CN1913508A - 基于正交频分复用的信号调制方法及其调制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于正交频分复用的信号调制方法，包括根据基带码片速率确定基带频率范围；在所述基带频率范围内确定N个频率范围子集，所述N为自然数；在所述N个频率范围子集中选取n个频率范围子集，所述1≤n≤N，产生频率范围限定在n个频率范围子集中的基带信号；将产生的基带信号调制到载波上。相应的，本发明还提出了一种基于正交频分复用的信号调制装置。本发明可以使终端和基站在只支持一套参数的情况下，也能基于不同的传输带宽进行通信。

Description

基于正交频分复用的信号调制方法及其调制装置
技术领域
本发明涉及正交频分复用(OFDM，Orthogonal Frequency DivisionMultiplex)技术，尤其涉及到一种基于正交频分复用的信号调制方法及其调制装置。
背景技术
下一代移动通信技术需要支持话音，数据，音频，视频，图像等广泛的业务类型，为了支持多种类型的业务，要求下一代移动通信系统支持更高的数据传输速率，以及更高的频谱效率，并要求提供完善的QOS保障机制，以及更好的移动性支持和网络无缝覆盖，以实现为用户随时随地的提供通信服务的目标。第二代移动通信以TDMA(GSM)和窄带CDMA(IS-95)系统为主要接入技术，第三代移动通信以宽带CDMA(UMTS，WCDMA)为主要接入技术。在CDMA技术当中，一个用户数据符号将占用所有的载频宽度，不同的用户或者用户数据通过扩频码来进行区分。由于多径信道破坏了扩频码之间的正交性，使得CDMA技术成为一个自干扰的系统，因此CDMA系统容量和频谱效率根本无法满足宽带无线通信的要求。
20世纪90年代以来，多载波技术成为了宽带无线通信的热点技术，其基本思想是将一个宽带载波划分成多个子载波，并在划分出的多个子载波上同时传输数据。在多数的系统应用当中，子载波的宽度要小于信道的相干带宽，这样使得在频率选择性信道上，每个子载波上的衰落为平坦衰落，这样就减少了用户数据符号之间的串扰，并且不需要复杂的信道均衡，适合于高速率数据的传输。现有多载波技术有多种形式，如正交频分复用接入(OFDMA，OrthogonalFrequency Division Multiplex Access)和多载波CDMA(MC-CDMA，MultiplexCarrier CDMA)等。
其中，正交频分复用(OFDM，Orthogonal Frequency Division Multiplex)技术在20世纪60年代中期被首次提出，但在之后相当长的一段时间，OFDM技术一直没有形成较大规模的应用。当时OFDM技术的发展遇到了很多似乎难于解决的问题：
首先，OFDM技术要求各个子载波之间要相互正交，尽管理论上发现采用快速傅立叶变换(FFT，Fast Fourier Transformation)可以很好地实现这种相互正交的调制方式，但实际上，如此复杂的实施快速傅立叶变换在当时是根本无法完成的；
此外，发射机和接收机振荡器的稳定性以及射频功率放大器的线性要求等因素也都是OFDM技术实现的制约条件。
20世纪80年代以来，随着大规模集成电路技术的发展解决了FFT的实现问题，随着DSP芯片技术的发展，OFDM技术开始从理论向实际应用转化。OFDM技术凭借其固有的对时延扩展较强的抵抗力和较高的频谱效率两大优势迅速成为研究的焦点并被多个国际规范所采用，如欧洲数字音频广播(DAB，Digital Audio Broadcasting)标准、欧洲数字视频广播(DVB，Digital VideoBroadcasting)标准、HIPERLAN和IEEE802.11无线局域网标准以及IEEE 802.16无线城域网标准等。
在2004年11月举行的3GPP RAN 26会议上，由多家运营商和设备提供商共同发起设立了UMTS的长期演进(LTE)项目，多载波技术成为主要讨论的接入技术。在3GPP LTE项目当中，下行OFDMA，上行DFT-spread-OFDM、SC-FDMA以及IFDMA已经作为一种主流的多址解决方案参加了讨论。
其中，OFDMA技术是多载波技术当中比较有代表性的一种技术，如图1所示，在OFDM系统当中，用户数据首先经过信道编码和交织处理，并采用某种调制方式(如BPSK、QPSK，、QAM等调制方式)调制形成用户数据符号，再经过OFDM系统操作后调制到射频上去。在OFDM系统操作当中，首先要将用户数据符号进行串行/并行转换，形成多个低速的子数据流，每个子数据流占用一个子载波。子数据流到子载波的映射可以通过一个逆向离散傅立叶变换(IDFT，Inverse Discrete Fourier Transformation)或者逆向快速傅立叶变换(IFFT，Inverse Fast Fourier Transformation)处理来实现。同时它使用循环前缀(CP，Cyclic Prefix)作为各个子数据流之间的保护间隔，大大减少甚至消除了码间干扰现象，并且保证了各信道之间的正交性，从而大大减少了信道间干扰问题。
但是，OFDMA技术在实际应用当中的一个困难就是高的峰均比问题。高的峰均比将降低功率放大器的效率并降低网络覆盖范围，特别是对于上行应用而言，由于终端的发射功率比较小，高的峰均比问题将对通信系统非常不利。因此，在3GPP LTE项目当中又提出，上行采用DFT-S-OFDM技术作为多载波方案的一种候选技术，该技术具有比较低的峰均比。其中DFT-S-OFDM技术的工作原理框图如图2所示。
在3GPP LTE项目当中把支持可扩展带宽功能作为一项需求，要求通信系统需要支持1.25MHz，2.5MHz，5MHz，10MHz，15MHz，20MHz等不同带宽要求。为了支持可扩展带宽，目前在3GPP TR 25.814规范当中为每一种支持的带宽分别设计了一套参数集，参数集中包括采样速率和FFT点数，以来支持不同的传输带宽，对应每一传输带宽的参数集如下表1所示：
表1：
  传输带宽Transmission BW   1.25MHz   2.5MHz   5MHz   10MHz   15MHz   20MHz
  子帧持续时间Sub-frameduration   0.5ms
  子载波宽度Sub-carrierspacing   15kHz
  码片速率ChipRate/采样频率Sampling   1.92MHz(1/2×3.84MHz)   3.84MHz   7.68MHz(2×3.84   15.36MHz(4×3.84MHz)   23.04MHz(6×3.84MHz)   30.72MHz(8×3.84MHz)
  frequency   MHz)
  FFT点数FFT size   128   256   512   1024   1536   2048
  有效子载波数目Number ofeffectivesub-carriers   76   151   301   601   901   1201
由此可见，在该参数集表当中，考虑到OFDM系统对移动性的支持以及相干带宽的折中考虑，在不同的传输带宽下都采用15kHz作为子载波宽度。在各个不同的传输带宽系统当中，是通过改变对应的采样速率和FFT点数来维持相同的子载波宽度的。
但是，OFDM技术通过维护上述参数集的方式来实现支持不同的传输带宽，却存在如下缺陷：
1、理想状态，不同的传输带宽之间采用的FFT点数都能采取基2的FFT算法来实现，因为基2的FFT算法运算量较低，实现也相当方便。但是由上表可见，对于15MHz的传输带宽而言，由于该传输带宽与其他传输带宽之间不是2倍的关系，所以导致需要对15MHz的传输带宽实施非基2的FFT算法，使得运算复杂度增加。
2、如果终端和基站都分别只支持上表中的一种采样速率和FFT点数，那么终端和基站之间只有基于同一传输带宽才能实现通信。
3、目前，为了支持终端和基站之间能够基于不同的传输带宽进行通信，就需要终端和基站都分别能够支持上表中的六种采样速率和FFT点数，即需要终端和基站能够分别同时支持上表中的多套参数，这样势必会增加终端和基站的投入成本。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于提出一种基于正交频分复用的信号调制方法及其调制装置，以使终端和基站在只支持一套参数的情况下，也能基于不同的传输带宽进行通信。
为解决上述问题，本发明提出的技术方案如下：
一种基于正交频分复用的信号调制方法，包括步骤：
A.根据基带码片速率确定基带频率范围；
B.在所述基带频率范围内确定N个频率范围子集，所述N为自然数；
C.在所述N个频率范围子集中选取n个频率范围子集，所述1≤n≤N，产生频率范围限定在n个频率范围子集中的基带信号；
D.将产生的基带信号调制到载波上。
较佳地，所述步骤A中根据基带码片速率确定基带频率的最大范围。
较佳地，所述步骤B中还包括对确定的频率范围子集进行频率范围修改的步骤。
较佳地，所述步骤B中的各个频率范围子集之间互不重叠。
较佳地，所述步骤B中在确定各个频率范围子集过程中，保证每两个相邻的频率范围子集之间留有规定的频率范围间隔。
较佳地，若所述步骤B中N≥2时，还包括步骤：
B1.在确定的N个频率范围子集中选取m个频率范围子集；并
B2.将选取的m个频率范围子集合并成为一个频率范围子集。
较佳地，所述步骤B1中选取的m个频率范围子集是连续的。
较佳地，所述步骤B2中合并后的频率范围子集的频率范围包括：
选取的m个频率范围子集分别对应的频率范围；和
在m个连续的频率范围子集中，每两个频率范围子集之间的频率范围间隔。
较佳地，所述步骤C中通过将选取的n个频率范围子集之外的频率范围对应的子载波功率置零，实现产生频率范围限定在n个频率范围子集中的基带信号。
较佳地，所述步骤C中采用逆向快速傅立叶变换方式产生基带信号。
较佳地，所述步骤A中的基带码片速率为7.68HMz；所述步骤B中确定宽度分别为1.25MHz、2.5MHz、5MHz的三个频率范围子集。
较佳地，所述步骤A中的基带码片速率为30.72HMz；所述步骤B中确定宽度分别为10MHz、15MHz、20MHz的三个频率范围子集。
较佳地，所述方法应用在：
正交频分复用多址系统；或
离散傅立叶变换扩展正交频分复用多址系统；或
多载波码分复用多址系统。
相应的，本发明还提出了一种基于正交频分复用的信号调制装置，包括：
用于根据基带码片速率确定基带频率范围的基带频率范围确定单元；
用于在所述基带频率范围内确定N个频率范围子集的频率范围子集确定单元，所述N为自然数；
用于在所述N个频率范围子集中选取n个频率范围子集，并产生频率范围限定在n个频率范围子集中的基带信号的基带信号产生单元，所述1≤n≤N；
用于将产生的基带信号调制到载波上的调制单元。
较佳地，所述装置还包括：
用于在确定的N个频率范围子集中选取m个频率范围子集的选取单元；
用于将选取的m个频率范围子集合并成为一个频率范围子集的合并单元。
较佳地，所述基带信号产生单元具体包括：
用于在所述N个频率范围子集中选取n个频率范围子集的选取子单元；
用于将选取的n个频率范围子集之外的频率范围对应的子载波功率置零的置零子单元；和
用于产生频率范围限定在选取的n个频率范围子集中的基带信号的基带信号产生子单元。
较佳地，所述基带信号产生单元采用逆向快速傅立叶变换方式产生基带信号。
本发明通过在基带码片速率确定的基带频率范围内确定出N个频率范围子集，并通过在这N个频率范围子集中选取n个频率范围子集(1≤n≤N)，并产生频率范围限定在这n个频率范围子集中的基带信号；再将产生的基带信号调制到载波上，从而能够达到如下的有益效果：
1)一套发射参数可以支持多种传输带宽，降低了如基站和终端设备等的开发投入成本；
2)避免了现有不同传输带宽之间的非基2的FFT运算，降低了实现不同传输带宽的复杂度；
3)实现了基于不同传输带宽的发射机和接收机之间的物理层上的互联互通，并且进一步实现了在无线通信系统物理层的前向/后向兼容性，真正实现了无线通信系统的平滑无缝演进。
附图说明
图1为现有OFDM的工作原理框图；
图2为现有DFT-S-OFDM的工作原理框图；
图3为本发明基于OFDM的信号调制方法的主要实现原理流程图；
图4为基于本发明方法实现使用一套参数来支持两种传输带宽的实施例示意图；
图5为本发明基于OFDM的信号调制装置的主要组成结构示意图；
图6为本发明装置增加频率范围子集合并功能后的实施例组成结构示意图；
图7为本发明装置中基带信号产生单元的具体组成结构示意图。
具体实施方式
本发明针对现有OFDM技术中一套参数(包括一种采样速率和FFT点数)只能支持一个传输带宽的缺陷，提出在无线通信系统中实现可扩展带宽的技术方案，以实现终端和网络侧之间在分别只支持一套参数的情况下，也能够基于不同的传输带宽进行通信；同时实现无线通信系统在多址技术上的前向兼容性和后向兼容性。
下面将结合各个附图对本发明基于OFDM的信号调制方法及其调制装置的实现原理及其具体实现方式进行详细的阐述。
请参照图3，该图是本发明基于OFDM的信号调制方法的主要实现原理流程图，其主要实现过程如下：
步骤S10，首先选择一个基带信号的码片速率fchip，根据选择的基带码片速率fchip确定对应的基带频率范围；其中最优方式是根据选择的基带码片速率fchip确定对应的基带频率的最大范围[-fchip/2，fchip/2]；
步骤S20，在上述确定的基带频率范围内确定N个频率范围子集，其中N为自然数；其中确定的每个频率范围子集就相应对应一个等效载波频率和传输带宽，这里可以假设确定的每个频率范围子集的频率范围是[f-，f+]；
其中，根据具体需要，后续还可以对这里确定的每个频率范围子集的频率范围分别进行修改，即通过修改每个频率范围子集的频率范围[f-，f+]，来达到更改每个频率范围子集对应的传输带宽的目的。
较优地，在上述确定各个频率范围子集的过程中，要保证确定的各个频率范围子集的频率范围是互不重叠的，同时还要保证每两个相邻的频率范围子集之间留有规定的频率范围间隔，以作为每两个相邻的频率范围子集之间的保护带宽。
与此同时，这里还可以在确定的N个频率范围子集中(N＞1)，选取其中的m个频率范围子集(2≤m≤N)，并将选取的m个频率范围子集合并成为一个新的频率范围子集。其中较优地，选取的m个频率范围子集最好是连续的，这样合并后的新频率范围子集的频率范围就包括：选取的m个频率范围子集分别对应的频率范围和在这m个连续的频率范围子集中，每两个频率范围子集之间的频率范围间隔。
步骤S30，在上述确定的N个频率范围子集中选取n个频率范围子集，其中1≤n≤N，并产生频率范围限定在选取的n个频率范围子集中的基带信号；其中将产生的基带信号的频率范围限定在选取的n个频率范围子集中的处理方式可以如下：
利用OFDM/IFFT操作，将选取的n个频率范围子集之外的频率范围对应的OFDM子载波的发射功率置零，也就是将IFFT的输入序列当中，将选取的n个频率范围子集之外的频率范围对应的数值置零。
步骤S40，将上述产生的基带信号调制到载波上。其中若调制载波频率为fc，则被调制到载波上的每个频率范围子集对应的等效调制载波频率分别为：fc+(f++f-)/2，由此可见，通过改变基带信号的频率范围子集的中心位置，就可以改变等效调制载波频率。
其中上述步骤S10中可以选取7.68HMz的基带码片速率，步骤S20中可以在7.68HMz的基带码片速率确定的基带频率的最大范围中确定出宽度分别为1.25MHz、2.5MHz和5MHz的三个频率范围子集，从而相应就可以得到在基于一个码片速率为7.68HMz的情况下，就能够支持1.25MHz、2.5MHz和5MHz三个不同的传输带宽；还可以选取30.72HMz的基带码片速率，步骤S20中可以在7.68HMz的基带码片速率确定的基带频率的最大范围中确定出宽度分别为10MHz、15MHz和20MHz的三个频率范围子集，从而相应就可以得到在基于一个码片速率为30.72HMz的情况下，就能够支持10MHz、15MHz和20MHz三个不同的传输带宽。
其中在TDMA系统或者是CDMA系统中，基带信号的传输带宽是固定的，因为码片速率就确定了基带信号的传输带宽；然而在OFDM系统当中，在同样的码片速率/采样速率状态下，却可以通过使用子载波方式来控制实际的基带信号的传输带宽。
例如：对于一个码片速率为fchip的OFDM系统，其基带频率的最大范围是[-fchip/2，fchip/2]；
如果通过一个载波中心频率为fc的频率将基带频率的最大范围调制到射频上去，则对应的射频传输带宽为[fc-fchip/2，fc+fchip/2]；
由此，如果根据需要，通过将基带信号的某些子载波置零，将真正的基带信号频率范围限定在[f-，f+][-fchip/2，fchip/2]之内；
然后再将基带信号的频率范围[f-，f+]同样通过该载波中心频率fc调制到射频上去，则对应得到射频传输带宽为[fc+f-，fc+f+]＝[fc+(f++f-)/2-(f+-f-)/2，fc+(f++f-)/2+(f+-f-)/2]，即等效于基带信号的传输带宽为[-(f+-f-)/2，(f+-f-)/2]，而载波中心频率变为fc+(f++f-)/2，这样就实现了通过控制基带信号的频率范围来实现变换传输带宽和载波中心频率的目的。
如图4所示，该图为基于本发明方法实现使用一套参数来支持两种传输带宽的实施例示意图，图中解释了使用一套参数(在码片速率/采样速率同为7.68MHz的情况下)来支持两种不同的传输带宽的原理，当然推广一下，一套参数还可以支持3种及3种以上的不同传输带宽。图中所示，本发明这里定义了三种子载波：
1.虚子载波：指用于规定传输带宽之外的子载波，由于码片速率可能高于传输带宽，因此会有一部分子载波的频率处在传输带宽之外，可以通过将这些子载波的发射功率置零，使之成为这里定义的虚子载波。
2.保护子载波：指用于规定传输带宽之内的子载波，通过将这些子载波的发射功率置零，起到保护传输带宽的作用，以满足功率模板的要求。其中保护子载波可以根据滤波器的性能要求来灵活设定保护子载波的宽度，从而在满足功率模板的要求下能够最大限度的利用传输带宽。
3.有效子载波：指用于实际承载信令或者数据的子载波。
由此可见，采用7.68MHz的码片速率/采样速率，通过如图4所示的虚子载波和保护子载波的设置情况，可以用来支持一个5MHz的传输带宽，或支持2个2.5MHz的传输带宽。以此类推，还可以支持4个1.25MHz的传输带宽，或者支持3个1.6MHz的传输带宽。
根据上述原则，就可以将3GPP LTE系统中对应不同传输带宽的参数集修改为如下表2所示：
表2：
  传输带宽Transmission BW   1.25MHz   2.5MHz   5MHz   10MHz   15MHz   20MHz
  子帧持续时间Sub-frame duration   0.5ms
  子载波宽度Sub-carrier spacing   15kHz
  码片速率Chip Rate/采样频率Samplingfrequency   7.68MHz(2×3.84MHz)   30.72MHz(8×3.84MHz)
  FFT点数FFT size   512   2048
  同一带宽中子载波数目Number ofsub-carriers within BW   83   166   333   666   1000   1333
  保护子载波数目Number of Guardsub-carriers   7   15   32   65   99   132
  有效子载波数目Number of effectivesub-carriers   76   151   301   601   901   1201
由上表2可见，对于从1.25MHz到20MHz之间的6种传输带宽，可以使用最高的码片速率/采样速率和FFT点数来支持，这里考虑到器件发展的阶段性，可以但不限于选择采用2套参数集去对应不同的传输带宽：其中7.68MHz码片速率/512点FFT用来支持1.25MHz、2.5MHz和5MHz三种传输带宽，此外30.72MHz码片速率/2048点FFT用来支持10MHz、15MHz和20MHz三种传输带宽。
其中本发明方法可以但不限于应用在如下的无线通信系统中：
正交频分复用多址系统(OFDMA)；或离散傅立叶变换扩展正交频分复用多址系统(DFT-S-OFDMA0)；或多载波码分复用多址系统(MC-CDMA)。
由于一个无线通信系统的协议设计需求需要满足两个方面的设计约束：一是满足社会发展的需求；二是受到当时技术发展水平的制约。随着通信技术水平的发展，人们对通信系统的需求将向更高数据传输速率，更快的移动性，及更广的信号覆盖范围方向发展；另一方面，又会受到此时技术发展水平以及投资成本的限制，无线通信系统的各项技术指标不可能超出社会技术发展水平太多，只能根据当时可实现的技术指标来制定相应的通信协议。移动通信技术经历了第一代，第二代和第三代的发展，目前已经发展到一个非常高的水平，通信网络越来越庞大，运营商往往为一个通信网络投资达数百亿美元，而且往往同时拥有数量更加庞大的用户终端，当现有的无线网络升级到新的无线网络的时候，如果能够保持后向兼容性(即为新的网络系统能够支持原有的终端设备)，则能够保护运营商对现有无线网络系统的庞大投资；同时，如果能够实现前向兼容性(即为旧的网络系统能够支持新的终端设备)，则能够实现现有网络系统的平滑无缝升级，运营商可以不必建设完成一个全覆盖的庞大新网络系统就可以投入运营，有效地降低了运营商的投资风险。
本发明这里提供的技术方案就可以同时实现无线通信系统物理层的后向兼容性和前向兼容性，以下将说明本发明方案是如何实现双向兼容性的。
为了说明采用本发明方案后，能够实现无线通信系统物理层的双向兼容性问题，这里假设原有的无线通信系统的基本发射参数集如下表3所示：
表3：
  传输带宽Transmission BW   2.5MHz
  子帧持续时间Sub-frame duration   0.5ms
  子载波宽度Sub-carrier spacing   15kHz
  码片速率Chip Rate/采样频率Sampling frequency   7.68MHz(2×3.84MHz)
  FFT点数FFT size   512
  同一带宽中子载波数目Number of sub-carriers within BW   166
  保护子载波数目Number of Guard sub-carriers   15
  有效子载波数目Number of effective sub-carriers   151
基于上述表3，在下述场景一中：
新的无线通信系统升级到5MHz的传输带宽后，从而支持更高的峰值速率，则新的无线通信系统的发射参数集如下表4所示：
表4：
  传输带宽Transmission BW   2.5MHz   5MHz
  子帧持续时间Sub-frame duration   0.5ms
  子载波宽度Sub-carrier spacing   15kHz
  码片速率Chip Rate/采样频率Sampling frequency   7.68MHz(2×3.84MHz)
  FFT点数FFT size   512
  同一带宽中子载波数目Number of sub-carriers within BW   166   333
  保护子载波数目Number of Guard sub-carriers   15   32
  有效子载波数目Number of effective sub-carriers   151   301
在该场景一当中可见，如果利用本发明提出的技术方案，原有传输带宽为2.5MHz的无线通信网络和终端设备的基带信号，已经具备支持5MHz传输带宽的能力(因为其码片速率/采样速率为7.68MHz，FFT点数为512)，因此，在现有无线通信网络升级之后，原有的无线通信网络和终端设备从基带传输带宽到射频传输带宽不需要做任何的硬件改动和参数改动，甚至软件也不需要修改，只需要在网络侧的资源分配上作一定的参数修改，就可以实现前向兼容性和后向兼容性。
基于上述表3，在下述场景二中：
如果将现有传输带宽为5MHz的无线通信网络进一步升级到10MHz的传输带宽，利用本发明提出的技术方案后，由于原有的7.68MHz码片速率/采样速率及512点的FFT长度已经无法支持10MHz的传输带宽，需要将升级后的无线通信网络的发射参数修改为30.72MHz码片速率或采样速率/2048点FFT长度；修改后的发射参数集如下表5所示：
表5：
  传输带宽Transmission BW   5MHz   10MHz
  子帧持续时间Sub-frame duration   0.5ms
  子载波宽度Sub-carrier spacing   15kHz
  码片速率Chip Rate/采样频率Sampling frequency   7.68MHz(2×3.84MHz)   30.72MHz(8×3.84MHz)
  FFT点数FFT size   512   2048
  同一带宽中子载波数目Number of sub-carriers within BW   333   666
  保护子载波数目Number of Guard sub-carriers   32   65
  有效子载波数目Number of effective sub-carriers   301   601
基于上述，下面首先论述后向兼容性的支持原理(即新的网络系统支持旧的终端设备)：
A1、基站发射，终端接收：基站侧的带宽资源分配在原有网络系统的5MHz传输带宽之内，并采用新的码片速率和FFT点数，其基带信号在经过了D/A转换之后，和原有网络系统的模拟信号相比并没有什么不同，因此终端在不做任何改动的情况下可以正常接收。
A2、终端发射，基站接收：终端的基带发射参数采用7.68MHz码片速率/512点FFT长度，而基站接收采用基带发射参数为30.72MHz码片速率/2048点FFT长度，由于原有终端的发射信号是新的网络系统中的一个部分，因此基站能够正确的接收原有终端的发射信号。
再论述前向兼容性的支持原理(即旧的网络系统支持新的终端)：
B1、基站发射，终端接收：基站的基带发射参数采用7.68MHz码片速率/512点FFT长度，而终端接收采用基带发射参数30.72MHz码片速率/2048点FFT长度，由于原有基站的发射信号是新的终端能力的一个部分，因此终端能够正确接收到原有基站的发射信号。
B2、终端发射，基站接收：系统给终端分配的带宽资源局限在原有通信系统的5MHz之内，只利用了新的终端能力中的一个子集，即终端采用新的码片速率和FFT点数进行基带信号处理，基带信号在经过了D/A转换之后，和原有通信系统的模拟信号相比并没有什么不同，因此原有基站在不做任何改动的情况下可以正确接收。
相应的，本发明还提出了一种基于OFDM的信号调制装置，请参照图5，该图是本发明基于OFDM的信号调制装置的主要组成结构示意图，其主要包括基带信号范围确定单元10、频率范围子集确定单元20、基带信号产生单元30和调制单元40，各个组成部分的作用及其相互连接关系如下：
带频率范围确定单元10，用于根据基带码片速率确定基带频率范围；
频率范围子集确定单元20，与带频率范围确定单元10存在逻辑连接，用于在带频率范围确定单元10确定的基带频率范围内确定N个频率范围子集，其中N为自然数；
基带信号产生单元30，与频率范围子集确定单元20存在逻辑连接，用于在频率范围子集确定单元20确定的N个频率范围子集中选取n个频率范围子集，并产生频率范围限定在n个频率范围子集中的基带信号，其中1≤n≤N；
调制单元40，与基带信号产生单元30存在逻辑连接，用于将基带信号产生单元30产生的基带信号调制到载波上。
请参照图6，该图是本发明装置增加频率范围子集合并功能后的实施例组成结构示意图，其在图5组成结构的基础上，还包括选取单元50和合并单元60，这两个组成单元的具体功能如下：
选取单元50，与频率范围子集确定单元20存在逻辑连接，用于在频率范围子集确定单元20确定的N个频率范围子集中选取m个频率范围子集，其中2≤m≤N；
合并单元60，与选取单元50存在逻辑连接，用于将选取单元50选取的m个频率范围子集合并成为一个新的频率范围子集。
请参照图7，该图是本发明装置中基带信号产生单元的具体组成结构示意图，基带信号产生单元30主要包括选取子单元301、置零子单元302和基带信号产生子单元303，各个组成子单元的作用及其相互连接关系如下：
选取子单元301，与频率范围子集确定单元20存在逻辑连接，用于在频率范围子集确定单元20确定的N个频率范围子集中选取n个频率范围子集；
置零子单元302，与选取子单元301存在逻辑连接，用于将选取子单元301选取的n个频率范围子集之外的频率范围对应的子载波发射功率置零；
基带信号产生子单元303，与选取子单元301存在逻辑连接，用于产生频率范围限定在选取子单元301选取的n个频率范围子集中的基带信号。
其中基带信号产生单元30可以但不限于采用逆向快速傅立叶变换(IFFT)方式来产生基带信号。
其中本发明装置的各个组成部分的具体实现过程原理在上述方法原理的详细阐述过程中已经描述，这里不再过多赘述。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (17)

1、一种基于正交频分复用的信号调制方法，其特征在于，包括步骤：
A.根据基带码片速率确定基带频率范围；
B.在所述基带频率范围内确定N个频率范围子集，所述N为自然数；
C.在所述N个频率范围子集中选取n个频率范围子集，所述1≤n≤N，产生频率范围限定在n个频率范围子集中的基带信号；
D.将产生的基带信号调制到载波上。
2、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤A中根据基带码片速率确定基带频率的最大范围。
3、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤B中还包括对确定的频率范围子集进行频率范围修改的步骤。
4、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤B中的各个频率范围子集之间互不重叠。
5、如权利要求1或4所述的方法，其特征在于，所述步骤B中在确定各个频率范围子集过程中，保证每两个相邻的频率范围子集之间留有规定的频率范围间隔。
6、如权利要求1所述的方法，其特征在于，若所述步骤B中N≥2时，还包括步骤：
B1.在确定的N个频率范围子集中选取m个频率范围子集；并
B2.将选取的m个频率范围子集合并成为一个频率范围子集。
7、如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述步骤B1中选取的m个频率范围子集是连续的。
8、如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述步骤B2中合并后的频率范围子集的频率范围包括：
选取的m个频率范围子集分别对应的频率范围；和
在m个连续的频率范围子集中，每两个频率范围子集之间的频率范围间隔。
9、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤C中通过将选取的n个频率范围子集之外的频率范围对应的子载波功率置零，实现产生频率范围限定在n个频率范围子集中的基带信号。
10、如权利要求1或9所述的方法，其特征在于，所述步骤C中采用逆向快速傅立叶变换方式产生基带信号。
11、如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述步骤A中的基带码片速率为7.68HMz；所述步骤B中确定宽度分别为1.25MHz、2.5MHz、5MHz的三个频率范围子集。
12、如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述步骤A中的基带码片速率为30.72HMz；所述步骤B中确定宽度分别为10MHz、15MHz、20MHz的三个频率范围子集。
13、如权利要求1、2、3、4、6、7、8或9所述的方法，其特征在于，所述方法应用在：
正交频分复用多址系统；或
离散傅立叶变换扩展正交频分复用多址系统；或
多载波码分复用多址系统。
14、一种基于正交频分复用的信号调制装置，其特征在于，包括：
用于根据基带码片速率确定基带频率范围的基带频率范围确定单元；
用于在所述基带频率范围内确定N个频率范围子集的频率范围子集确定单元，所述N为自然数；
用于在所述N个频率范围子集中选取n个频率范围子集，并产生频率范围限定在n个频率范围子集中的基带信号的基带信号产生单元，所述1≤n≤N；
用于将产生的基带信号调制到载波上的调制单元。
15、如权利要求14所述的装置，其特征在于，还包括：
用于在确定的N个频率范围子集中选取m个频率范围子集的选取单元；
用于将选取的m个频率范围子集合并成为一个频率范围子集的合并单元。
16、如权利要求14所述的装置，其特征在于，所述基带信号产生单元具体包括：
用于在所述N个频率范围子集中选取n个频率范围子集的选取子单元；
用于将选取的n个频率范围子集之外的频率范围对应的子载波功率置零的置零子单元；和
用于产生频率范围限定在选取的n个频率范围子集中的基带信号的基带信号产生子单元。
17、如权利要求14或16所述的装置，其特征在于，所述基带信号产生单元采用逆向快速傅立叶变换方式产生基带信号。
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