CN111527711B - 经由单极性信号发送和接收符号 - Google Patents

Abstract

一种经由单极性信号发送数据的方法包括：将符号分配给多个信号中的一个或多个信号；对多个信号应用脉冲成形以获得多个滤波信号，其中，滤波信号是正交信号；以及将滤波信号之和作为单极性信号发送，其中，发送的信号是滤波信号的加权和。通过将多个正交匹配滤波器应用于接收到的单极性信号以获得多个滤波信号，并对多个滤波信号执行符号检测以确定接收到的符号，可以在接收器处恢复数据。还公开了一种用于发送和接收单极性信号的装置。

Description

经由单极性信号发送和接收符号

技术领域

本发明涉及用于经由单极性信号发送和接收符号的装置和方法。

背景技术

单极性发送方案通过调制单极性信号(即，仅具有单个极性的信号)来发送数据。单极性发送方案的示例是可见光通信(VLC)，其利用强度调制(IM)信令方案来对具有可见光谱中的波长(约380-700纳米)的光载波的强度进行调制。光学信号是单极性信号的示例，因为它不能具有负强度。作为用于在室内承载移动业务以减少现有RF系统的负担并使下一代无线通信网络能够提供更好的数据速率、频谱效率和能量效率的潜在候选，VLC是近年来获得了相当大关注的技术。

在VLC系统中，接收器使用直接检测(DD)来接收光学信号。为了减轻符号间干扰(ISI)，提出了实值正交频分复用(OFDM)作为用于VLC的可能的调制技术。在实值OFDM中，正交符号被转换为双极性实值符号。然后，通过施加直流(DC)偏移将双极性时域信号转换为正单极性信号。然而，OFDM信号具有高的峰均功率比(PAPR)，这意味着时域信号的负峰的最小值可以非常低，因此需要高的DC偏置来将整个负峰升高至零以上。因此，DC-OFDM由于所需的高的DC偏置而具有较差的能量效率。因此，在本领域中需要一种用于经由单极性信号发送数据的改进的解决方案。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了一种用于经由单极性信号发送符号的装置，所述装置包括：符号分配单元，其被配置为接收符号并且将所述符号分配给多个信号中的一个或多个信号；滤波器组，包括多个正交脉冲成形滤波器，每个正交脉冲成形滤波器被配置为对所述多个信号中的相应一个信号应用脉冲成形并且输出滤波信号，其中由所述多个脉冲成形滤波器输出的所述滤波信号是正交信号；和发送器，其被配置为将所述滤波信号之和作为单极性信号发送，其中所发送的信号是所述正交脉冲形状的加权和。

在根据第一方面的一些实施例中，所述符号是正交符号并且所述多个信号包括一个或多个第一信号和一个或多个第二信号，其中所述符号分配单元被配置为根据预先确定的查找表来将所述正交符号的同相分量分配给所述一个或多个第一信号中的所选第一信号并且将所述正交符号的正交部分分配给所述一个或多个第二信号中的所选第二信号。例如，在一些实施例中所述正交符号是OFDM、QAM或QPSK数据符号。

在根据第一方面的一些实施例中，所述滤波器组包括各自被配置为对所述一个或多个第一信号和所述一个或多个第二信号中的相应信号应用脉冲成形的一个或多个第一脉冲成形滤波器和一个或多个第二脉冲成形滤波器，其中所述一个或多个第一脉冲成形滤波器和所述一个或多个第二脉冲成形滤波器是正交的。

在根据第一方面的一些实施例中，所述符号分配单元被配置为接收作为双极性信号的符号，所述多个信号包括第一信号和第二信号，并且所述符号分配单元包括极性检测器，其被配置为通过以下步骤将所述符号分配给所述第一信号或者分配给所述第一信号和所述第二信号两者：确定所述符号的极性，响应于确定所述符号具有第一极性而将所述符号仅分配给所述第一信号，并且响应于确定所述符号具有与所述第一极性相反的极性而将所述符号分配给所述第一信号和所述第二信号二者；和极性映射单元，其被配置为在应用脉冲成形之前反转负符号的极性。例如，在一些实施例中所述双极性符号是实OFDM符号或双极性脉冲振幅调制(PAM)符号。

在根据第一方面的一些实施例中，所述滤波器组包括：第一脉冲成形滤波器，其被配置为应用单极性第一方形脉冲形状；和第二脉冲成形滤波器，其被配置为应用正交双极性第二方形脉冲形状，其中所述第一方形脉冲形状和所述第二方形脉冲形状之和是单极性的。

在根据第一方面的一些实施例中，所述滤波器组包括：第一脉冲成形滤波器，其被配置为应用单极性第一扁长椭球波函数(PSWF)脉冲形状；和第二脉冲成形滤波器，其被配置为应用正交双极性第二PSWF脉冲形状，其中所述第一PSWF脉冲形状和所述第二PSWF脉冲形状之和是单极性的。所述双极性第二PSWF脉冲形状可以是二阶脉冲形状。

在根据第一方面的一些实施例中，所述符号是正交符号，所述多个信号包括第一信号、第二信号和第三信号，并且所述滤波器组包括被配置为分别对所述第一信号、所述第二信号和所述第三信号应用脉冲成形的第一滤波器、第二滤波器和第三滤波器，其中所述符号分配单元被配置为将所述符号的同相分量分配给所述第一信号并且将所述符号的正交分量分配给所述第二信号，其中所述符号分配单元还被配置为确定所述符号的极性，响应于确定所述符号具有负极性而在应用脉冲成形之前使所述符号的极性反转，并且控制所述第三信号以指示所述符号的极性是否反转了。可基于所述符号的同相分量的极性确定所述符号的极性。

在根据第一方面的一些实施例中，所述多个信号包括一个或多个第一信号和一个或多个第二信号，并且所述滤波器组包括一个或多个第一正交脉冲成形滤波器和一个或多个第二正交脉冲成形滤波器，其中所述符号分配单元被配置为根据预先确定的查找表来将所述同相分量分配给所述一个或多个第一信号中的一个并且将所述正交分量分配给所述一个或多个第二信号中的一个。所述一个或多个第一正交脉冲成形滤波器中的每一个均可被配置为对所述一个或多个第一信号中的相应第一信号应用脉冲成形，并且所述一个或多个第二正交脉冲成形滤波器中的每一个均可以被配置为对所述一个或多个第二信号中的相应第二信号应用脉冲成形，其中所述一个或多个第一正交脉冲成形滤波器中的每一个均与所述一个或多个第二正交信号成形滤波器中的每一个正交。例如，所述一个或多个第一信号可以包括第一信号并且所述一个或多个第二信号可以包括第二信号、第三信号和第四信号。所述一个或多个第一正交脉冲成形滤波器可以包括第一脉冲成形滤波器，并且所述一个或多个第二正交脉冲成形滤波器可以包括第二滤波器、第三滤波器和第四滤波器。所述第一正交脉冲成形滤波器、所述第二正交脉冲成形滤波器、所述第三正交脉冲成形滤波器和所述第四正交脉冲成形滤波器被配置为分别对所述第一信号、所述第二信号、所述第三信号和所述第四信号应用脉冲成形，其中所述符号分配单元被配置为确定所述符号的同相分量和正交分量中的每一个的极性。响应于确定所述同相分量具有正极性，所述符号分配单元被配置为将所述正同相分量分配给所述第一信号并且将所述正交分量分配给所述第二信号，并且响应于确定所述同相分量具有负极性，所述符号分配单元被配置为使所述同相分量的极性反转并且将经反转的同相分量分配给所述第一信号，响应于确定所述正交分量具有正极性而将所述正交分量分配给所述第三信号，并且响应于确定所述正交分量具有负极性而使所述正交分量的极性反转并且将经反转的正交分量分配给所述第四信号。

在根据第一方面的一些实施例中，所述滤波信号之和包括双极性信号，并且所述装置还包括直流DC偏置单元，其被配置为在所述滤波信号由所述发送器发送之前应用DC偏置以将所述双极性信号转换为单极性信号。

在根据第一方面的一些实施例中，所述单极性信号生成器被配置为将所述滤波信号作为可见光通信VLC信号发送。

根据本发明的第二方面，提供了一种用于经由单极性信号接收符号的装置，所述装置包括：接收器，其被配置为接收单极性信号；匹配滤波器组，包括多个正交匹配滤波器，每个正交匹配滤波器被配置为对所接收到的单极性信号应用滤波并且输出滤波信号；以及符号检测器，其被配置为对由所述匹配滤波器组输出的所述多个滤波信号执行符号检测以确定所接收到的符号。

在根据第二方面的一些实施例中，所述匹配滤波器组包括被配置为分别输出第一匹配信号和第二匹配信号的第一匹配滤波器和第二匹配滤波器，并且所述装置还包括极性检测器，其被配置为通过将所述第一滤波信号与所述第二滤波信号之间的振幅差与所述第二滤波信号的振幅进行比较并且根据所述比较的结果来向所述接收到的符号分配极性来确定所接收到的符号的极性，其中所述符号分配单元还包括极性解映射器，其被配置为响应于所述极性检测器向所述符号分配负极性而反转所述符号的极性。

在根据第二方面的一些实施例中，所述匹配滤波器组包括被配置为分别输出第一匹配信号、第二匹配信号和第三匹配信号的第一匹配滤波器、第二匹配滤波器和第三匹配滤波器，并且所述装置还包括极性检测器，其被配置为通过检测所述第三滤波信号的振幅并且根据所检测到的振幅的结果向所述符号分配极性来确定所述符号的极性，其中所述符号分配单元还包括极性解映射器，其被配置为响应于所述极性检测器向所述符号分配负极性而反转所述符号的极性。

在根据第二方面的一些实施例中，所接收到的符号是正交符号，所述匹配滤波器组包括被配置为输出一个或多个第一匹配信号和一个或多个第二匹配信号的一个或多个第一匹配滤波器和一个或多个第二匹配滤波器，其中所述一个或多个第一匹配滤波器与发送器的一个或多个正交脉冲成形滤波器匹配并且所述一个或多个第二匹配滤波器与所述发送器的一个或多个第二正交脉冲成形滤波器匹配，所述装置还包括第一振幅检测器和第二振幅检测器，其被配置为分别检测所述一个或多个第一匹配信号和所述一个或多个第二匹配信号中的每个信号的最大振幅值并且输出第一检测到的信号和第二检测到的信号，所述装置还包括极性检测器，用于响应于所检测的所述第一检测到的信号和所述第二检测到的信号的组合而根据逆查找表来检测同相分量和正交分量的极性。例如，所述一个或多个第一匹配滤波器可以包括被配置为输出第一匹配信号的第一匹配滤波器，并且所述一个或多个第二匹配滤波器可以包括被配置为分别输出第二匹配信号、第三匹配信号和第四匹配信号的第二匹配滤波器、第三匹配滤波器和第四匹配滤波器，所述第一振幅检测器可以被配置为基于所述第一匹配信号输出所述第一检测到的信号，所述第二振幅检测器可以被配置为基于所述第二匹配信号、所述第三匹配信号和所述第四匹配信号输出所述第二检测到的信号，并且所述极性检测器可以被配置为基于所述逆查找表根据所述第二匹配信号、所述第三匹配信号和所述第四匹配信号中的哪一个匹配信号被检测为所述第二检测到的信号来确定所述符号的同相分量的极性以及所述符号的正交分量的振幅和极性。响应于所述第二检测到的信号为所述第二匹配信号，所述极性检测器可以被配置为确定所述同相分量具有与所述第一匹配信号相同的极性并且所述正交分量具有与所述第二匹配信号相同的极性，响应于所述第二检测到的信号为所述第三匹配信号，所述极性检测器可以被配置为确定所述同相分量具有与所述第一匹配信号相反的极性并且所述正交分量具有与所述第三匹配信号相同的极性，以及响应于所述第二检测到的信号为所述第四匹配信号，所述极性检测器可以被配置为确定所述同相分量具有与所述第一匹配信号相反的极性并且所述正交分量具有与所述第四匹配信号相反的极性。

根据本发明的第三方面，提供了一种无线通信系统，所述无线通信系统包括：包括根据第一方面所述的装置的单极性信号发送器；和包括根据第二方面所述的装置的单极性信号接收器。

根据本发明的第四方面，提供了一种经由单极性信号发送符号的方法，所述方法包括：将符号分配给多个信号中的一个或多个信号；对所述多个信号应用脉冲成形以获得多个滤波信号，其中，所述滤波信号是正交信号；以及将所述滤波信号之和作为单极性信号发送，其中所发送的信号是所述滤波信号的加权和。

根据本发明的第五方面，提供了一种经由单极性信号接收符号的方法，所述方法包括：接收单极性信号；对所接收到的单极性信号应用多个正交匹配滤波器以获得多个滤波信号；以及对所述多个滤波信号执行符号检测以确定所接收到的符号。

根据本发明的第六方面，提供了一种非暂态计算机可读存储介质，其被布置为存储计算机程序指令，所述计算机程序指令在被执行时，执行根据第四方面的方法或根据第五方面的方法。

附图说明

现在将参考附图仅通过示例来描述本发明的实施例，在附图中：

图1示出了根据本发明实施例的用于在无线通信系统中发送单极性信号的装置；

图2示出了根据本发明实施例的用于生成OFDM数据符号的装置；

图3是示出根据本发明实施例的在无线通信系统中发送单极性信号的方法的流程图；

图4示出了根据本发明实施例的图2的IFFT单元的输出处的双极性信号的示例；

图5示出了根据本发明实施例的由图1的装置生成的单极性连续信号的示例；

图6示出了根据本发明实施例的单极性第一方形脉冲形状；

图7示出了根据本发明实施例的与图6的单极性第一方形脉冲形状正交的双极第二方形脉冲形状；

图8示出了根据本发明实施例的通过将图6的单极性第一方形脉冲形状应用于信号而获得的单极性方形波形；

图9示出了根据本发明实施例的通过将图6的单极性第一方形脉冲形状和图7的正交双极第二方形脉冲形状相加而获得的单极方形波形；

图10示出了根据本发明实施例的单极性第一修正埃尔米特(Hermite)脉冲(MHP)脉冲形状；

图11示出了根据本发明实施例的与图10的单极性第一MHP脉冲形状正交的双极性第二MHP脉冲形状；

图12示出了根据本发明实施例的通过将图10的单极性第一MHP脉冲形状应用于信号而获得的单极性MHP波形；

图13示出了根据本发明实施例的通过将图10的单极性第一MHP脉冲形状和图11的正交双极第二MHP脉冲形状相加而获得的单极性MHP波形；

图14示出了根据本发明实施例的用于在无线通信系统中接收单极性信号的装置；

图15示出了根据本发明实施例的用于从OFDM数据符号恢复数据的装置；

图16是示出了根据本发明实施例的在无线通信系统中接收单极性信号的方法的流程图；

图17示出了根据本发明实施例的用于在无线通信系统中发送单极性信号的装置；

图18示出了根据本发明实施例的用于在无线通信系统中接收单极性信号的装置；

图19示出了根据本发明实施例的用于在无线通信系统中发送单极性信号的装置；

图20示出了根据本发明实施例的用于在无线通信系统中接收单极性信号的装置；

图21是对照根据本发明实施例的单极性无线通信系统与直流OFDM发送系统的性能的曲线图；以及

图22示出了根据本发明实施例的可以由脉冲成形滤波器组应用的四个正交脉冲形状。

具体实施例

在以下详细描述中，仅通过说明的方式仅示出和描述了本发明的某些示例性实施例。如本领域的技术人员将认识到的，可以完全在不脱离本发明的范围的情况下以各种不同的方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述在本质上被认为是说明性的而不是限制性的。在整个说明书中，相似的附图标记表示相似的元件。

现在参考图1，示出了根据本发明实施例的用于经由单极性信号发送数据的装置。图2示出了用于生成OFDM数据符号的装置，并且图3示出了示出经由单极性信号发送数据的方法的流程图。

用于经由单极性信号发送数据的装置包括数据符号生成器101、符号分配单元102、滤波块103和单极性信号生成器104。在本实施例中，数据符号生成器101被配置为生成OFDM数据符号，并且包括图2所示的装置。然而，在本发明的其他实施例中，图1所示的装置可以被配置为对除OFDM以外的其他类型的数据符号进行操作，例如脉冲振幅调制(PAM)。

OFDM符号生成器101将包括OFDM数据符号S的双极性输出信号输出到符号分配单元102。符号分配单元102被配置为在图3所示的方法的步骤S301中将OFDM数据符号分配给第一信号和第二信号中的一者或两者。第一信号和第二信号被分别发送到滤波块103的第一脉冲成形滤波器103a和第二脉冲成形滤波器103b。在本实施例中，符号分配单元102包括被配置为确定数据符号的极性的极性检测器102a。符号分配单元102被配置为向第一脉冲成形滤波器P₁ 103a发送具有正极性的数据符号，并且向第一脉冲成形滤波器P₁ 103a和第二脉冲成形滤波器P₂103b二者发送具有反相的负极性的数据符号。

在步骤S302中，第一脉冲成形滤波器103a被配置为对第一信号应用第一脉冲形状并且输出第一滤波信号，并且第二脉冲成形滤波器103b被配置为对第二信号应用第二脉冲形状并且输出第二滤波信号。这里，第一脉冲形状和第二脉冲形状被正交波形彼此分解。第一脉冲形状包括单极性波形，并且第一脉冲成形滤波器103a在此由P₁表示。第二脉冲形状包括双极性波形，并且第二脉冲成形滤波器103b在此由P₂表示。所得的第一脉冲形状和第二脉冲形状都是单极性，并且被配置为向第一信号和第二信号提供脉冲成形和通带调制。

由于第一脉冲形状和第二脉冲形状之和总是单极性的，所以通过将第一脉冲成形滤波器103a和第二脉冲成形滤波器103b相加而生成的时域信号总是单极性信号。因此，第一滤波信号和第二滤波信号之和可以由LED 104发送而在没有任何DC偏移。因此通过应用被配置为输出单极性时域信号的脉冲成形滤波器，本发明的实施例可以提供节能的单极性发送方案。

在本实施例中，由于生成了双极性实OFDM信号，所以符号分配单元102被配置为确定双极性OFDM符号帧上的每个脉冲的极性。在负脉冲的情况下，极性检测器单元102a被配置为将脉冲输出到极性映射器102b，该极性映射器102b使负脉冲反转为正脉冲。然后将反极性的负脉冲(即，正脉冲)发送到第一脉冲成形滤波器103a和第二脉冲成形滤波器103b，该第一脉冲成形滤波器103a和第二脉冲成形滤波器103b将反极性的负脉冲转换成称为第二滤波信号的连续单极性信号。在正脉冲的情况下，极性映射器单元102被配置为将脉冲直接转发到第一脉冲成形滤波器103a而没有反转。第一脉冲成形滤波器103a将正脉冲转换成连续单极性信号。

滤波块103被配置为将第一滤波信号和第二滤波信号发送到单极性信号生成器104，该单极性信号生成器104在步骤S303中将第一滤波信号和第二滤波信号组合成组合的单极性信号并且发送该组合的单极性信号。在本实施例中，该装置被配置用于在可见光通信(VLC)系统，并且单极性信号生成器104包括发光二极管(LED)。在其他VLC实施例中，可以使用不同类型的单极性信号生成器104，例如激光器。此外，在其他实施例中，该装置可以被配置为生成除光学信号以外的不同类型的单极性信号，并且因此可以使用不同类型的单极性信号生成器。

接收装置可以应用逆匹配滤波器以从第一信号和第二信号中分离出并恢复数据。因此，接收装置可以从发送的单极性信号重建原始双极性信号。另外，装置(例如图1所示出的装置)可用于将双极性信号(例如，实OFDM符号帧)转换成节能的单极性信号，因为在发送单极性信号之前不必应用DC偏移。

在本实施例中，由于正符号和反极性负符号两者都通过正单极性波形来发送，所以通过将第一脉冲成形滤波器103a和第二脉冲成形滤波器103b相加而输出的模拟单极性符号包括具有单个极性的脉冲，并且因此可由LED 104容易地进行强度调制。图5示出了由LED 104生成的所得的典型单极性连续信号。如图5所示，连续时域信号是单极性的，并且因此可以进行强度调制而无需任何附加DC偏移。

继续参考图2，在本实施例中，OFDM符号生成器101包括被配置为将输入位映射到多个M进制符号上的星座映射单元201，其中M表示调制阶数。然后将映射的符号发送到串并转换器202，该串并转换器202将符号缓冲到(K/2)个M进制符号流中，其中K/2是每个要发送的OFDM帧的符号数。在本OFDM实施例中，缓冲的(K/2)个M进制符号流对应于OFDM符号帧。OFDM符号帧的K/2个正交符号由子载波分配单元203转换为实值时域信号，该子载波分配单元203被配置为在帧结构OFDM符号帧上强加埃尔米特对称性并且只有当将K/2个正交符号中的每一个和K/2个正交符号的共轭值分配给子载波时才加载奇数子载波。以这种方式，将K/2个正交符号转换为实值非对称时域信号。

子载波分配单元203然后将帧输出到N点快速傅里叶逆变换(IFFT)单元204。由于埃尔米特对称性以及仅将奇数子载波输入到IFFT单元204，在IFFT单元204的输出处获得非对称时域信号。子载波分配单元203的输出处的帧由K/2个正交符号和K/2个正交符号的共轭值构成。因此，在本实施例中，N应该等于4K。OFDM符号生成器101还包括并串转换器205，该并串转换器205将由IFFT单元204输出的N-时域信号阵列转换成串行N-时域信号阵列。在本实施例中，在子载波分配单元203之后仅利用N-时域信号阵列的前半部分，这意味着仅N-时域信号阵列的前半部分由并串转换器205转换成串行时域信号。然后，将串行信号发送到符号分配单元102。

在另一实施例中，不是仅使用奇数个子载波，而是可以将所有子载波发送到IFFT单元204。然而，在本实施例中，时域样本的非对称特性允许接收器仅使用前N/2个样本来恢复整个帧，而无需发送来自帧的剩余N/2个样本。

图4示出了由OFDM符号生成器101输出的典型双极性信号的示例。由于双极性OFDM信号不能被强度调制，因此在被发送之前必须被单极化。在现有技术的DC-OFDM方法中，应用DC偏置以将双极性OFDM信号的最小峰移位到零。然而，在OFDM系统中，时域信号的峰均功率比(PAPR)高，这意味着需要高的DC偏移。这进而大大降低DC-OFDM系统的能效。例如，在VLC系统中将必要的DC移位应用于典型OFDM发送可将发送功率效率降低至少76％。

相比之下，本发明的实施例可以将双极性OFDM时域信号阵列转换成单极性OFDM时域信号阵列，而无需应用任何DC偏置，从而与传统DC-OFDM通信系统相比将能效提高了至少76％。另外，本发明的实施例可以实现对发送功率效率的完全利用(100％)，这在应用DC偏移时是不可能的。

在图1所示的实施例中，第一脉冲成形滤波器103a和第二脉冲成形滤波器103b用于从双极性输入信号的正部分和负部分生成单极性信号，该双极性输入信号在本实施例中是实OFDM信号。在其他实施例中，可以将正交的第一脉冲成形滤波器和第二脉冲成形滤波器应用于不同类型的输入信号，例如每个数据符号包括同相分量和正交分量的正交信号。在被配置为对正交信号进行操作的实施例中，符号分配单元可以被配置为将每个数据符号的同相分量分配给第一信号并且将每个数据符号的正交分量分配给第二信号。由于第一脉冲形状和第二脉冲形状是正交的，所以接收器可以分离出同相分量和正交分量以便恢复原始正交信号。

此外，描述了应用两个正交脉冲成形滤波器的本发明的实施例。在其他实施例中，可以应用一个或多个附加脉冲成形滤波器。例如，在一个实施例中，发送器可以进一步包括被配置为对第三信号应用第三脉冲形状并且输出第三滤波信号的第三脉冲成形滤波器，该第三脉冲形状与第一脉冲形状和第二脉冲形状中的每个正交。在该实施例中，符号分配单元可以被配置为将多个数据符号中的每个数据符号分配给第一信号、第二信号和第三信号。

在本发明的实施例中，各种类型的正交脉冲形状可以由第一脉冲成形滤波器103a和第二脉冲成形滤波器103b应用。图6至图9示出了根据本发明的实施例的可以由第一脉冲成形滤波器和第二脉冲成形滤波器应用的正交方形脉冲形状的示例。首先参考图6，示出了可以由第一脉冲成形滤波器103a应用以对正符号进行成形的单极性第一方形脉冲形状的示例。通过应用图6的单极性第一方形脉冲形状而获得的单极性波形被示出在图8中，并且可以在发送正符号时被使用。如图7所示，可以将图6的单极性第一方形脉冲形状与双极性第二方形脉冲形状相加，以产生如图9所示的单极性方形波形。图7中的双极性第二方形脉冲形状与图6的单极性第一方形脉冲形状正交。当发送负符号时可使用单极性方形波形。

现在参考图10至图13，示出了根据本发明另一实施例的可以由第一脉冲成形滤波器103a和第二脉冲成形滤波器103b应用的正交脉冲形状的其他示例。在图10至图13所示的示例中，第一脉冲成形滤波器和第二脉冲成形滤波器被配置为应用修正的埃尔米特脉冲(MHP)脉冲形状。图10示出了单极性第一MHP脉冲形状的示例，该单极性第一MHP脉冲形状是可以由第一脉冲成形滤波器103a应用的零阶MHP脉冲形状。图11示出了可以由第二脉冲成形滤波器应用的正交二阶双极性MHP脉冲形状的示例，该正交二阶双极性MHP脉冲形状可以与图9的单极性第一MHP脉冲形状相加以获得如图13所示的发送的单极性MHP波形。图12示出了通过将图10的单极性第一MHP脉冲形状应用于信号而获得的单极性MHP波形。在一个实施例中，当发送正符号时可以使用图12的单极性MHP波形，而当发送负符号时可以使用图13的单极性MHP波形。

应理解的是，仅通过示例提供图6至图13所示的脉冲形状和波形，并且在本发明的其他实施例中，第一脉冲成形滤波器103a和第二脉冲成形滤波器103b可以应用不同的脉冲形状。

现在参考图14，示出了根据本发明实施例的用于经由单极性信号接收数据的装置。图15示出了用于从OFDM数据符号中恢复数据的装置，并且图16示出了示出经由单极性信号接收数据的方法的流程图。

图14所示的装置可以用于接收由装置(例如图1所示的装置)发送的信号。图1的发送装置和图14的接收装置一起形成用于通过由LED104发出的单极性信号来发送和接收数据的系统。

接收装置包括单极性信号接收器1401、匹配滤波器组1402、符号检测器1403和解调器1404。在本实施例中，接收器和发送器被配置用于VLC系统，并且单极性信号接收器1401包括光电探测器。在其他实施例中，取决于使用的单极性信号的类型，可以提供不同类型的接收器。

检测到的单极性信号被发送到匹配滤波器组1402，该匹配滤波器组1402在本实施例中包括第一匹配滤波器1402a和第二匹配滤波器1402b。第一匹配滤波器1402a被配置为对接收到的单极性信号进行滤波并且输出第一滤波信号

接收器的第一匹配滤波器1402a被配置为应用与由发送器中应用的第一脉冲成形滤波器103a的匹配的第一滤波器，并且因此可以被称为第一匹配滤波器。类似地，第二匹配滤波器1402b被配置为应用与在发送器中应用的第二脉冲成形滤波器103b匹配的第二滤波器。接收器的第二匹配滤波器1402b输出第二滤波信号

符号检测器1403被配置为对第一滤波信号和第二滤波信号执行符号检测以获得多个数据符号。

本实施例中的脉冲成形操作因此由在下文中表示为P₁(t)和P₂(t)的两个基本脉冲形状构成。可将准备发送的连续时间信号S(t)表达为：

在本实施例中，为了能够将正(S>0)和负(S<0)实数字信号转化成正连续时间波形，第一脉冲形状P₁(t)的脉冲响应以及第一脉冲形状P₁(t)和第二脉冲形状P₂(t)的线性组合的冲击响应都为正。换句话说，由第一脉冲成形滤波器自身生成的第一发送波形是单极性的，同样作为在发送器处由第一脉冲成形滤波器和第二脉冲成形滤波器生成的滤波信号之和的第二发送波形也是单极性的。

此外，在本实施例中，由于在第一发送波形和第二发送波形二者中使用第一脉冲形状，所以失去了负发送波形与正发送波形之间的正交性。因此，在本实施例中，符号检测器1403包括极性检测器1403a和极性解映射器1403b，其中极性检测器单元1403a被配置为确定发送的符号的极性是否是反转，并且其中极性解映射器单元1403b被配置为检测发送的符号。极性检测器单元1403a通过确定第一匹配信号

与第二匹配信号

之间的振幅差来检测发送的符号的极性，并且将该差与第二匹配信号的振幅相比较。如果该差大于第二匹配信号的振幅，则将接收到的符号确定为在发送器处由第一脉冲成形滤波器滤波的符号，其在本实施例中指示正符号，也就是说，具有正极性的符号。如果该差小于第二滤波信号的振幅，则将接收到的符号确定为在发送器处由第一脉冲成形滤波器和第二脉冲成形滤波器滤波的符号，其在本实施例中指示负符号。一旦极性检测器单元1403a检测到符号并且确定了其极性，则将

发送到极性解调器1404b以进行进一步处理以便恢复接收到的符号的极性。然后，极性解映射单元基于以下规则解映射第一匹配信号

和第二匹配信号

满足这些特性的正交波形的示例包括图8和图9所示的那些以及图12和图13所示的那些。

因此，极性解映射单元1403b还包括极性反转器，该极性反转器被配置为使极性检测器单元1403a确定具有负极性符号的符号的极性反转。以这种方式，然后使第一滤波信号

和第二滤波信号

的组合的信号反转以便获得双极性信号，该双极性信号可被发送到解调器1404。组合的信号的功率电平也被除以√2的因子以获得正确的振幅。

图15示出了根据本发明的实施例的用于在OFDM系统中将双极性实OFDM符号转换成输出位的OFDM解调器1505。解调器1505包括被配置为将从符号检测器1403接收到的符号转换成各自包括N个符号的并行流块的串并转换单元1501。此并行时域数据然后由快速傅立叶变换(FFT)单元1502变换成频域，并且由并串转换单元1503转换成串行数据。然后，串行数据被发送到星座逆映射单元1504，该星座逆映射单元1504被配置为执行星座解映射以便恢复原先发送的数据。

尽管在图15中示出了OFDM实施例，但是应当理解，可以根据所使用的特定调制方案在本发明的其他实施例中提供不同类型的解调器。

在图16中示出了在接收器处执行的方法。首先，在步骤S1601中，由单极性信号接收器1401接收单极性信号。然后，在步骤S1602中，由第一匹配滤波器1402a和第二匹配滤波器1402b对接收到的信号进行滤波，从而使得接收器能够从发送器的第一脉冲滤波器和第二脉冲滤波器分离出符号。然后，在步骤S1603中，符号检测器1403对第一滤波信号和第二滤波信号执行符号检测以获得多个符号。取决于所使用的特定发送方案，方法可以进一步包括将多个符号转换成数据位的解调和/或解映射步骤。

现在参考图17，示出了根据本发明实施例的用于经由单极性信号发送数据的装置。图18示出了用于接收发送的单极性信号的装置。图17的发送装置和图18的接收装置一起形成用于经由发送器中的LED 1705发出的单极性信号来发送数据和接收数据的系统。

在本实施例中，用于经由单极性信号发送数据的装置包括数据符号生成器1701、符号分配单元1702、脉冲成形滤波器组1703、DC偏移单元1704和单极性发送器1705。符号分配单元1702包括极性映射单元1702a和同相/正交符号分离器1702b。脉冲成形滤波器组1703包括第一脉冲成形滤波器1703a、第二脉冲成形滤波器1703b和第三脉冲成形滤波器1703c。同相/正交符号分离器1702b被配置为将正交符号的同相部分分配给第一脉冲成形滤波器1703a，并且被配置为将正交符号的正交分量分配给第二脉冲成形滤波器1703b。极性映射单元1702a被配置为向第三脉冲成形滤波器1703c发送极性信号S₃，以向接收器发信号通知接收到的符号的极性是否应当被反转。

接收装置包括单极性信号接收器1801、DC偏移去除单元1802、匹配滤波器组1803、符号检测器1804和解调器1805。匹配滤波器组1803包括第一匹配滤波器1803a、第二匹配滤波器1803b和第三匹配滤波器1803c，它们分别与发送器的第一脉冲成形滤波器1703a、第二脉冲成形滤波器1703b和第三脉冲成形滤波器1703c匹配。第一匹配滤波器1703a输出包含正交符号的同相分量的第一滤波信号，并且第二匹配滤波器1703b输出包含正交符号的正交分量的第二滤波信号。

符号检测器1804包括确定接收到的数据符号的同相分量和正交分量的相应振幅的振幅检测器1804a。可以将同相分量和正交分量进行组合以获得正交数据符号，该正交数据符号然后被传递到极性解映射单元1804b。极性解映射单元1804b根据第三匹配滤波器1803c的输出来确定是否反转正交数据符号的极性，第三匹配滤波器1803c的输出指示当前数据符号的极性信号的值。

在本实施例中，接收器和发送器被配置用于VLC系统，并且单极性信号接收器1801包括光电检测器。在其他实施例中，取决于使用的单极性信号的类型，可以提供不同类型的接收器。

数据符号生成器1701通过执行星座映射来生成数据符号。数据符号生成器1701将log₂M个数据位分配给二维(2D)信号空间

(例如，QAM星座)中的正交信号

极性映射单元1702a然后通过以首先根据以下规则将2D符号

转换为符号

来将2D符号

转换成3D符号S：：

并且同时地在

被反转的情况下生成极性脉冲S₃。极性脉冲S₃被发送到脉冲成形滤波器组1703中的第三脉冲成形滤波器1703c。第三脉冲成形滤波器1703c被配置为应用与由第一脉冲成形滤波器1703a和第二脉冲成形滤波器1703b应用的第一脉冲形状和第二脉冲形状正交的脉冲形状。可在接收器处使用对应的第三匹配滤波器1803c来分离极性脉冲信号并且确定原始符号是否被极性映射单元1702a反转。如果确定在发送器处符号的极性被反转，则在将符号传递到解调器1805之前，在接收器处的极性解映射单元1804b中将所接收到的符号的极性反转。

此后，将符号S分别分成同相部分和正交部分；S₁和S₂，以形成3D符号S＝{S₁,S₂,S₃}。3D符号因此包括三个分量S₁、S₂和S₃，这三个分量由正交脉冲成形滤波器1703a、1703b、1703c中的单独的脉冲成形滤波器滤波。这允许接收器通过应用相应的匹配滤波器1803a、1803b、1803c来恢复3D符号的单独的分量。

3D信号的三个分量S₁、S₂和S₃(其也可以被称为星座系数)然后使在发送器处应用的指定脉冲形状将

转化成连续时域信号(S(t))，其可被表示为：

其中P₁(t)、P₂(t)和P₃(t)是被分别用于发送S₁、S₂和S₃的三个正交脉冲形状。

在本实施例中，通过将发送器中的第一滤波信号、第二滤波信号和第三滤波信号相加而生成的时域信号S(t)是双极性信号。因此，发送器还包括DC偏移单元1704，该DC偏移单元1704应用DC偏置以将双极性时域信号S(t)转换为可用于对发送LED 1705进行调制的单极性信号。假定LED 1705的输出光功率与输入驱动电流之间具有线性关系，则发送的光信号S_o可以表示为：

S_o(t)＝S(t)+C

其中C是用于确保S(t)的单极性的最小所需DC偏移。尽管在图17和图18的实施例中仍然需要DC偏移，DC偏移低于传统的DC-OFCM发送系统所需的DC偏移。因此，图17和图18所示出的单极性信号发送系统可以实现比传统的DC-OFDM传输系统更高的能量效率。

现在参考图19，示出了对照根据本发明实施例的单极性无线通信系统和DC-OFDM发送系统性能的曲线图。图19绘制了根据本发明的实施例的具有不同星座阶数M的DC-OFDM发送系统的作为每位能量与噪声功率谱密度比(E_b/N_o)的函数的误码率(BER)以及相应单极性OFDM系统的模拟结果。如图19所示，对于每位能量与噪声功率谱密度之比的任何给定值，根据本发明的实施例的单极性OFDM系统提供比相应DC-OFDM系统更低的BER。

现在参考图20，示出了根据本发明实施例的可以由多达四个脉冲成形滤波器组应用的四个正交脉冲形状。在图20所示的实施例中，根据本发明的实施例，单极性MHP脉冲形状(n＝0)可以用作第一脉冲形状，一阶MHP脉冲形状(n＝1)可以用作第二脉冲形状，二阶MHP脉冲形状(n＝2)可以用作第三脉冲形状，并且四阶MHP脉冲形状(n＝4)可以用作第四脉冲形状。

取决于实施例，可以通过脉冲成形滤波器组来应用一些或所有正交脉冲形状。在一个实施例中，脉冲成形滤波器组可以包括三个脉冲成形滤波器，每个脉冲成形滤波器被配置为应用三个正交脉冲形状中与图20所示的脉冲形状不同的一个。例如，在三个脉冲成形滤波器组中，根据本发明的实施例，单极性MHP脉冲形状(n＝0)可以用作第一脉冲形状，一阶MHP脉冲形状(n＝1)可以用作第二脉冲形状，并且二阶MHP脉冲形状(n＝2)可以用作第三脉冲形状。

尽管在本文中参考附图描述了本发明的某些实施例，但是应当理解，在不脱离所附权利要求所限定的本发明的范围的情况下，可以进行许多变化和修改。

现在参考图19，示出了根据本发明实施例的用于经由单极性信号发送数据的装置。图20示出了用于接收所发送的单极性信号的装置。图19的发送装置和图20的接收装置一起形成用于通过由发送器中的LED1905发出的单极性信号来发送和接收数据的系统。

在本实施例中，用于经由单极性信号发送数据的装置包括数据符号生成器1901、符号分配单元1902、脉冲成形滤波器组1903、DC偏移单元1904和单极性发送器1905。符号分配单元1902包括同相/正交符号分离器1902a和极性映射单元1902b。脉冲成形滤波器组1903包括一个或多个第一脉冲成形滤波器1903a和一个或多个第二脉冲成形滤波器1903b。极性映射单元1902b被配置为将正交符号的正同相分量或反极性同相分量分配给一个或多个第一脉冲成形滤波器1903a中的选定滤波器，并且被配置为将正交符号的正交分量或反极性的正交分量分配给一个或多个第二脉冲成形滤波器1903b中的选定滤波器。

接收装置包括单极性信号接收器2001、DC偏移去除单元2002、匹配滤波器组2003、符号检测器2004和解调器2005。匹配滤波器组2003包括一个或多个第一匹配滤波器2003a和一个或多个第二匹配滤波器2003b，其分别与发送器的一个或多个第一脉冲成形滤波器1903a和一个或多个第二脉冲成形滤波器1903b匹配。一个或多个第一匹配滤波器2003a被配置为输出包含正交符号的同相分量的第一滤波信号，并且一个或多个第二匹配滤波器2003b被配置为输出包含正交符号的正交分量的第二滤波信号。

符号检测器2004包括同相和正交振幅检测器2004a，其确定接收到的数据符号的同相分量和正交分量的相应振幅并且输出第一检测到的信号和第二检测到的信号。然后，第一信号和第二信号被传递通过极性解映射单元2004b以确定同相分量和正交分量的极性，从而获得正交数据符号。

在本实施例中，接收器和发送器被配置用于VLC系统，并且单极性信号接收器2001包括光电检测器。在其他实施例中，取决于使用的单极性信号的类型，可以提供不同类型的接收器。

数据符号生成器1901通过执行星座映射来生成数据符号。数据符号生成器1901将log₂M个数据位分配给二维(2D)信号空间

(例如QAM星座)中的复点

同相和正交分量分离器2004a将同相分量和正交分量分离，并且极性映射单元2002a然后分别向一个或多个第一脉冲成形滤波器

1903a中的选定脉冲成形滤波器

和一个或多个第二脉冲成形滤波器

1903b中的选定脉冲成形滤波器

发送

和

在本实施例中，同相和正交分量分离器2004a使用查找表来通过根据以下规则将2D符号

转换为S₁(t)和S₂(t)的组合的信号而将2D符号

转换成(N₁,N₂)-D符号S(t)＝S₁(t)+S₂(t)：

因此，可通过下式将连续时间信号S(t)数学上表示为一个或多个第一脉冲成形滤波器1903a和一个或多个第二脉冲成形滤波器1903b的加权线性组合：

给定所采用的查询表，

是正脉冲形状或反极性脉冲形状

并且类似地，

是正脉冲形状或反极性脉冲形状

可以通过多种方式生成查找表：

准则1：通过仅选择两个脉冲形状，使得在DC偏移单元1904中发送星座

中的所有符号所需的DC偏移被最小化，即星座点的所有正交分量

和

都被映射到

和

的正脉冲形状和负脉冲形状。因此，基于此选择方法，一个或多个第一脉冲成形滤波器1903a和一个或多个第二脉冲成形滤波器1903b分别仅包括一个选定脉冲形状

和

准则2：第一多个脉冲形状和第二多个脉冲形状被选择为使得在DC偏移单元1904中发送星座

中的每个正交平面所需的DC偏移被最小化，即具有

和

的第一正交平面的正交分量被映射到使发送第一正交平面的所有正交分量所需的DC偏移最小化的脉冲形状

和

的组合，具有

和

的第二正交平面的正交分量被映射到使发送第二正交平面的所有正交分量所需的DC偏移被最小化的脉冲形状

和

的组合，具有

和

的第三正交平面的正交分量被映射到使发送第三正交平面的所有正交分量所需的DC偏移最小化的脉冲形状

和

的组合，并且具有

和

的第四正交平面的正交分量被映射到使发送第四正交平面的所有正交分量所需的DC偏移最小化的脉冲形状

和

的组合。

准则3：第一多个脉冲形状和第二多个脉冲形状被选择为使得在DC偏移单元1904中发送星座

中的每个符号所需的DC偏移被最小化。

一个或多个相应的第一匹配滤波器2003a和第二匹配滤波器2003b可以在接收器处用于分别分离所发送的信号

和

并且输出一个或多个第一匹配信号

和一个或多个第二匹配信号

然后，符号检测器单元2004使用同相/正交振幅检测器2004a和极性解映射单元2004b来确定正交分量的振幅并且确定极性映射单元1902b是否反转了原始同相分量和/或正交分量。在本实施例中，同相/正交振幅检测器2004a包括第一振幅检测器和第二振幅检测器，其分别检测在

和

的一个或多个第一匹配信号和一个或多个第二匹配信号中具有最大振幅值的信号，并且分别输出第一检测到的信号

和第二检测到的信号

然后，极性解映射单元2004b基于作为在发送器处使用的查找表的逆的逆查找表来解映射第一检测到的信号和第二检测到的信号。如果同相/正交振幅检测器2004a基于逆查找表确定在发送器处同相和/或正交分量的极性被反转，则在将符号传递到解调器2005之前，在接收器处的极性解映射单元2004b中所检测到的同相分量和正交分量的振幅中的每一个的极性反转。上面讨论的接收器是低计算复杂度的检测器，然而，计算复杂度的联合最大似然检测器可以用于通过将第一匹配滤波器2003a和第二匹配滤波器2003b分别与所有可能对应的发送的信号

和

相比较来检测所发送的符号。

现在参考图21，示出了对照根据本发明的实施例的单极性无线通信系统和DC-OFDM发送系统的性能的曲线图。图21绘制了根据本发明的实施例的具有不同星座阶数M的DC-OFDM传输系统的作为每位能量与噪声功率谱密度之比(E_b/N₀)的函数的误码率(BER)以及相应单极性OFDM系统的模拟结果。如图21所示，对于每位能量与噪声功率谱密度之比的任何给定值，根据本发明的实施例的单极性OFDM系统提供比相应DC-OFDM系统更低的BER。

现在参考图22，示出了根据本发明的实施例的可以由多达四个脉冲成形滤波器组应用的四个正交脉冲形状。在图22所示的实施例中，根据本发明的实施例，单极性MHP脉冲形状(n＝0)可以用作第一脉冲形状，一阶MHP脉冲形状(n＝1)可以用作第二脉冲形状，二阶MHP脉冲形状(n＝2)可以用作第三脉冲形状，并且四阶MHP脉冲形状(n＝4)可以用作第四脉冲形状。

取决于实施例，可以通过脉冲整形滤波器组来应用一些或所有正交脉冲形状。正交脉冲形状中的一些或全部都能由脉冲成形滤波器组应用。在一个实施例中，脉冲成形滤波器组可以包括三个脉冲成形滤波器，每个脉冲成形滤波器被配置为应用三个正交脉冲形状中与图22所示的脉冲形状不同的一个。例如，在三个脉冲成形滤波器组中，根据本发明的实施例，单极性MHP脉冲形状(n＝0)可以用作第一脉冲形状，一阶MHP脉冲形状(n＝1)可以用作第二脉冲形状，并且二阶MHP脉冲形状(n＝2)可以用作第三脉冲形状。

虽然在本文中参考附图描述了本发明的某些实施例，但是应当理解，在不脱离所附权利要求所限定的本发明的范围的情况下，可以进行许多变化和修改。

Claims (12)

1.一种用于经由单极性信号发送符号的装置，所述装置包括：

符号分配单元，其被配置为接收符号并且将所述符号分配给多个信号中的一个或多个信号；

滤波器组，包括多个正交脉冲成形滤波器，每个正交脉冲成形滤波器被配置为对所述多个信号中的相应一个信号应用脉冲成形并且输出滤波信号，其中，由所述多个正交 脉冲成形滤波器输出的所述滤波信号是正交信号；以及

发送器，其被配置为将所述滤波信号之和作为单极性信号发送，其中，所发送的信号是所述正交脉冲形状的加权和；

其中，所述多个正交脉冲成形滤波器包括第一脉冲成形滤波器和第二脉冲成形滤波器，所述第一脉冲成形滤波器被配置为应用单极性第一脉冲形状，所述第二脉冲成形滤波器被配置为应用双极性第二脉冲形状，所述第二脉冲形状与所述第一脉冲形状正交，并且

其中，所述第一脉冲形状和所述第二脉冲形状之和是单极性的。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述符号是正交符号，并且所述符号分配单元被配置为将所述正交符号的同相分量分配给所述多个信号中的第一信号，并且将所述正交符号的正交分量分配给所述多个信号中的第二信号。

3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述符号分配单元被配置为接收作为双极性信号的符号，并且所述多个信号包括第一信号和第二信号，其中，所述符号分配单元包括：

极性检测器，其被配置为通过以下方式将所述符号分配给所述第一信号或者分配给所述第一信号和所述第二信号两者：确定所述符号的极性，响应于确定所述符号具有第一极性而将所述符号仅分配给所述第一信号，并且响应于确定所述符号具有与所述第一极性相反的极性而将所述符号分配给所述第一信号和所述第二信号二者；以及

极性映射器，其被配置为在应用脉冲成形之前反转负符号的极性。

4.根据权利要求1、2或3所述的装置，其中，

所述第一脉冲形状是第一修正埃尔米特脉冲（MHP）形状；以及

所述第二脉冲形状是第二MHP脉冲形状，

其中，所述第一MHP脉冲形状和所述第二MHP脉冲形状之和是单极性的。

5.根据权利要求1、2或3所述的装置，其中，

所述第一脉冲形状是第一方形脉冲形状；以及

所述第二脉冲形状是第二方形脉冲形状，

其中，所述第一方形脉冲形状和所述第二方形脉冲形状之和是单极性的。

6.根据权利要求1、2或3所述的装置，其中，

所述第一脉冲形状是第一扁长椭球波函数（PSWF）脉冲形状；以及

所述第二脉冲形状是第二PSWF脉冲形状，

其中，所述第一PSWF脉冲形状和所述第二PSWF脉冲形状之和是单极性的。

7.根据权利要求1所述的装置，其中所述滤波信号之和包括双极性信号，并且所述装置还包括：

直流DC偏置单元，其被配置为在所述滤波信号由所述发送器发送之前，应用DC偏置以将所述双极性信号转换为单极性信号。

8.一种用于经由单极性信号接收符号的装置，所述装置包括：

接收器，其被配置为接收单极性信号；

匹配滤波器组，包括多个正交匹配滤波器，每个正交匹配滤波器被配置为对所接收到的单极性信号应用滤波并且输出滤波信号；以及

符号检测器，其被配置为对由所述匹配滤波器组输出的所述多个滤波信号执行符号检测以确定所接收到的符号；

其中，所述匹配滤波器组包括被配置为分别输出第一滤波信号和第二滤波信号的第一匹配滤波器和第二匹配滤波器，并且所述装置还包括：

极性检测器，其被配置为通过将所述第一滤波信号和所述第二滤波信号之间的振幅差与所述第二滤波信号的振幅进行比较并且根据所述比较的结果将极性分配给所接收到的符号，来确定所接收到的符号的极性；以及

极性解映射器，其被配置为响应于所述极性检测器将负极性分配给所述符号而反转所述符号的极性。

9.一种无线通信系统，所述无线通信系统包括：

单极性信号发送器，包括根据权利要求1所述的装置；以及

单极性信号接收器，包括根据权利要求8所述的装置。

10.一种经由单极性信号发送符号的方法，所述方法包括：

将符号分配给多个信号中的一个或多个信号；

对所述多个信号应用脉冲成形以获得多个滤波信号，其中，所述滤波信号是正交信号；以及

将所述滤波信号之和作为单极性信号发送，其中，所发送的信号是所述滤波信号的加权和；

其中，对所述多个信号应用脉冲成形包括应用单极性第一脉冲形状和双极性第二脉冲形状，所述第二脉冲形状与所述第一脉冲形状正交，并且

其中，所述第一脉冲形状和所述第二脉冲形状之和是单极性的。

11.一种经由单极性信号接收符号的方法，所述方法包括：

接收单极性信号；

对所接收到的单极性信号应用多个正交匹配滤波器以获得多个滤波信号；以及

对所述多个滤波信号执行符号检测以确定所接收到的符号；

其中，所述多个滤波信号包括第一滤波信号和第二滤波信号，并且所述方法还包括：

通过将所述第一滤波信号和所述第二滤波信号之间的振幅差与所述第二滤波信号的振幅进行比较并且根据所述比较的结果将极性分配给所接收到的符号，来确定所接收到的符号的极性；以及

响应于将负极性分配给所述符号而反转所述符号的极性。

12.一种非暂态计算机可读存储介质，其被布置为存储计算机程序指令，所述计算机程序指令在被执行时，执行根据权利要求10或11所述的方法。

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