CN1549472A - 一种正交频分复用系统调制及解调装置 - Google Patents
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Abstract
一种正交频分复用(OFDM)系统的信号调制装置，包括串转并模块101、逆快速傅立叶变换(IFFT)模块103、并转串模块104、加入保护时隙模块105，以及增加的N个扩频加扰模块102－1～102－N，N个扩频加扰模块102－1～102－N将从串转并模块101输出过来的N路数据流扩频加扰，然后输出给IFFT模块103继续处理；和相应的OFDM解调装置，包括去保护时隙模块110、串转并模块111、快速傅立叶变换(FFT)模块112、频域均衡模块113、并转串模块115，以及增加的N个解扩解扰模块114－1～114－N，N个解扩解扰模块114－1～114－N将从频域均衡113传来的N路数据流解扩解扰，然后输出给并转串模块115继续处理。应用本装置，可实现OFDM蜂窝组网系统的高频谱利用率。
Description
技术领域
本发明涉及无线数据传输技术领域，特别是指一种正交频分复系统的调制及解调装置。
背景技术
正交频分复用(OFDM，Orthogonal Frequency Division Multiplexing)技术越来越多地应用到宽带无线数据传输中。如数字音频广播(DAB)、数字视频广播(DVB)、无线局域网(WLAN)等。OFDM技术是一种多载波调制技术，它将数据调制在一组排列紧凑的子载波上进行发送，这些子载波之间保持正交性，使各子载波上的信号相互干扰最小。
通常无线蜂窝系统将覆盖区划分成许多小区，每个小区使用可用频率资源中的一部分。若两个小区之间的距离足够大，使得这两个小区内的信号相互干扰在许可的范围内，则这两个小区可使用相同的频谱，小于此距离范围内的所有小区必须使用不同的频谱，即对小区以频谱进行区分。把这些使用不同频谱的小区称为一个小区簇，假设小区簇中的小区个数为N，则可以定义1/N为频率复用因子。显然，在保证每个小区带宽的前题下，频率复用因子越高，整个系统所需的频率资源越少，频谱利用效率就越高。
目前，OFDM技术主要应用在宽带数据传输系统中。为了满足宽带传输的要求。系统中每个小区的频谱带宽分配比较大，以满足高数据传输率的要求。在系统可用频率资源有限的情况下，以频率对各小区之间进行区分，势必导致频谱资源的紧张。甚至很难获得足够的频谱来组建蜂窝网，因此宽带无线系统对于高频率复用因子有着尤为迫切的需求。这种情况在以异步方式工作的TDD系统中尤为突出。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种正交频分复用系统的调制及解调装置，用于OFDM系统的蜂窝系统的信号的发射和接收，实现OFDM技术的蜂窝网的高频谱利用率。
发明一种用于蜂窝组网的正交频分复用(OFDM)系统的信号调制装置，包括将一路输入转换为N路并行输出的串转并模块(101)、逆快速傅立叶变换(IFFT)模块(103)、并转串模块(104)、加入保护时隙模块(105)，还包括N个扩频加扰模块(102-1～102-N)，其中：每个扩频加扰模块(102-1～102-N)分别接收来自串转并模块(101)的一路数据流，将数据流进行扩频加扰后输出给IFFT模块(103)。
其中，该发明的扩频加扰模块(102-1～102-N)进一步包括：将一路输入转换为M路并行输出的串转并模块(201)、M路扩频模块(202-1～202-M)、合路模块(203)、加扰模块(204)，其中：
每个扩频加扰模块的串转并模块(201)分别接收串转并模块(101)输出的一路数据流，转换成M路并行数据流，分别输出给M个扩频模块(202-1～202-M)进行扩频，M个扩频模块(202-1～202-M)将扩频后的M路数据流输出给合路模块(203)，合路模块将此M路并行数据流转换成一路串行数据流，输出给加扰模块(204)进行加扰操作。
相应的，发明了一种用于蜂窝组网的OFDM解调装置，包括：去保护时隙模块(110)、串转并模块(111)、快速傅立叶变换(FFT)模块(112)、频域均衡模块(113)、并转串模块(115)，还包括了N个解扩解扰模块(114-1～114-N)，其中：每个解扩解扰模块(114-1～114-N)分别接收从频域均衡模块(113)传来的一路数据流，将数据流进行解扩解扰后输出给并转串模块(115)。
其中，该发明的解扩解扰模块进一步包括：解扰模块(301)、M路解扩模块(302-1～302-M)、并转串模块(303)，其中：
每个解扩解扰模块的解扰模块(301)分别接收频域均衡模块(113)输出的一路数据流进行解扰，解扰模块(301)将解扰后的数据流同时输出给M个解扩模块(302-1～302-M)进行解扩，M个解扩模块(302-1～302-M)将解扩后的M路数据流输出给并转串模块(303)，并转串模块(303)将此M路数据流转换成一路串行数据流。
由上述可以看出，本发明所述技术方案，使接收端在进行解扩解扰时只使用本小区的扰码进行解扰，其它小区用户信号会在解扩解扰时受到抑制，从而降低了相邻小区的干扰。因此，可以规划整个OFDM蜂窝网系统，使相邻小区不以频率进行区分，而采用不同的扰码进行小区的区分，提高了OFDM蜂窝网系统的频谱复用率。另一方面，OFDM系统采用的频域均衡技术具有实现简单、成本低廉的优点，省去了传统扩频系统中成本昂贵、高复杂度的RAKE接收机，保持了OFDM技术的低实现杂复度优势。另外，扩频在子载波上进行，子载波的带宽很小且互为正交，因此各码道上的数据互不干扰，系统的传输速率高。
附图说明
图1为本发明OFDM的调制及解调装置。
图2为扩频加扰模块功能框图。
图3为解扩解扰模块功能框图。
具体实施方式
以下通过具体实施例和参照附图，对本发明进一步详细说明。
图1是本发明提出的OFDM调制及解调装置。如图1，OFDM调制装置包括：将一路输入转换为N路并行输出的串转并模块101、N个扩频加扰模块102-1～102-N、逆快速傅立叶变换(IFFT)模块103、并转串模块104、加保护时隙模块105。
数据比特流分别经过编码调制模块完成星座图映射后，数据比特流经串转并模块101分成N路并行数据流，分别输出给N个扩频加扰模块102-1～102-N；N个扩频加扰模块102-1～102-N分别进行扩频加扰操作，而后将扩频加扰后的N路数据流分别输出给IFFT模块；IFFT模块103通过逆快速傅立叶变换的方法，进行多载波调制，然后输出给并转串模块104；并转串模块104将N路并行数据流还原成串行数据流，输出给加保护时隙105模块；在加保护时隙105模块中插入保护时隙，经过发射机转换成射频信号发射到无线信道中。
OFDM解调装置包括：去保护时隙模块110、串转并模块111、快速傅立叶变换(FFT)模块112、频域均衡113、解扩解扰模块114-1～114-N、并转串模块115。
接收机把接收到的无线信道中的数据转换成数字信号，经过去保护时隙模块110去除保护时隙还原数据流，输出给串转并模块111；串转并模块111将串行数据流转换成N路并行数据流，输出给各路快速傅立叶变换(FFT)模块112；FFT模块112通过快速傅立叶变换的方法，进行多载波解调，输出给频域均衡模块113；频域均衡模块113中补偿信道失真后，分别输出给N个解扩解扰模块；N个解扩解扰模块114-1～114-N分别进行解扩解扰操作，而后将N路解扩解扰后的数据流输出给并转串模块115；并转串模块115将N路并行数据流还原成串行数据流输出给解调解码器。在OFDM解调装置模块中还要进行解调所必须的同步、频偏纠正、信道估计等操作，这些与本发明的关系不大，因此未在图中标出，不再叙述。
图2为N路扩频加扰模块102-1～102-N中的一个扩频加扰模块的功能框图。如图2，包括将一路输入转换为M路并行输出的串转并模块201、扩频模块202-1～202-M，合路模块203、加扰模块204。
以从串转并模块101分出N路子数据流中的一路子数据流N为例进行说明，数据流N进入扩频加扰模块，首先被串转并模块201转换成M路子数据流，M路子数据流分别经过M个扩频模块202-1～202-M，完成扩频操作，在合路模块203中M个子数据流合成一路串行数据流，然后进入加扰模块204与M个长度的扰码序列按位相乘，进行加扰码操作，完成子数据流N的扩频加扰。
图3为N路解扩解扰模块114-1～114-N中的一个解扩解扰模块的功能框图，与扩频加扰模块102-1～102-N相对应，包括解扰模块301、解扩模块302-1～302-M、并转串模块303。
以频域均衡模块113输出N路子数据流中的一路子数据流N为例进行说明，数据流N进入解扩解扰模块，首先在解扰模块301完成解扰码操作，然后，数据流同时进入M个解扩模块302-1～302-M，各个解扩模块分离出属于自己的子数据流，进行解扩操作，此后M个子数据流在并转串模块303中合成一路串行数据流，恢复出原始发送的子数据流N信号，完成子数据流N的解扩解扰。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1、一种正交频分复用(OFDM)系统的信号调制装置，包括将一路输入转换为N路并行输出的串转并模块(101)、逆快速傅立叶变换(IFFT)模块(103)、并转串模块(104)、加入保护时隙模块(105)，其特征在于：该信号调制装置还包括N个扩频加扰模块(102-1～102-N)，其中：
每个扩频加扰模块(102-1～102-N)分别接收来自串转并模块(101)的一路数据流，将数据流进行扩频加扰后输出给IFFT模块(103)。
2、根据权利要求1所述的OFDM信号调制装置，其特征在于所述的每个扩频加扰模块(102-1～102-N)进一步包括：将一路输入转换为M路并行输出的串转并模块(201)、M路扩频模块(202-1～202-M)、合路模块(203)、加扰模块(204)，其中：
扩频加扰模块的串转并模块(201)接收串转并模块(101)输出的一路数据流，转换成M路并行数据流，分别输出给M个扩频模块(202-1～202-M)进行扩频，M个扩频模块(202-1～202-M)将扩频后的M路数据流输出给合路模块(203)，合路模块将此M路并行数据流转换成一路串行数据流输入给加扰模块(204)，加扰模块将加扰后的数据流输出给IFFT模块(103)。
3、一种OFDM的信号解调装置，包括：去保护时隙模块(110)、串转并模块(111)、快速傅立叶变换(FFT)模块(112)、频域均衡模块(113)、并转串模块(115)，其特征在于：该信号解调装置还包括了N个解扩解扰模块(114-1～114-N)，其中：
每个解扩解扰模块(114-1～114-N)分别接收从频域均衡模块(113)传来的一路数据流，将数据流进行解扩解扰后输出给并转串模块(115)。
4、根据权利要求4所述的OFDM解调装置，其特征在于所述的解扩解扰模块进一步包括：解扰模块(301)、M路解扩模块(302-1～302-M)、并转串模块(303)，其中：
解扩解扰模块的解扰模块(301)接收频域均衡模块(113)输出的一路数据流进行解扰，解扰模块(301)将解扰后的数据流同时输出给M个解扩模块(302-1～302-M)进行解扩，M个解扩模块(302-1～302-M)将解扩后的M路数据流输出给并转串模块(303)，并转串模块(303)将此M路数据流转换成一路串行数据流后输出给并转串模块(115)。
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