,64*1.29,∞]。
当然,本实施例中,还可以根据步骤S4得到的调制阶数门限值计算功 率速率自适应的FBMC-OQAM系统的频谱利用率。
在本申请的另一个实施例中,介绍另外一种所述预设调制阶数门限值的 确定方法,具体可以包括:
S1、根据调制阶数规则和信噪比出现概率的关系式
Figure BDA0001441859050000121
确 定边界值的取值范围为
Figure BDA0001441859050000122
其中,R1、R2、……、RN分别为不同的传输速率,N为划分的区域的个 数,Ri为第i个区域的传输速率,rN-1为第N-1个区域的信噪比,bound为信 噪比的界限值,max{}表示最大化运算,r1表示第1个区域的信噪比,r2表示 第2个区域的信噪比,r3表示第3个区域的信噪比,r4表示第4个区域的信 噪比。
可以理解的是,边界值指的是调制阶数切换的边界值,对应的是一组信 噪比的数值,具体可参考表2和图3。
S2、根据模拟退火算法及所述边界值的取值范围,确定分区调整规则。
本实施例中,根据模拟退火算法及所述边界值的取值范围,确定分区调 整规则的过程可以参见表3。
表3
Figure BDA0001441859050000131
Figure BDA0001441859050000141
S3、按照所述分区调整规则和所述模拟退火算法的流程,在多项式时间 内通过有限次迭代,确定最优边界值。
本实施例中,所述分区调整规则和所述模拟退火算法的流程可以参见图 4,其性能分析可以参见图5。
需要说明的是,多项式时间可以理解为:时间复杂度是多项式时间的, 算法复杂度不高,有利于提高运算速度。
S4、将所述最优边界值作为所述预设调制阶数门限值。
本实施例中,单一子载波性能参数可以设定为如表4所示的值。
表4
Figure BDA0001441859050000151
其中,同样以5区间平均信噪比10dB为例,利用模拟退火算法得到的 调制阶数门限值为:[0,4.32,12.33,23.12,57.02,∞],对比利用数值搜索法得 到的调制阶数门限值[0,5.1600,10.3200,20.6400,82.5600,∞],相应频谱利用 率对比分别为1.6951和1.6827。
需要说明的是,在现有对FBMC多载波系统的自适应设计中,总功率P 是平均分配给各个子载波的。此外,FBMC-OQAM系统各子载波可看作相 对独立信道,而各子载波信道是各态历经的,因此只需对单个子载波进行自 适应功率-速率设计即可达到总体最优化利用。最后,本发明方法适用于建 立查找表,在实际系统中可以直接用于基站设计。
另外,如果要尽量的利用信道容量,可以在满足一定误码率要求的前提 下,使得传输速率尽量大。误码率要求有两种,一种是平均误码率小于一定 的门限,这称为平均误比特率受限模式,另外一种是每一时刻下误码率都小 于一定门限,称为即时误比特率受限模式。第二种情况的要求比较严格,相 应的系统吞吐量较低。本申请即采用了即时误比特率受限模式。本实施例中, 步骤S1-S4是在即时误比特率受限模式下执行的。
下面对本申请实施例提供的FBMC-OQAM系统的载波调制装置进行描 述,下文描述的FBMC-OQAM系统的载波调制装置与上文描述的 FBMC-OQAM系统的载波调制方法可相互对应参照。
请参见图6,其示出了本申请提供的FBMC-OQAM系统的载波调制装 置的一种逻辑结构示意图,FBMC-OQAM系统的载波调制装置包括:获取 模块11、调整模块12和调制模块13。
获取模块11,用于获取子信道的信道质量检测结果。
调整模块12,用于根据所述子信道的信道质量检测结果,调整所述子信 道中传输的子载波的调制参数。
调制模块13,用于根据调整得到的所述子信道中传输的子载波的调制参 数,对所述子信道中传输的子载波进行调制。
在本实施例中,所述信道质量检测结果可以包括:信噪比检测结果;
所述调整模块12根据所述子信道的信道质量检测结果,调整所述子信 道中传输的子载波的调制参数的过程,具体可以包括:
分别比较所述信噪比检测结果与各个预设调制阶数门限值,得到比较结 果;
根据所述比较结果,确定所述信噪比检测结果对应的调制参数;
将确定的所述信噪比检测结果对应的调制参数作为所述子信道中传输 的子载波的调制参数。
在本实施例中,上述FBMC-OQAM系统的载波调制装置还可以包括:
第一预设调制阶数门限值的确定模块,用于执行以下步骤:
将MQAM调制方式的值c1=0.2,c2=1.5,c3=1,c4=1代入误码率界关 系式
Figure BDA0001441859050000161
并对代入c1=0.2,c2=1.5,c3=1,c4=1后得到 的误码率界关系式进行求逆运算,得到关系式
Figure BDA0001441859050000162
其中,
Figure BDA0001441859050000163
Sj(γ)为单一子载波的发送功率,γ为子载波信道信 噪比,为
Figure BDA0001441859050000164
每一子载波平均功率,Pb为要求的误码率,
Figure BDA0001441859050000165
为调制阶 数,
Figure BDA0001441859050000171
为门限参数,Mj指的是第j个星座调制阶数;
根据
Figure BDA0001441859050000172
的值确定所述γ落入的信噪比区间,并将确定的所述γ落入的信 噪比区间对应的调制阶数作为所述γ对应的信道中传输的子载波的调制阶 数;
根据所述关系式
Figure BDA0001441859050000173
和功率速率可变的自 适应方法,构建最大化频谱效率关系式
Figure BDA0001441859050000174
所 述最大化频谱效率关系式的约束于平均功率和误码率需求关系式
Figure BDA0001441859050000175
R为传输速率,B为子载波带宽,p(γ)为信噪比概 率,Mj+1指的是第j+1个星座调制阶数,N-1为星座调制阶数的总个数;
利用数值搜索法对所述最大化频谱效率关系式进行求解,得到调制阶数 门限值,并将得到的调制阶数门限值作为所述预设调制阶数门限值。
在本实施例中,上述FBMC-OQAM系统的载波调制装置还可以包括:
第二预设调制阶数门限值的确定装置,用于执行以下步骤:
根据调制阶数规则和信噪比出现概率的关系式
Figure BDA0001441859050000176
确定边 界值的取值范围为
Figure BDA0001441859050000177
其中,R1、R2、……、RN分别为不同的传输速率,N为划分的区域的个 数,Ri为第i个区域的传输速率,rN-1为第N-1个区域的信噪比,bound为信 噪比的界限值,max{}表示最大化运算,r1表示第1个区域的信噪比,r2表示 第2个区域的信噪比,r3表示第3个区域的信噪比,r4表示第4个区域的信 噪比;
根据模拟退火算法及所述边界值的取值范围,确定分区调整规则;
按照所述分区调整规则和所述模拟退火算法的流程,在多项式时间内通 过有限次迭代,确定最优边界值;
将所述最优边界值作为所述预设调制阶数门限值。
需要说明的是,本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述, 每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间 相同相似的部分互相参见即可。对于装置类实施例而言,由于其与方法 实施例基本相似,所以描述的比较简单,相关之处参见方法实施例的部 分说明即可。
最后,还需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系 术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不 一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺 序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的 包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括 那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种 过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下, 由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方 法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上对本申请所提供的一种FBMC-OQAM系统的载波调制方法及装 置进行了详细介绍,本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式 进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核 心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本申请的思想,在具 体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不 应理解为对本申请的限制。

Claims (2)

1.一种FBMC-OQAM系统的载波调制方法,其特征在于,包括:
获取子信道的信道质量检测结果;
根据所述子信道的信道质量检测结果,调整所述子信道中传输的子载波的调制参数;所述信道质量检测结果包括:信噪比检测结果;根据所述子信道的信道质量检测结果,调整所述子信道中传输的子载波的调制参数,包括:分别比较所述信噪比检测结果与各个预设调制阶数门限值,得到比较结果;根据所述比较结果,确定所述信噪比检测结果对应的调制参数;将确定的所述信噪比检测结果对应的调制参数作为所述子信道中传输的子载波的调制参数;
根据调整得到的所述子信道中传输的子载波的调制参数,对所述子信道中传输的子载波进行调制;
所述预设调制阶数门限值的确定方法,包括:
将MQAM调制方式的值c1=0.2,c2=1.5,c3=1,c4=1代入误码率界关系式
Figure FDA0002545634330000011
并对代入c1=0.2,c2=1.5,c3=1,c4=1后得到的误码率界关系式进行求逆运算,得到关系式
Figure FDA0002545634330000012
其中,
Figure FDA0002545634330000013
Sj(γ)为单一子载波的发送功率,γ为子载波信道信噪比,为
Figure FDA0002545634330000014
每一子载波平均功率,Pb为要求的误码率,
Figure FDA0002545634330000015
为调制阶数,
Figure FDA0002545634330000016
为门限参数,Mj指的是第j个星座调制阶数;
根据
Figure FDA0002545634330000017
的值确定所述γ落入的信噪比区间,并将确定的所述γ落入的信噪比区间对应的调制阶数作为所述γ对应的信道中传输的子载波的调制阶数;
根据所述关系式
Figure FDA0002545634330000021
和功率速率可变的自适应方法,构建最大化频谱效率关系式
Figure FDA0002545634330000022
所述最大化频谱效率关系式的约束于平均功率和误码率需求关系式
Figure FDA0002545634330000023
R为传输速率,B为子载波带宽,p(γ)为信噪比概率,Mj+1指的是第j+1个星座调制阶数,N-1为星座调制阶数的总个数;
利用数值搜索法对所述最大化频谱效率关系式进行求解,得到调制阶数门限值,并将得到的调制阶数门限值作为所述预设调制阶数门限值;
或,
根据调制阶数规则和信噪比出现概率的关系式
Figure FDA0002545634330000024
确定边界值的取值范围为
Figure FDA0002545634330000025
其中,R1、R2、……、RN分别为不同的传输速率,N为划分的区域的个数,Ri为第i个区域的传输速率,rN-1为第N-1个区域的信噪比,bound为信噪比的界限值,max{}表示最大化运算,r1表示第1个区域的信噪比,r2表示第2个区域的信噪比,r3表示第3个区域的信噪比,r4表示第4个区域的信噪比;
根据模拟退火算法及所述边界值的取值范围,确定分区调整规则;
按照所述分区调整规则和所述模拟退火算法的流程,在多项式时间内通过有限次迭代,确定最优边界值;
将所述最优边界值作为所述预设调制阶数门限值。
2.一种FBMC-OQAM系统的载波调制装置,其特征在于,包括:
获取模块,用于获取子信道的信道质量检测结果;
调整模块,用于根据所述子信道的信道质量检测结果,调整所述子信道中传输的子载波的调制参数;所述信道质量检测结果包括:信噪比检测结果;所述调整模块根据所述子信道的信道质量检测结果,调整所述子信道中传输的子载波的调制参数的过程,具体包括:分别比较所述信噪比检测结果与各个预设调制阶数门限值,得到比较结果;根据所述比较结果,确定所述信噪比检测结果对应的调制参数;将确定的所述信噪比检测结果对应的调制参数作为所述子信道中传输的子载波的调制参数;
调制模块,用于根据调整得到的所述子信道中传输的子载波的调制参数,对所述子信道中传输的子载波进行调制;
第一预设调制阶数门限值的确定模块,用于执行以下步骤:
将MQAM调制方式的值c1=0.2,c2=1.5,c3=1,c4=1代入误码率界关系式
Figure FDA0002545634330000031
并对代入c1=0.2,c2=1.5,c3=1,c4=1后得到的误码率界关系式进行求逆运算,得到关系式
Figure FDA0002545634330000032
其中,
Figure FDA0002545634330000033
Sj(γ)为单一子载波的发送功率,γ为子载波信道信噪比,为
Figure FDA0002545634330000041
每一子载波平均功率,Pb为要求的误码率,
Figure FDA0002545634330000042
为调制阶数,
Figure FDA0002545634330000043
为门限参数,Mj指的是第j个星座调制阶数;
根据
Figure FDA0002545634330000044
的值确定所述γ落入的信噪比区间,并将确定的所述γ落入的信噪比区间对应的调制阶数作为所述γ对应的信道中传输的子载波的调制阶数;
根据所述关系式
Figure FDA0002545634330000045
和功率速率可变的自适应方法,构建最大化频谱效率关系式
Figure FDA0002545634330000046
所述最大化频谱效率关系式的约束于平均功率和误码率需求关系式
Figure FDA0002545634330000047
R为传输速率,B为子载波带宽,p(γ)为信噪比概率,Mj+1指的是第j+1个星座调制阶数,N-1为星座调制阶数的总个数;
利用数值搜索法对所述最大化频谱效率关系式进行求解,得到调制阶数门限值,并将得到的调制阶数门限值作为所述预设调制阶数门限值;
第二预设调制阶数门限值的确定装置,用于执行以下步骤:
根据调制阶数规则和信噪比出现概率的关系式
Figure FDA0002545634330000048
确定边界值的取值范围为
Figure FDA0002545634330000051
其中,R1、R2、……、RN分别为不同的传输速率,N为划分的区域的个数,Ri为第i个区域的传输速率,rN-1为第N-1个区域的信噪比,bound为信噪比的界限值,max{}表示最大化运算,r1表示第1个区域的信噪比,r2表示第2个区域的信噪比,r3表示第3个区域的信噪比,r4表示第4个区域的信噪比;
根据模拟退火算法及所述边界值的取值范围,确定分区调整规则;
按照所述分区调整规则和所述模拟退火算法的流程,在多项式时间内通过有限次迭代,确定最优边界值;
将所述最优边界值作为所述预设调制阶数门限值。
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