CN1158825C - 一种在通信信道上发送数据的方法及相应的装置 - Google Patents

Abstract

本发明提出了在正交频分复用(OFDM)系统中进行数据传输的一种方法和系统。在发明中，具有符号周期T的一组数据符号C_k中的每一个被调制到一组子载波中的一个上，构成第一数据信号。之后，第一数据信号在周期T内与一个脉冲成形函数相乘(406)，以产生一个第二数据信号。然后，第二数据信号经过调制(412)，在系统载波上通过OFDM系统的通信信道(414)传输。

Description

一种在通信信道上发送数据的方法及相应的装置

发明背景

发明领域

本发明涉及一个电信系统，更具体地说，涉及在正交频分复用(OFDM)系统中进行数据传输的一种脉冲成形方法和系统。

现有技术回顾

在无线通信系统中，传输信息的一种常用技术是把信息分割成独立的单元，然后在各独立的RF子载波上传输每个单元。在接收机上，就能从每个子载波中接收这些独立单元并恢复原始信息。这种类型的传输技术被称作多载波调制(MCM)。

正交频分复用(OFDM)是MCM的一种特殊方法。一个OFDM信号包括在一起复用的多个子载波，每个子载波的频率不同，并由电平离散而不是连续变化的一个信号调制。

因为调制信号的电平离散变化，每个子载波的功率谱服从(sinx/x)²分布。对于一个OFDM系统，定义子载波频率f_k，k＝0，...，N-1，使得子载波正交，也就是说每个子载波的功率谱在其它每个子载波的频率处为零。

一个数据符号集C_k其中k＝0，...，N-1(即表示所传信息的复数)用来调制OFDM系统中的N个子载波，每个数据符号C_k调制指定频率f_k处的子载波。用复数表示信息的具体方法取决于调制方法。常用调制方法包括相移键控(PSK)、差分相移键控(DPSK)、四相相移键控(QPSK)和差分四相相移键控(DQPSK)。

OFDM系统中N个子载波的子载波频率f_k，k＝0，...，N-1由以下基函数集定义：

为使两个基函数正交，两个频率f_i和f_j之间的最小差值是1/T，所以子载波频率定义为：

$f_k=f_c+\frac{k}{T},$ 其中  k＝0，....，N-1

其中f_c是系统载频，T是符号时间(一个数据符号的持续时间)。子载波间隔就定义为f₀＝1/T。

所有N个信号之和被称作一个OFDM信号。在时间间隔[0，T]内的发送信号可以表示为：

$x\left(t\right)=\underset{k=0}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}{C}_k{\mathrm{\ψ}}_k\left(t\right)$

如果y(t)是在接收机中收到的信号，数据可以通过以下操作检测：

$C_k\mathrm{received}=\frac{1}{T}\underset{0}{\overset{T}{\∫}}y\left(t\right){{\mathrm{\ψ}}_k}^{*}\left(t\right)\mathrm{dt}$

其中Ψ^* _k是Ψ_k(t)的复数共轭。

以上描述只考虑了一个时间间隔，即[0，T]。对其它等长时间间隔执行类似的操作，通过把x(t)延时后的形式相加，可以构造整个发送信号和对它译码，只是对于不同的时间间隔m，数据符号集C_k ^(m)不同。

作为可以如何构造OFDM信号的一个实例，令N＝4并考虑在2个时间间隔m＝1和m＝2上传输8个数据符号。为便于说明，将只考虑数据符号的实部。本领域的技术人员懂得表示一个符号的数据包括实部和虚部。8个数据符号C_k ^(m)可以定义为：

         C₀ ⁽¹⁾＝1    C₁ ⁽¹⁾＝1    C₂ ⁽¹⁾＝-1    C₃ ⁽¹⁾＝-1

         C₀ ⁽²⁾＝1    C₁ ⁽²⁾＝-1   C₂ ⁽²⁾＝1     C₃ ⁽²⁾＝1

现在参考图1，图中说明了在两个时间间隔m＝1和m＝2上传输的8个数据符号的两个OFDM符号的实部和虚部。信号300是信号302、304、306和308之和。信号302、304、306和308代表在子载波频率f_k上的每个数据信号，其中k＝0，...，3，它们组成了复合信号300。举例来说，如果符号C₀ ⁽¹⁾＝C₀ ⁽²⁾＝1，m＝1和m＝2时，C₁ ^(m)、C₂ ^(m)和C₃ ^(m)等于零，发送信号将如图1信号308所示。

Ψ_k(t)的傅立叶变换是一个中心频率在f＝f_k处的sin(x)/x型函数。因此不同Ψ_k的频谱将会重叠。但它们仍然是正交的，具体地说，当每个谱取最大值时，其它谱为零。

现在参考图2，图中说明了Ψ_k(t)的频谱。图2中表示了k＝0，...，7也就是说N＝8时的谱。从图2中能够看出，通过在频率f_k上对发送信号x(t)抽样，可以在没有来自其它符号的干扰时恢复各个数据符号。

对OFDM的以上描述假定只有一个用户在所有N个子载波上发送信息。这是在诸如调制解调器等点对点系统或高清晰度电视(HDTV)等广播系统中的情况。不过，OFDM也可以用于多址联接通信系统。在一个使用OFDM的典型多址联接通信系统中，在同一频段上可能有许多用户共用频谱。蜂窝系统是这种类型系统的一个具体例子。在一个蜂窝系统的下行链路(基站到移动站)传输中，基站能够在不同的子载波上复用所有用户。在上行链路(移动站到基站)传输中，可以给每个移动站分配少于链路中特定基站使用的子载波总数的子载波集合，移动站能根据上述方法构造OFDM信号。

理想情况下，在一个加性白高斯噪声(AWGN)信道上，可以发送和接收不带有符号间干扰(ISI)的OFDM信号x(t)。但是，在一个典型的无线信道上，时间扩散和频率扩散(多普勒扩展)影响了接收信号的有效性。从图2来看，多普勒扩展显然破坏了子载波的正交性，因为各子载波频谱的过零点将会任意偏移。这导致在不同子载波上发送的数据符号之间产生ISI。另外，从图2可以看出OFDM系统可能会导致严重的带外干扰。举例来说，如果把f₇以上的频率分配给第二个系统，在这个频段内将会存在由图2的子载波f_k的频谱导致的严重干扰。频谱衰减越慢，干扰越大。

同样，图1表明发送信号的时间扩散作用会在相邻时间周期m＝1和m＝2的符号之间产生干扰。

对于单载波系统，通常处理ISI的方法是在接收机中使用一个均衡器。对于OFDM系统，处理ISI要简单许多，因为OFDM系统的符号时间T一般比单载波系统长得多。不同子载波频率所传数据符号之间的ISI可以通过正确选择符号时间T及相应的子载波间隔f₀来减小。时间间隔之间的ISI可以通过在传送数据符号的时间间隔之间引入保护时间来避免。保护时间的引入是通过在长为T+t的间隔内对所得发送信号x(t)进行循环延拓，其中t是保护间隔。引入保护时间之后，通过以下操作检测接收值：

$C_k\mathrm{received}=\underset{t}{\overset{t+T}{\∫}}y\left(t\right){{\mathrm{\ψ}}_k}^{*}\left(t\right)\mathrm{dt}$

其中y(t)是接收信号。在这种情况下，如果最大扩散时间小于保护间隔，对于k＝0，1，...，N-1，C_k＝C_kreceived(假定相位偏移可以通过例如一个导频信号纠正)。

通过使用上述保护间隔，避免了不同数据块之间的干扰。直到前一数据块的残余影响已从信道上消失，才对当前块进行检测。只要保护间隔大于信道上的最长扩散时间，保护间隔就能对付时延。但是，如果扩散时延更长，子载波的正交性就无法保持，导致性能恶化。另外，使用保护间隔不能减小多普勒扩展对接收信号带外干扰和/或频率同步错误的影响。

因此，一种能降低OFDM信号对时间扩散的敏感度并减小多普勒扩展对OFDM接收信号影响的方法和系统有利于在OFDM系统中使用。另外，如果这种方法和系统能起到减小带外干扰的作用将更具优势。

发明概述

本发明提供了一种在正交频分复用系统(OFDM)中进行数据传输的脉冲成形方法和系统，它减小了时间扩散和多普勒扩展符号间干扰(ISI)对接收OFDM信号的影响。本发明还降低了OFDM系统中的带外干扰。

降低ISI的传统方法涉及到在传送数据符号的间隔之间引入一个保护时间。保护时间的引入是通过把发送信号循环延拓特定时长。但是，使用保护时间不能减小由于多普勒扩展效应导致的OFDM子载波之间的干扰。本发明优于保护时间的好处在于能够同时减小时间扩散和多普勒扩展的影响。

在发明中，具有符号周期T的一组数据符号中的每一个被调制到一组子载波中的一个上，以产生一组构成OFDM数据信号的已调子载波。然后，在通过系统信道在系统载波上传输之前，复合OFDM数据信号与一个脉冲成形函数相乘。

在本发明的一个实施例中，脉冲成形函数可以是一个周期T上的升余弦脉冲。在这个实施例中，升余弦脉冲的滚降系数决定ISI的减少量。滚降系数越高，ISI减少得越多。所用子载波频率也由升余弦脉冲的滚降系数决定。滚降系数越高，可用子载波数减少得越多。系统可用频带一定时，根据采用的滚降系数可以在脉冲成形导致的可用子载波数减少与符号间干扰(ISI)的减少之间进行权衡。

附图简述

图1表示两个OFDM符号的实部和虚部；

图2表示OFDM信号的频谱；

图3A-3C分别表示两种脉冲成形函数下的时域脉冲波形、频率响应和刻度扩展后的频率响应；

图4A和4B分别表示根据本发明原理工作的一个OFDM系统发射机和接收机方框示意图；

图5表示根据本发明原理进行脉冲成形后得到的一个OFDM信号频谱；和

图6A和6B分别表示在本发明的一个实施例中，由循环延拓电路和组合器电路产生的数据信号。

发明的详细描述

本发明中用于数据传输的脉冲成形通过在OFDM信道上发送信号之前令OFDM信号与一个脉冲成形波形w(t)相乘来实现。在发明中，每个时间间隔发送的OFDM信号x(t)由下式给出：

$x\left(t\right)=w\left(t\right)\underset{k=0}{\overset{N^{\′}-1}{\mathrm{\Σ}}}{C}_k{\mathrm{\ψ}}_k\left(t\right)$

本发明中，f_k重新定义为：

$f_k=f_c+\frac{\∝k}{T},k=0,...,N^{\′}-1$

其中α是一个取决于所用脉冲成形函数w(t)的频率调整系数。如果y(t)是接收信号，接收机可以通过以下操作检测数据：

$C_k\mathrm{received}=\frac{1}{T}\underset{0}{\overset{T}{\∫}}y\left(t\right){{\mathrm{\ψ}}_k}^{*}\left(t\right)\mathrm{dt}$

现在参考图3A、3B和3C，图中分别表示了两种示例的脉冲成形函数w₁(t)和w₂(t)的时域脉冲波形、频率响应和刻度扩展后的频率响应。为便于比较，图3A、3B和3C中还表示了没有使用脉冲成形的信道响应。时间和频率刻度根据符号时间T和子载波频率f_c＝0进行了归一化。脉冲成形函数定义为滚降系数为B的升余弦脉冲，w₁(t)的滚降系数为1/2，W₂(t)的滚降系数为1。升余弦脉冲为：

$w\left(t\right)=\frac{1-\mathrm{COS}2\mathrm{\&pi;t}/\mathrm{TB}}{2},0\&le;t<\frac{T}{2}B$

和

$w\left(t\right)=1,\frac{\mathrm{TB}}{2}\&le;t<T-\frac{\mathrm{TB}}{2}$

$w\left(t\right)=\frac{1-\mathrm{COS}(2\mathrm{\&pi;}(T-t)/\mathrm{TB})}{2},T-\frac{\mathrm{TB}}{2}<t\&le;T,$ 对于0＜B≤1，

图3A中三种情况下的脉冲持续时间T相同。

图3A表明通过在间隔0≤t＜T内x(t)与脉冲成形函数w₁(t)或W₂(t)相乘所进行的脉冲成形将会衰减信号x(t)的开头部分和结尾部分，因为w₁(t)和W₂(t)的幅度在周期T开始时的上升和结束时的下降都比较缓慢。当由于时间扩散导致来自不同时间周期的OFDM符号部分重叠时，这将会降低敏感度。不使用脉冲成形的时候，信号x(t)在周期T内没有受到衰减。

在图3B和3C中，脉冲成形函数w₁(t)和W₂(t)的频率响应中频谱密度的衰减速率比没有使用脉冲成形的信道要快得多。衰减速率直接取决于滚降系数B。相乘之后，脉冲成形的频谱衰减越快，发送信号x(t)的每个子载波对多普勒扩展的敏感程度与没有使用脉冲成形的子载波相比就越低。频谱衰减速率越快还会使得整个系统基带具有较高的频谱衰减速率。这将减小带外干扰。

图3B和3C还说明与滚降系数B有关的脉冲成形函数频谱比没有使用脉冲成形函数时的信道频率响应频谱要宽。例如，B为1时的W₂(t)频谱宽度是没有使用脉冲成形时信道频率响应频谱宽度的两倍。置B为0等效于根本不使用脉冲成形，得到没有脉冲成形时所示的频谱。使用脉冲成形时的频谱变化改变了特定频带内子载波之间的正交关系。因此，使用一个特定的脉冲成形函数可能需要调整对子载波的选择，以保持数据传输期间的正交性。频率调整系数α用于这种调整。α定义为：

$\frac{2}{2-B}$

作为子载波频率调整的一个实例，如果使用包括Hanning函数的脉冲成形函数w₂(t)，脉冲成形函数可以定义为：

$w_2\left(t\right)=\frac{1-\mathrm{COS}(2\mathrm{\&pi;t}/T)}{2},0\&le;t\&le;T$

对于Hanning函数，B＝1，α＝2。在发明中，子载波频率定义为：

$f_k=f_c+\frac{2k}{T},k=0,...,\frac{N}{2}-1,$

因此，对于给定的带宽，与传统OFDM相比，使用每个第二子载波传输由C_k ^(m)定义的数据符号集。每个符号C_k在频率为f_k的子载波上传输，f_k的定义如上。发送信号x(t)就是：

$x\left(t\right)=w\left(t\right)\underset{k=0}{\overset{\frac{N}{2}-1}{\mathrm{\&Sigma;}}}{C}_k{\mathrm{\&psi;}}_k\left(t\right)\mathrm{dt}$

如果y(t)是接收信号，接收机可以通过以下操作恢复发送数据：

$C_k\mathrm{received}=\frac{1}{T}\underset{0}{\overset{T}{\&Integral;}}y\left(t\right){{\mathrm{\&psi;}}_k}^{*}\left(t\right)\mathrm{dt}$

现在参考图5，图中表示了w(t)Ψ_k(t)的频谱，其中k＝0，1，2，3。从图5可以看出通过在频率f_k处对发送信号x(t)抽样，可以恢复各数据符号，而没有来自其它信号的干扰。

图5所示的频谱说明脉冲成形导致子载波f₀、f₁、f₂和f₃的频谱衰减速率更快。与例如图2所示的传统OFDM相比时，显然子载波之间的多普勒扩展敏感度将会降低。由于频谱密度衰减更快，带外干扰显然也将减少。

对于固定的给定带宽，本发明的脉冲成形要求每单位时间内的数据符号少于使用每个可用正交子载波的传统OFDM。

现在描述本发明的一个实施例，它使用了由一个升余弦脉冲表示的脉冲成形函数。

现在参考图4A和4B，图中分别表示根据本发明原理工作的一个OFDM系统的发射机400和接收机430的方框示意图。发射机400和接收机430是实现本发明的许多种可能的硬件配置之一。在这个实施例中，与上述传统OFDM相比，OFDM符号周期T和每个周期T中发送的时间抽样数N固定不变。脉冲成形导致每个OFDM符号发送的数据符号C_k数N’减少。在本发明的实施例中，发送的数据符号C_k数N’等于所用子载波数N’，并定义为N’＝N/α。

发射机400包括一个串并变换器402、反向快速傅立叶变换(IFFT)电路404、循环延拓电路405、脉冲成形乘法器406、一个N到1复用器(Mux)408、一个数模变换器(DAC)410和一个调制器412。在发射机操作中，串并变换器402把一个包含N’个数据符号C_k，k＝0，...，N’-1的串行数字数据流416变换成一个OFDM块(OFDM符号)。然后，组成OFDM块的N’个数据符号C_k输入IFFT电路404。每个符号C_k输入到与频率为f_k的子载波对应的输入端。IFFT电路404在k＝0，...，N’-1时的输出就可以表示为：

$z_n=\underset{k=0}{\overset{N^{\&prime;}-1}{\mathrm{\&Sigma;}}}{C}_k{e}^{j2\mathrm{\&pi;kn}/N^{\&prime;}},n=\mathrm{0,1}...,N^{\&prime;}-1$

N’点IFFT的输出(信号z_n，其中n＝0，...，N’-1)代表携带有所要传送数据的时间序列信号。因为在本发明的这个实施例中，对于给定的频率带宽，OFDM符号时间(FFT帧)T和每个周期T中的时间抽样数N保持不变，在循环延拓电路405中对信号z_n进行循环延拓以产生一个在时间周期T上具有N个抽样的信号a_n。

在循环延拓电路405中，序列z_n最前面的若干个连续信号被放在时间离散序列a_n的尾部，序列z_n最后的若干个连续信号被放在时间离散序列a_n的开头。信号a_n定义为：

     a_n＝z_{(n-(N-N’)/2mod N’}，n＝0，1，  ....，N-1

现在参考图6A，图中说明了循环延拓电路405所完成的功能。图6A所示例子中，每个OFDM符号的抽样数N等于10，数据符号C_k数N’等于6。

为了在时域中进行脉冲成形，时间序列信号α_n在脉冲成形乘法器406中与适当常数w_n，n＝0，...，N-1相乘，该常数来自具有所选滚降系数B的时间离散脉冲成形函数，以产生值x_k，k＝0，...，N-1。时间离散脉冲成形函数定义为：

$w_n=\frac{1-\mathrm{COS}(2\mathrm{\&pi;n}/\mathrm{NB})}{2},0\&le;n<\frac{N}{2}B$

$w_n=1,\frac{\mathrm{NB}}{2}\&le;n<N-\frac{\mathrm{NB}}{2}$

$w_n=\frac{1-\mathrm{COS}(2\mathrm{\&pi;}(N-n)/\mathrm{NB})}{2},N-\frac{N}{2}B\&le;n<N,$

然后，离散输出x_n，...，x_N’-1通过复用器408进行时间复用，构成由下式表示的离散时间序列：

$x_n=w_n\underset{k=0}{\overset{N-1}{\mathrm{\&Sigma;}}}{C}_k{e}^{j2\mathrm{\&pi;kl}/N},n=0,...,N-1$

其中l＝(n-(N-N’)/2)mod N’。之后，离散时间序列x_n输入到DAC410，在此它被变换为一个模拟波形x(t)。接着，模拟波形x(t)输入调制器412，在此模拟波形418被调制到f_c处的系统RF载波上，并在系统的RF信道414上发送。

接收机430包括解调器432、模数变换器(ADC)434、串并变换器436、组合器电路438、快速傅立叶变换(FFT)电路440和并串变换器442。接收操作中，在系统的RF信道414上接收系统RF载波，并在解调器432中对系统RF载波进行解调，以获取接收模拟波形b(t)，即发送波形x(t)的接收形式。然后，模拟波形b(t)输入ADC 434，在此它被转换成一个离散时间序列信号b_n。接着，离散时间序列信号b_n输入串并变换器436，并被转换成一个并行数据信号。之后，并行数据信号输入组合器电路438。组合器电路438把b_n的N个抽样组合成N’个抽样，以构成一个离散时间序列信号y_n。在组合器电路438中对离散时间序列b_n进行处理，以产生离散时间序列y_n，n＝0，...，N’-1。信号y_n定义为：

          y_n＝b_n+(N-N’)/2+b_n+(N+N’)/2+b_n(N-3N’)/2

现在参考图6B，图中说明了组合器电路438所完成的功能。图6说明了对信号b_n进行组合的例子，其中N＝10，N’＝6。b_n是图6A所示例子中构成的发送信号a_n的接收形式。

然后，y_n输入FFT电路440。之后就对离散时间信号y_n的N’个抽样进行一次FFT，以恢复发送数据符号C_kreceived，其中：

$C_k\mathrm{received}=\frac{1}{N^{\&prime;}}\underset{n=0}{\overset{N^{\&prime;}-1}{\mathrm{\&Sigma;}}}{y}_n{e}^{-j2\mathrm{\&pi;kn}/N^{\&prime;}},k=0,...,N^{\&prime;}-1$

然后，OFDM块的数据符号C_kreceived输入并串变换器442，在此它们被转换为串行数据444。

对于每个将要发送的N’个数据符号的OFDM块(OFDM符号)，在发射机400和接收机430中重复相同的操作。

与具有相同频带、没有进行脉冲成形的一个OFDM系统相比，使用升余弦函数进行脉冲成形使可用频率数减少为原来的1/α，同时，本发明的方法和系统是灵活的，允许有采用不同脉冲成形函数的其它实施例。例如，在图4A和4B的发明实施例中，可以使用已知的升余弦函数或时间离散Hanning函数，其中B＝1，α＝2。时间离散Hanning函数定义为：

$w_n=\frac{1-\mathrm{COS}(2\mathrm{\&pi;n}/N)}{2}$

使用Hanning函数进行脉冲成形使可用子载波频率数减少为原来的1/2。当所选脉冲成形函数的滚降系数B从1向0移动时，可用频率数增加，而频谱衰减速率和抗ISI的能力则降低。

通过选择一个特定的脉冲成形函数，折衷选择频谱衰减速率能够增加可用频率数。所用特定脉冲成形函数可以根据实施本发明的特定系统要求进行选择。例如，图3B和3C说明对于由w₁(t)给定的脉冲成形函数，滚降系数B为1/2，可用频率数减少为原来的1/1.5，而当B等于1时，可用频率数减少为原来的1/2。不过，B越低，抗ISI的能力越弱。

尽管所述实施例使用升余弦函数作为脉冲成形函数，也可以使用其它类型的脉冲成形函数。关键在于脉冲成形函数有一个部分的幅度要小于它的最大幅度，以便通过脉冲成形对发送波形进行成形。

从以上描述可以看出，本发明提供了在一个OFDM系统中进行数据传输的一种脉冲成形方法和系统。本发明的使用将会提高采用它的OFDM系统的性能。性能的提高是通过降低由多普勒扩展导致的数据符号之间的符号间干扰(ISI)。性能的提高还通过降低由时间扩散效应导致的不同时间周期上OFDM符号之间的ISI来实现。使用本发明也减小了带外干扰。

可以确信，从前面的描述中将能清楚地了解本发明的操作和结构，不过，在此描述的本发明仅能作为一个特定的实施例，只要不脱离以下权利要求所定义的发明实质和范围，可以对其进行变换和改动。

Claims (27)

1.一种在一个通信系统的通信信道上发送数据的方法，在所述通信系统中发射机和接收机之间的通信通过一个载波频率为f_c的系统载波上的通信信道在一组子载波上进行，所述的方法包括步骤：

利用反傅立叶变换IFFT电路把一组数据符号中的每一个调制到一组子载波中的一个上，以产生一组已调子载波，所述数据符号包括每个具有符号周期T的多个符号C_k，k＝0，...，N’-1，所述已调子载波包括一个第一数据信号；

令所述第一数据信号与一个脉冲成形波形相乘，以产生一个第二数据信号，所述脉冲成形波形包括至少有一个第一和第二幅度的函数，其中所述第一幅度大于所述第二幅度；以及利用和所使用的特定脉冲成形函数相关的频率调整系数去调整所选择的子载波，以维持数据传输过程中的正交性；

在所述系统载波上发送所述第二数据信号。

2.权利要求1的方法，其特征在于，所述调制步骤包括：

把具有符号周期T的一组数据符号C_K中的每一个调制到具有频率f_k，k＝0，…，N′-1的一个子载波上，其中，f_k＝f_c+αk/T，α是包括一个大于1的常数的调整系数，所述已调子载波包括所述第一数据信号。

3.权利要求2的方法，其特征在于，还包括步骤：

在接收机中接收一个第三数据信号y(t)，所述第三数据信号包括在所述系统载波上传输之后的所述第二数据信号；以及

在所述接收机中检测所述数据符号集C_K，k＝0，...，N′-1。

4.权利要求2的方法，其特征在于，其中所述脉冲成形波形包括具有预定滚降系数的一个升余弦脉冲。

5.权利要求4的方法，其特征在于，其中所述脉冲成形波形包括一个Hanning函数。

6.权利要求1的方法，其特征在于，其中所述调制步骤包括：

对一组数据符号进行一次N′点反向快速傅立叶变换IFFT，以产生所述第一数据信号。

7.权利要求6的方法，其特征在于，其中所述相乘步骤包括：

对所述第一数据信号进行循环延拓，以产生延拓后的数据信号；以及

令所述延拓后的数据信号与一个时间离散脉冲成形函数相乘，以产生所述第二数据信号。

8.权利要求7的方法，其特征在于，还包括步骤：

在接收机中接收一个第三数据信号，所述第三数据信号包括在所述通信信道上传输之后的所述第二数据信号；

对所述第三数据信号进行组合，以产生第四数据信号；以及

对所述第四数据信号进行一次N′点快速傅立叶变换(FFT)，以产生所述数据符号集。

9.权利要求7的方法，其特征在于，其中所述脉冲成形函数包括具有预定滚降系数的一个时间离散升余弦函数。

10.权利要求9的方法，其特征在于，其中所述脉冲成形函数包括一个时间离散Hanning函数。

11.权利要求1的方法，其特征在于，所述系数载波频率为f_c，所述调制步骤包括：

对所述数据符号进行一次N′点反向快速傅立叶变换(IFFT)，以产生第一数据信号，所述第一数据信号包括一个信号z_n，它由N′个时间离散值组成，每个所述时间离散值在频域中对应一个频率f_k，k＝0，…，N′-1，其中，f_k＝f_c+αk/T，α是包括大于1的常数的调整系数。

12.权利要求11的方法，其特征在于，其中所述相乘步骤包括：

在所述符号周期T上对所述第一数据信号z_n进行循环延拓，以产生延拓后包括N个时间离散值的数据信号a_n；以及

在所述周期T上令所述延拓后的数据信号a_n与一个时间离散脉冲成形函数w_n＝w₀，w₁，...，w_N-1相乘，以产生所述第二数据信号x_n＝-w_na_n，n＝0，…N-1，所述脉冲成形函数具有一个第一幅度w_n1和一个第二幅度w_n2，其中所述第一幅度大于所述第二幅度。

13.权利要求12的方法，其特征在于，还包括步骤：

在接收机中接收一个第三数据信号b_n，所述第三数据信号包括在所述通信信道上传输之后的所述第二数据信号x_n；

在所述符号周期T上对所述第三数据信号b_n进行组合，以产生包括N′个时间离散值的第四数据信号y_n；以及

对所述第四数据信号y_n进行一次N′点快速傅立叶变换(FFT)，以产生所述数据符号集C_K，k＝0，…，N′-1.

14.权利要求12的方法，其特征在于，其中所述脉冲成形函数w_n包括具有预定滚降系数的一个时间离散升余弦函数。

15.权利要求14的方法，其特征在于，其中所述脉冲成形函数w_n包括一个时间离散Hanning函数。

16.在一个通信系统中用于发送数据的装置，其中发射机和接收机之间的通信通过一个载波频率位f_c的系统载波上的通信信道在一组子载波上进行，所述装置包括：

用于对一组每个具有符号周期T的数据符号C_K，k＝0，…，N′-1进行IFFT并产生一个第一数据信号的反向快速傅立叶变换IFFT电路；

一个乘法器，用于将所述第一数据信号与具有至少一个第一和第二幅度的时域内的一个脉冲成形函数相乘，其中所述第一幅度大于所述第二幅度，以产生一个第二数据信号；

一个与所用的特定成形函数相关的频率调整系数，被用于调整所选择的子载波，以便维持数据传输过程中的正交性；

在所述通信信道上发送所述第二数据信号的发射机。

17.权利要求16的装置，其特征在于，其中所述乘法器包括：

对所述第一数据信号进行循环延拓，以产生一个延拓信号的循环延拓电路；以及

令所述延拓信号与时域内的一个脉冲成形函数相乘，以产生所述第二数据信号的乘法器。

18.权利要求16的装置，其特征在于，其中所述这组数据符号包括第一组数据符号，所述装置还包括：

把一个串行数字数据流转换成所述第一数据符号的串并变换器。

19.权利要求16的装置，其特征在于，其中所述第一数据信号包括一个包括N′个时间离散值的信号z_n，每个所述时间离散值在频域中对应一个频率f_k，k＝0，…，N′-1，其中，f_k＝f_c+αk/T，α是包括大于1的常数的频率调整系数。

20.权利要求19的装置，其特征在于，其中所述乘法器包括：

对所述第一数据信号z_n进行循环延拓，以产生延拓后包括N个离散时间值的信号a_n的循环延拓电路；以及

在所述周期T上令所述延拓信号a_n与时域内的一个脉冲成形函数相乘，以产生所述第二数据信号的乘法器。

21.权利要求20的装置，其特征在于，其中所述乘法器包括一个在所述周期T上令所述延拓信号a_n与一个脉冲成形函数w_n＝w₀，w₁，…，w_N-1相乘，以产生所述第二数据信号的乘法器，所述第二数据信号包括一个信号x_n＝w_na_n，n＝0，…N-1，所述脉冲成形函数至少具有一个第一幅度w_n1和第二幅度w_n2，其中所述第一幅度大于所述第二幅度。

22.权利要求21的装置，其特征在于，其中所述乘法器包括一组乘法器，每个所述乘法器用于令所述延拓信号的一个值a_n与对应的时域值w_n相乘，以产生所述第二数据信号。

23.权利要求21的装置，其特征在于，其中所述脉冲成形函数包括一个时间离散升余弦脉冲。

24.权利要求23的装置，其特征在于，其中所述脉冲成形函数包括一个Hanning函数。

25.在一个通信系统中用于接收数据的装置，其中发射机和接收机之间的通信通过一个频率为f_c的系统载波上的通信信道在一组子载波上进行，所述装置包括：

用于接收在所述通信信道上传输的第一数据信号，并提供一个包括N个离散时间值的第二数据信号b_n的接收机；

对所述第二数据信号b_n进行组合、以产生一个包括N个离散时间值的组合信号y_n的组合器电路；以及

对所述组合信号y_n进行一次FFT、并产生一组数据符号C_k的快速傅立叶变换(FFT)电路，k＝0，……，N′-1，每一个y_n的时间离散值在所述的FFT中与一个频率f_k＝f_c+αk/T相关联，α是大于1的常数。

26.权利要求25的装置，其特征在于，其中所述接收机包括一个接收所述第一数据信号的接收机和把所述第一数据信号转换成所述第二数据信号的串并变换器。

27.权利要求25的装置，其特征在于，还包括一个把所述这组数据符号转换成串行数据的并串变换器。

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