CN111464472B - 基于离散哈特利转换的滤波器组多载波通信系统 - Google Patents
基于离散哈特利转换的滤波器组多载波通信系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111464472B CN111464472B CN201910046840.4A CN201910046840A CN111464472B CN 111464472 B CN111464472 B CN 111464472B CN 201910046840 A CN201910046840 A CN 201910046840A CN 111464472 B CN111464472 B CN 111464472B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- conversion
- serial
- points
- channel
- discrete hartley
- 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
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L27/00—Modulated-carrier systems
- H04L27/26—Systems using multi-frequency codes
- H04L27/2601—Multicarrier modulation systems
- H04L27/2626—Arrangements specific to the transmitter only
- H04L27/2627—Modulators
- H04L27/264—Pulse-shaped multi-carrier, i.e. not using rectangular window
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
- Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
- Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)
Abstract
本发明提供一种基于离散哈特利转换的滤波器组多载波通信系统，所述系统采用具有实数运算的离散哈特利转换进行多载波调制/解调，而非现有的具有复合运算的离散傅立叶转换作法，以降低实现复杂度或提升系统效能；所述系统可使用二种彼此正交或近乎正交的原型滤波器分别处理偶数子载波和奇数子载波上的数据符元，以减少载波间干扰与符元间干扰效应。
Description
技术领域
本发明涉及一种滤波器组多载波基频通信系统，特别是涉及一种基于离散哈特利转换的滤波器组多载波基频通信系统。
背景技术
近年来，无线移动宽频市场的需求呈现持续性的成长，这意谓未来的无线通信系统必须具有超高传输率、超大系统容量、超低时间延迟等特性；为满足这些严格的需求，我们有必要不断精进与改善无线通信传输技术。在众多可能方案中，较具潜力的技术包含非正交多址接入(Non-Orthogonal Multiple Access,NOMA)、毫米波(Millimeter Wave,MMW)、大规模多输入多输出(Massive Multi-Input Multi-Output,Massive MIMO)、滤波器组多载波(Filter Bank Multicarrier,FBMC)等，其中FBMC因可在不采用保护间隔(GuardInterval)或循环前缀(Cyclic Prefix)的情况下克服符元间干扰(IntersymbolInterference,ISI)和载波间干扰(Intercarrier Interference,ICI)的问题，具有比第四代(4G)无线通信系统所采用的正交频分复用(Orthogonal Frequency DivisionMultiplexing,OFDM)技术更高的频谱效益。
现有的FBMC传输技术包含余弦调制多音频(Cosine Modulated Multitone)、离散小波多音频(Discrete Wavelet Multitone)、滤波多音频(Filter Multitone)、利用偏移正交振幅调制(Offset Quadrature Amplitude Modulation,OQAM)的OFDM(简称OFDM/OQAM)等，其中OFDM/OQAM又称为FBMC/OQAM或是交错调制多音频(Staggered ModulatedMultitone)。不同于利用每个子载波来调制一复合(Complex)QAM数据符元的OFDM/QAM作法，FBMC/OQAM将每个复合QAM数据符元分成实部与虚部(包含j的虚数)，并以子载波和时序偏移的方式交错排列放置该所有实部与该所有虚部，其中时序偏移量为一半的FBMC帧区间；此交错排列的方式使FBMC/OQAM在实域满足一正交条件，而OFDM/QAM则可在复域满足一正交条件。
FBMC/OQAM需使用一可同时在时域和频域减少旁瓣的时频本地化原型滤波器(Time-Frequency Localized Prototype Filter)，以减轻ISI/ICI问题；目前已有几种适用于FBMC/OQAM系统的原型滤波器，例如基于根升余弦函数(Root Raised CosineFunction)、半余弦(Halfcosine)函数、扩展高斯函数(Extended Gaussian Function,EGF)或等方性正交转换演算法(Isotropic Orthogonal Transform Algorithm,IOTA)所设计者，以及欧盟PHYDYAS(Physical Layer for Dynamic Access and Cognitive Radio)计划所发展的滤波器。
虽然FBMC/OQAM系统在单输入单输出(Single-Input Single-Output,SISO)情境下的效能表现优越，不过无法直接或轻易推广至多输入多输出(Multiple-InputMultiple-Output,MIMO)情境；换句话说，传统的MIMO技术无法直接应用至FBMC/OQAM系统，这不仅增加其在MIMO情境下的设计难度，也造成应用限制。
对于一有M个子载波的FBMC/OQAM系统，传送/接收一连串的M点复合QAM数据符元时，传送端的合成滤波器组需要执行二组M点的复合反离散傅立叶转换(Inverse DiscreteFourier Transform,IDFT；多载波调制动作)及对应的滤波运算，而接收端的分析滤波器组则需要执行二组M点的复合离散傅立叶转换(DFT；多载波解调动作)及对应的滤波与数据检测运算。整体而言，基于DFT的FBMC/OQAM系统牵涉复合运算，实现复杂度偏高，有必要适当简化。
为使FBMC系统容易推广至MIMO情境，H.Nam等人最近提出一采用两种彼此正交或近乎正交的原型滤波器分别处理偶数子载波和奇数子载波上的数据的FBMC系统，其中每个完整复合QAM数据符元被放置在一个子载波上于一个FBMC帧区间传送。此一系统称为FBMC/QAM，其效能表现虽比FBMC/OQAM系统逊色，但却较容易与现有MIMO技术结合，以应用于MIMO情境。
另外，对于一有M个子载波的FBMC/QAM系统，传送/接收一连串的M点复合QAM数据符元时，传送端的合成滤波器组需要执行二组M/2点的复合IDFT(多载波调制动作)及对应的滤波运算，而接收端的分析滤波器组则需要执行二组M/2点的复合DFT(多载波解调动作)及对应的滤波与数据检测运算。相较于FBMC/OQAM系统，FBMC/QAM的系统虽然也是采用复合运算的IDFT/DFT，但整体实现复杂度较低。
综合上述，基于DFT的FBMC/OQAM(简称为DFT-FBMC/OQAM)系统与基于DFT的FBMC/QAM(简称为DFT-FBMC/QAM)系统各有优劣点，因此如何进一步改善DFT-FBMC/QAM系统的实现复杂度和效能，应是值得探讨的一项课题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种比DFT-FBMC/QAM通信系统具有较低复杂度的基于离散哈特利转换(Discrete Hartley Transform,DHT)的滤波器组多载波通信系统的传送端。
本发明所提供的基于离散哈特利转换的滤波器组多载波(简称为DHT-FBMC/QAM)通信系统的传送端包含串并(Serial/Parallel)转换单元、第一预转换单元、第二预转换单元、第一偶奇数数据分离器(Even/Odd Data Separation)、第二偶奇数数据分离器、第一合成滤波器组(Synthesis Filter Bank,SFB)及第二合成滤波器组。
所述串并转换单元适于对一串行的M个复合输入数据符元实施串行-并行转换，其中每一笔复合输入数据符元包括实部成分与虚部成分，以便并行输出所述M个复合输入数据符元的所述M个实部成分和所述M个虚部成分。
所述第一预转换单元电连接所述串并转换单元，以接收所述M个实部成分，并依据预转换模型产生M个实部预转换成分。
所述第二预转换单元电连接所述串并转换单元，以接收所述M个虚部成分，并依据所述预转换模型产生M个虚部预转换成分。
所述第一偶奇数数据分离器电连接所述第一预转换单元，以接收所述M个实部预转换成分，并将所述M个实部预转换成分分成M/2个偶数实部预转换成分及M/2个奇数实部预转换成分。
所述第二偶奇数数据分离器电连接所述第二预转换单元，以接收所述M个虚部预转换成分，并将所述M个虚部预转换成分分成M/2个偶数虚部预转换成分及M/2个奇数虚部预转换成分。
所述第一合成滤波器组电连接所述第一偶奇数数据分离器，以接收所述M/2个偶数实部预转换成分及所述M/2个奇数实部预转换成分，且所述M/2个偶数实部预转换成分及所述M/2个奇数实部预转换成分至少经由反离散哈特利转换(Inverse Discrete HartleyTransform,IDHT)处理、数据结合处理、滤波处理、上采样(Up-Sampling)处理及并行-串行转换处理，以产生第一通道基频传送信号。
所述第二合成滤波器组电连接所述第二偶奇数数据分离器，以接收所述M/2个偶数虚部预转换成分及所述M/2个奇数虚部预转换成分，且所述M/2个偶数虚部预转换成分及所述M/2个奇数虚部预转换成分至少经由反离散哈特利转换处理、数据结合处理、滤波处理、上采样处理及并行-串行转换处理，以产生第二通道基频传送信号。
本发明的另一目的在于提供一种比DFT-FBMC/QAM通信系统具有较低复杂度的基于离散哈特利转换的滤波器组多载波通信系统的接收端。
本发明所提供的基于离散哈特利转换的滤波器组多载波通信系统的接收端适于接收来自传输通道的通道信号，所述通道信号包括第一通道基频接收信号与第二通道基频接收信号，且根据所述通道信号产生一连串的M个复合输出数据符元，所述接收端包含第一分析滤波器组、第二分析滤波器组、数据检测单元、第一偶奇数数据结合器(Even/Odd DataCombination)、第二偶奇数数据结合器、第一后转换单元、第二后转换单元及并串转换单元。
所述第一分析滤波器组适于接收所述第一通道基频接收信号，且所述第一通道基频接收信号至少经由串行-并行转换处理、下采样处理(Down-Sampling)、滤波处理、数据结合处理及离散哈特利转换处理，以产生M/2个第一通道基频接收信号的第一部分及M/2个第一通道基频接收信号的第二部分。
所述第二分析滤波器组适于接收所述第二通道基频接收信号，且所述第二通道基频接收信号至少经由串行-并行转换处理、下采样处理、滤波处理、数据结合处理及离散哈特利转换处理，以产生M/2个第二通道基频接收信号的第一部分及M/2个第二通道基频接收信号的第二部分。
所述数据检测单元电连接所述第一分析滤波器组及所述第二分析滤波器组，并对所述M/2个第一通道基频接收信号的第一部分、所述M/2个第二通道基频接收信号的第一部分、所述M/2个第一通道基频接收信号的第二部分及所述M/2个第二通道基频接收信号的第二部分进行联合检测，以产生M/2个第一通道基频接收信号的第一部分的检测结果、M/2个第二通道基频接收信号的第一部分的检测结果、M/2个第一通道基频接收信号的第二部分的检测结果及M/2个第二通道基频接收信号的第二部分的检测结果。
所述第一偶奇数数据结合器电连接所述数据检测单元，将所述M/2个第一通道基频接收信号的第一部分的检测结果及所述M/2个第一通道基频接收信号的第二部分的检测结果结合，以产生M个第一通道基频接收信号的检测结果。
所述第二偶奇数数据结合器电连接所述数据检测单元，将所述M/2个第二通道基频接收信号的第一部分的检测结果及所述M/2个第二通道基频接收信号的第二部分的检测结果结合，以产生M个第二通道基频接收信号的检测结果。
所述第一后转换单元电连接所述第一偶奇数数据结合器，以接收所述M个第一通道基频接收信号的检测结果，并依据后转换模型产生M个第一后转换成分。
所述第二后转换单元电连接所述第二偶奇数数据结合器，以接收所述M个第二通道基频接收信号的检测结果，并依据所述后转换模型产生M个第二后转换成分。
所述并串转换单元电连接所述第一后转换单元及所述第二后转换单元，并对所述M个第一后转换成分与所述M个第二后转换成分实施并行-串行转换，以便串行输出M个复合输出数据符元。
较佳地，本发明的基于离散哈特利转换的滤波器组多载波通信系统的传送端，所述第一合成滤波器组包括：M/2个第一上采样模块，电连接所述第一偶奇数数据分离器，以分别接收所述M/2个偶数实部预转换成分，且每一个第一上采样模块对所接收的偶数实部预转换成分进行上采样，M/2个第二上采样模块，电连接所述第一偶奇数数据分离器，以分别接收所述M/2个奇数实部预转换成分，且每一个第二上采样模块对所接收的奇数实部预转换成分进行上采样，M/2个第一原型滤波器，分别电连接所述M/2个第一上采样模块，以分别接收被上采样后的所述M/2个偶数实部预转换成分，且每一个第一原型滤波器对所接收的偶数实部预转换成分进行滤波，M/2个第二原型滤波器，分别电连接所述M/2个第二上采样模块，以分别接收被上采样后的所述M/2个奇数实部预转换成分，且每一个第二原型滤波器对所接收的奇数实部预转换成分进行滤波，第一反离散哈特利转换模块，电连接所述M/2个第一原型滤波器，以接收被滤波后的所述M/2个偶数实部预转换成分，并对其执行二组M/2点的反离散哈特利转换运算，以产生所述第一通道基频传送信号的第一部分，第二反离散哈特利转换模块，电连接所述M/2个第二原型滤波器，以接收被滤波后的所述M/2个奇数实部预转换成分，并对其执行二组M/2点的反离散哈特利转换运算，以产生连续二组串行M/2点的第二反离散哈特利转换结果，第一串并转换模块，电连接所述第二反离散哈特利转换模块，以接收所述二组串行M/2点的第二反离散哈特利转换结果，并对每一组串行M/2点的第二反离散哈特利转换结果实施串行-并行转换，以产生连续二组并行M/2点的第二反离散哈特利转换结果，以及第一数据结合暨并串转换模块，电连接所述第一串并转换模块，以接收所述二组并行M/2点的第二反离散哈特利转换结果，并对每一组并行M/2点的第二反离散哈特利转换结果先进行结合再对结合结果实施并行-串行转换，以产生所述第一通道基频传送信号的第二部分；且所述第二合成滤波器组包括：M/2个第三上采样模块，电连接所述第二偶奇数数据分离器，以分别接收所述M/2个偶数虚部预转换成分，且每一个第三上采样模块对所接收的偶数虚部预转换成分进行上采样，M/2个第四上采样模块，电连接所述第二偶奇数数据分离器，以分别接收所述M/2个奇数虚部预转换成分，且每一个第四上采样模块对所接收的奇数虚部预转换成分进行上采样，M/2个第三原型滤波器，分别电连接所述M/2个第三上采样模块，以分别接收被上采样后的所述M/2个偶数虚部预转换成分，且每一个第三原型滤波器对所接收的偶数虚部预转换成分进行滤波，M/2个第四原型滤波器，分别电连接所述M/2个第四上采样模块，以分别接收被上采样后的所述M/2个奇数虚部预转换成分，且每一个第四原型滤波器对所接收的奇数虚部预转换成分进行滤波，第三反离散哈特利转换模块，电连接所述M/2个第三原型滤波器，以接收被滤波后的所述M/2个偶数虚部预转换成分，并对其执行二组M/2点的反离散哈特利转换运算，以产生所述第二通道基频传送信号的第一部分，第四反离散哈特利转换模块，电连接所述M/2个第四原型滤波器，以接收被滤波后的所述M/2个奇数虚部预转换成分，并对其执行二组M/2点的反离散哈特利转换运算，以产生连续二组串行M/2点的第四反离散哈特利转换结果，第二串并转换模块，电连接所述第四反离散哈特利转换模块，以接收所述二组串行M/2点的第四反离散哈特利转换结果，并对每一组串行M/2点的第四反离散哈特利转换结果实施串行-并行转换，以产生连续二组并行M/2点的第四反离散哈特利转换结果，以及第二数据结合暨并串转换模块，电连接所述第二串并转换模块，以接收所述二组并行M/2点的第四反离散哈特利转换结果，并对每一组并行M/2点的第四反离散哈特利转换结果先进行结合再对结合结果实施并行-串行转换，以产生所述第二通道基频传送信号的第二部分。
较佳地，本发明的基于离散哈特利转换的滤波器组多载波通信系统的传送端，所述第一通道基频传送信号和所述第二通道基频传送信号分别被表示为
和
并且
其中
和
分别表示所述第一通道基频传送信号的第一部分和第二部分，
和
分别表示所述第二通道基频传送信号的第一部分和第二部分，
和
分别表示在时间n传送于第m个子载波上的所述M个实部预转换成分的一者和所述M个虚部预转换成分的一者，p2α[k]＝p0[k]表示所述M/2个第一原型滤波器的一者及所述M/2个第三原型滤波器的一者，p2α+1[k]＝p1[k]表示所述M/2个第二原型滤波器的一者及所述M/2个第四原型滤波器的一者，
表示所述M/2个偶数实部预转换成分的一者
先经过所述M/2个第一上采样模块的一者上采样再经过所述M/2个第一原型滤波器的一者p0[k]处理后所得到的结果，
表示所述M/2个奇数实部预转换成分的一者
先经过所述M/2个第二上采样模块的一者上采样再经过所述M/2个第二原型滤波器p1[k]的一者处理后所得到的结果，
表示所述M/2个偶数虚部预转换成分的一者
先经过所述M/2个第三上采样模块的一者上采样再经过所述M/2个第三原型滤波器的一者p0[k]处理后所得到的结果，
表示所述M/2个奇数虚部预转换成分的一者
先经过所述M/2个第四上采样模块的一者上采样再经过所述M/2个第四原型滤波器p1[k]的一者处理后所得到的结果，且函数cas(φ)定义为cas(φ)＝cos(φ)+sin(φ)。
较佳地，本发明的基于离散哈特利转换的滤波器组多载波通信系统的的传送端，所述第一合成滤波器组包括：第五反离散哈特利转换模块，电连接所述第一偶奇数数据分离器，以接收所述M/2个偶数实部预转换成分，并对其执行M/2点的反离散哈特利转换，以产生M/2点的第五反离散哈特利转换结果，第六反离散哈特利转换模块，电连接所述第一偶奇数数据分离器，以接收所述M/2个奇数实部预转换成分，并对其执行M/2点的反离散哈特利转换，以产生M/2点的第六反离散哈特利转换结果，第一数据结合模块，电连接所述第六反离散哈特利转换模块，以接收所述M/2点的第六反离散哈特利转换结果，并对其进行数据结合，M/2个不同的第一多相滤波器，电连接所述第五反离散哈特利转换模块，以分别接收所述M/2点的第五反离散哈特利转换结果，并分别对其先进行上采样再滤波，以分别产生M/2个第一滤波输出，M/2个不同的第二多相滤波器，电连接所述第一数据结合模块，以分别接收数据结合后的所述M/2点的第六反离散哈特利转换结果，并分别对其先进行上采样再滤波，以分别产生M/2个第二滤波输出，第一并串转换模块，电连接所述M/2个第一多相滤波器，以接收滤波后的所述M/2个第一滤波输出，并对其先进行上采样再实施并行-串行转换，以产生该第一通道基频传送信号的第一部分，以及第二并串转换模块，电连接所述M/2个第二多相滤波器，以接收滤波后的所述M/2个第二滤波输出，并对其先进行上采样再实施并行-串行转换，以产生所述第一通道基频传送信号的第二部分；且所述第二合成滤波器组包括：第七反离散哈特利转换模块，电连接所述第二偶奇数数据分离器，以接收所述M/2个偶数虚部预转换成分，并对其执行M/2点的反离散哈特利转换，以产生M/2点的第七反离散哈特利转换结果，第八反离散哈特利转换模块，电连接所述第二偶奇数数据分离器，以接收所述M/2个奇数虚部预转换成分，并对其执行M/2点的反离散哈特利转换，以产生M/2点的第八反离散哈特利转换结果，第二数据结合模块，电连接所述第八反离散哈特利转换模块，以接收所述M/2点的第八反离散哈特利转换结果，并对其进行数据结合，M/2个不同的第三多相滤波器，电连接所述第七反离散哈特利转换模块，以分别接收所述M/2点的第七反离散哈特利转换结果，并分别对其先进行上采样再滤波，以分别产生M/2个第三滤波输出，M/2个不同的第四多相滤波器，电连接所述第二数据结合模块，以分别接收数据结合后的所述M/2点的第八反离散哈特利转换结果，并分别对其先进行上采样再滤波，以分别产生M/2个第四滤波输出，第三并串转换模块，电连接所述M/2个第三多相滤波器，以接收滤波后的所述M/2个第三滤波输出，并对其先进行上采样再实施并行-串行转换，以产生所述第二通道基频传送信号的第一部分，以及第四并串转换模块，电连接所述M/2个第四多相滤波器，以接收滤波后的所述M/2个第四滤波输出，并对其先进行上采样再实施并行-串行转换，以产生所述第二通道基频传送信号的第二部分。
较佳地，本发明的基于离散哈特利转换的滤波器组多载波通信系统的传送端，所述第一合成滤波器组与所述第二合成滤波器组的每一者包含M个合成滤波器，分别对应至M个子载波，而第2α+β个子载波对应的合成滤波器为pβ[k]cas(2παk/(M/2))，且其系统函数Fβ,α(z)被表示如下：
其中α∈{0,1,2,…,M/2-1}，β∈{0,1}，ψα,q＝cas(2παq/(M/2))表示M/2点的反离散哈特利转换核函数(Kernel Function)，
表示长度为2K的第q个多相滤波器。
较佳地，本发明的基于离散哈特利转换的滤波器组多载波通信系统的接收端，所述第一分析滤波器组包括：第一离散哈特利转换模块，用于接收所述二组串行M/2点的第一通道基频接收信号，并将每一组串行M/2点的第一通道基频接收信号乘上所有M/2点的离散哈特利转换核函数，以产生连续二组M/2点的第一离散哈特利转换的中间结果，第一串并转换暨数据结合模块，用于接收所述二组串行M/2点的第一通道基频接收信号，并对每一组串行M/2点的第一通道基频接收信号先实施串行-并行转换再进行结合，以输出连续二组并行M/2点的第一通道基频接收信号的结合信号，第五并串转换模块，电连接所述第一串并转换暨数据结合模块，以接收所述二组并行M/2点的第一通道基频接收信号的结合信号，并对其依序实施并行-串行转换，以输出连续二组串行M/2点的第一通道基频接收信号的结合信号，第二离散哈特利转换模块，电连接所述第五并串转换模块，以接收所述二组串行M/2点的第一通道基频接收信号的结合信号，并将每一组串行M/2点的第一通道基频接收信号的结合信号乘上所有M/2点的离散哈特利转换核函数，以产生连续二组M/2点的第二离散哈特利转换的中间结果，M/2个第五原型滤波器，电连接所述第一离散哈特利转换模块，以分别接收所述二组M/2点的第一离散哈特利转换的中间结果，且每一个第五原型滤波器对每组M/2点的第一离散哈特利转换的其中一点对应的中间结果进行滤波，以产生滤波后的二组M/2点的第一离散哈特利转换结果，M/2个第六原型滤波器，电连接所述第二离散哈特利转换模块，以分别接收所述二组M/2点的第二离散哈特利转换的中间结果，且每一个第六原型滤波器对每组M/2点的第二离散哈特利转换的其中一点对应的中间结果进行滤波，以产生滤波后的二组M/2点的第一离散哈特利转换结果，M/2个第一下采样模块，分别电连接所述M/2个第五原型滤波器，以分别接收滤波后的所述二组M/2点的第一离散哈特利转换结果，且每一个第一下采样模块对其中一点进行下采样，以产生所述M/2个第一通道基频接收信号的第一部分，以及M/2个第二下采样模块，分别电连接所述M/2个第六原型滤波器，以分别接收滤波后的所述二组M/2点的第二离散哈特利转换结果，且每一个第二下采样模块对其中一点进行下采样，以产生所述M/2个第一通道基频接收信号的第二部分；且所述第二分析滤波器组包括：第三离散哈特利转换模块，用于接收所述二组串行M/2点的第二通道基频接收信号，并将每一组串行M/2点的第一通道基频接收信号乘上所有M/2点的离散哈特利转换核函数，以产生连续二组M/2点的第三离散哈特利转换的中间结果，第二串并转换暨数据结合模块，用于接收所述二组串行M/2点的第二通道基频接收信号，并对每一组串行M/2点的第一通道基频接收信号先实施串行-并行转换再进行结合，以输出连续二组并行M/2点的第二通道基频接收信号的结合信号，第六并串转换模块，电连接所述第二串并转换暨数据结合模块，以接收所述二组并行M/2点的第二通道基频接收信号的结合信号，并对其依序实施并行-串行转换，以输出连续二组串行M/2点的第二通道基频接收信号的结合信号，第四离散哈特利转换模块，电连接所述第六并串转换模块，以接收所述二组串行M/2点的第二通道基频接收信号的结合信号，并将每一组串行M/2点的第二通道基频接收信号的结合信号乘上所有M/2点的离散哈特利转换核函数，以产生连续二组M/2点的第四离散哈特利转换的中间结果，M/2个第七原型滤波器，电连接所述第三离散哈特利转换模块，以分别接收所述二组M/2点的第三离散哈特利转换的中间结果，且每一个第七原型滤波器对每组M/2点的第三离散哈特利转换的其中一点对应的中间结果进行滤波，以产生滤波后的二组M/2点的第三离散哈特利转换结果，M/2个第八原型滤波器，电连接所述第四离散哈特利转换模块，以分别接收所述二组M/2点的第四离散哈特利转换的中间结果，且每一个第八原型滤波器对每组M/2点的第四离散哈特利转换的其中一点对应的中间结果进行滤波，以产生滤波后的二组M/2点的第四离散哈特利转换结果，M/2个第三下采样模块，分别电连接所述M/2个第七原型滤波器，以分别接收滤波后的所述二组M/2点的第三离散哈特利转换结果，且每一个第三下采样模块对其中一点进行下采样，以产生所述M/2个第二通道基频接收信号的第一部分，以及M/2个第四下采样模块，分别电连接所述M/2个第八原型滤波器，以分别接收滤波后的所述二组M/2点的第四离散哈特利转换结果，且每一个第四下采样模块对其中一点进行下采样，以产生所述M/2个第二通道基频接收信号的第二部分。
较佳地，本发明的基于离散哈特利转换的滤波器组多载波通信系统的接收端，所述第一分析滤波器组包括：第一串并转换模块，用于接收所述二组串行M/2点的第一通道基频接收信号，并对其先实施串行-并行转换再进行下采样，以输出连续二组并行M/2点的第一通道待滤波信号的第一部分，第二串并转换模块，用于接收所述二组串行M/2点的第一通道基频接收信号，并对其先实施串行-并行转换再进行下采样，以输出连续二组并行M/2点的第一通道待滤波信号的第二部分，M/2个不同的第五多相滤波器，电连接所述第一串并转换模块，以接收所述二组并行M/2点的第一通道待滤波信号的第一部分，且每一个第五多相滤波器先对每一组M/2点的第一通道待滤波信号的第一部分的其中一点执行滤波再进行下采样，以产生一组M/2点的第一通道滤波后信号的第一部分，M/2个不同的第六多相滤波器，电连接所述第二串并转换模块，以接收所述二组并行M/2点的第一通道待滤波信号的第二部分，且每一个第六多相滤波器先对每一组M/2点的第一通道待滤波信号的第二部分的其中一点执行滤波再进行下采样，以产生一组M/2点的第一通道滤波后信号的第二部分，第三数据结合模块，电连接所述M/2个第六多相滤波器，以接收该组M/2点的第一通道滤波后信号的第二部分，并对其进行数据结合，以产生一组M/2点的第一通道滤波后信号的第二部分的结合信号，第五离散哈特利转换模块，电连接所述M/2个第五多相滤波器，以接收该组M/2点的第一通道滤波后信号的第一部分，并对其执行M/2点的离散哈特利转换，以产生所述M/2个第一通道基频接收信号的第一部分，以及第六离散哈特利转换模块，电连接所述第三数据结合模块，以接收该组M/2点的第一通道滤波后信号的第二部分的结合信号，并对其执行M/2点的离散哈特利转换，以产生所述M/2个第一通道基频接收信号的第二部分；且所述第二分析滤波器组包括：第三串并转换模块，用于接收所述二组串行M/2点的第二通道基频接收信号，并对其先实施串行-并行转换再进行下采样，以输出连续二组并行M/2点的第二通道待滤波信号的第一部分，第四串并转换模块，用于接收所述二组串行M/2点的第二通道基频接收信号，并对其先实施串行-并行转换再进行下采样，以输出连续二组并行M/2点的第二通道待滤波信号的第二部分，M/2个不同的第七多相滤波器，电连接所述第三串并转换模块，以接收所述二组并行M/2点的第二通道待滤波信号的第一部分，且每一个第七多相滤波器先对每一组M/2点的第二通道待滤波信号的第一部分的其中一点执行滤波再进行下采样，以产生一组M/2点的第二通道滤波后信号的第一部分，M/2个不同的第八多相滤波器，电连接所述第四串并转换模块，以接收所述二组并行M/2点的第二通道待滤波信号的第二部分，且每一个第八多相滤波器先对每一组M/2点的第二通道待滤波信号的第二部分的其中一点执行滤波再进行下采样，以产生一组M/2点的第二通道滤波后信号的第二部分，第四数据结合模块，电连接所述M/2个第八多相滤波器，以接收该组M/2点的第二通道滤波后信号的第二部分，并对其进行数据结合，以产生一组M/2点的第二通道滤波后信号的第二部分的结合信号，第七离散哈特利转换模块，电连接所述M/2个第七多相滤波器，以接收该组M/2点的第二通道滤波后信号的第一部分，并对其执行M/2点的离散哈特利转换，以产生所述M/2个第二通道基频接收信号的第一部分，以及第八离散哈特利转换模块，电连接所述第四数据结合模块，以接收该组M/2点的第二通道滤波后信号的第二部分的结合信号，并对其执行M/2点的离散哈特利转换，以产生所述M/2个第二通道基频接收信号的第二部分。
较佳地，本发明的基于离散哈特利转换的滤波器组多载波通信系统的接收端，所述第一分析滤波器组与所述第二分析滤波器组的每一者包含M个分析滤波器，分别对应至M个子载波，而第2α+β个子载波对应的分析滤波器为pβ[k]cas(2παk/(M/2))，且其系统函数Gβ,α(z)被表示如下：
其中ψα,q＝cas(2παq/(M/2))表示M/2点的离散哈特利转换核函数，而
则表示长度为2K的第q个多相滤波器。
本发明的有益效果在于：所述传送端的所述第一与第二合成滤波器组所执行的反离散哈特利转换处理，以及所述接收端的所述第一与第二分析滤波器组所执行的离散哈特利转换处理只涉及实数运算，而且离散哈特利转换与反离散哈特利转换的数学定义相同(缩放常数除外)，可利用相同的软件或硬件实现，因此，相较于使用复合运算的DFT-FBMC/OQAM与DFT-FBMC/QAM方法，本发明在实现便利性和实现复杂度上皆具有优势。
附图说明
本发明的其他的特征及功效，将于参照图式的实施方式中清楚地呈现，其中：
图1是一方块图，示例说明本发明基于离散哈特利转换的滤波器组多载波通信系统的一实施例，其包含一传送端及一接收端；
图2是一方块图，示例说明该实施例的一第一合成滤波器组的实施态样I；
图3是一方块图，示例说明该实施例的一第二合成滤波器组的实施态样I；
图4是一方块图，示例说明该实施例的该第一合成滤波器组的实施态样II；
图5是一方块图，示例说明该实施例的该第二合成滤波器组的实施态样II；
图6是一方块图，示例说明该实施例的一第一分析滤波器组的实施态样I；
图7是一方块图，示例说明该实施例的一第二分析滤波器组的实施态样I；
图8是一方块图，示例说明该实施例的该第一分析滤波器组的实施态样II；
图9是一方块图，示例说明该实施例的该第二分析滤波器组的实施态样II；及
图10是一示意图，绘示一模拟结果，示例比较该实施例与二种基于离散傅立叶转换的现有滤波器组多载波通信系统在位错误率对信号噪声比方面的效能表现。
具体实施方式
参阅图1，本发明基于DHT的FBMC通信系统的一实施例，包含一传送端1及一接收端2。
该传送端1产生一第一通道基频传送信号及一第二通道基频传送信号，并经由一传输通道将该第一通道基频传送信号及该第二通道基频传送信号传送至该接收端2。该传送端1包括一串并转换单元12、一第一预转换单元13、一第二预转换单元13’、一第一偶奇数数据分离器10、一第二偶奇数数据分离器10’、一第一合成滤波器组14及一第二合成滤波器组15。值得注意的是，在本实施例中，该第一通道为I通道，而该第二通道为Q通道，即该第一通道基频传送信号及该第二通道基频传送信号，在本实施例中分别为一I通道基频传送信号及一Q通道基频传送信号；在其他实施方式中，该第一通道可为Q通道，而该第二通道可为I通道，且不以此为限。
该串并转换单元12对一串行的M个复合输入数据符元(Complex Data Symbol)实施串行-并行转换，其中每一复合输入数据符元包括一实部成分及一虚部成分，以便并行输出所述M个复合输入数据符元的所述M个实部成分和M个虚部成分。举例来说，
其中dm,n代表在时间n传送于M个子载波上的所述M个复合输入数据符元的一者，
代表该实部成分且
代表该虚部成分。
该第一预转换单元13电连接该串并转换单元12，以接收所述M个实部成分，并依据一预转换模型产生预处理过的M个实部预转换成分。
该第二预转换单元13’电连接该串并转换单元12，以接收所述M个虚部成分，并依据该预转换模型产生预处理过的M个虚部预转换成分。
在本实施例中，该第一预转换单元13作为一用于产生所述M个实部预转换成分的预处理器(Pre-processor)，且该第二预转换单元13’作为一用于产生所述M个虚部预转换成分的预处理器，且该预转换模型例如以下式表示：
Xm,n＝(dm,ncosθm+(-1)L-1dM-m,nsinθm),m＝0,1,...,M-1，
其中Xm,n代表在时间n传送于第m个子载波上的由dm,n和dM-m,n所组成的一预转换结果，θm代表第m个子载波上的旋转角度，且θm＝(2πm/M)(L-1)/2，L表示该第一合成滤波器组14及该第二合成滤波器组15的滤波器长度。于是，该第一预转换单元13转换出的所述M个实部预转换成分的一者例如可被表示为
其将被安排在时间n传送于第m个子载波上，并且
更详细而言，
表示在时间n传送于第m个子载波上的所述M个实部预转换成分的一者，而该第二预转换单元13’转换出的所述M个虚部预转换成分例如可被表示为
其将被安排在时间n传送于第m个子载波上，并且
更详细而言，
表示在时间n传送于第m个子载波上的所述M个虚部预转换成分的一者。
该第一偶奇数数据分离器10电连接该第一预转换单元13，以接收所述M个实部预转换成分，并将所述M个实部预转换成分分成M/2个偶数实部预转换成分及M/2个奇数实部预转换成分。
该第二偶奇数数据分离器10’电连接该第二预转换单元13’，以接收所述M个虚部预转换成分，并将所述M个虚部预转换成分分成M/2个偶数虚部预转换成分及M/2个奇数虚部预转换成分。
该第一合成滤波器组14电连接该第一偶奇数数据分离器10，以接收所述M/2个偶数实部预转换成分及所述M/2个奇数实部预转换成分，且所述M/2个偶数实部预转换成分及所述M/2个奇数实部预转换成分至少经由上采样处理、滤波处理、反离散哈特利转换处理、数据结合处理及并行-串行转换处理，以产生M点的一组I通道基频传送信号。
该第二合成滤波器组15电连接该第二偶奇数数据分离器10’，以接收所述M/2个偶数虚部预转换成分及所述M/2个奇数虚部预转换成分，且所述M/2个偶数虚部预转换成分及所述M/2个奇数虚部预转换成分至少经由上采样处理、滤波处理、反离散哈特利转换处理、数据结合处理及并行-串行转换处理，以产生M点的一组Q通道基频传送信号。
在本实施例中，该第一合成滤波器组14及该第二合成滤波器组15例如可被实施成态样I或态样II，以下将说明其细节。
参阅图2，所绘示的该第一合成滤波器组14的实施态样I包括M/2个第一上采样模块141、M/2个第二上采样模块141’、M/2个第一原型滤波器142、M/2个第二原型滤波器142’、一第一反离散哈特利转换模块143、一第二反离散哈特利转换模块143’、一第一串并转换模块144’、一第一数据结合(Data Combination)暨并串转换模块145及一第一加法器146。所述M/2个第一上采样模块141电连接该第一偶奇数数据分离器10(图2未示)，以分别接收所述M/2个偶数实部预转换成分，且每一第一上采样模块141对所接收的偶数实部预转换成分进行M倍上采样。所述M/2个第二上采样模块141’电连接该第一偶奇数数据分离器10(图2未示)，以分别接收所述M/2个奇数实部预转换成分，且每一第二上采样模块141’对所接收的奇数实部预转换成分进行M倍上采样。所述M/2个第一原型滤波器142分别电连接所述M/2个第一上采样模块141，以分别接收被上采样后的所述M/2个偶数实部预转换成分，且每一第一原型滤波器142对所接收的偶数实部预转换成分进行滤波。所述M/2个第二原型滤波器142’分别电连接所述M/2个第二上采样模块141’，以分别接收被上采样后的所述M/2个奇数实部预转换成分，且每一第二原型滤波器142’对所接收的奇数实部预转换成分进行滤波。该第一反离散哈特利转换模块143电连接所述M/2个第一原型滤波器142，以并行接收被滤波后的所述M/2个偶数实部预转换成分，然后在连续二个串行M/2点的时间范围，对其执行二组M/2点的反离散哈特利转换运算，以产生连续二组串行M/2点的第一反离散哈特利转换结果，此即为该I通道基频传送信号的第一部分。该第二反离散哈特利转换模块143’电连接所述M/2个第二原型滤波器142’，以并行接收被滤波后的所述M/2个奇数实部预转换成分，然后在连续二个串行M/2点的时间范围，对其执行二组M/2点的反离散哈特利转换运算，以产生连续二组串行M/2点的第二反离散哈特利转换结果。
更详细而言，该I通道基频传送信号例如可被表示为
并且
其中α∈{0,1,2,…,M/2-1}，β∈{0,1}，p2α[k]＝p0[k]表示所述M/2个第一原型滤波器142的一者(用于第2α个子载波)，p2α+1[k]＝p1[k]表示所述M/2个第二原型滤波器142’的一者(用于第2α+1个子载波)，cas(φ)＝cos(φ)+sin(φ)，
表示该I通道基频传送信号的第一部分(即所述M/2个偶数实部预转换成分经过该第一合成滤波器组14处理后所得到的输出结果)，
表示该I通道基频传送信号的第二部分(即所述M/2个奇数实部预转换成分经过该第一合成滤波器组14处理后所得到的输出结果)，
表示所述M/2个偶数实部预转换成分的一者
先经过所述M/2个第一上采样模块141的一者上采样再经过所述M/2个第一原型滤波器142的一者p0[k]处理后所得到的结果，而
表示所述M/2个奇数实部预转换成分的一者
先经过所述M/2个第二上采样模块141’的一者上采样再经过所述M/2个第二原型滤波器142’的一者p1[k]处理后所得到的结果。
可通过计算
的M/2点反离散哈特利转换和计算
的M/2点反离散哈特利转换求得，至于
也可通过计算
的M/2点反离散哈特利转换和计算
的M/2点反离散哈特利转换，再将结果适当结合求得。要特别注意的是，偶数子载波对应的所述M/2个第一原型滤波器142的每一者p0[k]与奇数子载波对应的所述M/2个第二原型滤波器142’的每一者p1[k]彼此正交或是近乎正交，而每一原型滤波器的长度可为KM，也可为KM+1或KM-1，且不以此为限，其中K为正整数。
该第一反离散哈特利转换模块143的输出
即为该I通道基频传送信号的第一部分
并且
其中
为第α个第一原型滤波器142的输出。该第二反离散哈特利转换模块143’的输出
可表示为
其中
为第α个第二原型滤波器142’的输出。该第一串并转换模块144’电连接该第二反离散哈特利转换模块143’，以接收该二组串行M/2点的第二反离散哈特利转换结果(共M点的串行输出)，并对每一组串行M/2点的第二反离散哈特利转换结果实施串行-并行转换，以产生连续二组并行M/2点的第二反离散哈特利转换结果。该第一数据结合暨并串转换模块145电连接该第一串并转换模块144’，以接收该二组并行M/2点的第二反离散哈特利转换结果，并对每一组并行M/2点的第二反离散哈特利转换结果先进行适当结合再对结合结果实施并行-串行转换，以产生该I通道基频传送信号的第二部分
如下：
其中，在k＜M/2的情况下，
而在k≥M/2的情况下，
该第一加法器146电连接该第一反离散哈特利转换模块143及该第一数据结合暨并串转换模块145，并将该I通道基频传送信号的第一部分
与第二部分
相加，以产生该I通道基频传送信号sI[k]。
参阅图3，所绘示的该第二合成滤波器组15的实施态样I相似于图2的该第一合成滤波器组14的实施态样I，包括M/2个第三上采样模块151、M/2个第四上采样模块151’、M/2个第三原型滤波器152、M/2个第四原型滤波器152’、一第三反离散哈特利转换模块153、一第四反离散哈特利转换模块153’、一第二串并转换模块154’、一第二数据结合暨并串转换模块155及一第二加法器156。所述M/2个第三上采样模块151电连接该第二偶奇数数据分离器10’(图3未示)，以分别接收所述M/2个偶数虚部预转换成分，且每一第三上采样模块151对所接收的偶数虚部预转换成分进行M倍上采样。所述M/2个第四上采样模块151’电连接该第二偶奇数数据分离器10’(图3未示)，以分别接收所述M/2个奇数虚部预转换成分，且每一第四上采样模块151’对所接收的奇数虚部预转换成分进行M倍上采样。所述M/2个第三原型滤波器152分别电连接所述M/2个第三上采样模块151，以分别接收被上采样后的所述M/2个偶数虚部预转换成分，且每一第三原型滤波器152对所接收的偶数虚部预转换成分进行滤波。所述M/2个第四原型滤波器152’分别电连接所述M/2个第四上采样模块151’，以分别接收被上采样后的所述M/2个奇数虚部预转换成分，且每一第四原型滤波器152’对所接收的奇数虚部预转换成分进行滤波。该第三反离散哈特利转换模块153电连接所述M/2个第三原型滤波器152，以并行接收被滤波后的所述M/2个偶数虚部预转换成分，然后在连续二个串行M/2点的时间范围，对其执行二组M/2点的反离散哈特利转换运算，以产生连续二组串行M/2点的第三反离散哈特利转换结果，此即为该Q通道基频传送信号的第一部分。该第四反离散哈特利转换模块153’电连接所述M/2个第四原型滤波器152’，以并行接收被滤波后的所述M/2个奇数虚部预转换成分，然后在连续二个串行M/2点的时间范围，对其执行二组M/2点的反离散哈特利转换运算，以产生连续二组串行M/2点的第四反离散哈特利转换结果。
相似于该I通道基频传送信号，该Q通道基频传送信号例如可被表示为
并且
其中α∈{0,1,2,…,M/2-1}，β∈{0,1}，p2α[k]＝p0[k]表示所述M/2个第三原型滤波器152的一者(用于第2α个子载波)，p2α+1[k]＝p1[k]表示所述M/2个第四原型滤波器152’的一者(用于第2α+1个子载波)，cas(φ)＝cos(φ)+sin(φ)，
表示该Q通道基频传送信号的第一部分(即所述M/2个偶数虚部预转换成分经过该第二合成滤波器组15处理后所得到的输出结果)，
表示该Q通道基频传送信号的第二部分(即所述M/2个奇数虚部预转换成分经过该第二合成滤波器组15处理后所得到的输出结果)，
表示所述M/2个偶数虚部预转换成分的一者
先经过所述M/2个第三上采样模块151的一者上采样再经过所述M/2个第三原型滤波器152的一者p0[k]处理后所得到的结果，而
表示所述M/2个奇数虚部预转换成分的一者
先经过所述M/2个第四上采样模块151’的一者上采样再经过所述M/2个第四原型滤波器152’的一者p1[k]处理后所得到的结果。
可通过计算
的M/2点反离散哈特利转换和计算
的M/2点反离散哈特利转换求得，至于
也可通过计算
的M/2点反离散哈特利转换和计算
的M/2点反离散哈特利转换，再将结果适当结合求得。要特别注意的是，偶数子载波对应的所述M/2个第三原型滤波器152的每一者p0[k]与奇数子载波对应的所述M/2个第四原型滤波器152’的每一者p1[k]彼此正交或是近乎正交，而每一原型滤波器的长度可为KM，也可为KM+1或KM-1，且不以此为限，其中K为正整数。
该第三反离散哈特利转换模块153的输出即为该Q通道基频传送信号的第一部分
该第二串并转换模块154’电连接该第四反离散哈特利转换模块153’，以接收该二组串行M/2点的第四反离散哈特利转换结果(共M点的串行输出)，并对每一组串行M/2点的第四反离散哈特利转换结果实施串行-并行转换，以产生连续二组并行M/2点的第四反离散哈特利转换结果；该第二数据结合暨并串转换模块155电连接该第二串并转换模块154’，以接收该二组并行M/2点的第四反离散哈特利转换结果，并对每一组并行M/2点的第四反离散哈特利转换结果先进行适当结合再对结合结果实施并行-串行转换，以产生该Q通道基频传送信号的第二部分
该第二加法器156电连接该第三反离散哈特利转换模块153及该第二数据结合暨并串转换模块155，并将该Q通道基频传送信号的第一部分
与第二部分
相加，以产生该Q通道基频传送信号sQ[k]。该第二合成滤波器组15的实施态样I产生
及sQ[k]的过程相似于该第一合成滤波器组14的实施态样I产生
及sI[k]的过程，故在此不多加赘述。
参阅图4，所绘示的该第一合成滤波器组14的实施态样II包括一第五反离散哈特利转换模块147、一第六反离散哈特利转换模块147’、一第一数据结合模块148、M/2个不同的第一多相滤波器(Polyphase Filters)149、M/2个不同的第二多相滤波器149’、一第一并串转换模块140、一第二并串转换模块140’及一第三加法器146’。该第五反离散哈特利转换模块147电连接该第一偶奇数数据分离器10(图4未示)，以接收所述M/2个偶数实部预转换成分，并对其执行M/2点的反离散哈特利转换，以产生M/2点的第五反离散哈特利转换结果。该第六反离散哈特利转换模块147’电连接该第一偶奇数数据分离器10(图4未示)，以接收所述M/2个奇数实部预转换成分，并对其执行M/2点的反离散哈特利转换，以产生M/2点的第六反离散哈特利转换结果。该第一数据结合模块148电连接该第六反离散哈特利转换模块147’，以对其产生的所述M/2点的第六反离散哈特利转换结果进行适当数据结合(同图2中的该第一数据结合暨并串转换模块145所进行的数据结合)。所述M/2个第一多相滤波器149电连接该第五反离散哈特利转换模块147，并分别对所述M/2点的第五反离散哈特利转换结果先进行2倍上采样再滤波，以分别产生M/2个第一滤波输出。所述M/2个第二多相滤波器149’电连接该第一数据结合模块148，并分别对其结合后的所述M/2点的第六反离散哈特利转换结果先进行2倍上采样再滤波，以分别产生M/2个第二滤波输出。该第一并串转换模块140电连接所述M/2个第一多相滤波器149，并对所述M/2个第一滤波输出先进行M/2倍上采样再实施并行-串行转换，以产生该I通道基频传送信号的第一部分
该第二并串转换模块140’电连接所述M/2个第二多相滤波器149’，并对所述M/2个第二滤波输出先进行M/2倍上采样再实施并行-串行转换，以产生该I通道基频传送信号的第二部分
该第三加法器146’电连接该第一并串转换模块140及该第二并串转换模块140’，并将该I通道基频传送信号的第一部分
与第二部分
相加，以产生该I通道基频传送信号。
参阅图5，所绘示的该第二合成滤波器组15的实施态样II相似于图4的该第一合成滤波器组14的实施态样II，包括一第七反离散哈特利转换模块157、一第八反离散哈特利转换模块157’、一第二数据结合模块158、M/2个不同的第三多相滤波器159、M/2个不同的第四多相滤波器159’、一第三并串转换模块150、一第四并串转换模块150’及一第四加法器156’，其产生该Q通道基频传送信号的第一部分
与第二部分
的过程相似于该第一合成滤波器组14的实施态样II产生该I通道基频传送信号的第一部分
与第二部分
的过程，故在此不多加赘述。
值得注意的是，在本实施例中，该实施态样I的该第一合成滤波器组14(图2)与该第二合成滤波器组15(图3)的每一者包含M个合成滤波器，分别对应至M个子载波，而第2α+β个子载波对应的合成滤波器为pβ[k]cas(2παk/(M/2))，且其系统函数(以z转换表示)Fβ,α(z)可被表示如下：
其中α∈{0,1,2,…,M/2-1}，β∈{0,1}，ψα,q＝cas(2παq/(M/2))表示M/2点的反离散哈特利转换核函数(Kernel Function)，而
则表示长度为2K的第q个多相滤波器。利用矩阵-向量符号，该实施态样I的该第一合成滤波器组14与该第二合成滤波器组15的每一者的偶数子载波或奇数子载波对应的该M/2个合成滤波器的系统函数Fβ(z)，β∈{0,1}，可被表示为
Fβ(z)＝[Fβ,0(z) Fβ,1(z) ... Fβ,M/2-1(z)]T＝ψ·Pβ(zM/2)·c(z)，
其中ψ为一(M/2)×(M/2)矩阵，[ψ]α,q＝ψα,q，α,q∈{0,1,2,…,M/2-1}，
为一对角化矩阵，而c(z)＝[1 z-1 ... z-(M/2-1)]T。于是，图2中第一反离散哈特利转换模块143的输出
和该第二反离散哈特利转换模块143’的输出
所对应的z转换
及
分别可表示如下：
其中
表示一合成滤波器的输入信号的z转换，
表示该合成滤波器的输入信号经M倍上采样后所对应的z转换，
且
同理，图3中第三反离散哈特利转换模块153的输出
和该第四反离散哈特利转换模块153’的输出
所对应的z转换
及
也分别有类似的关系式。根据上述结果与多速率系统性质(MultirateNoble Identities)，图2与图3的实施态样I即可分别转换为图4与图5的实施态样II，其中后者一般称为多相滤波实现架构，且较前者具有较低的运算复杂度。
参阅图1，该接收端2经由该传输通道接收一通道信号，并根据该通道信号产生一连串的M个复合输出数据符元，其中该通道信号包括二组串行M/2点的I通道基频接收信号及二组串行M/2点的Q通道基频接收信号，且该二组串行M/2点的I通道基频接收信号及该二组串行M/2点的Q通道基频接收信号分别为该二组串行M/2点的I通道基频传送信号及该二组串行M/2点的Q通道基频传送信号加上一通道噪声。该接收端2包含一第一分析滤波器组21、一第二分析滤波器组22、一数据检测单元23、一第一偶奇数数据结合器24、第二偶奇数数据结合器24’、一第一后转换单元25、一第二后转换单元25’及一并串转换单元26。
该第一分析滤波器组21接收该二组串行M/2点的I通道基频接收信号，且该二组串行M/2点的I通道基频接收信号至少经由串行-并行转换处理、下采样处理、滤波处理、数据结合处理及离散哈特利转换处理，以产生M/2个I通道基频接收信号的第一部分及M/2个I通道基频接收信号的第二部分。值得注意的是，在本实施例中，所述M/2个I通道基频接收信号的第一部分及所述M/2个I通道基频接收信号的第二部分，分别对应所述M/2个偶数实部预转换成分及所述M/2个奇数实部预转换成分，但不以此为限。
该第二分析滤波器组22接收该二组串行M/2点的Q通道基频接收信号，且该二组串行M/2点的Q通道基频接收信号至少经由串行-并行转换处理、下采样处理、滤波处理、数据结合处理及离散哈特利转换处理，以产生M/2个Q通道基频接收信号的第一部分及M/2个Q通道基频接收信号的第二部分。值得注意的是，在本实施例中，所述M/2个Q通道基频接收信号的第一部分及所述M/2个Q通道基频接收信号的第二部分，分别对应所述M/2个偶数虚部预转换成分及所述M/2个奇数虚部预转换成分，但不以此为限。
在本实施例中，该第一分析滤波器组21及该第二分析滤波器组22例如可被实施成态样I及态样II，以下将说明其细节。
参阅图6，所绘示的该第一分析滤波器组21的实施态样I包括一第一串并转换暨数据结合模块211、一第五并串转换模块211’、一第一离散哈特利转换模块212、一第二离散哈特利转换模块212’、M/2个第五原型滤波器213(类似于所述M/2个第一原型滤波器142)、M/2个第六原型滤波器213’(类似于所述M/2个第二原型滤波器142’)、M/2个第一下采样模块214及M/2个第二下采样模块214’。该第一串并转换暨数据结合模块211接收该二组串行M/2点的I通道基频接收信号，并对每一组串行M/2点的I通道基频接收信号先实施串行-并行转换再进行适当结合，以输出连续二组并行M/2点的I通道基频接收信号的结合信号。该第五并串转换模块211’电连接该第一串并转换暨数据结合模块211，以接收该二组并行M/2点的I通道基频接收信号的结合信号，并对其依序实施并行-串行转换，以输出连续二组串行M/2点的I通道基频接收信号的结合信号。该第一离散哈特利转换模块212接收该二组串行M/2点的I通道基频接收信号，并将每一组串行M/2点的I通道基频接收信号乘上所有M/2点的离散哈特利转换核函数(类似于在DFT-FBMC/OQAM系统的接收端乘上指数核函数)，以产生连续二组M/2点的第一离散哈特利转换的中间结果(即二组M/2点的第一离散哈特利转换过程中的所有乘积项)。该第二离散哈特利转换模块212’电连接该第五并串转换模块211’，以接收该二组串行M/2点的I通道基频接收信号的结合信号，并将每一组串行M/2点的I通道基频接收信号的结合信号乘上所有M/2点的离散哈特利转换核函数，以产生连续二组M/2点的第二离散哈特利转换的中间结果(即二组M/2点的第二离散哈特利转换过程中的所有乘积项)。所述M/2个第五原型滤波器213电连接该第一离散哈特利转换模块212，以分别接收该二组M/2点的第一离散哈特利转换的中间结果，其中每一第五原型滤波器213对每一组M/2点的第一离散哈特利转换的其中一点对应的中间结果进行滤波，而在滤波过程中，该二组M/2点的第一离散哈特利转换过程中的加法运算也同时进行，因此所述M/2个第五原型滤波器213输出滤波后的二组M/2点的第一离散哈特利转换结果。所述M/2个第六原型滤波器213’电连接该第二离散哈特利转换模块212’，以分别接收该二组M/2点的第二离散哈特利转换的中间结果，其中每一第六原型滤波器213’对每一组M/2点的第二离散哈特利转换的其中一点对应的中间结果进行滤波，而在滤波过程中，该二组M/2点的第二离散哈特利转换过程中的加法运算也同时进行，因此所述M/2个第六原型滤波器213’输出滤波后的二组M/2点的第二离散哈特利转换结果。所述M/2个第一下采样模块214分别电连接所述M/2个第五原型滤波器213，以分别接收滤波后的该二组M/2点的第一离散哈特利转换结果，且每一第一下采样模块214对其中一点进行M倍下采样，以产生所述M/2个I通道基频接收信号的第一部分。所述M/2个第二下采样模块214’分别电连接所述M/2个第六原型滤波器213’，以分别接收滤波后的该二组M/2点的第二离散哈特利转换结果，且每一第二下采样模块214’对其中一点进行M倍下采样，以产生所述M/2个I通道基频接收信号的第二部分。
参阅图7，所绘示的该第二分析滤波器组22的实施态样I相似于图6的该第一分析滤波器组21的实施态样I，包括一第二串并转换暨数据结合模块221、一第六并串转换模块221’、一第三离散哈特利转换模块222、一第四离散哈特利转换模块222’、M/2个第七原型滤波器223、M/2个第八原型滤波器223’、M/2个第三下采样模块224及M/2个第四下采样模块224’，其产生所述M/2个Q通道基频接收信号的第一部分及所述M/2个Q通道基频接收信号的第二部分的过程相似于该第一分析滤波器组21产生所述M/2个I通道基频接收信号的第一部分及所述M/2个I通道基频接收信号的第二部分的过程，故在此不多加赘述。
参阅图8，所绘示的该第一分析滤波器组21的实施态样II包括一第一串并转换模块216、一第二串并转换模块216’、M/2个不同的第五多相滤波器217、M/2个不同的第六多相滤波器217’、一第三数据结合模块218、一第五离散哈特利转换模块219及一第六离散哈特利转换模块219’。该第一串并转换模块216接收该二组串行M/2点的I通道基频接收信号，并对其先实施串行-并行转换再进行M/2倍下采样，以输出连续二组并行M/2点的I通道待滤波信号的第一部分。该第二串并转换模块216’接收该二组串行M/2点的I通道基频接收信号，并对其先实施串行-并行转换再进行M/2倍下采样，以输出连续二组并行M/2点的I通道待滤波信号的第二部分。所述M/2个第五多相滤波器217电连接该第一串并转换模块216，以接收该二组并行M/2点的I通道待滤波信号的第一部分，其中每一第五多相滤波器217先对每一组M/2点的I通道待滤波信号的第一部分的其中一点执行滤波再进行2倍下采样，以产生一组并行M/2点的I通道滤波后信号的第一部分。所述M/2个第六多相滤波器217’电连接该第二串并转换模块216’，以接收该二组并行M/2点的I通道待滤波信号的第二部分，其中每一第六多相滤波器217’先对每一组M/2点的I通道待滤波信号的第二部分的其中一点执行滤波再进行2倍下采样，以产生一组并行M/2点的I通道滤波后信号的第二部分。该第三数据结合模块218电连接所述M/2个第六多相滤波器217’，以接收该组M/2点的I通道滤波后信号的第二部分，并对其进行适当数据结合，以产生一组M/2点的第一通道滤波后信号的第二部分的结合信号。该第五离散哈特利转换模块219电连接所述M/2个第五多相滤波器217，以接收该组M/2点的I通道滤波后信号的第一部分，并对其执行M/2点的离散哈特利转换运算，以产生所述M/2个I通道基频接收信号的第一部分。该第六离散哈特利转换模块219’电连接该第三数据结合模块218，以接收该组M/2点的I通道滤波后信号的第二部分的结合信号，并对其执行M/2点的离散哈特利转换，以产生所述M/2个I通道基频接收信号的第二部分。
参阅图9，所绘示的该第二分析滤波器组22的实施态样II相似于图8的该第二分析滤波器21的实施态样II，包括一第三串并转换模块226、一第四串并转换模块226’、M/2个不同的第七多相滤波器227、M/2个不同的第八多相滤波器227’、一第四数据结合模块228、一第七离散哈特利转换模块229及一第八离散哈特利转换模块229’，其产生所述M/2个Q通道基频接收信号的第一部分及所述M/2个Q通道基频接收信号的第二部分的过程相似于该第一分析滤波器组21产生所述M/2个I通道基频接收信号的第一部分及所述M/2个I通道基频接收信号的第二部分的过程，故不再多加赘述。
值得注意的是，在本实施例中，该实施态样I的该第一分析滤波器组21(图6)与该第二分析滤波器组22(图7)的每一者包含M个分析滤波器，分别对应至M个子载波，而第2α+β个子载波对应的分析滤波器为pβ[k]cas(2παk/(M/2))，且其系统函数Gβ,α(z)可被表示如下：
其中α∈{0,1,2,…,M/2-1}，β∈{0,1}，ψα,q＝cas(2παq/(M/2))表示M/2点的离散哈特利转换核函数，而
则表示长度为2K的第q个多相滤波器。利用矩阵-向量符号，图6中所述M/2个I通道基频接收信号(以z转换表示)的第一部分
及所述M/2个I通道基频接收信号的第二部分
分别可被表示如下：
其中ψ为一(M/2)×(M/2)矩阵，[ψ]α,q＝ψα,q，α,q∈{0,1,2,…,M/2-1}，
为一对角化矩阵，β∈{0,1}，c(z)＝[1 z-1 ... z-(M/2-1)]T，
是I通道基频接收信号对应的z转换，而
则是I通道基频接收信号的结合信号对应的z转换；要特别注意的是，图7中所述M/2个Q通道基频接收信号的第一部分
及所述M/2个Q通道基频接收信号的第二部分
也有类似的关系式。根据上述结果与多速率系统性质，图6与图7的实施态样I即可分别转换为图8与图9的实施态样II，而后者乃具有较低运算复杂度的多相滤波实现架构。
该数据检测单元23电连接该第一分析滤波器组21及该第二分析滤波器组22，并对所述M/2个I通道基频接收信号的第一部分及所述M/2个Q通道基频接收信号的第一部分进行联合检测，以产生M/2个I通道基频接收信号的第一部分的检测结果及M/2个Q通道基频接收信号的第一部分的检测结果；且对所述M/2个I通道基频接收信号的第二部分及所述M/2个Q通道基频接收信号的第二部分进行联合检测，以产生M/2个I通道基频接收信号的第二部分的检测结果及M/2个Q通道基频接收信号的第二部分的检测结果。值得注意的是，该数据检测单元23可采用例如联合迫零(Joint Zero-Forcing)、联合最小均方误差(JointMinimum Mean-Squared Error)、联合最大似然(Joint Maximum Likelihood)等演算法进行数据检测。
该第一偶奇数数据结合器24电连接该数据检测单元23，将所述M/2个I通道基频接收信号的第一部分的检测结果及所述M/2个I通道基频接收信号的第二部分的检测结果结合，以产生M个I通道基频接收信号的检测结果。
该第二偶奇数数据结合器24’电连接该数据检测单元23，将所述M/2个Q通道基频接收信号的第一部分的检测结果及所述M/2个Q通道基频接收信号的第二部分的检测结果结合，以产生M个Q通道基频接收信号的检测结果。
该第一后转换单元25电连接该第一偶奇数数据结合器24，以接收所述M个I通道基频接收信号的检测结果，并依据一后转换模型产生后处理过的M个第一后转换成分。
该第二后转换单元25’电连接该第二偶奇数数据结合器24’，以接收所述M个Q通道基频接收信号的检测结果，并依据该后转换模型产生后处理过的M个第二后转换成分。要特别注意的是，该后转换模型即为该预转换模型的反转换。
该并串转换单元26电连接该第一后转换单元25及该第二后转换单元25’，以将并行的所述M个第一后转换成分与并行的所述M个第二后转换成分转换成一串行的M个复合输出数据符元。
在本实施例中，该第一后转换单元25与该第二后转换单元25’为二个后处理器(Post-processors)，分别用于执行所述M个I通道基频接收信号的检测结果的后处理运算和所述M个Q通道基频接收信号的检测结果的后处理运算。在其他实施方式中，该二后处理运算可融入该接收端的数据检测单元23中，即该第一后转换单元25和该第二后转换单元25’可省略以降低系统的运算复杂度。
图10绘示了一模拟结果，以比较该基于离散哈特利转换的实施例(DHT-FBMC/QAM)与二种基于离散傅立叶转换的现有滤波器组多载波系统(DFT-FBMC/OQAM和DFT-FBMC/QAM)在位错误率对信号噪声比方面的效能表现，其中信号噪声比定义为每位信号能量对噪声频谱密度的比值；图10对应的模拟环境及参数设定情况如表1所示，其中通道模型是国际电信联盟的行人A通道(ITU Pedestrian A Channel)，而数据检测则是依据最小均方误差演算法进行；由该模拟结果可看出，DHT-FBMC/QAM的效能虽略逊于DFT-FBMC/OQAM，但优于DFT-FBMC/QAM。
表1
表2详列了该DHT-FBMC/QAM系统实施例、DFT-FBMC/OQAM系统及DFT-FBMC/QAM系统在传送端与接收端各主要处理单元所需的实数乘法运算次数以及整个系统所需的实数乘法运算次数，其中该三种系统利用最小均方误差演算法进行数据检测的复杂度相当，因此对应的实数乘法运算次数未纳入。
表2
从表2可看出，DHT-FBMC/QAM系统所需的总运算次数低于DFT-FBMC/OQAM系统所需的总运算次数及DFT-FBMC/QAM系统所需的总运算次数。另外，DHT-FBMC/QAM系统在镜像对称的(Mirror-Symmetrical)二个子载波上存在有通道多样的特性(Channel Diversity)，因此，若能适当开发该通道多样的特性，本发明所提供的DHT-FBMC/QAM系统可再进一步改善。
综上所述，本发明所提供的DHT-FBMC/QAM通信系统的该传送端1的该第一与第二合成滤波器组14、15所执行的反离散哈特利转换处理步骤，以及该接收端2的该第一与第二分析滤波器组21、22所执行的离散哈特利转换处理步骤只涉及实数运算，而且离散哈特利转换与反离散哈特利转换的数学定义相同(缩放常数除外)，可利用相同的软件或硬件实现；因此，相较于使用复合运算的现有DFT-FBMC/OQAM通信系统和DFT-FBMC/QAM通信系统，其中对应的传送端1与接收端2分别执行反离散傅立叶转换和离散傅立叶转换处理步骤，本发明的DHT-FBMC/QAM通信系统在实现便利性和实现复杂度上皆具有优势。
Claims (9)
1.一种基于离散哈特利转换的滤波器组多载波通信系统的传送端，其特征在于，包含：
串并转换单元，适于对串行的M个复合输入数据符元实施串行-并行转换，其中每一笔复合输入数据符元包括实部成分与虚部成分，以便并行输出所述M个复合输入数据符元的M个实部成分和M个虚部成分；
第一预转换单元，电连接所述串并转换单元，以接收所述M个实部成分，并依据预转换模型产生M个实部预转换成分；
第二预转换单元，电连接所述串并转换单元，以接收所述M个虚部成分，并依据所述预转换模型产生M个虚部预转换成分；
第一偶奇数数据分离器，电连接所述第一预转换单元，以接收所述M个实部预转换成分，并将所述M个实部预转换成分分成M/2个偶数实部预转换成分及M/2个奇数实部预转换成分；
第二偶奇数数据分离器，电连接所述第二预转换单元，以接收所述M个虚部预转换成分，并将所述M个虚部预转换成分分成M/2个偶数虚部预转换成分及M/2个奇数虚部预转换成分；
第一合成滤波器组，电连接所述第一偶奇数数据分离器，以接收所述M/2个偶数实部预转换成分及所述M/2个奇数实部预转换成分，且所述M/2个偶数实部预转换成分及所述M/2个奇数实部预转换成分经由反离散哈特利转换处理、数据结合处理、滤波处理、上采样处理及并行-串行转换处理，或者经由反离散哈特利转换处理、数据结合处理、滤波处理、并行-串行转换处理，以产生M点的一组第一通道基频传送信号；及
第二合成滤波器组，电连接所述第二偶奇数数据分离器，以接收所述M/2个偶数虚部预转换成分及所述M/2个奇数虚部预转换成分，且所述M/2个偶数虚部预转换成分及所述M/2个奇数虚部预转换成分经由反离散哈特利转换处理、数据结合处理、滤波处理、上采样处理及并行-串行转换处理，或者经由反离散哈特利转换处理、数据结合处理、滤波处理、并行-串行转换处理，以产生M点的一组第二通道基频传送信号。
2.根据权利要求1所述的基于离散哈特利转换的滤波器组多载波通信系统的传送端，其特征在于，所述第一合成滤波器组包括：
M/2个第一上采样模块，电连接所述第一偶奇数数据分离器，以分别接收所述M/2个偶数实部预转换成分，且每一个第一上采样模块对所接收的偶数实部预转换成分进行上采样；
M/2个第二上采样模块，电连接所述第一偶奇数数据分离器，以分别接收所述M/2个奇数实部预转换成分，且每一个第二上采样模块对所接收的奇数实部预转换成分进行上采样；
M/2个第一原型滤波器，分别电连接所述M/2个第一上采样模块，以分别接收被上采样后的所述M/2个偶数实部预转换成分，且每一个第一原型滤波器对所接收的偶数实部预转换成分进行滤波；
M/2个第二原型滤波器，分别电连接所述M/2个第二上采样模块，以分别接收被上采样后的所述M/2个奇数实部预转换成分，且每一个第二原型滤波器对所接收的奇数实部预转换成分进行滤波；
第一反离散哈特利转换模块，电连接所述M/2个第一原型滤波器，以接收被滤波后的所述M/2个偶数实部预转换成分，并对其执行二组M/2点的反离散哈特利转换运算，以产生所述第一通道基频传送信号的第一部分；
第二反离散哈特利转换模块，电连接所述M/2个第二原型滤波器，以接收被滤波后的所述M/2个奇数实部预转换成分，并对其执行二组M/2点的反离散哈特利转换运算，以产生连续二组串行M/2点的第二反离散哈特利转换结果；
第一串并转换模块，电连接所述第二反离散哈特利转换模块，以接收所述二组串行M/2点的第二反离散哈特利转换结果，并对每一组串行M/2点的第二反离散哈特利转换结果实施串行-并行转换，以产生连续二组并行M/2点的第二反离散哈特利转换结果；以及
第一数据结合暨并串转换模块，电连接所述第一串并转换模块，以接收所述二组并行M/2点的第二反离散哈特利转换结果，并对每一组并行M/2点的第二反离散哈特利转换结果先进行结合再对结合结果实施并行-串行转换，以产生所述第一通道基频传送信号的第二部分，且
所述第二合成滤波器组包括：
M/2个第三上采样模块，电连接所述第二偶奇数数据分离器，以分别接收所述M/2个偶数虚部预转换成分，且每一个第三上采样模块对所接收的偶数虚部预转换成分进行上采样；
M/2个第四上采样模块，电连接所述第二偶奇数数据分离器，以分别接收所述M/2个奇数虚部预转换成分，且每一个第四上采样模块对所接收的奇数虚部预转换成分进行上采样；
M/2个第三原型滤波器，分别电连接所述M/2个第三上采样模块，以分别接收被上采样后的所述M/2个偶数虚部预转换成分，且每一个第三原型滤波器对所接收的偶数虚部预转换成分进行滤波；
M/2个第四原型滤波器，分别电连接所述M/2个第四上采样模块，以分别接收被上采样后的所述M/2个奇数虚部预转换成分，且每一个第四原型滤波器对所接收的奇数虚部预转换成分进行滤波；
第三反离散哈特利转换模块，电连接所述M/2个第三原型滤波器，以接收被滤波后的所述M/2个偶数虚部预转换成分，并对其执行二组M/2点的反离散哈特利转换运算，以产生所述第二通道基频传送信号的第一部分；
第四反离散哈特利转换模块，电连接所述M/2个第四原型滤波器，以接收被滤波后的所述M/2个奇数虚部预转换成分，并对其执行二组M/2点的反离散哈特利转换运算，以产生连续二组串行M/2点的第四反离散哈特利转换结果；
第二串并转换模块，电连接所述第四反离散哈特利转换模块，以接收所述二组串行M/2点的第四反离散哈特利转换结果，并对每一组串行M/2点的第四反离散哈特利转换结果实施串行-并行转换，以产生连续二组并行M/2点的第四反离散哈特利转换结果；以及
第二数据结合暨并串转换模块，电连接所述第二串并转换模块，以接收所述二组并行M/2点的第四反离散哈特利转换结果，并对每一组并行M/2点的第四反离散哈特利转换结果先进行结合再对结合结果实施并行-串行转换，以产生所述第二通道基频传送信号的第二部分。
3.根据权利要求2所述的基于离散哈特利转换的滤波器组多载波通信系统的传送端，其特征在于，所述第一通道基频传送信号和所述第二通道基频传送信号分别被表示为
和
并且
其中
和
分别表示所述第一通道基频传送信号的第一部分和第二部分，
和
分别表示所述第二通道基频传送信号的第一部分和第二部分，
和
分别表示在时间n传送于第m个子载波上的所述M个实部预转换成分的一者和所述M个虚部预转换成分的一者，p2α[k]＝p0[k]表示所述M/2个第一原型滤波器的一者及所述M/2个第三原型滤波器的一者，p2α+1[k]＝p1[k]表示所述M/2个第二原型滤波器的一者及所述M/2个第四原型滤波器的一者，
表示所述M/2个偶数实部预转换成分的一者
先经过所述M/2个第一上采样模块的一者上采样再经过所述M/2个第一原型滤波器的一者p0[k]处理后所得到的结果，
表示所述M/2个奇数实部预转换成分的一者
先经过所述M/2个第二上采样模块的一者上采样再经过所述M/2个第二原型滤波器p1[k]的一者处理后所得到的结果，
表示所述M/2个偶数虚部预转换成分的一者
先经过所述M/2个第三上采样模块的一者上采样再经过所述M/2个第三原型滤波器的一者p0[k]处理后所得到的结果，
表示所述M/2个奇数虚部预转换成分的一者
先经过所述M/2个第四上采样模块的一者上采样再经过所述M/2个第四原型滤波器p1[k]的一者处理后所得到的结果，且函数cas(φ)定义为cas(φ)＝cos(φ)+sin(φ)。
4.根据权利要求1所述的基于离散哈特利转换的滤波器组多载波通信系统的传送端，其特征在于，所述第一合成滤波器组包括：
第五反离散哈特利转换模块，电连接所述第一偶奇数数据分离器，以接收所述M/2个偶数实部预转换成分，并对其执行M/2点的反离散哈特利转换，以产生M/2点的第五反离散哈特利转换结果；
第六反离散哈特利转换模块，电连接所述第一偶奇数数据分离器，以接收所述M/2个奇数实部预转换成分，并对其执行M/2点的反离散哈特利转换，以产生M/2点的第六反离散哈特利转换结果；
第一数据结合模块，电连接所述第六反离散哈特利转换模块，以接收所述M/2点的第六反离散哈特利转换结果，并对其进行数据结合；
M/2个不同的第一多相滤波器，电连接所述第五反离散哈特利转换模块，以分别接收所述M/2点的第五反离散哈特利转换结果，并分别对其先进行上采样再滤波，以分别产生M/2个第一滤波输出；
M/2个不同的第二多相滤波器，电连接所述第一数据结合模块，以分别接收数据结合后的所述M/2点的第六反离散哈特利转换结果，并分别对其先进行上采样再滤波，以分别产生M/2个第二滤波输出；
第一并串转换模块，电连接M/2个所述第一多相滤波器，以接收滤波后的所述M/2个第一滤波输出，并对其先进行上采样再实施并行-串行转换，以产生该第一通道基频传送信号的第一部分；以及
第二并串转换模块，电连接M/2个所述第二多相滤波器，以接收滤波后的所述M/2个第二滤波输出，并对其先进行上采样再实施并行-串行转换，以产生所述第一通道基频传送信号的第二部分，且
所述第二合成滤波器组包括：
第七反离散哈特利转换模块，电连接所述第二偶奇数数据分离器，以接收所述M/2个偶数虚部预转换成分，并对其执行M/2点的反离散哈特利转换，以产生M/2点的第七反离散哈特利转换结果；
第八反离散哈特利转换模块，电连接所述第二偶奇数数据分离器，以接收所述M/2个奇数虚部预转换成分，并对其执行M/2点的反离散哈特利转换，以产生M/2点的第八反离散哈特利转换结果；
第二数据结合模块，电连接所述第八反离散哈特利转换模块，以接收所述M/2点的第八反离散哈特利转换结果，并对其进行数据结合；
M/2个不同的第三多相滤波器，电连接所述第七反离散哈特利转换模块，以分别接收所述M/2点的第七反离散哈特利转换结果，并分别对其先进行上采样再滤波，以分别产生M/2个第三滤波输出；
M/2个不同的第四多相滤波器，电连接所述第二数据结合模块，以分别接收数据结合后的所述M/2点的第八反离散哈特利转换结果，并分别对其先进行上采样再滤波，以分别产生M/2个第四滤波输出；
第三并串转换模块，电连接M/2个所述第三多相滤波器，以接收滤波后的所述M/2个第三滤波输出，并对其先进行上采样再实施并行-串行转换，以产生所述第二通道基频传送信号的第一部分；以及
第四并串转换模块，电连接M/2个所述第四多相滤波器，以接收滤波后的所述M/2个第四滤波输出，并对其先进行上采样再实施并行-串行转换，以产生所述第二通道基频传送信号的第二部分。
5.根据权利要求4所述的基于离散哈特利转换的滤波器组多载波通信系统的传送端，其特征在于，所述第一合成滤波器组与所述第二合成滤波器组的每一者包含M个合成滤波器，分别对应至M个子载波，而第2α+β个子载波对应的合成滤波器为pβ[k]cas(2παk/(M/2))，且其系统函数Fβ,a(z)被表示如下：
其中α∈{0,1,2,…,M/2-1}，β∈{0,1}，ψa,q＝cas(2παq/(M/2))表示M/2点的反离散哈特利转换核函数，
表示长度为2K的第q个多相滤波器。
6.一种基于离散哈特利转换的滤波器组多载波通信系统的接收端，适于接收来自传输通道的通道信号，所述通道信号包括二组串行M/2点的第一通道基频接收信号与二组串行M/2点的第二通道基频接收信号，且根据所述通道信号产生一连串的M个复合输出数据符元，其特征在于，所述接收端包含：
第一分析滤波器组，适于接收所述二组串行M/2点的第一通道基频接收信号，且所述二组串行M/2点的第一通道基频接收信号经由串行-并行转换处理、下采样处理、滤波处理、数据结合处理及离散哈特利转换处理，或者经由串行-并行转换处理、滤波处理、数据结合处理及离散哈特利转换处理，以产生M/2个第一通道基频接收信号的第一部分及M/2个第一通道基频接收信号的第二部分；
第二分析滤波器组，适于接收所述二组串行M/2点的第二通道基频接收信号，且所述二组串行M/2点的第二通道基频接收信号经由串行-并行转换处理、下采样处理、滤波处理、数据结合处理及离散哈特利转换处理，或者经由串行-并行转换处理、滤波处理、数据结合处理及离散哈特利转换处理，以产生M/2个第二通道基频接收信号的第一部分及M/2个第二通道基频接收信号的第二部分；
数据检测单元，电连接所述第一分析滤波器组及所述第二分析滤波器组，并对所述M/2个第一通道基频接收信号的第一部分、所述M/2个第二通道基频接收信号的第一部分、所述M/2个第一通道基频接收信号的第二部分及所述M/2个第二通道基频接收信号的第二部分进行联合检测，以产生M/2个第一通道基频接收信号的第一部分的检测结果、M/2个第二通道基频接收信号的第一部分的检测结果、M/2个第一通道基频接收信号的第二部分的检测结果及M/2个第二通道基频接收信号的第二部分的检测结果；
第一偶奇数数据结合器，电连接所述数据检测单元，将所述M/2个第一通道基频接收信号的第一部分的检测结果及所述M/2个第一通道基频接收信号的第二部分的检测结果结合，以产生M个第一通道基频接收信号的检测结果；
第二偶奇数数据结合器，电连接所述数据检测单元，将所述M/2个第二通道基频接收信号的第一部分的检测结果及所述M/2个第二通道基频接收信号的第二部分的检测结果结合，以产生M个第二通道基频接收信号的检测结果；
第一后转换单元，电连接所述第一偶奇数数据结合器，以接收所述M个第一通道基频接收信号的检测结果，并依据后转换模型产生M个第一后转换成分；
第二后转换单元，电连接所述第二偶奇数数据结合器，以接收所述M个第二通道基频接收信号的检测结果，并依据所述后转换模型产生M个第二后转换成分；及
并串转换单元，电连接所述第一后转换单元及所述第二后转换单元，并对所述M个第一后转换成分与所述M个第二后转换成分实施并行-串行转换，以便串行输出M个复合输出数据符元。
7.根据权利要求6所述的基于离散哈特利转换的滤波器组多载波通信系统的接收端，其特征在于，所述第一分析滤波器组包括：
第一离散哈特利转换模块，用于接收所述二组串行M/2点的第一通道基频接收信号，并将每一组串行M/2点的第一通道基频接收信号乘上所有M/2点的离散哈特利转换核函数，以产生连续二组M/2点的第一离散哈特利转换的中间结果；
第一串并转换暨数据结合模块，用于接收所述二组串行M/2点的第一通道基频接收信号，并对每一组串行M/2点的第一通道基频接收信号先实施串行-并行转换再进行结合，以输出连续二组并行M/2点的第一通道基频接收信号的结合信号；
第五并串转换模块，电连接所述第一串并转换暨数据结合模块，以接收所述二组并行M/2点的第一通道基频接收信号的结合信号，并对其依序实施并行-串行转换，以输出连续二组串行M/2点的第一通道基频接收信号的结合信号；
第二离散哈特利转换模块，电连接所述第五并串转换模块，以接收所述二组串行M/2点的第一通道基频接收信号的结合信号，并将每一组串行M/2点的第一通道基频接收信号的结合信号乘上所有M/2点的离散哈特利转换核函数，以产生连续二组M/2点的第二离散哈特利转换的中间结果；
M/2个第五原型滤波器，电连接所述第一离散哈特利转换模块，以分别接收所述二组M/2点的第一离散哈特利转换的中间结果，且每一个第五原型滤波器对每组M/2点的第一离散哈特利转换的其中一点对应的中间结果进行滤波，以产生滤波后的二组M/2点的第一离散哈特利转换结果；
M/2个第六原型滤波器，电连接所述第二离散哈特利转换模块，以分别接收所述二组M/2点的第二离散哈特利转换的中间结果，且每一个第六原型滤波器对每组M/2点的第二离散哈特利转换的其中一点对应的中间结果进行滤波，以产生滤波后的二组M/2点的第一离散哈特利转换结果；
M/2个第一下采样模块，分别电连接所述M/2个第五原型滤波器，以分别接收滤波后的所述二组M/2点的第一离散哈特利转换结果，且每一个第一下采样模块对其中一点进行下采样，以产生所述M/2个第一通道基频接收信号的第一部分；以及
M/2个第二下采样模块，分别电连接所述M/2个第六原型滤波器，以分别接收滤波后的所述二组M/2点的第二离散哈特利转换结果，且每一个第二下采样模块对其中一点进行下采样，以产生所述M/2个第一通道基频接收信号的第二部分，且
所述第二分析滤波器组包括：
第三离散哈特利转换模块，用于接收所述二组串行M/2点的第二通道基频接收信号，并将每一组串行M/2点的第一通道基频接收信号乘上所有M/2点的离散哈特利转换核函数，以产生连续二组M/2点的第三离散哈特利转换的中间结果；
第二串并转换暨数据结合模块，用于接收所述二组串行M/2点的第二通道基频接收信号，并对每一组串行M/2点的第一通道基频接收信号先实施串行-并行转换再进行结合，以输出连续二组并行M/2点的第二通道基频接收信号的结合信号；
第六并串转换模块，电连接所述第二串并转换暨数据结合模块，以接收所述二组并行M/2点的第二通道基频接收信号的结合信号，并对其依序实施并行-串行转换，以输出连续二组串行M/2点的第二通道基频接收信号的结合信号；
第四离散哈特利转换模块，电连接所述第六并串转换模块，以接收所述二组串行M/2点的第二通道基频接收信号的结合信号，并将每一组串行M/2点的第二通道基频接收信号的结合信号乘上所有M/2点的离散哈特利转换核函数，以产生连续二组M/2点的第四离散哈特利转换的中间结果；
M/2个第七原型滤波器，电连接所述第三离散哈特利转换模块，以分别接收所述二组M/2点的第三离散哈特利转换的中间结果，且每一个第七原型滤波器对每组M/2点的第三离散哈特利转换的其中一点对应的中间结果进行滤波，以产生滤波后的二组M/2点的第三离散哈特利转换结果；
M/2个第八原型滤波器，电连接所述第四离散哈特利转换模块，以分别接收所述二组M/2点的第四离散哈特利转换的中间结果，且每一个第八原型滤波器对每组M/2点的第四离散哈特利转换的其中一点对应的中间结果进行滤波，以产生滤波后的二组M/2点的第四离散哈特利转换结果；
M/2个第三下采样模块，分别电连接所述M/2个第七原型滤波器，以分别接收滤波后的所述二组M/2点的第三离散哈特利转换结果，且每一个第三下采样模块对其中一点进行下采样，以产生所述M/2个第二通道基频接收信号的第一部分；以及
M/2个第四下采样模块，分别电连接所述M/2个第八原型滤波器，以分别接收滤波后的所述二组M/2点的第四离散哈特利转换结果，且每一个第四下采样模块对其中一点进行下采样，以产生所述M/2个第二通道基频接收信号的第二部分。
8.根据权利要求6所述的基于离散哈特利转换的滤波器组多载波通信系统的接收端，其特征在于，所述第一分析滤波器组包括：
第一串并转换模块，用于接收所述二组串行M/2点的第一通道基频接收信号，并对其先实施串行-并行转换再进行下采样，以输出连续二组并行M/2点的第一通道待滤波信号的第一部分；
第二串并转换模块，用于接收所述二组串行M/2点的第一通道基频接收信号，并对其先实施串行-并行转换再进行下采样，以输出连续二组并行M/2点的第一通道待滤波信号的第二部分；
M/2个不同的第五多相滤波器，电连接所述第一串并转换模块，以接收所述二组并行M/2点的第一通道待滤波信号的第一部分，且每一个第五多相滤波器先对每一组M/2点的第一通道待滤波信号的第一部分的其中一点执行滤波再进行下采样，以产生一组M/2点的第一通道滤波后信号的第一部分；
M/2个不同的第六多相滤波器，电连接所述第二串并转换模块，以接收所述二组并行M/2点的第一通道待滤波信号的第二部分，且每一个第六多相滤波器先对每一组M/2点的第一通道待滤波信号的第二部分的其中一点执行滤波再进行下采样，以产生一组M/2点的第一通道滤波后信号的第二部分；
第三数据结合模块，电连接M/2个所述第六多相滤波器，以接收该组M/2点的第一通道滤波后信号的第二部分，并对其进行数据结合，以产生一组M/2点的第一通道滤波后信号的第二部分的结合信号；
第五离散哈特利转换模块，电连接M/2个所述第五多相滤波器，以接收该组M/2点的第一通道滤波后信号的第一部分，并对其执行M/2点的离散哈特利转换，以产生所述M/2个第一通道基频接收信号的第一部分；以及
第六离散哈特利转换模块，电连接所述第三数据结合模块，以接收该组M/2点的第一通道滤波后信号的第二部分的结合信号，并对其执行M/2点的离散哈特利转换，以产生所述M/2个第一通道基频接收信号的第二部分，且
所述第二分析滤波器组包括：
第三串并转换模块，用于接收所述二组串行M/2点的第二通道基频接收信号，并对其先实施串行-并行转换再进行下采样，以输出连续二组并行M/2点的第二通道待滤波信号的第一部分；
第四串并转换模块，用于接收所述二组串行M/2点的第二通道基频接收信号，并对其先实施串行-并行转换再进行下采样，以输出连续二组并行M/2点的第二通道待滤波信号的第二部分；
M/2个不同的第七多相滤波器，电连接所述第三串并转换模块，以接收所述二组并行M/2点的第二通道待滤波信号的第一部分，且每一个第七多相滤波器先对每一组M/2点的第二通道待滤波信号的第一部分的其中一点执行滤波再进行下采样，以产生一组M/2点的第二通道滤波后信号的第一部分；
M/2个不同的第八多相滤波器，电连接所述第四串并转换模块，以接收所述二组并行M/2点的第二通道待滤波信号的第二部分，且每一个第八多相滤波器先对每一组M/2点的第二通道待滤波信号的第二部分的其中一点执行滤波再进行下采样，以产生一组M/2点的第二通道滤波后信号的第二部分；
第四数据结合模块，电连接M/2个所述第八多相滤波器，以接收该组M/2点的第二通道滤波后信号的第二部分，并对其进行数据结合，以产生一组M/2点的第二通道滤波后信号的第二部分的结合信号；
第七离散哈特利转换模块，电连接M/2个所述第七多相滤波器，以接收该组M/2点的第二通道滤波后信号的第一部分，并对其执行M/2点的离散哈特利转换，以产生所述M/2个第二通道基频接收信号的第一部分；以及
第八离散哈特利转换模块，电连接所述第四数据结合模块，以接收该组M/2点的第二通道滤波后信号的第二部分的结合信号，并对其执行M/2点的离散哈特利转换，以产生所述M/2个第二通道基频接收信号的第二部分。
9.根据权利要求8所述的基于离散哈特利转换的滤波器组多载波通信系统的接收端，其特征在于，所述第一分析滤波器组与所述第二分析滤波器组的每一者包含M个分析滤波器，分别对应至M个子载波，而第2α+β个子载波对应的分析滤波器为pβ[k]cas(2παk/(M/2))，且其系统函数Gβ,α(z)被表示如下：
其中ψα,q＝cas(2παq/(M/2))表示M/2点的离散哈特利转换核函数，而
则表示长度为2K的第q个多相滤波器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910046840.4A CN111464472B (zh) | 2019-01-18 | 2019-01-18 | 基于离散哈特利转换的滤波器组多载波通信系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910046840.4A CN111464472B (zh) | 2019-01-18 | 2019-01-18 | 基于离散哈特利转换的滤波器组多载波通信系统 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN111464472A CN111464472A (zh) | 2020-07-28 |
| CN111464472B true CN111464472B (zh) | 2022-10-11 |
Family
ID=71679751
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910046840.4A Active CN111464472B (zh) | 2019-01-18 | 2019-01-18 | 基于离散哈特利转换的滤波器组多载波通信系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN111464472B (zh) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20130016920A (ko) * | 2011-08-09 | 2013-02-19 | 포항공과대학교 산학협력단 | Ｏｆｄｍ 통신 시스템의 수신 장치 및 그의 위상 잡음 완화 방법 |
| CN105847209A (zh) * | 2015-01-16 | 2016-08-10 | 北京三星通信技术研究有限公司 | 基于滤波器组多载波调制的通信方法和装置 |
| CN105991490A (zh) * | 2015-01-12 | 2016-10-05 | 北京三星通信技术研究有限公司 | 基于滤波器组的信号发送和接收方法、系统及装置 |
| CN107181712A (zh) * | 2017-04-26 | 2017-09-19 | 重庆邮电大学 | 一种基于预编码矩阵的gfdm信号papr抑制方法 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7099908B2 (en) * | 2002-06-19 | 2006-08-29 | The Aerospace Corporation | Merge and split generalized block transform method |
| US7545871B2 (en) * | 2006-02-24 | 2009-06-09 | National Taiwan University | Discrete multi-tone system having DHT-based frequency-domain equalizer |
| US20110249709A1 (en) * | 2010-04-08 | 2011-10-13 | Muh-Tian Shiue | DHT-Based OFDM Transmitter and Receiver |
| WO2013152249A1 (en) * | 2012-04-05 | 2013-10-10 | Interdigital Patent Holdings, Inc. | Systems and methods for providing and/or using an ofdm-oqam structure |
| US20180026823A1 (en) * | 2016-07-22 | 2018-01-25 | Rajendra Kumar | High capacity orthogonal frequency division multiple accessing systems and methods |
-
2019
- 2019-01-18 CN CN201910046840.4A patent/CN111464472B/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20130016920A (ko) * | 2011-08-09 | 2013-02-19 | 포항공과대학교 산학협력단 | Ｏｆｄｍ 통신 시스템의 수신 장치 및 그의 위상 잡음 완화 방법 |
| CN105991490A (zh) * | 2015-01-12 | 2016-10-05 | 北京三星通信技术研究有限公司 | 基于滤波器组的信号发送和接收方法、系统及装置 |
| CN105847209A (zh) * | 2015-01-16 | 2016-08-10 | 北京三星通信技术研究有限公司 | 基于滤波器组多载波调制的通信方法和装置 |
| CN107181712A (zh) * | 2017-04-26 | 2017-09-19 | 重庆邮电大学 | 一种基于预编码矩阵的gfdm信号papr抑制方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| "基于低复杂度预编码的OFDM峰均比抑制方法研究";康策;《中国优秀硕士学位论文全文数据库信息科技辑》;20180415;全文 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN111464472A (zh) | 2020-07-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10819549B2 (en) | Receiver of filter bank multicarrier communication system based on discrete Hartley transform | |
| US20140192925A1 (en) | Method of and apparatus for reducing papr in filter-bank multi-carrier system | |
| EP1038237A1 (en) | Discrete fourier transformation method and apparatus | |
| US7443917B2 (en) | Method and system for transmission of information data over a communication line | |
| CN110213191A (zh) | Fbmc-oqam定时及信道估计训练序列设计方法 | |
| EP2987291B1 (en) | System and method for communicating with shaped cyclic time-domain waveforms | |
| CN108809880B (zh) | 一种低复杂度的mimo-fbmc系统数据收发方法及装置 | |
| US10594531B2 (en) | Filter banks and methods for operating filter banks | |
| CN110212927A (zh) | 信号发射方法、信号发射机、存储介质 | |
| Lin et al. | OFDM/OQAM with hermitian symmetry: Design and performance for baseband communication | |
| CN108900461B (zh) | 一种基于大规模mimo的无线通信系统宽带信号设计方法 | |
| CN111464472B (zh) | 基于离散哈特利转换的滤波器组多载波通信系统 | |
| CN108650205B (zh) | 适用于fbmc传输的并行数据处理方法及装置 | |
| CN107196886B (zh) | 一种基于选择窗的星座选择映射方法 | |
| Dhua et al. | Low complexity FBMC with filtered OFDM for 5G wireless systems | |
| Sarowa et al. | Performance analysis of improved self cancellation technique for wavelet based OFDM through Simulink model | |
| Punt et al. | Software Implementation and Cyclic Feature Characterization of Nu-FBMC/OQAM Signals | |
| Honfoga et al. | Complexity analysis on 5G Candidate waveforms for DVB-T2: A survey | |
| Suma et al. | The OFDM system based on discrete cosine harmonic wavelet transform | |
| CN113691480B (zh) | 基于多层正交调制的多载波发送方法及接收方法 | |
| Ali et al. | Comparing the GFDM Transceiver System to OFDM | |
| Wang et al. | Filter bank multicarrier transmission based on the discrete Hartley transform | |
| Gömeç et al. | Dual Tree Complex Wavelet Transform based Multi Carrier Communication Systems | |
| Abdullah | Interference mitigation techniques for wireless OFDM | |
| JPWO2004023686A1 (ja) | マルチキャリア通信システム及び通信方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |