本發(fā)明涉及無線通信技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種信號處理方法及設(shè)備。
背景技術(shù):
在第五代移動(dòng)通信技術(shù)(5g)豐富的業(yè)務(wù)場景中,每種業(yè)務(wù)場景對正交頻分復(fù)用(orthogonalfrequencydivisionmultiplexing,ofdm)波形參數(shù)的需求各不相同,能夠根據(jù)業(yè)務(wù)場景來動(dòng)態(tài)地選擇和配置ofdm波形參數(shù),同時(shí)又能兼顧傳統(tǒng)ofdm的優(yōu)點(diǎn),是對5g基礎(chǔ)波形的必然要求。
其中,基于ofdm子帶濾波的ofdm(filtered-ofdm,簡稱:f-ofdm)就是能夠滿足5g需求的波形技術(shù),在f-ofdm波形技術(shù)中,將系統(tǒng)帶寬劃分為若干ofdm子帶頻域信號,每個(gè)ofdm子帶具有傳統(tǒng)ofdm波形的特性,然后對每個(gè)ofdm子帶采用高階數(shù)字成型濾波器進(jìn)行ofdm子帶濾波,由于在時(shí)域上采用了高階數(shù)字成型濾波器進(jìn)行ofdm子帶濾波,所以在頻域上每個(gè)濾波后的ofdm子帶具有良好的帶外性能,實(shí)現(xiàn)了各ofdm子帶波形的解耦,進(jìn)而可以在兼容傳統(tǒng)ofdm波形的優(yōu)點(diǎn)的情況下,根據(jù)實(shí)際業(yè)務(wù)場景對每個(gè)ofdm子帶配置不同的波形參數(shù)。例如:圖1為現(xiàn)有對ofdm子帶頻域信號進(jìn)行處理的示意圖,ofdm子帶頻域信號的帶寬為20mhz,如圖1所示,將ofdm子帶頻域信號先進(jìn)行2048點(diǎn)的快速傅里葉逆變換(inversefastfouriertransform,ifft)變?yōu)闀r(shí)域信號,對每個(gè)時(shí)域信號加循環(huán)前綴,對每個(gè)加循環(huán)前綴的信號進(jìn)行高階數(shù)字成型濾波器濾波,將濾波后的信號合并在一起通過射頻(radiofrequency,rf)出去。
雖然f-ofdm波形技術(shù)使用了高階數(shù)字成型濾波器,使過濾后的信號具有良好的帶外性能(如:很窄的過渡帶),相鄰ofdm子帶之間需要的保護(hù)帶開銷可以非常低,甚至在大部分場景下,不需要保護(hù)帶,但是,由于f-ofdm中ofdm子帶信號均為寬帶信號(如:長期演進(jìn)(longtermevolution,lte)中規(guī)定ofdm信號的帶寬為20mhz),信號采樣率高,如果在較高的采樣率上進(jìn)行這種高階時(shí)域?yàn)V波,實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度會非常高,對 于整個(gè)系統(tǒng)而言,會帶來以下諸多問題:(1)對于終端而言,高復(fù)雜度的濾波不利于終端的節(jié)能,特別是對于系統(tǒng)中可能存在的眾多低成本終端而言,高階數(shù)字成型濾波器的實(shí)現(xiàn)將會是較大的瓶頸;(2)高階數(shù)字濾波器無論在發(fā)射機(jī)側(cè)還是接收機(jī)側(cè),都需要消耗較長的處理時(shí)間,這對于5g中典型的超低時(shí)延業(yè)務(wù)需求,尤為不利;所以,設(shè)計(jì)低復(fù)雜度的數(shù)字成型濾波方案,就成為f-ofdm技術(shù)的核心問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
為解決上述問題,本發(fā)明實(shí)施例提供一種信號處理方法及設(shè)備。實(shí)現(xiàn)低復(fù)雜度數(shù)字成型濾波的方案,能夠大大降低濾波操作的復(fù)雜度,使得f-ofdm具有更強(qiáng)的可實(shí)現(xiàn)性。
為達(dá)到上述目的,本發(fā)明的實(shí)施例采用如下技術(shù)方案:
第一方面,本發(fā)明實(shí)施例提供一種信號處理方法,用于傳輸正交頻分復(fù)用ofdm信號,所述方法可以包括:
根據(jù)預(yù)設(shè)的濾波策略對所述ofdm信號進(jìn)行處理,得到f-ofdm信號;將所述f-ofdm信號發(fā)射出去;
所述濾波策略為:
將待傳輸?shù)膐fdm信號分為:第一邊帶信號、第一信號以及第二邊帶信號;所述第一邊帶信號位于所述待傳輸?shù)膐fdm信號的左邊帶,所述第二邊帶信號位于所述待傳輸?shù)膐fdm信號的右邊帶,所述第一信號位于所述待傳輸?shù)膐fdm信號中除所述左邊帶和所述右邊帶之外的中間頻帶;所述第一邊帶信號的帶寬、所述第二邊帶信號的帶寬均小于所述第一信號的帶寬;
用第一采樣率對所述第一邊帶信號進(jìn)行采樣,將采樣后的信號經(jīng)第一頻譜模板的濾波處理、上采樣處理和數(shù)字變頻處理,生成第一f-ofdm信號;
用第二采樣率對所述第一信號進(jìn)行采樣,將采樣后的信號經(jīng)第二頻譜模板的濾波處理,生成第二f-ofdm信號;
用第三采樣率對所述第二邊帶信號進(jìn)行采樣,將采樣后的信號經(jīng)第三頻譜模板的濾波處理、上采樣處理和數(shù)字變頻處理,生成第三f-ofdm信號;
將所述第一f-ofdm信號、所述第二f-ofdm信號和所述第三f-ofdm信號疊加為所述f-ofdm信號;
所述第一采樣率、第三采樣率小于第二采樣率;所述第一頻譜模板、所述第三頻譜模板的過渡帶小于所述第二頻譜模板的過渡帶,所述第一頻譜模板的濾波處理、所述第二頻譜模板的濾波處理以及所述第三頻譜模板的濾波處理用于:保證過濾后的所述ofdm信號的帶外泄露滿足第一預(yù)設(shè)閾值。
其中,第一預(yù)設(shè)閾值可以根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)置,本發(fā)明實(shí)施例對比不進(jìn)行限定,當(dāng)信號的過渡帶的帶寬小于第一預(yù)設(shè)閾值時(shí),則表示得到該f-ofdm信號時(shí)采用的頻譜模板的過渡帶比較窄,當(dāng)信號的過渡帶的帶寬大于第一預(yù)設(shè)閾值時(shí),則表示得到該f-ofdm信號時(shí)采用的頻譜模板的過渡帶比較寬。
如此,與現(xiàn)有技術(shù)方案相比,本發(fā)明將ofdm寬帶信號劃分:兩個(gè)邊帶信號、一個(gè)中間信號,對兩個(gè)邊帶信號進(jìn)行過渡帶比較窄的頻譜模板的濾波處理,對中間信號進(jìn)行過渡帶比較寬的頻譜模板的濾波處理,由于邊帶信號處于邊緣位置,雖然必須使用過渡帶比較窄的頻譜模板進(jìn)行濾波,以達(dá)到很好的帶外性能,但由于邊帶的帶寬比較窄,采樣速率低,可以很好地降低數(shù)字成型濾波的工作采樣速率,濾波實(shí)現(xiàn)比較簡單;同時(shí),對于中間信號,雖其帶寬比較寬,采樣速率比較高,但由于其位于中間位置,對過渡帶性能沒有太大要求,可以非常寬(如可以將左右邊帶也視為過渡帶的一部分),所以,可以使用過渡帶比較寬的頻譜模板進(jìn)行濾波,在濾波實(shí)現(xiàn)上也很簡單,因此,從本發(fā)明提供的整個(gè)技術(shù)方案上來看,在信號傳輸?shù)倪^程中,本發(fā)明可以很好的降低濾波的復(fù)雜度。
進(jìn)一步,在第一方面的一種可實(shí)現(xiàn)方式中,所述方法還用于傳輸包含所述ofdm在內(nèi)的頻率連續(xù)的m個(gè)ofdm信號,所述m為大于等于2的整數(shù),若所述m個(gè)ofdm信號的參數(shù)各不相同,則所述方法還包括:
根據(jù)預(yù)設(shè)的濾波策略分別對所述m個(gè)ofdm信號進(jìn)行處理,得到m個(gè)f-ofdm信號;
將所述m個(gè)f-ofdm信號疊加后發(fā)射出去。
其中,需要說明的是,所述m個(gè)ofdm信號中各ofdm信號的帶寬 可以相同或不同。
但是,當(dāng)若干ofdm信號中除兩側(cè)邊帶信號以外的中間若干ofdm信號之間是同步的,且具有相同的ofdm參數(shù)時(shí),為了降低濾波的復(fù)雜度,這些子帶只需要采用過渡帶較寬的頻譜模板進(jìn)行濾波即可,其目的是為了抑制這些ofdm信號在系統(tǒng)帶寬以外產(chǎn)生的遠(yuǎn)端頻譜泄露,而非本ofdm信號以外的鄰帶頻譜泄露,因此,對于中間具有相同參數(shù)的若干ofdm信號,其濾波器的過渡帶指標(biāo)要求可以放松,而對位于系統(tǒng)帶寬兩邊的子帶、以及系統(tǒng)帶寬內(nèi)部使用不同ofdm參數(shù)的子帶,則需要采用過渡帶極窄的濾波器,抑制這些子帶以外的鄰帶頻譜泄露,這樣可以進(jìn)一步降低整個(gè)系統(tǒng)濾波操作的復(fù)雜度。具體的,若所述m個(gè)ofdm信號中存在第一組ofdm信號,所述第一組ofdm信號包含i個(gè)頻率連續(xù)的ofdm信號,所述i個(gè)ofdm信號的參數(shù)相同,所述m個(gè)ofdm信號中除所述i個(gè)信號之外的(m-i)個(gè)ofdm信號的參數(shù)各不相同,且所述(m-i)個(gè)ofdm信號中每個(gè)ofdm信號的參數(shù)與所述i個(gè)ofdm信號的參數(shù)不相同,所述2≤i≤m;則在第一方面的又一種可實(shí)現(xiàn)方式中,所述方法還包括:
根據(jù)所述濾波策略對所述i個(gè)ofdm信號中的第一ofdm信號進(jìn)行處理,得到與所述第一ofdm信號對應(yīng)的f-ofdm信號;所述第一ofdm信號位于所述i個(gè)頻率連續(xù)的ofdm信號的第一邊緣;
根據(jù)所述濾波策略對所述i個(gè)ofdm信號中的第二ofdm信號所述第二ofdm信號進(jìn)行處理,得到與所述第二ofdm信號對應(yīng)的f-ofdm信號;所述第一ofdm信號位于所述i個(gè)頻率連續(xù)的ofdm信號的第二邊緣;
分別對所述i個(gè)ofdm信號中除所述第一ofdm信號和所述第二ofdm信號之外的每個(gè)ofdm信號進(jìn)行第四頻譜模板的濾波處理,得到(i-2)個(gè)f-ofdm信號;所述第四頻譜模板的過渡帶的帶寬大于第二預(yù)設(shè)閾值;
根據(jù)所述濾波策略分別對所述(m-i)個(gè)ofdm信號進(jìn)行處理,得到(m-i)個(gè)f-ofdm信號;
將與所述第一ofdm信號對應(yīng)的f-ofdm信號、與所述第二ofdm 信號對應(yīng)的f-ofdm信號、所述(i-2)個(gè)f-ofdm信號以及所述(m-i)個(gè)f-ofdm信號進(jìn)行疊加,將疊加后的信號發(fā)射出去。
可以理解的是,上述過程主要針對下行鏈路信號的發(fā)射,在通信過程中,作為發(fā)送下行鏈路信號的逆過程,同一發(fā)射設(shè)備也可以作為接收設(shè)備,接收對端經(jīng)過上述處理發(fā)送的上行鏈路信號,當(dāng)接收到上行鏈路信號時(shí),其對上行鏈路信號的處理可以為對下行鏈路信號處理的逆過程,也可以有一定的不同。
因此,作為第一方面的逆過程,在第二方面中,本發(fā)明實(shí)施例又提供一種信號處理方法,用于對接收到的過濾后的正交頻分復(fù)用f-ofdm信號進(jìn)行處理,所述f-ofdm信號的過渡帶滿足第一預(yù)設(shè)閾值,所述方法還可以包括:
根據(jù)預(yù)設(shè)的信號處理策略對所述f-ofdm信號進(jìn)行處理,得到ofdm信號;
所述信號處理策略為:
將接收到的f-ofdm信號進(jìn)行數(shù)字變頻處理、下采樣處理、第一頻譜模板的濾波處理,過濾出第一邊帶信號;
將接收到的f-ofdm信號經(jīng)過第二頻譜模板的濾波處理,過濾出第一信號;
將接收到的f-ofdm信號經(jīng)過數(shù)字變頻處理、下采樣處理、第三頻譜模板的濾波處理,過濾出第二邊帶信號;
將所述第一邊帶信號、所述第一信號和所述第二邊帶信號疊加為與接收到的f-ofdm信號相對應(yīng)的ofdm信號;所述第一邊帶信號位于疊加后的ofdm信號的左邊帶,所述第二邊帶信號位于疊加后的ofdm信號的右邊帶,所述第一信號位于疊加后的ofdm信號中除所述左邊帶和所述右邊帶之外的中間頻帶;
所述第一頻譜模板、所述第三頻譜模板的帶寬小于所述所述第二頻譜模板的帶寬,所述第一頻譜模板、所述第三頻譜模板的過渡帶小于所述第二頻譜模板的過渡帶。
第三方面,本發(fā)明實(shí)施例還提供一種發(fā)送器,用于傳輸正交頻分復(fù)用ofdm信號,所述發(fā)送器可以包括:
第一過濾模塊,用于對所述ofdm信號進(jìn)行過濾處理,得到f-ofdm信號;
發(fā)送模塊,用于將所述第一過濾模塊得到的f-ofdm信號發(fā)射出去;
其中,所述第一過濾模塊具體可以包括:
信號劃分單元,用于將待傳輸?shù)膐fdm信號分為:第一邊帶信號、第一信號以及第二邊帶信號;所述第一邊帶信號位于所述待傳輸?shù)膐fdm信號的左邊帶,所述第二邊帶信號位于所述待傳輸?shù)膐fdm信號的右邊帶,所述第一信號位于所述待傳輸?shù)膐fdm信號中除所述左邊帶和所述右邊帶之外的中間頻帶;所述第一邊帶信號的帶寬、所述第二邊帶信號的帶寬均小于所述第一信號的帶寬。
所述左邊帶和所述右邊帶可以為一段ofdm頻譜的兩個(gè)邊緣頻帶,所述第一邊帶信號的帶寬、所述第二邊帶信號的帶寬均小于所述第一信號的帶寬,第一邊帶信號的帶寬和所述第二邊帶信號的帶寬可以相等;至于各信號帶寬劃分的具體數(shù)值可以是任意的,本發(fā)明實(shí)施例對此不進(jìn)行限定,具體的,可以根據(jù)硬件的處理能力進(jìn)行靈活劃分,但原則上需要滿足第一邊帶信號和第二邊帶信號的帶寬盡可能的小(即為窄帶信號),以保證邊帶信號的采樣速率比較低,至于第一信號,可以為中間部分的寬帶信號。
因通信協(xié)議規(guī)定一個(gè)ofdm信號可以包含至少一個(gè)子載波(如圖1所示),所以,在對信號劃分的過程中,可以遵循如下原則:將ofdm信號左邊的幾個(gè)子載波作為第一邊帶信號,將ofdm信號右邊的幾個(gè)子載波作為第二邊帶信號,剩余的子載波作為第一信號。
過濾單元,用于采用第一采樣率對所述信號劃分單元分出的第一邊帶信號進(jìn)行采樣,將采樣后的信號經(jīng)第一頻譜模板的濾波處理、上采樣處理和數(shù)字變頻處理,生成第一f-ofdm信號;
采用第二采樣率對所述信號劃分單元分出的第一信號進(jìn)行采樣,將采樣后的信號經(jīng)第二頻譜模板的濾波處理,生成第二f-ofdm信號;
采用第三采樣率對所述信號劃分單元分出的第二邊帶信號進(jìn)行采樣,將采樣后的信號經(jīng)第三頻譜模板的濾波處理、上采樣處理和數(shù)字變頻處理,生成第三f-ofdm信號。
合并單元,用于將所述過濾單元過濾出的第一f-ofdm信號、所述第二f-ofdm信號和所述第三f-ofdm信號疊加為所述f-ofdm信號。
需要說明的是,所述第一頻譜模板、所述第三頻譜模板的過渡帶小于所述第二頻譜模板的過渡帶,所述第一頻譜模板、所述第二頻譜模板以及所述第三頻譜模板用于:保證過濾后的所述ofdm信號的帶外泄露滿足第一預(yù)設(shè)閾值,其中,第一預(yù)設(shè)閾值可以根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)置,本發(fā)明實(shí)施例對比不進(jìn)行限定,當(dāng)信號的過渡帶的帶寬小于第一預(yù)設(shè)閾值時(shí),則表示得到該f-ofdm信號時(shí)采用的頻譜模板的過渡帶比較窄,當(dāng)信號的過渡帶的帶寬大于第一預(yù)設(shè)閾值時(shí),則表示得到該f-ofdm信號時(shí)采用的頻譜模板的過渡帶比較寬。
由于第一f-ofdm信號的頻譜已經(jīng)搬移到所述ofdm信號的頻譜中與所述第一邊帶信號對應(yīng)的頻譜位置上、所述第二f-ofdm信號的頻譜在所述ofdm信號的頻譜中與所述第一信號對應(yīng)的頻譜位置上,第三f-ofdm信號已經(jīng)搬移到所述ofdm信號的頻譜中與所述第二邊帶信號對應(yīng)的頻譜位置上,因此,從頻域上來看,將所述第一f-ofdm信號、所述第二f-ofdm信號和所述第三f-ofdm信號進(jìn)行疊加可以為:將所述第一f-ofdm信號的頻譜、所述第二f-ofdm信號的頻譜和所述第三f-ofdm信號的頻譜疊加在一起,作為一個(gè)完整的信號的頻譜;或者,從時(shí)域上來看,將所述第一f-ofdm信號、所述第二f-ofdm信號和所述第三f-ofdm信號進(jìn)行疊加可以為:將所述第一f-ofdm信號、所述第二f-ofdm信號和所述第三f-ofdm信號按照時(shí)間先后順序連在一起作為一個(gè)時(shí)間連續(xù)的信號。
其中,所述第一采樣率、第三采樣率小于第二采樣率;所述第一f-ofdm信號、所述第三f-ofdm信號的過渡帶的帶寬小于預(yù)設(shè)閾值;所述第二f-ofdm信號的過渡帶的帶寬大于預(yù)設(shè)閾值。
進(jìn)一步的,所述發(fā)送器還用于傳輸包含所述ofdm在內(nèi)的頻率連續(xù)的m個(gè)ofdm信號,所述m為大于等于2的整數(shù),若所述m個(gè)ofdm信號的參數(shù)各不相同,則在第二方面的一種可實(shí)現(xiàn)方式中,所述第一過濾模塊,還可以用于:
分別將所述m個(gè)ofdm信號通過所述第一過濾模塊,得到m個(gè) f-ofdm信號;
所述發(fā)送模塊,還用于將所述第一過濾模塊得到的m個(gè)f-ofdm信號疊加后發(fā)射出去。
其中,需要說明的是,所述m個(gè)ofdm信號中各ofdm信號的帶寬可以相同或不同。
但是,當(dāng)若干ofdm信號中除兩側(cè)邊帶信號以外的中間若干ofdm信號之間是同步的,且具有相同的ofdm參數(shù)時(shí),為了降低濾波的復(fù)雜度,這些子帶只需要采用過渡帶較寬的頻譜模板進(jìn)行濾波即可,其目的是為了抑制這些ofdm信號在系統(tǒng)帶寬以外產(chǎn)生的遠(yuǎn)端頻譜泄露,而非本ofdm信號以外的鄰帶頻譜泄露,因此,對于中間具有相同參數(shù)的若干ofdm信號,其濾波器的過渡帶指標(biāo)要求可以放松,而對位于系統(tǒng)帶寬兩邊的子帶、以及系統(tǒng)帶寬內(nèi)部使用不同ofdm參數(shù)的子帶,則需要采用過渡帶極窄的濾波器,抑制這些子帶以外的鄰帶頻譜泄露,這樣可以進(jìn)一步降低整個(gè)系統(tǒng)濾波操作的復(fù)雜度,具體的,若所述m個(gè)ofdm信號中存在第一組ofdm信號,所述第一組ofdm信號包含i個(gè)頻率連續(xù)的ofdm信號,所述i個(gè)ofdm信號的參數(shù)相同,所述m個(gè)ofdm信號中除所述i個(gè)信號之外的(m-i)個(gè)ofdm信號的參數(shù)各不相同,且所述(m-i)個(gè)ofdm信號中每個(gè)ofdm信號的參數(shù)與所述i個(gè)ofdm信號的參數(shù)不相同,所述2≤i≤m;則在第二方面的另一種實(shí)現(xiàn)方式中,所述第一過濾單元,還用于:
對所述i個(gè)ofdm信號中的第一ofdm信號進(jìn)行過濾處理,得到與所述第一ofdm信號對應(yīng)的f-ofdm信號;所述第一ofdm信號位于所述i個(gè)頻率連續(xù)的ofdm信號的第一邊緣;
對所述i個(gè)ofdm信號中的第二ofdm信號進(jìn)行過濾處理,得到與所述第二ofdm信號對應(yīng)的f-ofdm信號;所述第一ofdm信號位于所述i個(gè)頻率連續(xù)的ofdm信號的第二邊緣;
以及,分別對所述(m-i)個(gè)ofdm信號進(jìn)行過濾處理,得到(m-i)個(gè)f-ofdm信號;
所述發(fā)送器還包括:第二過濾模塊;
所述第二過濾模塊,用于分別對所述i個(gè)ofdm信號中除所述第一 ofdm信號和所述第二ofdm信號之外的每個(gè)ofdm信號進(jìn)行第四頻譜模板的濾波處理,得到(i-2)個(gè)f-ofdm信號;所述第四頻譜模板的過渡帶的帶寬大于第二預(yù)設(shè)閾值;
所述發(fā)送模塊,還用于將與所述第一ofdm信號對應(yīng)的f-ofdm信號、與所述第二ofdm信號對應(yīng)的f-ofdm信號、所述(i-2)個(gè)f-ofdm信號以及所述(m-i)個(gè)f-ofdm信號進(jìn)行疊加,將疊加后的信號發(fā)射出去。
可以理解的是,上述過程主要針對下行鏈路信號的發(fā)射,在通信過程中,作為發(fā)送下行鏈路信號的逆過程,同一發(fā)射設(shè)備也可以作為接收設(shè)備,接收對端經(jīng)過上述處理發(fā)送的上行鏈路信號,當(dāng)接收到上行鏈路信號時(shí),其對上行鏈路信號的處理可以為對下行鏈路信號處理的逆過程,也可以有一定的不同。
因此,作為與發(fā)送器相對的接收端,在第四方面中,本發(fā)明實(shí)施例還提供一種接收器,用于對接收到的過濾后的正交頻分復(fù)用f-ofdm信號進(jìn)行處理,所述f-ofdm信號的過渡帶滿足第一預(yù)設(shè)閾值,所述發(fā)送器還可以包括:
接收模塊,用于接收所述f-ofdm信號;
第一處理模塊,用于根據(jù)預(yù)設(shè)的信號處理策略對所述接收模塊接收到的f-ofdm信號進(jìn)行處理,得到ofdm信號;
所述信號處理策略為:
將接收到的f-ofdm信號進(jìn)行數(shù)字變頻處理、下采樣處理、第一頻譜模板的濾波處理,過濾出第一邊帶信號;
將接收到的f-ofdm信號經(jīng)過第二頻譜模板的濾波處理,過濾出第一信號;
將接收到的f-ofdm信號經(jīng)過數(shù)字變頻處理、下采樣處理、第三頻譜模板的濾波處理,過濾出第二邊帶信號;
將所述第一邊帶信號、所述第一信號和所述第二邊帶信號疊加為與接收到的f-ofdm信號相對應(yīng)的ofdm信號;所述第一邊帶信號位于疊加后的ofdm信號的左邊帶,所述第二邊帶信號位于疊加后的ofdm信號的右邊帶,所述第一信號位于疊加后的ofdm信號中除所述左邊帶和所 述右邊帶之外的中間頻帶;
所述第一頻譜模板、所述第三頻譜模板的帶寬小于所述所述第二頻譜模板的帶寬,所述第一頻譜模板、所述第三頻譜模板的過渡帶小于所述第二頻譜模板的過渡帶。
第五方面,本發(fā)明實(shí)施例還提供一種發(fā)送器,用于傳輸正交頻分復(fù)用ofdm信號,所述發(fā)送器可以包括:
處理器,用于根據(jù)預(yù)設(shè)的濾波策略對所述ofdm信號進(jìn)行處理,得到f-ofdm信號;
通信接口,用于將所述處理器得到的f-ofdm信號發(fā)射出去;
其中,所述濾波策略具體為:
將待傳輸?shù)膐fdm信號分為:第一邊帶信號、第一信號以及第二邊帶信號;所述第一邊帶信號位于所述待傳輸?shù)膐fdm信號的左邊帶,所述第二邊帶信號位于所述待傳輸?shù)膐fdm信號的右邊帶,所述第一信號位于所述待傳輸?shù)膐fdm信號中除所述左邊帶和所述右邊帶之外的中間頻帶;所述第一邊帶信號的帶寬、所述第二邊帶信號的帶寬均小于所述第一信號的帶寬;
采用第一采樣率對所述信號劃分單元分出的第一邊帶信號進(jìn)行采樣,將采樣后的信號經(jīng)第一頻譜模板的濾波處理、上采樣處理和數(shù)字變頻處理,生成第一f-ofdm信號;
采用第二采樣率對所述信號劃分單元分出的第一信號進(jìn)行采樣,將采樣后的信號經(jīng)第二頻譜模板的濾波處理,生成第二f-ofdm信號;
采用第三采樣率對所述信號劃分單元分出的第二邊帶信號進(jìn)行采樣,將采樣后的信號經(jīng)第三頻譜模板的濾波處理、上采樣處理和數(shù)字變頻處理,生成第三f-ofdm信號;
將第一f-ofdm信號、所述第二f-ofdm信號和所述第三f-ofdm信號疊加為所述f-ofdm信號。
所述左邊帶和所述右邊帶可以為一段ofdm頻譜的兩個(gè)邊緣頻帶,所述第一邊帶信號的帶寬、所述第二邊帶信號的帶寬均小于所述第一信號的帶寬,第一邊帶信號的帶寬和所述第二邊帶信號的帶寬可以相等;至于各信號帶寬劃分的具體數(shù)值可以是任意的,本發(fā)明實(shí)施例對此不進(jìn)行限 定,具體的,可以根據(jù)硬件的處理能力進(jìn)行靈活劃分,但原則上需要滿足第一邊帶信號和第二邊帶信號的帶寬盡可能的小(即為窄帶信號),以保證邊帶信號的采樣速率比較低,至于第一信號,可以為中間部分的寬帶信號。
因通信協(xié)議規(guī)定一個(gè)ofdm信號可以包含至少一個(gè)子載波(如圖1所示),所以,在對信號劃分的過程中,可以遵循如下原則:將ofdm信號左邊的幾個(gè)子載波作為第一邊帶信號,將ofdm信號右邊的幾個(gè)子載波作為第二邊帶信號,剩余的子載波作為第一信號。
由于第一f-ofdm信號的頻譜已經(jīng)搬移到所述ofdm信號的頻譜中與所述第一邊帶信號對應(yīng)的頻譜位置上、所述第二f-ofdm信號的頻譜在所述ofdm信號的頻譜中與所述第一信號對應(yīng)的頻譜位置上,第三f-ofdm信號已經(jīng)搬移到所述ofdm信號的頻譜中與所述第二邊帶信號對應(yīng)的頻譜位置上,因此,從頻域上來看,將所述第一f-ofdm信號、所述第二f-ofdm信號和所述第三f-ofdm信號進(jìn)行疊加可以為:將所述第一f-ofdm信號的頻譜、所述第二f-ofdm信號的頻譜和所述第三f-ofdm信號的頻譜疊加在一起,作為一個(gè)完整的信號的頻譜;或者,從時(shí)域上來看,將所述第一f-ofdm信號、所述第二f-ofdm信號和所述第三f-ofdm信號進(jìn)行疊加可以為:將所述第一f-ofdm信號、所述第二f-ofdm信號和所述第三f-ofdm信號按照時(shí)間先后順序連在一起作為一個(gè)時(shí)間連續(xù)的信號。
其中,所述第一采樣率、第三采樣率小于第二采樣率;所述第一頻譜模板、所述第三頻譜模板的過渡帶小于所述第二頻譜模板的過渡帶,所述第一頻譜模板、所述第二頻譜模板以及所述第三頻譜模板用于:保證過濾后的所述ofdm信號的帶外泄露滿足第一預(yù)設(shè)閾值;第一預(yù)設(shè)閾值可以根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)置,本發(fā)明實(shí)施例對比不進(jìn)行限定,當(dāng)信號的過渡帶的帶寬小于第一預(yù)設(shè)閾值時(shí),則表示得到該f-ofdm信號時(shí)采用的頻譜模板的過渡帶比較窄,當(dāng)信號的過渡帶的帶寬大于第一預(yù)設(shè)閾值時(shí),則表示得到該f-ofdm信號時(shí)采用的頻譜模板的過渡帶比較寬。
進(jìn)一步的,所述發(fā)送器還用于傳輸包含所述ofdm在內(nèi)的頻率連續(xù)的m個(gè)ofdm信號,所述m為大于等于2的整數(shù),若所述m個(gè)ofdm 信號的參數(shù)各不相同,則在第三方面的一種可實(shí)現(xiàn)方式中,所述處理器,還可以用于:
根據(jù)所述濾波策略分別對所述m個(gè)ofdm信號進(jìn)行處理,得到m個(gè)f-ofdm信號;
所述發(fā)送器,還用于將所述處理器得到的m個(gè)f-ofdm信號疊加后發(fā)射出去。
其中,需要說明的是,所述m個(gè)ofdm信號中各ofdm信號的帶寬可以相同或不同。
但是,當(dāng)若干ofdm信號中除兩側(cè)邊帶信號以外的中間若干ofdm信號之間是同步的,且具有相同的ofdm參數(shù)時(shí),為了降低濾波的復(fù)雜度,這些子帶只需要采用過渡帶較寬的頻譜模板進(jìn)行濾波即可,其目的是為了抑制這些ofdm信號在系統(tǒng)帶寬以外產(chǎn)生的遠(yuǎn)端頻譜泄露,而非本ofdm信號以外的鄰帶頻譜泄露,因此,對于中間具有相同參數(shù)的若干ofdm信號,其濾波器的過渡帶指標(biāo)要求可以放松,而對位于系統(tǒng)帶寬兩邊的子帶、以及系統(tǒng)帶寬內(nèi)部使用不同ofdm參數(shù)的子帶,則需要采用過渡帶極窄的濾波器,抑制這些子帶以外的鄰帶頻譜泄露,這樣可以進(jìn)一步降低整個(gè)系統(tǒng)濾波操作的復(fù)雜度,具體的,若所述m個(gè)ofdm信號中存在第一組ofdm信號,所述第一組ofdm信號包含i個(gè)頻率連續(xù)的ofdm信號,所述i個(gè)ofdm信號的參數(shù)相同,所述m個(gè)ofdm信號中除所述i個(gè)信號之外的(m-i)個(gè)ofdm信號的參數(shù)各不相同,且所述(m-i)個(gè)ofdm信號中每個(gè)ofdm信號的參數(shù)與所述i個(gè)ofdm信號的參數(shù)不相同,所述2≤i≤m;則在第三方面的另一種實(shí)現(xiàn)方式中,所述處理器,還用于:
根據(jù)所述濾波策略對所述i個(gè)ofdm信號中的第一ofdm信號進(jìn)行處理,得到與所述第一ofdm信號對應(yīng)的f-ofdm信號;所述第一ofdm信號位于所述i個(gè)頻率連續(xù)的ofdm信號的第一邊緣;
根據(jù)所述濾波策略對所述i個(gè)ofdm信號中的第二ofdm信號所述第二ofdm信號進(jìn)行處理,得到與所述第二ofdm信號對應(yīng)的f-ofdm信號;所述第一ofdm信號位于所述i個(gè)頻率連續(xù)的ofdm信號的第二邊緣;
分別對所述i個(gè)ofdm信號中除所述第一ofdm信號和所述第二ofdm信號之外的每個(gè)ofdm信號進(jìn)行第四頻譜模板的濾波處理,得到(i-2)個(gè)f-ofdm信號;所述第四頻譜模板的過渡帶的帶寬大于第二預(yù)設(shè)閾值;
根據(jù)所述濾波策略分別對所述(m-i)個(gè)ofdm信號進(jìn)行處理,得到(m-i)個(gè)f-ofdm信號。
所述發(fā)送器,還用于將與所述第一ofdm信號對應(yīng)的f-ofdm信號、與所述第二ofdm信號對應(yīng)的f-ofdm信號、所述(i-2)個(gè)f-ofdm信號以及所述(m-i)個(gè)f-ofdm信號進(jìn)行疊加,將疊加后的信號發(fā)射出去。
可以理解的是,上述過程主要針對下行鏈路信號的發(fā)射,在通信過程中,作為發(fā)送下行鏈路信號的逆過程,同一發(fā)射設(shè)備也可以作為接收設(shè)備,接收對端經(jīng)過上述處理發(fā)送的上行鏈路信號,當(dāng)接收到上行鏈路信號時(shí),其對上行鏈路信號的處理可以為對下行鏈路信號處理的逆過程,也可以有一定的不同。
因此,作為與發(fā)送器相對的接收端,在第六方面中,本發(fā)明實(shí)施例還提供一種接收器,用于對接收到的過濾后的正交頻分復(fù)用f-ofdm信號進(jìn)行處理,所述f-ofdm信號的過渡帶滿足第一預(yù)設(shè)閾值,所述發(fā)送器還可以包括:
通信接口,用于接收所述f-ofdm信號;
處理器,用于根據(jù)預(yù)設(shè)的信號處理策略對所述接收模塊接收到的f-ofdm信號進(jìn)行處理,得到ofdm信號;
所述信號處理策略為:
將接收到的f-ofdm信號進(jìn)行數(shù)字變頻處理、下采樣處理、第一頻譜模板的濾波處理,過濾出第一邊帶信號;
將接收到的f-ofdm信號經(jīng)過第二頻譜模板的濾波處理,過濾出第一信號;
將接收到的f-ofdm信號經(jīng)過數(shù)字變頻處理、下采樣處理、第三頻譜模板的濾波處理,過濾出第二邊帶信號;
將所述第一邊帶信號、所述第一信號和所述第二邊帶信號疊加為與接收到的f-ofdm信號相對應(yīng)的ofdm信號;所述第一邊帶信號位于疊加 后的ofdm信號的左邊帶,所述第二邊帶信號位于疊加后的ofdm信號的右邊帶,所述第一信號位于疊加后的ofdm信號中除所述左邊帶和所述右邊帶之外的中間頻帶;
所述第一頻譜模板、所述第三頻譜模板的帶寬小于所述所述第二頻譜模板的帶寬,所述第一頻譜模板、所述第三頻譜模板的過渡帶小于所述第二頻譜模板的過渡帶。
由上可知,本發(fā)明實(shí)施例提供一種信號處理方法及設(shè)備,將待傳輸?shù)膐fdm信號分為:第一邊帶信號、第一信號以及第二邊帶信號;所述第一邊帶信號位于所述待傳輸?shù)膐fdm信號的左邊帶,所述第二邊帶信號位于所述待傳輸?shù)膐fdm信號的右邊帶,所述第一信號位于所述待傳輸?shù)膐fdm信號中除所述左邊帶和所述右邊帶之外的中間頻帶;所述第一邊帶信號的帶寬、所述第二邊帶信號的帶寬均小于所述第一信號的帶寬;用第一采樣率對所述第一邊帶信號進(jìn)行采樣,將采樣后的信號經(jīng)第一頻譜模板的濾波處理、上采樣處理和數(shù)字變頻處理,生成第一f-ofdm信號;用第二采樣率對所述第一信號進(jìn)行采樣,將采樣后的信號經(jīng)第二頻譜模板的濾波處理,生成第二f-ofdm信號;用第三采樣率對所述第二邊帶信號進(jìn)行采樣,將采樣后的信號經(jīng)第三頻譜模板的濾波處理、上采樣處理和數(shù)字變頻處理,生成第三f-ofdm信號;將所述第一f-ofdm信號、所述第二f-ofdm信號和所述第三f-ofdm信號疊加為所述f-ofdm信號發(fā)射出去;所述第一采樣率、第三采樣率小于第二采樣率;所述第一f-ofdm信號、所述第三f-ofdm信號的過渡帶的帶寬小于預(yù)設(shè)閾值;所述第二f-ofdm信號的過渡帶的帶寬大于預(yù)設(shè)閾值。如此,與現(xiàn)有技術(shù)方案相比,本發(fā)明將ofdm寬帶信號劃分:兩個(gè)邊帶信號、一個(gè)中間信號,對兩個(gè)邊帶信號進(jìn)行過渡帶比較窄的頻譜模板的濾波處理,對中間信號進(jìn)行過渡帶比較寬的頻譜模板的濾波處理,由于邊帶信號處于邊緣位置,雖必須使用成型濾波進(jìn)行濾波,以獲得很窄的過渡帶,達(dá)到很好的帶外性能,但由于邊帶的帶寬比較窄,采樣速率低,可以很好地降低數(shù)字成型濾波的工作采樣速率,濾波實(shí)現(xiàn)簡單;同時(shí),對于中間信號,雖其帶寬比較寬,采樣速率比較高,但由于其位于中間位置,對過渡帶性能沒有太大要求,可以非常寬,所以,可以使用階數(shù)很低的成型濾波進(jìn)行濾波,在濾波實(shí)現(xiàn)上也很簡單, 因此,從本發(fā)明提供的整個(gè)技術(shù)方案上來看,可以很好的降低濾波的復(fù)雜度。
附圖說明
為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案,下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例,對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講,在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下,還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
圖1現(xiàn)有對ofdm子帶頻域信號進(jìn)行處理的示意圖;
圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的頻域信號劃分的示意圖;
圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種收發(fā)系統(tǒng)框圖;
圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種信號處理方法的流程圖;
圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種信號處理方法的流程圖;
圖6為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種信號處理方法的流程圖;
圖7為本發(fā)明實(shí)施例提供的傳輸20mhz的寬帶信號的流程圖;
圖8(a)為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種頻譜示意圖;
圖8(b)為本發(fā)明實(shí)施例提供的又一種頻譜示意圖;
圖8(c)為本發(fā)明實(shí)施例提供的再一種頻譜示意圖;
圖8(d)為本發(fā)明實(shí)施例提供的再一種頻譜示意圖;
圖9為本發(fā)明實(shí)施例提供的接收過濾后的f-ofdm信號的流程圖;
圖10(a)為本發(fā)明實(shí)施例提供的又一種頻譜示意圖;
圖10(b)為本發(fā)明實(shí)施例提供的又一種頻譜示意圖;
圖11為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種發(fā)射信號的結(jié)構(gòu)圖;
圖12為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種接收信號的結(jié)構(gòu)圖;
圖13為本發(fā)明實(shí)施例提供的又一種發(fā)射信號的結(jié)構(gòu)圖;
圖14為本發(fā)明實(shí)施例提供的又一種接收信號的結(jié)構(gòu)圖;
圖15(a)為本發(fā)明實(shí)施例提供的再一種發(fā)射信號的結(jié)構(gòu)圖;
圖15(b)為本發(fā)明實(shí)施例提供的再一種接收信號的結(jié)構(gòu)圖;
圖16為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種發(fā)送器30的結(jié)構(gòu)圖;
圖17為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種接收器40的結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式
如前所述,現(xiàn)有f-ofdm波形技術(shù)中數(shù)字成型濾波的復(fù)雜度主要來源于2個(gè)方面的疊加結(jié)果:一、為了獲得很好的帶外性能,數(shù)字成型濾波的階數(shù)很高;二、信號帶寬比較寬使得濾波的工作采樣速率很高;此時(shí),若能在獲得很好的帶外性能的情況下,將這兩個(gè)方面解耦,即在低采樣率上做高階濾波,在高速采樣率上做低階濾波,則可以很大程度上降低濾波的復(fù)雜度?;诖死砟?,如圖2所示,本發(fā)明將一個(gè)ofdm寬帶信號在頻域上劃分:左邊帶、中間子帶、右邊帶三個(gè)子帶信號,從圖2可知,左邊帶和右邊帶信號處于邊緣位置,必須使用高階成型濾波進(jìn)行濾波,以獲得很窄的過渡帶,才能達(dá)到很好的帶外性能,然而左邊帶和右邊帶的帶寬比較窄,采樣速率低,這可以很好地降低高階數(shù)字成型濾波的工作采樣速率,濾波的實(shí)現(xiàn)很簡單;同時(shí),對于中間子帶,雖然其帶寬比較寬,采樣速率比較高,但由于其位于中間位置,其過渡帶可以非常寬(如可以將左右邊帶也視為過渡帶的一部分),則可以使用階數(shù)很低的成型濾波進(jìn)行濾波,所以濾波的實(shí)現(xiàn)也很簡單。
下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖,對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例,而不是全部的實(shí)施例?;诒景l(fā)明中的實(shí)施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例,都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的收發(fā)系統(tǒng)框圖;如圖3所示,所述收發(fā)系統(tǒng)可以包括:發(fā)送器10和接收器20,所述發(fā)送器10用于采用本發(fā)明提供的過濾策略對待傳輸?shù)膐fdm信號進(jìn)行過濾處理,得到f-ofdm發(fā)射出去;所述接收器20用于接收發(fā)送器10發(fā)射的f-ofdm信號,采用與發(fā)送器10相逆的過程對接收到的f-ofdm信號進(jìn)行處理,恢復(fù)出原來的ofdm信號。
具體的,如圖3所示,所述發(fā)送器10可以包括:通信單元1001、處理器1002、存儲器1003、以及至少一個(gè)通信總線1004,用于實(shí)現(xiàn)這些裝置之間的連接和相互通信;所述接收器20可以包括:通信接口2001、處理器2002、存儲器2003、以及至少一個(gè)通信總線2004,用于實(shí)現(xiàn)這 些裝置之間的連接和相互通信。
其中,通信單元1001和通信單元2001,可用于與外部網(wǎng)元之間進(jìn)行信號傳輸,可以為一天線單元。
處理器1002、處理器2002可能是一個(gè)中央處理器(centralprocessingunit,簡稱為cpu),也可以是特定集成電路(applicationspecificintegratedcircuit,asic),或者是被配置成實(shí)施本發(fā)明實(shí)施例的一個(gè)或多個(gè)集成電路,例如:一個(gè)或多個(gè)微處理器(digitalsingnalprocessor,dsp),或,一個(gè)或者多個(gè)現(xiàn)場可編程門陣列(fieldprogrammablegatearray,fpga)。
存儲器1003、存儲器2003,可以是易失性存儲器(volatilememory),例如隨機(jī)存取存儲器(random-accessmemory,ram);或者非易失性存儲器(non-volatilememory),例如只讀存儲器(read-onlymemory,rom),快閃存儲器(flashmemory),硬盤(harddiskdrive,hdd)或固態(tài)硬盤(solid-statedrive,ssd);或者上述種類的存儲器的組合。
通信總線1004、通信總線2004可以分為地址總線、數(shù)據(jù)總線、控制總線等,可以是工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)(industrystandardarchitecture,isa)總線、外部設(shè)備互連(peripheralcomponent,pci)總線或擴(kuò)展工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)(extendedindustrystandardarchitecture,eisa)總線等。為便于表示,圖3中僅用一條粗線表示,但并不表示僅有一根總線或一種類型的總線。
具體的,當(dāng)發(fā)送器10待傳輸正交頻分復(fù)用ofdm信號時(shí),發(fā)送器10中的處理器1002,用于將待傳輸?shù)膐fdm信號分為:第一邊帶信號、第一信號以及第二邊帶信號;所述第一邊帶信號位于所述待傳輸?shù)膐fdm信號的左邊帶,所述第二邊帶信號位于所述待傳輸?shù)膐fdm信號的右邊帶,所述第一信號位于所述待傳輸?shù)膐fdm信號中除所述左邊帶和所述右邊帶之外的中間頻帶;所述第一邊帶信號的帶寬、所述第二邊帶信號的帶寬均小于所述第一信號的帶寬;
采用第一采樣率對所述信號劃分單元分出的第一邊帶信號進(jìn)行采樣,將采樣后的信號經(jīng)第一頻譜模板的濾波處理、上采樣處理和數(shù)字變頻處理,生成第一f-ofdm信號;
采用第二采樣率對所述信號劃分單元分出的第一信號進(jìn)行采樣,將采樣后的信號經(jīng)第二頻譜模板的濾波處理,生成第二f-ofdm信號;
采用第三采樣率對所述信號劃分單元分出的第二邊帶信號進(jìn)行采樣,將采樣后的信號經(jīng)第三頻譜模板的濾波處理、上采樣處理和數(shù)字變頻處理,生成第三f-ofdm信號。
其中,所述第一采樣率、第三采樣率小于第二采樣率;所述第一頻譜模板、所述第三頻譜模板的過渡帶小于所述第二頻譜模板的過渡帶,所述第一頻譜模板、所述第二頻譜模板以及所述第三頻譜模板用于:保證過濾后的所述ofdm信號的帶外泄露滿足第一預(yù)設(shè)閾值。
發(fā)送器1001,用于將所述處理器1003得到的第一f-ofdm信號、所述第二f-ofdm信號和所述第三f-ofdm信號疊加為所述f-ofdm信號。
其中,所述第一采樣率、第三采樣率小于第二采樣率;所述第一f-ofdm信號、所述第三f-ofdm信號的過渡帶的帶寬小于預(yù)設(shè)閾值;所述第二f-ofdm信號的過渡帶的帶寬大于預(yù)設(shè)閾值。
進(jìn)一步的,所述發(fā)送器10還用于傳輸包含所述ofdm在內(nèi)的頻率連續(xù)的m個(gè)ofdm信號,所述m為大于等于2的整數(shù),若所述m個(gè)ofdm信號的參數(shù)各不相同,則所述處理器1002,還可以用于:
根據(jù)所述濾波策略分別對所述m個(gè)ofdm信號進(jìn)行處理,得到m個(gè)f-ofdm信號;
所述發(fā)送器,還用于將所述處理器得到的m個(gè)f-ofdm信號疊加后發(fā)射出去。
其中,需要說明的是,所述m個(gè)ofdm信號中各ofdm信號的帶寬可以相同或不同。
但是,當(dāng)若干ofdm信號中除兩側(cè)邊帶信號以外的中間若干ofdm信號之間是同步的,且具有相同的ofdm參數(shù)時(shí),為了降低濾波的復(fù)雜度,這些子帶只需要采用過渡帶較寬的頻譜模板進(jìn)行濾波即可,其目的是為了抑制這些ofdm信號在系統(tǒng)帶寬以外產(chǎn)生的遠(yuǎn)端頻譜泄露,而非本ofdm信號以外的鄰帶頻譜泄露,因此,對于中間具有相同參數(shù)的若干ofdm信號,其濾波器的過渡帶指標(biāo)要求可以放松,而對位于系統(tǒng)帶寬兩邊的子帶、以及系統(tǒng)帶寬內(nèi)部使用不同ofdm參數(shù)的子帶,則需要采用 過渡帶極窄的濾波器,抑制這些子帶以外的鄰帶頻譜泄露,這樣可以進(jìn)一步降低整個(gè)系統(tǒng)濾波操作的復(fù)雜度,具體的,若所述m個(gè)ofdm信號中存在第一組ofdm信號,所述第一組ofdm信號包含i個(gè)頻率連續(xù)的ofdm信號,所述i個(gè)ofdm信號的參數(shù)相同,所述m個(gè)ofdm信號中除所述i個(gè)信號之外的(m-i)個(gè)ofdm信號的參數(shù)各不相同,且所述(m-i)個(gè)ofdm信號中每個(gè)ofdm信號的參數(shù)與所述i個(gè)ofdm信號的參數(shù)不相同,所述2≤i≤m;則所述處理器1002,還可以用于:
根據(jù)所述濾波策略對所述i個(gè)ofdm信號中的第一ofdm信號進(jìn)行處理,得到與所述第一ofdm信號對應(yīng)的f-ofdm信號;所述第一ofdm信號位于所述i個(gè)頻率連續(xù)的ofdm信號的第一邊緣;
根據(jù)所述濾波策略對所述i個(gè)ofdm信號中的第二ofdm信號所述第二ofdm信號進(jìn)行處理,得到與所述第二ofdm信號對應(yīng)的f-ofdm信號;所述第一ofdm信號位于所述i個(gè)頻率連續(xù)的ofdm信號的第二邊緣;
分別對所述i個(gè)ofdm信號中除所述第一ofdm信號和所述第二ofdm信號之外的每個(gè)ofdm信號進(jìn)行第四頻譜模板的濾波處理,得到(i-2)個(gè)f-ofdm信號;所述第四頻譜模板的過渡帶的帶寬大于第二預(yù)設(shè)閾值;
根據(jù)所述濾波策略分別對所述(m-i)個(gè)ofdm信號進(jìn)行處理,得到(m-i)個(gè)f-ofdm信號。
所述發(fā)送器,還用于將與所述第一ofdm信號對應(yīng)的f-ofdm信號、與所述第二ofdm信號對應(yīng)的f-ofdm信號、所述(i-2)個(gè)f-ofdm信號以及所述(m-i)個(gè)f-ofdm信號進(jìn)行疊加,將疊加后的信號發(fā)射出去。
如此,與現(xiàn)有技術(shù)方案相比,本發(fā)明將ofdm寬帶信號劃分:兩個(gè)邊帶信號、一個(gè)中間信號,對兩個(gè)邊帶信號進(jìn)行過渡帶比較窄的頻譜模板的濾波處理,對中間信號進(jìn)行過渡帶比較寬的頻譜模板的濾波處理,由于邊帶信號處于邊緣位置,雖然必須使用過渡帶比較窄的頻譜模板進(jìn)行濾波,以達(dá)到很好的帶外性能,但由于邊帶的帶寬比較窄,采樣速率低,可以很好地降低數(shù)字成型濾波的工作采樣速率,濾波實(shí)現(xiàn)比較簡單;同時(shí),對于中間信號,雖其帶寬比較寬,采樣速率比較高,但由于其位于中間位 置,對過渡帶性能沒有太大要求,可以非常寬(如可以將左右邊帶也視為過渡帶的一部分),所以,可以使用過渡帶比較寬的頻譜模板進(jìn)行濾波,在濾波實(shí)現(xiàn)上也很簡單,因此,從本發(fā)明提供的整個(gè)技術(shù)方案上來看,在信號傳輸?shù)倪^程中,本發(fā)明可以很好的降低濾波的復(fù)雜度。
相對的,作為發(fā)送信號的逆過程,當(dāng)接收器20中的通信單元2001接收到該f-ofdm信號后,接收器20中的處理器2002,用于:
將接收到的f-ofdm信號進(jìn)行數(shù)字變頻處理、下采樣處理、第一頻譜模板的濾波處理,過濾出第一邊帶信號;
將接收到的f-ofdm信號經(jīng)過第二頻譜模板的濾波處理,過濾出第一信號;
將接收到的f-ofdm信號經(jīng)過數(shù)字變頻處理、下采樣處理、第三頻譜模板的濾波處理,過濾出第二邊帶信號;
將所述第一邊帶信號、所述第一信號和所述第二邊帶信號疊加為與接收到的f-ofdm信號相對應(yīng)的ofdm信號;所述第一邊帶信號位于疊加后的ofdm信號的左邊帶,所述第二邊帶信號位于疊加后的ofdm信號的右邊帶,所述第一信號位于疊加后的ofdm信號中除所述左邊帶和所述右邊帶之外的中間頻帶;
所述第一頻譜模板、所述第三頻譜模板的帶寬小于所述所述第二頻譜模板的帶寬,所述第一頻譜模板、所述第三頻譜模板的過渡帶小于所述第二頻譜模板的過渡帶。
需要說明的是,上述發(fā)送器10、接收器20可以為相互收發(fā)信號的獨(dú)立的設(shè)備,如一個(gè)可以為基站,另一個(gè)可以為終端;也可以將發(fā)送器10和接收器20看作同一設(shè)備,具備發(fā)送信號和接收信號的功能。
為了便于描述,以下實(shí)施例一以步驟的形式示出并詳細(xì)描述了本發(fā)明提供的信號處理方法,其中,示出的步驟也可以在除發(fā)送器10、接收器20之外的諸如一組可執(zhí)行指令的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中執(zhí)行,此外,雖然在圖中示出了邏輯順序,但是在某些情況下,可以以不同于此處的順序執(zhí)行所示出或描述的步驟。
實(shí)施例一
圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種信號處理方法,由圖3所述的發(fā)送器 10執(zhí)行,用于傳輸正交頻分復(fù)用ofdm信號,如圖4所示,所述方法可以包括:
s101:根據(jù)預(yù)設(shè)的濾波策略對所述ofdm信號進(jìn)行處理,得到f-ofdm信號。
s102:將所述f-ofdm信號發(fā)射出去。
其中,所述濾波策略為本發(fā)明實(shí)施例提供的基于上述原理來降低濾波復(fù)雜度的技術(shù)方案,經(jīng)濾波策略處理后的信號兩邊的過渡帶比較窄,具有良好的帶外性能,具體的,對于一個(gè)待傳輸?shù)膐fdm信號,其根據(jù)預(yù)設(shè)的濾波策略對所述ofdm信號進(jìn)行處理,得到f-ofdm信號的過程如圖5所示,可以包括以下步驟:
s1011:將待傳輸?shù)膐fdm信號分為:第一邊帶信號、第一信號以及第二邊帶信號;所述第一邊帶信號位于所述待傳輸?shù)膐fdm信號的左邊帶,所述第二邊帶信號位于所述待傳輸?shù)膐fdm信號的右邊帶,所述第一信號位于所述待傳輸?shù)膐fdm信號中除所述左邊帶和所述右邊帶之外的中間頻帶;所述第一邊帶信號的帶寬、所述第二邊帶信號的帶寬均小于所述第一信號的帶寬。
所述左邊帶和所述右邊帶可以為一段ofdm頻譜的兩個(gè)邊緣頻帶,例如,如圖1所示,左邊帶可以為頻譜左邊邊緣的頻帶,右邊帶可以為頻譜右邊邊緣的頻帶,可以理解的是,在本發(fā)明實(shí)施例中,根據(jù)術(shù)語“左”、“右”指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系,僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述,而不是指示或暗示所指的物體必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作,因此不能理解為對本發(fā)明的限制。
所述第一邊帶信號的帶寬、所述第二邊帶信號的帶寬均小于所述第一信號的帶寬,第一邊帶信號的帶寬和所述第二邊帶信號的帶寬可以相等;至于各信號帶寬劃分的具體數(shù)值可以是任意的,本發(fā)明實(shí)施例對此不進(jìn)行限定,具體的,可以根據(jù)硬件的處理能力進(jìn)行靈活劃分,但原則上需要滿足第一邊帶信號和第二邊帶信號的帶寬盡可能的小(即為窄帶信號),以保證邊帶信號的采樣速率比較低,至于第一信號,可以為中間部分的寬帶信號。
因通信協(xié)議規(guī)定一個(gè)ofdm信號可以包含至少一個(gè)子載波(如圖1 所示),所以,在對信號劃分的過程中,可以遵循如下原則:將ofdm信號左邊的幾個(gè)子載波作為第一邊帶信號,將ofdm信號右邊的幾個(gè)子載波作為第二邊帶信號,剩余的子載波作為第一信號。
s1012:用第一采樣率對所述第一邊帶信號進(jìn)行采樣,將采樣后的信號經(jīng)第一頻譜模板的濾波處理、上采樣處理和數(shù)字變頻處理,生成第一f-ofdm信號。
其中,由于本發(fā)明實(shí)施例所述待傳輸?shù)膐fdm信號為基帶頻域信號,所以,可以通過ifft技術(shù)來實(shí)現(xiàn)用第一采樣率對所述第一邊帶信號進(jìn)行采樣。所述第一采樣率可以為所述第一邊帶信號的單倍采樣速率;所述單倍采樣速率為:離第一邊帶信號包含的子載波的個(gè)數(shù)最近的2n*子載波的帶寬,所述n為大于等于1的整數(shù),例如:若第一邊帶信號的帶寬為900khz,每個(gè)子載波的帶寬為15khz,則第一邊帶信號包含60個(gè)子載波,離60最近的2n為128,第一采樣率為:128*15=1920kbps=1.92mbps。
本發(fā)明實(shí)施例所述的頻譜模板的濾波處理為時(shí)域?yàn)V波,所述時(shí)域?yàn)V波是指對時(shí)域信號進(jìn)行線性卷積操作;如:假設(shè)濾波的時(shí)域響應(yīng)為f(n)n=0,1,...m-1(m為濾波階數(shù)),時(shí)域輸入信號為x(n),則經(jīng)過濾波后的輸出信號為:
即對于每個(gè)輸入的時(shí)域采樣點(diǎn),都需要m次復(fù)數(shù)乘法,m-1次復(fù)數(shù)加法,才能得到該采樣點(diǎn)對應(yīng)的濾波信號。
所述第一頻譜模板的過渡帶比較窄,以保證經(jīng)濾波處理后的信號的具有很窄的過渡帶,達(dá)到良好的帶外性能;由于,頻譜模板的濾波階數(shù)越高,經(jīng)濾波后的信號的過渡帶就越窄,所以,相應(yīng)的,第一頻譜模板為濾波階數(shù)比較高的數(shù)字成型濾波模板。
此外,根據(jù)數(shù)字濾波的兩種實(shí)現(xiàn)方式:時(shí)域?qū)崿F(xiàn)和頻域?qū)崿F(xiàn),還可以將頻譜模板的濾波處理設(shè)置為頻域?yàn)V波,對頻域信號進(jìn)行濾波,本發(fā)明實(shí)施例對此不進(jìn)行限定,在本發(fā)明實(shí)施例中,僅以頻譜模板的濾波處理為時(shí)域?yàn)V波為例進(jìn)行說明。
所述上采樣是指:對經(jīng)第一頻譜模板過濾后的信號進(jìn)行采樣,使采樣后的信號的采樣率大于過濾后的信號的采樣率。使最終得到的所述第一 f-ofdm信號的單倍采樣速率與原ofdm信號的單倍采樣速率相同。
所述數(shù)字變頻是指:將經(jīng)過上采樣后的信號進(jìn)行頻譜搬移,將信號搬移到第一邊帶信號的頻譜位置上。
需要說明的是,在用第一采樣率對所述第一邊帶信號進(jìn)行采樣之后,第二邊帶信號變?yōu)闀r(shí)間上離散的信號,此時(shí),為了避免各信號之間的干擾,還可以對采樣后的信號加循環(huán)前綴(addcp),將加循環(huán)前綴后的信號經(jīng)過第一頻譜模板的濾波處理、上采樣和上變頻處理,生成第一f-ofdm信號。
s1013:用第二采樣率對所述第一信號進(jìn)行采樣,將采樣后的信號經(jīng)過第二頻譜模板的濾波處理,生成第二f-ofdm信號。
其中,可以通過ifft技術(shù)來實(shí)現(xiàn)用第二采樣率對所述第一信號進(jìn)行采樣。由于,第一信號為原有ofdm信號的中間信號,其帶寬比較接近原ofdm信號的帶寬,所以,第二采樣率基本上可以為所述ofdm信號的單倍采樣速率,以使得經(jīng)采樣、濾波后的生成的第二f-ofdm信號的單倍采樣速率與原ofdm信號的單倍采樣速率相同;同時(shí),由于第一邊帶信號和第二邊帶信號的帶寬遠(yuǎn)小于第一信號的帶寬,所以,第一邊帶信號和第二邊帶信號的單倍采樣速率遠(yuǎn)小于第一信號的單倍采樣速率作為采樣率時(shí),因此,當(dāng)以信號的單倍采樣速率作為采樣率對信號進(jìn)行采樣時(shí),所述第二采樣率大于第一采樣率和步驟s1014中的第三采樣率。
因第一信號為原ofdm信號的中間信號,可以有較大的過渡帶(如可以將第一邊帶信號的頻帶和第二邊帶信號的頻帶作為第一信號的過渡帶),所以,在對第一信號進(jìn)行第二頻譜模板的濾波處理時(shí),可以采用過渡帶比較寬的頻譜模板進(jìn)行濾波,即第二頻譜模板的濾波階數(shù)可以設(shè)置的比較小,以此來降低濾波的復(fù)雜性;可選的,在本發(fā)明實(shí)施例中,可以將第二頻譜模板的過渡帶設(shè)置為大于第一頻譜模板的過渡帶、第三頻譜模板的過渡帶。
需要說明的是,在用第二采樣率對所述第一信號進(jìn)行采樣之后,第一信號變?yōu)闀r(shí)間上離散的信號,此時(shí),為了避免各信號之間的干擾,也可以對采樣后的信號加循環(huán)前綴(addcp),將加循環(huán)前綴后的信號經(jīng)過第二頻譜模板的濾波處理,生成第二f-ofdm信號。
s1014:用第三采樣率對所述第二邊帶信號進(jìn)行采樣,將采樣后的信號經(jīng)第三頻譜模板的濾波處理、上采樣處理和數(shù)字變頻處理,生成第三f-ofdm信號。
其中,可以通過ifft技術(shù)來實(shí)現(xiàn)用第三采樣率對所述第二邊帶信號進(jìn)行采樣,所述第三采樣率可以為所述第二邊帶信號的單倍采樣速率;所述單倍采樣速率為:離第二邊帶信號包含的子載波的個(gè)數(shù)最近的2n*子載波的帶寬,所述n為大于等于1的整數(shù)。
同第一頻譜模板相同,所述第三頻譜模板的過渡帶也比較窄,以保證經(jīng)第三頻譜模板濾波后的信號的具有很窄的過渡帶,達(dá)到良好的帶外性能;由于,頻譜模板的濾波階數(shù)越高,經(jīng)濾波后的信號的過渡帶就越窄,所以,相應(yīng)的,第三頻譜模板也可以為濾波階數(shù)比較高的數(shù)字成型濾波模板。
所述上采樣是指:對經(jīng)第三頻譜模板過濾后的信號進(jìn)行采樣,使采樣后的信號的采樣率大于過濾后的信號的采樣率。
所述數(shù)字變頻是指:將經(jīng)過上采樣后的信號進(jìn)行頻譜搬移,將信號搬移到第二邊帶信號的頻譜位置上。
需要說明的是,在用第三采樣率對所述第二邊帶信號進(jìn)行采樣之后,第二邊帶信號變?yōu)闀r(shí)間上離散的信號,此時(shí),為了避免各信號之間的干擾,也可以對采樣后的信號加循環(huán)前綴(addcp),將加循環(huán)前綴后的信號經(jīng)過第三頻譜模板的濾波處理、上采樣和上變頻處理,生成第三f-ofdm信號。
此外,不論上述第一頻譜模板、所述第二頻譜模板以及所述第三頻譜模板的過渡如何設(shè)置,必須要保證經(jīng)第一頻譜模板、第二頻譜模板以及第三頻譜模板過濾后的所述ofdm信號的帶外泄露滿足第一預(yù)設(shè)閾值;其中,所述第一預(yù)設(shè)閾值可以根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)置,本發(fā)明實(shí)施例對比不進(jìn)行限定,當(dāng)ofdm信號的帶外泄露滿足第一預(yù)設(shè)閾值時(shí),則表示信號具有很好的帶外性能,不會對其他信號造成干擾,當(dāng)ofdm信號的帶外泄露不滿足第一預(yù)設(shè)閾值時(shí),則表示信號的帶外泄露比較大,會嚴(yán)重影響對其他信號。
s1015:將所述第一f-ofdm信號、所述第二f-ofdm信號和所述第 三f-ofdm信號進(jìn)行疊加,將疊加后的信號作為所述信號的f-ofdm信號。
由于第一f-ofdm信號的頻譜已經(jīng)搬移到所述ofdm信號的頻譜中與所述第一邊帶信號對應(yīng)的頻譜位置上、所述第二f-ofdm信號的頻譜在所述ofdm信號的頻譜中與所述第一信號對應(yīng)的頻譜位置上,第三f-ofdm信號已經(jīng)搬移到所述ofdm信號的頻譜中與所述第二邊帶信號對應(yīng)的頻譜位置上,因此,從頻域上來看,將所述第一f-ofdm信號、所述第二f-ofdm信號和所述第三f-ofdm信號進(jìn)行疊加可以為:將所述第一f-ofdm信號的頻譜、所述第二f-ofdm信號的頻譜和所述第三f-ofdm信號的頻譜疊加在一起,作為一個(gè)完整的信號的頻譜;或者,從時(shí)域上來看,將所述第一f-ofdm信號、所述第二f-ofdm信號和所述第三f-ofdm信號進(jìn)行疊加可以為:將所述第一f-ofdm信號、所述第二f-ofdm信號和所述第三f-ofdm信號按照時(shí)間先后順序連在一起作為一個(gè)時(shí)間連續(xù)的信號。
如此,與現(xiàn)有技術(shù)方案相比,本發(fā)明將ofdm寬帶信號劃分:兩個(gè)邊帶信號、一個(gè)中間信號,對兩個(gè)邊帶信號進(jìn)行過渡帶比較窄的頻譜模板的濾波處理,對中間信號進(jìn)行過渡帶比較寬的頻譜模板的濾波處理,由于邊帶信號處于邊緣位置,雖然必須使用過渡帶比較窄的頻譜模板進(jìn)行濾波,以達(dá)到很好的帶外性能,但由于邊帶的帶寬比較窄,采樣速率低,可以很好地降低數(shù)字成型濾波的工作采樣速率,濾波實(shí)現(xiàn)比較簡單;同時(shí),對于中間信號,雖其帶寬比較寬,采樣速率比較高,但由于其位于中間位置,對過渡帶性能沒有太大要求,可以非常寬(如可以將左右邊帶也視為過渡帶的一部分),所以,可以使用過渡帶比較寬的頻譜模板進(jìn)行濾波,在濾波實(shí)現(xiàn)上也很簡單,因此,從本發(fā)明提供的整個(gè)技術(shù)方案上來看,在信號傳輸?shù)倪^程中,本發(fā)明可以很好的降低濾波的復(fù)雜度。
可以理解的是,上述過程主要針對下行鏈路信號的發(fā)射,在通信過程中,作為發(fā)送下行鏈路信號的逆過程,同一發(fā)射設(shè)備也可以作為接收設(shè)備,接收對端經(jīng)過上述處理發(fā)送的上行鏈路信號,當(dāng)接收到上行鏈路信號時(shí),其對上行鏈路信號的處理可以為對下行鏈路信號處理的逆過程,也可以有一定的不同。
具體的,如圖6所示,本發(fā)明還提供一種信號處理方法,用于對接收 到的過濾后的正交頻分復(fù)用f-ofdm信號進(jìn)行處理,所述f-ofdm信號的過渡帶滿足第一預(yù)設(shè)閾值,所述信號處理方法可以包括:
s2011:將接收到的f-ofdm信號進(jìn)行數(shù)字變頻處理、下采樣處理、第一頻譜模板的濾波處理,過濾出第一邊帶信號。
其中,所述數(shù)字變頻可以為:對所述f-ofdm信號進(jìn)行上變頻處理,將所述f-ofdm信號的中心頻率搬移到所述第一邊帶信號的中心頻率上;
所述下采樣是指:對數(shù)字變頻后的信號進(jìn)行采樣,使采樣后的信號的采樣率小于數(shù)字變頻后的信號的采樣率;可選的,可以使采樣后的信號的采樣率與傳輸信號時(shí)采用的第一采樣率相等。
s2012:將接收到的f-ofdm信號經(jīng)過第二頻譜模板的濾波處理,過濾出第一信號。
s2013:將接收到的f-ofdm信號經(jīng)過數(shù)字變頻處理、下采樣處理、第三頻譜模板的濾波處理,過濾出第二邊帶信號。
其中,所述數(shù)字變頻可以為:對所述f-ofdm信號進(jìn)行下變頻處理,將所述f-ofdm信號的中心頻率搬移到所述第二邊帶信號的中心頻率上。
所述下采樣是指:對數(shù)字變頻后的信號進(jìn)行采樣,使采樣后的信號的采樣率小于數(shù)字變頻后的信號的采樣率;可選的,可以使采樣后的信號的采樣率與傳輸信號時(shí)采用的第三采樣率相等。
s2014:將所述第一邊帶信號、所述第一信號和所述第二邊帶信號疊加為與接收到的f-ofdm信號相對應(yīng)的ofdm信號。
其中,所述第一邊帶信號位于疊加后的ofdm信號的左邊帶,所述第二邊帶信號位于疊加后的ofdm信號的右邊帶,所述第一信號位于疊加后的ofdm信號中除所述左邊帶和所述右邊帶之外的中間頻帶;
所述第一頻譜模板、所述第三頻譜模板的帶寬小于所述所述第二頻譜模板的帶寬,所述第一頻譜模板、所述第三頻譜模板的過渡帶小于所述第二頻譜模板的過渡帶。
下面以傳輸lte中規(guī)定的20mhz帶寬的ofdm信號為例,結(jié)合圖7~圖8(d)對上述方法進(jìn)行說明:
如圖7所示,將20mhz的ofdm帶寬信號分成:900khz的左邊帶信號,18.2mhz的中間信號,900khz的右邊帶信號;
將900khz的左邊帶信號進(jìn)行128點(diǎn)的ifft變換,生成時(shí)域信號,將時(shí)域信號加循環(huán)前綴,生成信號a1,將信號a1進(jìn)行第一頻譜模板的濾波處理,生成信號a2,將信號a2經(jīng)過上采樣,生成信號a3,將信號a3進(jìn)行數(shù)字上變頻處理得到信號a4;所述信號a1~a4的頻譜如圖8(a)所示;
將18.2mhz的中間信號進(jìn)行2048點(diǎn)的ifft變換,生成時(shí)域信號,將時(shí)域信號加循環(huán)前綴,生成信號b1,將信號b1進(jìn)行第二頻譜模板的濾波處理,生成信號b2;所述信號b1~b4的頻譜如圖8(b)所示;
將900khz的右邊帶信號進(jìn)行128點(diǎn)的ifft變換,生成時(shí)域信號,將時(shí)域信號加循環(huán)前綴,生成信號c1,將信號c1進(jìn)行第三頻譜模板的濾波處理,生成信號c2,將信號c2經(jīng)過上采樣,生成信號c3,將信號c3進(jìn)行數(shù)字上變頻處理得到信號c4;所述信號c1~c4的頻譜如圖8(c)所示;
將信號a4、信號b2和信號c4進(jìn)行疊加形成信號d,將疊加后的信號d作為ofdm信號的f-ofdm信號,例如:如圖8(d)所示,將信號a4、信號b2和信號c4的頻譜合并在一起形成信號d。
因在時(shí)域?yàn)V波時(shí),對于每個(gè)輸入的時(shí)域采樣點(diǎn),都需要m次復(fù)數(shù)乘法,m-1次復(fù)數(shù)加法(m為濾波階數(shù)),才能得到一個(gè)采樣點(diǎn)對應(yīng)的濾波信號,此時(shí),若假設(shè)本發(fā)明實(shí)施例中采用的第一頻譜模板、第三頻譜模板的濾波階數(shù)為16,第二頻譜模板的濾波階數(shù)為4,30.72mbps的高速采樣率一秒鐘采樣1萬點(diǎn),1.92mbps的低速采樣率一秒鐘采樣10個(gè)點(diǎn),則對于20mhz的ofdm帶寬信號而言,采用圖1所述的現(xiàn)有濾波過程,則需要10000*16*15=240萬次的運(yùn)算,而采用圖7所述的濾波過程,則需要:10*16*15+10000*4*3+10*16*15=7.48萬次的運(yùn)算,比較圖1和圖7中對ofdm信號進(jìn)行濾波的運(yùn)算量可知:本發(fā)明實(shí)施例采用的濾波方法大大降低了濾波復(fù)雜度。
此外,需要說明的是,各子帶信號的濾波器在設(shè)計(jì)時(shí),濾波器的通帶寬度要大于子帶數(shù)據(jù)帶寬,且左邊帶的右側(cè)和右邊帶的左側(cè)需要預(yù)留一定的帶寬余量,避免由于濾波操作帶來的對子帶邊緣子載波性能的影響;例如:如圖8(a)所示,對于左邊帶信號而言,其邊帶成型濾波器的通帶 的右側(cè)要適當(dāng)?shù)谋茸髠?cè)寬一點(diǎn),這樣使得經(jīng)該濾波器過程后的邊帶信號的右側(cè)預(yù)留一定的帶寬余量,同理,如圖8(c)所示,對于右邊帶信號而言,其邊帶成型濾波器的通帶的左側(cè)要適當(dāng)?shù)谋扔覀?cè)寬一點(diǎn),這樣使得經(jīng)該濾波器過程后的邊帶信號的左側(cè)預(yù)留一定的帶寬余量。
相對應(yīng)的,作為發(fā)送信號的逆處理過程,當(dāng)接收到20mhz帶寬的過濾后的f-ofdm信號時(shí),則會執(zhí)行如圖9所示的過程:
將接收到的20mhz帶寬f-ofdm信號進(jìn)行數(shù)字變頻處理后,經(jīng)過一個(gè)低通濾波器,獲取左邊帶信號a5;將信號a5采用1.92mbps的采樣頻率進(jìn)行下采樣,生成信號a6,用上述發(fā)送過程中左邊帶信號過濾時(shí)采用的第一頻譜模板的濾波處理對所述信號a6進(jìn)行濾波,生成信號a7,將信號a7去循環(huán)前綴、128點(diǎn)fft變換,恢復(fù)出900khz的左邊帶信號;其中,信號a5~a7的頻譜如圖10(a)所示。
用上述發(fā)送過程中18.2mhz的中間信號過濾時(shí)采用的第二頻譜模板的濾波處理對接收到的20mhz帶寬f-ofdm信號直接進(jìn)行濾波,生成信號b3,將信號b3經(jīng)去循環(huán)前綴、2048點(diǎn)fft變換,恢復(fù)出18.2mhz的中間信號;
將接收到的20mhz帶寬f-ofdm信號進(jìn)行數(shù)字變頻處理后,經(jīng)過低通濾波器過濾,獲取右邊帶信號c5;將信號c5采用1.92mbps的采樣頻率進(jìn)行下采樣,生成信號c6,用上述發(fā)送過程中右邊帶信號過濾時(shí)采用的第三頻譜模板的濾波處理對所述信號c6進(jìn)行濾波,生成信號c7,將信號c7去循環(huán)前綴、128點(diǎn)fft變換,恢復(fù)出900khz的左邊帶信號;其中,信號c5~c7的頻譜如圖10(b)所示。
需要說明的是,上述使用的低通濾波器不要求有很陡的過渡帶,其目的只是為了濾出帶內(nèi)信號,以及避免下采樣造成的頻譜混疊。
此外,可理解的是,同發(fā)射時(shí)成型濾波器的設(shè)計(jì)一樣,接收時(shí)采用的成型濾波器的通帶設(shè)計(jì)也需要在信號帶寬的基礎(chǔ)上留有一定的余量,從而避免濾波器操作對相鄰子帶邊緣子載波性能的影響。
需要說明的是,對于帶寬更寬的超寬帶信號(比如100mhz帶寬的信號),如果直接采用上述的帶寬劃分方法,則中間的寬子帶信號的采樣率仍非常大(如當(dāng)中間子帶信號約為100mhz帶寬時(shí),需要的采樣率為 8192*15khz=122.880mbps),即使濾波器可以在時(shí)域上通過濾波器來實(shí)現(xiàn),但是由于采樣率比較大,需要的計(jì)算量還是很大的,而且這種方法必須保證整個(gè)ofdm信號上只存在一種ofdm參數(shù);因此,當(dāng)ofdm信號劃分的中間信號的帶寬比較大時(shí),為了避免高采樣率的操作,同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)在一個(gè)ofdm寬帶信號中配置多種不同的ofdm參數(shù),可以先將整個(gè)ofdm信號的系統(tǒng)帶寬劃分為若干個(gè)較小帶寬的ofdm信號,將每個(gè)帶寬比較小的ofdm信號采用圖5所述的濾波策略進(jìn)行濾波,獲得每個(gè)帶寬比較小的ofdm信號的f-ofdm信號,將獲得每個(gè)f-ofdm信號合并為原大帶寬的ofdm信號的f-ofdm信號。
進(jìn)一步的,當(dāng)傳輸包含所述ofdm在內(nèi)的頻率連續(xù)的m個(gè)ofdm信號,所述m為大于等于2的整數(shù),且所述m個(gè)ofdm信號的參數(shù)各不相同時(shí),所述信號處理方法可以包括:
根據(jù)預(yù)設(shè)的濾波策略分別對所述m個(gè)ofdm信號進(jìn)行處理,得到m個(gè)f-ofdm信號;
將所述m個(gè)f-ofdm信號疊加后發(fā)射出去。
相對應(yīng)的,對于接收器而言,當(dāng)接收到的包含所述f-ofdm在內(nèi)的頻率連續(xù)的m個(gè)f-ofdm信號進(jìn)行處理,所述m為大于等于2的整數(shù),若所述m個(gè)f-ofdm信號的過渡帶均滿足第一預(yù)設(shè)閾值,則所述信號處理方法還可以包括:
根據(jù)預(yù)設(shè)的信號處理策略分別對所述m個(gè)f-ofdm信號進(jìn)行處理,得到m個(gè)ofdm信號。
例如,對于待傳輸?shù)念l譜連續(xù)的5個(gè)20mhz的ofdm信號,若這5個(gè)ofdm信號的參數(shù)各不相同,可以如圖11所示,將每個(gè)ofdm信號采用圖5所示的濾波方法進(jìn)行濾波,獲得每個(gè)ofdm信號的f-ofdm信號,然后,再通過數(shù)字上變頻的方式將每個(gè)ofdm信號的f-ofdm信號的頻譜搬移到整個(gè)100mhz的ofdm信號的頻譜中的對應(yīng)頻譜位置上,合成100mhz的ofdm信號的過濾f-ofdm信號。
其中,需要說明的是,所述m個(gè)ofdm信號中各ofdm信號的帶寬可以相同或不同,如此,采用上述過濾方式對每個(gè)20mhz的子ofdm信號過濾,使得任意相鄰兩個(gè)子ofdm信號間具有很好的頻域隔離,可以 任意配置ofdm參數(shù),且不會彼此產(chǎn)生干擾。
相對的,作為發(fā)送信號的逆處理過程,當(dāng)接收到由上述5個(gè)ofdm信號的f-ofdm信號合成的100mhz的f-ofdm信號后,如圖12所示,可以先將所述100mhz的f-ofdm信號分別經(jīng)過5個(gè)不同的低通濾波器,過濾出5個(gè)ofdm信號的f-ofdm信號,然后,對于每個(gè)ofdm信號的f-ofmd信號采用如圖6所示的處理方法,將每個(gè)20mhz的ofdm信號恢復(fù)出來。
但是,當(dāng)若干ofdm信號中除兩側(cè)邊帶信號以外的中間若干ofdm信號之間是同步的,且具有相同的ofdm參數(shù)時(shí),為了降低濾波的復(fù)雜度,這些子帶只需要采用過渡帶較寬的頻譜模板進(jìn)行濾波即可,其目的是為了抑制這些ofdm信號在系統(tǒng)帶寬以外產(chǎn)生的遠(yuǎn)端頻譜泄露,而非本ofdm信號以外的鄰帶頻譜泄露,因此,對于中間具有相同參數(shù)的若干ofdm信號,其濾波器的過渡帶指標(biāo)要求可以放松,而對位于系統(tǒng)帶寬兩邊的子帶、以及系統(tǒng)帶寬內(nèi)部使用不同ofdm參數(shù)的子帶,則需要采用過渡帶極窄的濾波器,抑制這些子帶以外的鄰帶頻譜泄露,這樣可以進(jìn)一步降低整個(gè)系統(tǒng)濾波操作的復(fù)雜度,具體實(shí)現(xiàn)如下:
若所述m個(gè)ofdm信號中存在第一組ofdm信號,所述第一組ofdm信號包含i個(gè)頻率連續(xù)的ofdm信號,所述i個(gè)ofdm信號的參數(shù)相同,所述m個(gè)ofdm信號中除所述i個(gè)信號之外的(m-i)個(gè)ofdm信號的參數(shù)各不相同,且所述(m-i)個(gè)ofdm信號中每個(gè)ofdm信號的參數(shù)與所述i個(gè)ofdm信號的參數(shù)不相同,所述2≤i≤m;則所述方法還包括:
根據(jù)所述濾波策略對所述i個(gè)ofdm信號中的第一ofdm信號進(jìn)行處理,得到與所述第一ofdm信號對應(yīng)的f-ofdm信號;所述第一ofdm信號位于所述i個(gè)頻率連續(xù)的ofdm信號的第一邊緣;
根據(jù)所述濾波策略對所述i個(gè)ofdm信號中的第二ofdm信號所述第二ofdm信號進(jìn)行處理,得到與所述第二ofdm信號對應(yīng)的f-ofdm信號;所述第一ofdm信號位于所述i個(gè)頻率連續(xù)的ofdm信號的第二邊緣;
分別對所述i個(gè)ofdm信號中除所述第一ofdm信號和所述第二 ofdm信號之外的每個(gè)ofdm信號進(jìn)行第四頻譜模板的濾波處理,得到(i-2)個(gè)f-ofdm信號;
根據(jù)所述濾波策略分別對所述(m-i)個(gè)ofdm信號進(jìn)行處理,得到(m-i)個(gè)f-ofdm信號;
將與所述第一ofdm信號對應(yīng)的f-ofdm信號、與所述第二ofdm信號對應(yīng)的f-ofdm信號、所述(i-2)個(gè)f-ofdm信號以及所述(m-i)個(gè)f-ofdm信號進(jìn)行疊加,將疊加后的信號發(fā)射出去。
其中,所述第四頻譜模板的過渡帶的帶寬可以大于第二預(yù)設(shè)閾值,即經(jīng)第四頻譜模板濾波后的信號可以在帶內(nèi)進(jìn)行泄露;所述第二預(yù)設(shè)閾值可以根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)置,本發(fā)明實(shí)施例對比不進(jìn)行限定,當(dāng)?shù)谒念l譜模板的過渡帶的帶寬可以大于第二預(yù)設(shè)閾值,則表示第四頻譜模板濾波后的信號的帶寬可以比較寬,可以在帶內(nèi)進(jìn)行泄露;由于,頻譜模板的濾波階數(shù)越低,過渡帶越大,所以,相對應(yīng)的,第四頻譜模板的濾波階數(shù)可以設(shè)置的比較第,以此降低濾波的復(fù)雜度。
相對應(yīng)的,對于接收器而言,若接收到的m個(gè)f-ofdm信號中存在第一組f-ofdm信號,所述第一組f-ofdm信號包含i個(gè)頻率連續(xù)的f-ofdm信號,所述i個(gè)f-ofdm信號的過渡帶不滿足第一預(yù)設(shè)閾值,所述m個(gè)f-ofdm信號中除所述i個(gè)信號之外的(m-i)個(gè)f-ofdm信號的過渡帶滿足第一預(yù)設(shè)閾值,所述2≤i≤m;則所述信號處理方法還可以包括:
對所述i個(gè)f-ofdm信號中的每個(gè)f-ofdm信號進(jìn)行第四頻譜模板的濾波處理,得到i個(gè)ofdm信號;所述第四頻譜模板的過渡帶的帶寬大于第二預(yù)設(shè)閾值;
根據(jù)所述信號處理策略對所述(m-i)個(gè)f-ofdm信號中的每個(gè)f-ofdm信號進(jìn)行處理,得到(m-i)個(gè)ofdm信號。
例如,若上述5個(gè)20mhz的ofdm信號按照頻譜從左到右的順序分別為:ofdm信號1、ofdm信號2、ofdm信號3、ofdm信號4以及ofdm信號5,ofdm信號1和ofdm信號5是整個(gè)系統(tǒng)帶寬的兩個(gè)邊緣子帶信號,此時(shí),若ofdm信號1、ofdm信號2、ofdm信號3、ofdm信號4用了相同的ofdm參數(shù),而ofdm信號5采用了不同于其 他四個(gè)ofdm信號的ofdm參數(shù),則在所有子帶信號同步的情況下,ofdm信號1、ofdm信號2、ofdm信號3、ofdm信號4之間是沒有干擾的,而ofdm信號4與ofdm信號5之間存在干擾。
因此,如圖13所示,在100mhz寬帶信號的簡化發(fā)射結(jié)構(gòu)圖中,可以將劃分出的ofdm信號1、ofdm信號4、ofdm信號采用如圖5所示的過濾方法來實(shí)現(xiàn),對這兩個(gè)ofdm信號的邊帶信號進(jìn)行過渡帶極窄的濾波,抑制當(dāng)前ofdm信號的頻帶的鄰帶泄露,而對于ofdm信號2、ofdm信號3可以如圖15(a)所示采用過渡帶較寬的第四頻譜模板的濾波處理即可,目的是抑制在ofdm信號4和ofdm信號1的帶外產(chǎn)生的遠(yuǎn)端頻譜泄露,然后,將各ofdm信號的f-ofdm信號搬移到整個(gè)100mhz的頻譜的對應(yīng)頻譜位置上,合成100mhz的過濾f-ofdm信號發(fā)射出去;相對應(yīng)的,如圖14所示,在100mhz寬帶信號的簡化接收結(jié)構(gòu)圖中,可以將獲取到的ofdm信號1、ofdm信號4、ofdm信號3個(gè)f-ofdm信號分別采用如圖6所示的方法進(jìn)行檢測,而對于獲取到的ofdm信號2、ofdm信號3的2個(gè)f-ofdm信號,可以采用如圖15(b)所示的第四頻譜模板的濾波處理進(jìn)行恢復(fù)出原信號即可;如此,在整個(gè)濾波方案,因?yàn)閛fdm信號2和ofdm信號3的濾波指標(biāo)需求放松,而進(jìn)一步簡化了濾波方案。
由上可知,本發(fā)明實(shí)施例提供一種信號處理方法,將待傳輸?shù)膐fdm信號分為:第一邊帶信號、第一信號以及第二邊帶信號;所述第一邊帶信號位于所述待傳輸?shù)膐fdm信號的左邊帶,所述第二邊帶信號位于所述待傳輸?shù)膐fdm信號的右邊帶,所述第一信號位于所述待傳輸?shù)膐fdm信號中除所述左邊帶和所述右邊帶之外的中間頻帶;所述第一邊帶信號的帶寬、所述第二邊帶信號的帶寬均小于所述第一信號的帶寬;用第一采樣率對所述第一邊帶信號進(jìn)行采樣,將采樣后的信號經(jīng)第一頻譜模板的濾波處理、上采樣處理和數(shù)字變頻處理,生成第一f-ofdm信號;用第二采樣率對所述第一信號進(jìn)行采樣,將采樣后的信號經(jīng)第二頻譜模板的濾波處理,生成第二f-ofdm信號;用第三采樣率對所述第二邊帶信號進(jìn)行采樣,將采樣后的信號經(jīng)第三頻譜模板的濾波處理、上采樣處理和數(shù)字變頻處理,生成第三f-ofdm信號;將所述第一f-ofdm信號、所述第二f-ofdm 信號和所述第三f-ofdm信號疊加為所述f-ofdm信號發(fā)射出去;所述第一采樣率、第三采樣率小于第二采樣率;所述第一f-ofdm信號、所述第三f-ofdm信號的過渡帶的帶寬小于預(yù)設(shè)閾值;所述第二f-ofdm信號的過渡帶的帶寬大于預(yù)設(shè)閾值。如此,與現(xiàn)有技術(shù)方案相比,本發(fā)明將ofdm寬帶信號劃分:兩個(gè)邊帶信號、一個(gè)中間信號,對兩個(gè)邊帶信號進(jìn)行過渡帶比較窄的頻譜模板的濾波處理,對中間信號進(jìn)行過渡帶比較寬的頻譜模板的濾波處理,由于邊帶信號處于邊緣位置,雖必須使用成型濾波進(jìn)行濾波,以獲得很窄的過渡帶,達(dá)到很好的帶外性能,但由于邊帶的帶寬比較窄,采樣速率低,可以很好地降低頻譜模板的濾波處理的工作采樣速率,濾波實(shí)現(xiàn)簡單;同時(shí),對于中間信號,雖其帶寬比較寬,采樣速率比較高,但由于其位于中間位置,對過渡帶性能沒有太大要求,可以非常寬,所以,可以使用階數(shù)很低的成型濾波進(jìn)行濾波,在濾波實(shí)現(xiàn)上也很簡單,因此,從本發(fā)明提供的整個(gè)技術(shù)方案上來看,可以很好的降低濾波的復(fù)雜度。
根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例,本發(fā)明下述實(shí)施例還提供了一種發(fā)送器30,優(yōu)選地用于執(zhí)行圖5所述的信號處理方法。
實(shí)施例二
圖16為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種發(fā)送器30的結(jié)構(gòu)圖,用于執(zhí)行實(shí)施例一所述的信號處理方法,傳輸正交頻分復(fù)用ofdm信號,如圖16所示,所述發(fā)送器20可以包括:
第一過濾模塊201,用于對所述ofdm信號進(jìn)行過濾處理,得到f-ofdm信號;
發(fā)送模塊202,用于將所述第一過濾模塊201得到的f-ofdm信號發(fā)射出去;
其中,如圖16所示,所述第一過濾模塊201具體可以包括:
信號劃分單元2011,用于將待傳輸?shù)膐fdm信號分為:第一邊帶信號、第一信號以及第二邊帶信號;所述第一邊帶信號位于所述待傳輸?shù)膐fdm信號的左邊帶,所述第二邊帶信號位于所述待傳輸?shù)膐fdm信號的右邊帶,所述第一信號位于所述待傳輸?shù)膐fdm信號中除所述左邊帶和所述右邊帶之外的中間頻帶;所述第一邊帶信號的帶寬、所述第二邊帶信號的帶寬均小于所述第一信號的帶寬。
所述左邊帶和所述右邊帶可以為一段ofdm頻譜的兩個(gè)邊緣頻帶,例如,如圖1所示,左邊帶可以為頻譜左邊邊緣的頻帶,右邊帶可以為頻譜右邊邊緣的頻帶,可以理解的是,在本發(fā)明實(shí)施例中,根據(jù)術(shù)語“左”、“右”指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系,僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述,而不是指示或暗示所指的物體必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作,因此不能理解為對本發(fā)明的限制。
所述第一邊帶信號的帶寬、所述第二邊帶信號的帶寬均小于所述第一信號的帶寬,第一邊帶信號的帶寬和所述第二邊帶信號的帶寬可以相等;至于各信號帶寬劃分的具體數(shù)值可以是任意的,本發(fā)明實(shí)施例對此不進(jìn)行限定,具體的,可以根據(jù)硬件的處理能力進(jìn)行靈活劃分,但原則上需要滿足第一邊帶信號和第二邊帶信號的帶寬盡可能的小(即為窄帶信號),以保證邊帶信號的采樣速率比較低,至于第一信號,可以為中間部分的寬帶信號。
因通信協(xié)議規(guī)定一個(gè)ofdm信號可以包含至少一個(gè)子載波(如圖1所示),所以,在對信號劃分的過程中,可以遵循如下原則:將ofdm信號左邊的幾個(gè)子載波作為第一邊帶信號,將ofdm信號右邊的幾個(gè)子載波作為第二邊帶信號,剩余的子載波作為第一信號。
過濾單元2012,用于采用第一采樣率對所述信號劃分單元2011分出的第一邊帶信號進(jìn)行采樣,將采樣后的信號經(jīng)第一頻譜模板的濾波處理、上采樣處理和數(shù)字變頻處理,生成第一f-ofdm信號。
其中,由于本發(fā)明實(shí)施例所述待傳輸?shù)膐fdm信號為基帶頻域信號,所以,可以通過ifft技術(shù)來實(shí)現(xiàn)用第一采樣率對所述第一邊帶信號進(jìn)行采樣。所述第一采樣率可以為所述第一邊帶信號的單倍采樣速率;所述單倍采樣速率為:離第一邊帶信號包含的子載波的個(gè)數(shù)最近的2n*子載波的帶寬,所述n為大于等于1的整數(shù),例如:若第一邊帶信號的帶寬為900khz,每個(gè)子載波的帶寬為15khz,則第一邊帶信號包含60個(gè)子載波,離60最近的2n為128,第一采樣率為:128*15=1920kbps=1.92mbps。
所述第一頻譜模板的過渡帶比較窄,以保證濾波處理后的信號的具有很窄的過渡帶,達(dá)到良好的帶外性能;由于,頻譜模板的濾波階數(shù)越高,經(jīng)濾波后的信號的過渡帶就越窄,所以,相應(yīng)的,第一頻譜模板可以為濾 波階數(shù)比較高的數(shù)字成型濾波模板。
所述上采樣是指:對經(jīng)第一頻譜模板過濾后的信號進(jìn)行采樣,使采樣后的信號的采樣率大于過濾后的信號的采樣率。使最終得到的所述第一f-ofdm信號的單倍采樣速率與原ofdm信號的單倍采樣速率相同。
所述數(shù)字變頻是指:將經(jīng)過上采樣后的信號進(jìn)行頻譜搬移,將信號搬移到第一邊帶信號的頻譜位置上。
需要說明的是,在用第一采樣率對所述第一邊帶信號進(jìn)行采樣之后,第二邊帶信號變?yōu)闀r(shí)間上離散的信號,此時(shí),為了避免各信號之間的干擾,還可以對采樣后的信號加循環(huán)前綴(addcp),將加循環(huán)前綴后的信號經(jīng)過第一頻譜模板的濾波處理、上采樣和上變頻處理,生成第一f-ofdm信號。
所述過濾單元2012,還用于采用第二采樣率對所述信號劃分單元2011分出的第一信號進(jìn)行采樣,將采樣后的信號經(jīng)第二頻譜模板的濾波處理,生成第二f-ofdm信號。
其中,可以通過ifft技術(shù)來實(shí)現(xiàn)用第二采樣率對所述第一信號進(jìn)行采樣。由于,第一信號為原有ofdm信號的中間信號,其帶寬比較接近原ofdm信號的帶寬,所以,第二采樣率基本上可以為所述ofdm信號的單倍采樣速率,以使得經(jīng)采樣、濾波后的生成的第二f-ofdm信號的單倍采樣速率與原ofdm信號的單倍采樣速率相同;同時(shí),由于第一邊帶信號和第二邊帶信號的帶寬遠(yuǎn)小于第一信號的帶寬,所以,第一邊帶信號和第二邊帶信號的單倍采樣速率遠(yuǎn)小于第一信號的單倍采樣速率作為采樣率時(shí),因此,當(dāng)以信號的單倍采樣速率作為采樣率對信號進(jìn)行采樣時(shí),所述第二采樣率大于第一采樣率和步驟s1014中的第三采樣率。
因第一信號為原ofdm信號的中間信號,可以有較大的過渡帶(如可以將第一邊帶信號的頻帶和第二邊帶信號的頻帶作為第一信號的過渡帶),所以,在對第一信號進(jìn)行第二頻譜模板的濾波處理時(shí),可以采用過渡帶比較寬的頻譜模板進(jìn)行濾波,即第二頻譜模板的濾波階數(shù)可以設(shè)置的比較小,以此來降低濾波的復(fù)雜性;可選的,在本發(fā)明實(shí)施例中,可以將第二頻譜模板的過渡帶設(shè)置為大于第一頻譜模板的過渡帶、第三頻譜模板的過渡帶。
需要說明的是,在用第二采樣率對所述第一信號進(jìn)行采樣之后,第一信號變?yōu)闀r(shí)間上離散的信號,此時(shí),為了避免各信號之間的干擾,也可以對采樣后的信號加循環(huán)前綴(addcp),將加循環(huán)前綴后的信號經(jīng)過第二頻譜模板的濾波處理,生成第二f-ofdm信號。
所述過濾單元2012,還用于采用第三采樣率對所述信號劃分單元2011分出的第二邊帶信號進(jìn)行采樣,將采樣后的信號經(jīng)第三頻譜模板的濾波處理、上采樣處理和數(shù)字變頻處理,生成第三f-ofdm信號。
其中,可以通過ifft技術(shù)來實(shí)現(xiàn)用第三采樣率對所述第二邊帶信號進(jìn)行采樣,所述第三采樣率可以為所述第二邊帶信號的單倍采樣速率;所述單倍采樣速率為:離第二邊帶信號包含的子載波的個(gè)數(shù)最近的2n*子載波的帶寬,所述n為大于等于1的整數(shù)。
同第一頻譜模板相同,所述第三頻譜模板的過渡帶也比較窄,以保證經(jīng)濾波處理后的信號的具有很窄的過渡帶,達(dá)到良好的帶外性能;由于,頻譜模板的濾波階數(shù)越高,經(jīng)濾波后的信號的過渡帶就越窄,所以,相應(yīng)的,第三頻譜模板也可以為濾波階數(shù)比較高的數(shù)字成型濾波模板。
所述上采樣是指:對經(jīng)第三頻譜模板過濾后的信號進(jìn)行采樣,使采樣后的信號的采樣率大于過濾后的信號的采樣率。
所述數(shù)字變頻是指:將經(jīng)過上采樣后的信號進(jìn)行頻譜搬移,將信號搬移到第二邊帶信號的頻譜位置上。
需要說明的是,在用第三采樣率對所述第二邊帶信號進(jìn)行采樣之后,第二邊帶信號變?yōu)闀r(shí)間上離散的信號,此時(shí),為了避免各信號之間的干擾,也可以對采樣后的信號加循環(huán)前綴(addcp),將加循環(huán)前綴后的信號經(jīng)過第三頻譜模板的濾波處理、上采樣和上變頻處理,生成第三f-ofdm信號。
合并單元2013,用于將所述過濾單元2012過濾出的第一f-ofdm信號、所述第二f-ofdm信號和所述第三f-ofdm信號疊加為所述f-ofdm信號。
由于第一f-ofdm信號的頻譜已經(jīng)搬移到所述ofdm信號的頻譜中與所述第一邊帶信號對應(yīng)的頻譜位置上、所述第二f-ofdm信號的頻譜在所述ofdm信號的頻譜中與所述第一信號對應(yīng)的頻譜位置上,第三 f-ofdm信號已經(jīng)搬移到所述ofdm信號的頻譜中與所述第二邊帶信號對應(yīng)的頻譜位置上,因此,從頻域上來看,將所述第一f-ofdm信號、所述第二f-ofdm信號和所述第三f-ofdm信號進(jìn)行疊加可以為:將所述第一f-ofdm信號的頻譜、所述第二f-ofdm信號的頻譜和所述第三f-ofdm信號的頻譜疊加在一起,作為一個(gè)完整的信號的頻譜;或者,從時(shí)域上來看,將所述第一f-ofdm信號、所述第二f-ofdm信號和所述第三f-ofdm信號進(jìn)行疊加可以為:將所述第一f-ofdm信號、所述第二f-ofdm信號和所述第三f-ofdm信號按照時(shí)間先后順序連在一起作為一個(gè)時(shí)間連續(xù)的信號。
其中,所述第一采樣率、第三采樣率小于第二采樣率;此外,不論上述第一頻譜模板、所述第二頻譜模板以及所述第三頻譜模板的過渡如何設(shè)置,必須要保證經(jīng)第一頻譜模板、第二頻譜模板以及第三頻譜模板過濾后的所述ofdm信號的帶外泄露滿足第一預(yù)設(shè)閾值;其中,所述第一預(yù)設(shè)閾值可以根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)置,本發(fā)明實(shí)施例對比不進(jìn)行限定,當(dāng)ofdm信號的帶外泄露滿足第一預(yù)設(shè)閾值時(shí),則表示信號具有很好的帶外性能,不會對其他信號造成干擾,當(dāng)ofdm信號的帶外泄露不滿足第一預(yù)設(shè)閾值時(shí),則表示信號的帶外泄露比較大,會嚴(yán)重影響對其他信號。
進(jìn)一步的,所述發(fā)送器還用于傳輸包含所述ofdm在內(nèi)的頻率連續(xù)的m個(gè)ofdm信號,所述m為大于等于2的整數(shù),若所述m個(gè)ofdm信號的參數(shù)各不相同,則所述第一過濾模塊201,還可以用于:
分別將所述m個(gè)ofdm信號通過所述第一過濾模塊201,得到m個(gè)f-ofdm信號;
所述發(fā)送器202,還用于將所述第一過濾模塊201得到的m個(gè)f-ofdm信號疊加后發(fā)射出去。
其中,需要說明的是,所述m個(gè)ofdm信號中各ofdm信號的帶寬可以相同或不同。
但是,當(dāng)若干ofdm信號中除兩側(cè)邊帶信號以外的中間若干ofdm信號之間是同步的,且具有相同的ofdm參數(shù)時(shí),為了降低濾波的復(fù)雜度,這些子帶只需要采用過渡帶較寬的頻譜模板進(jìn)行濾波即可,其目的是為了抑制這些ofdm信號在系統(tǒng)帶寬以外產(chǎn)生的遠(yuǎn)端頻譜泄露,而非本 ofdm信號以外的鄰帶頻譜泄露,因此,對于中間具有相同參數(shù)的若干ofdm信號,其濾波器的過渡帶指標(biāo)要求可以放松,而對位于系統(tǒng)帶寬兩邊的子帶、以及系統(tǒng)帶寬內(nèi)部使用不同ofdm參數(shù)的子帶,則需要采用過渡帶極窄的濾波器,抑制這些子帶以外的鄰帶頻譜泄露,這樣可以進(jìn)一步降低整個(gè)系統(tǒng)濾波操作的復(fù)雜度,具體的,若所述m個(gè)ofdm信號中存在第一組ofdm信號,所述第一組ofdm信號包含i個(gè)頻率連續(xù)的ofdm信號,所述i個(gè)ofdm信號的參數(shù)相同,所述m個(gè)ofdm信號中除所述i個(gè)信號之外的(m-i)個(gè)ofdm信號的參數(shù)各不相同,且所述(m-i)個(gè)ofdm信號中每個(gè)ofdm信號的參數(shù)與所述i個(gè)ofdm信號的參數(shù)不相同,所述2≤i≤m;則所述第一過濾模塊201,還用于:
對所述i個(gè)ofdm信號中的第一ofdm信號進(jìn)行過濾處理,得到與所述第一ofdm信號對應(yīng)的f-ofdm信號;所述第一ofdm信號位于所述i個(gè)頻率連續(xù)的ofdm信號的第一邊緣;
對所述i個(gè)ofdm信號中的第二ofdm信號進(jìn)行過濾處理,得到與所述第二ofdm信號對應(yīng)的f-ofdm信號;所述第一ofdm信號位于所述i個(gè)頻率連續(xù)的ofdm信號的第二邊緣;
以及,分別對所述(m-i)個(gè)ofdm信號進(jìn)行過濾處理,得到(m-i)個(gè)f-ofdm信號;
所述發(fā)送器還包括:第二過濾模塊204;
所述第二過濾模塊204,用于分別對所述i個(gè)ofdm信號中除所述第一ofdm信號和所述第二ofdm信號之外的每個(gè)ofdm信號進(jìn)行第四頻譜模板的濾波處理,得到(i-2)個(gè)f-ofdm信號;
其中,所述第四頻譜模板的過渡帶的帶寬可以大于第二預(yù)設(shè)閾值,即經(jīng)第四頻譜模板濾波后的信號可以在帶內(nèi)進(jìn)行泄露;所述第二預(yù)設(shè)閾值可以根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)置,本發(fā)明實(shí)施例對比不進(jìn)行限定,當(dāng)?shù)谒念l譜模板的過渡帶的帶寬可以大于第二預(yù)設(shè)閾值,則表示第四頻譜模板濾波后的信號的帶寬可以比較寬,可以在帶內(nèi)進(jìn)行泄露;由于,頻譜模板的濾波階數(shù)越低,過渡帶越大,所以,相對應(yīng)的,第四頻譜模板的濾波階數(shù)可以設(shè)置的比較第,以此降低濾波的復(fù)雜度。
所述發(fā)送器202,還用于將與所述第一ofdm信號對應(yīng)的f-ofdm信 號、與所述第二ofdm信號對應(yīng)的f-ofdm信號、所述(i-2)個(gè)f-ofdm信號以及所述(m-i)個(gè)f-ofdm信號進(jìn)行疊加,將疊加后的信號發(fā)射出去。
由上可知,本發(fā)明實(shí)施例提供一種發(fā)送器,將待傳輸?shù)膐fdm信號分為:第一邊帶信號、第一信號以及第二邊帶信號;所述第一邊帶信號位于所述待傳輸?shù)膐fdm信號的左邊帶,所述第二邊帶信號位于所述待傳輸?shù)膐fdm信號的右邊帶,所述第一信號位于所述待傳輸?shù)膐fdm信號中除所述左邊帶和所述右邊帶之外的中間頻帶;所述第一邊帶信號的帶寬、所述第二邊帶信號的帶寬均小于所述第一信號的帶寬;用第一采樣率對所述第一邊帶信號進(jìn)行采樣,將采樣后的信號經(jīng)第一頻譜模板的濾波處理、上采樣處理和數(shù)字變頻處理,生成第一f-ofdm信號;用第二采樣率對所述第一信號進(jìn)行采樣,將采樣后的信號經(jīng)第二頻譜模板的濾波處理,生成第二f-ofdm信號;用第三采樣率對所述第二邊帶信號進(jìn)行采樣,將采樣后的信號經(jīng)第三頻譜模板的濾波處理、上采樣處理和數(shù)字變頻處理,生成第三f-ofdm信號;將所述第一f-ofdm信號、所述第二f-ofdm信號和所述第三f-ofdm信號疊加為所述f-ofdm信號發(fā)射出去;所述第一采樣率、第三采樣率小于第二采樣率;所述第一f-ofdm信號、所述第三f-ofdm信號的過渡帶的帶寬小于預(yù)設(shè)閾值;所述第二f-ofdm信號的過渡帶的帶寬大于預(yù)設(shè)閾值。如此,與現(xiàn)有技術(shù)方案相比,本發(fā)明將ofdm寬帶信號劃分:兩個(gè)邊帶信號、一個(gè)中間信號,對兩個(gè)邊帶信號進(jìn)行過渡帶比較窄的頻譜模板的濾波處理,對中間信號進(jìn)行過渡帶比較寬的頻譜模板的濾波處理,由于邊帶信號處于邊緣位置,雖必須使用成型濾波進(jìn)行濾波,以獲得很窄的過渡帶,達(dá)到很好的帶外性能,但由于邊帶的帶寬比較窄,采樣速率低,可以很好地降低數(shù)字成型濾波的工作采樣速率,濾波實(shí)現(xiàn)簡單;同時(shí),對于中間信號,雖其帶寬比較寬,采樣速率比較高,但由于其位于中間位置,對過渡帶性能沒有太大要求,可以非常寬,所以,可以使用階數(shù)很低的成型濾波進(jìn)行濾波,在濾波實(shí)現(xiàn)上也很簡單,因此,從本發(fā)明提供的整個(gè)技術(shù)方案上來看,可以很好的降低濾波的復(fù)雜度。
可以理解的是,上述過程主要針對下行鏈路信號的發(fā)射,在通信過程中,作為發(fā)送下行鏈路信號的逆過程,同一發(fā)射設(shè)備也可以作為接收設(shè)備, 接收對端經(jīng)過上述處理發(fā)送的上行鏈路信號,當(dāng)接收到上行鏈路信號時(shí),其對上行鏈路信號的處理可以為對下行鏈路信號處理的逆過程,也可以有一定的不同;具體的,下述實(shí)施例三還提供一種接收器40,用于對接收到的f-ofdm信號進(jìn)行處理。
實(shí)施例三
圖17為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種接收器40的結(jié)構(gòu)圖,如圖17所示,所述接收器40可以包括:
接收模塊401,用于接收所述f-ofdm信號;
第一處理模塊402,用于根據(jù)預(yù)設(shè)的信號處理策略對所述接收模塊接收到的f-ofdm信號進(jìn)行處理,得到ofdm信號。
其中,所述信號處理策略為:
將接收到的f-ofdm信號進(jìn)行數(shù)字變頻處理、下采樣處理、第一頻譜模板的濾波處理,過濾出第一邊帶信號;
將接收到的f-ofdm信號經(jīng)過第二頻譜模板的濾波處理,過濾出第一信號;
將接收到的f-ofdm信號經(jīng)過數(shù)字變頻處理、下采樣處理、第三頻譜模板的濾波處理,過濾出第二邊帶信號;
將所述第一邊帶信號、所述第一信號和所述第二邊帶信號疊加為與接收到的f-ofdm信號相對應(yīng)的ofdm信號;
其中,所述第一邊帶信號位于疊加后的ofdm信號的左邊帶,所述第二邊帶信號位于疊加后的ofdm信號的右邊帶,所述第一信號位于疊加后的ofdm信號中除所述左邊帶和所述右邊帶之外的中間頻帶;
所述第一頻譜模板、所述第三頻譜模板的帶寬小于所述所述第二頻譜模板的帶寬,所述第一頻譜模板、所述第三頻譜模板的過渡帶小于所述第二頻譜模板的過渡帶。
其中,過濾出第一邊帶信號時(shí)的數(shù)字變頻可以為:對所述f-ofdm信號進(jìn)行上變頻處理,將所述f-ofdm信號的中心頻率搬移到所述第一邊帶信號的中心頻率上;下采樣是指:對數(shù)字變頻后的信號進(jìn)行采樣,使采樣后的信號的采樣率小于數(shù)字變頻后的信號的采樣率;可選的,可以使采樣后的信號的采樣率與傳輸信號時(shí)采用的第一采樣率相等;
其中,過濾出第二邊帶信號時(shí)的數(shù)字變頻可以為:對所述f-ofdm信號進(jìn)行下變頻處理,將所述f-ofdm信號的中心頻率搬移到所述第二邊帶信號的中心頻率上;下采樣是指:對數(shù)字變頻后的信號進(jìn)行采樣,使采樣后的信號的采樣率小于數(shù)字變頻后的信號的采樣率;可選的,可以使采樣后的信號的采樣率與傳輸信號時(shí)采用的第三采樣率相等。
進(jìn)一步的,若所述接收器接收到的包含所述f-ofdm在內(nèi)的頻率連續(xù)的m個(gè)f-ofdm信號進(jìn)行處理,所述m為大于等于2的整數(shù),若所述m個(gè)f-ofdm信號的過渡帶均滿足第一預(yù)設(shè)閾值,則所述第一處理模塊402,還可以用于:
根據(jù)預(yù)設(shè)的信號處理策略分別對所述m個(gè)f-ofdm信號進(jìn)行處理,得到m個(gè)ofdm信號。
進(jìn)一步的,若所述m個(gè)f-ofdm信號中存在第一組f-ofdm信號,所述第一組f-ofdm信號包含i個(gè)頻率連續(xù)的f-ofdm信號,所述i個(gè)f-ofdm信號的過渡帶不滿足第一預(yù)設(shè)閾值,所述m個(gè)f-ofdm信號中除所述i個(gè)信號之外的(m-i)個(gè)f-ofdm信號的過渡帶滿足第一預(yù)設(shè)閾值,所述2≤i≤m;則所述第一處理模塊402,還可以用于:
根據(jù)所述信號處理策略對所述(m-i)個(gè)f-ofdm信號中的每個(gè)f-ofdm信號進(jìn)行處理,得到(m-i)個(gè)ofdm信號;
如圖17所示,所述接收器還可以包括:
第二處理模塊403,用于對所述i個(gè)f-ofdm信號中的每個(gè)f-ofdm信號進(jìn)行第四頻譜模板的濾波處理,得到i個(gè)ofdm信號;所述第四頻譜模板的過渡帶的帶寬大于第二預(yù)設(shè)閾值。
其中,所述m個(gè)f-ofdm信號的帶寬不完全相等或者完全相等或者各不相等。
由上可知,本發(fā)明實(shí)施例提供一種接收器,用于對接收到的過濾后的正交頻分復(fù)用f-ofdm信號進(jìn)行處理,所述f-ofdm信號的過渡帶滿足第一預(yù)設(shè)閾值,所述接收器包括:接收模塊、第一處理模塊,接收模塊用于接收所述f-ofdm信號;第一處理模塊用于根據(jù)預(yù)設(shè)的信號處理策略對所述接收模塊接收到的f-ofdm信號進(jìn)行處理,得到ofdm信號;所述信號處理策略為:將接收到的f-ofdm信號進(jìn)行數(shù)字變頻處理、下采樣處理、 第一頻譜模板的濾波處理,過濾出第一邊帶信號;將接收到的f-ofdm信號經(jīng)過第二頻譜模板的濾波處理,過濾出第一信號;將接收到的f-ofdm信號經(jīng)過數(shù)字變頻處理、下采樣處理、第三頻譜模板的濾波處理,過濾出第二邊帶信號;將所述第一邊帶信號、所述第一信號和所述第二邊帶信號疊加為與接收到的f-ofdm信號相對應(yīng)的ofdm信號。如此,對接收到的f-ofdm信號的兩個(gè)邊帶信號進(jìn)行過渡帶比較窄的頻譜模板的濾波處理,對中間信號進(jìn)行過渡帶比較寬的頻譜模板的濾波處理,可以很好的降低濾波的復(fù)雜度。
所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員可以清楚地了解到,為描述的方便和簡潔,上述描述的單元和系統(tǒng)的具體工作過程,可以參考前述方法實(shí)施例中的對應(yīng)過程,在此不再贅述。
在本申請所提供的幾個(gè)實(shí)施例中,應(yīng)該理解到,所揭露的系統(tǒng),設(shè)備和方法,可以通過其它的方式實(shí)現(xiàn)。例如,以上所描述的設(shè)備實(shí)施例僅僅是示意性的,例如,所述單元的劃分,僅僅為一種邏輯功能劃分,實(shí)際實(shí)現(xiàn)時(shí)可以有另外的劃分方式,例如多個(gè)單元或組件可以結(jié)合或者可以集成到另一個(gè)系統(tǒng),或一些特征可以忽略,或不執(zhí)行。
所述作為分離部件說明的單元可以是或者也可以不是物理上分開的,作為單元顯示的部件可以是或者也可以不是物理單元,即可以位于一個(gè)地方,或者也可以分布到多個(gè)網(wǎng)絡(luò)單元上??梢愿鶕?jù)實(shí)際的需要選擇其中的部分或者全部單元來實(shí)現(xiàn)本實(shí)施例方案的目的。
另外,在本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例中的各功能單元可以集成在一個(gè)處理單元中,也可以是各個(gè)單元單獨(dú)物理包括,也可以兩個(gè)或兩個(gè)以上單元集成在一個(gè)單元中。上述集成的單元既可以采用硬件的形式實(shí)現(xiàn),也可以采用硬件加軟件功能單元的形式實(shí)現(xiàn)。
上述以軟件功能單元的形式實(shí)現(xiàn)的集成的單元,可以存儲在一個(gè)計(jì)算機(jī)可讀取存儲介質(zhì)中。上述軟件功能單元存儲在一個(gè)存儲介質(zhì)中,包括若干指令用以使得一臺計(jì)算機(jī)設(shè)備(可以是個(gè)人計(jì)算機(jī),服務(wù)器,或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等)執(zhí)行本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例所述方法的部分步驟。而前述的存儲介質(zhì)包括:u盤、移動(dòng)硬盤、只讀存儲器(read-onlymemory,簡稱rom)、隨機(jī)存取存儲器(randomaccessmemory,簡稱ram)、磁碟或者光 盤等各種可以存儲程序代碼的介質(zhì)。
本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解上述實(shí)施例的各種方法中的全部或部分步驟是可以通過程序來指令相關(guān)的硬件(例如處理器)來完成,該程序可以存儲于一計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)中,存儲介質(zhì)可以包括:只讀存儲器、隨機(jī)存儲器、磁盤或光盤等。
最后應(yīng)說明的是:以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案,而非對其限制;盡管參照前述實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明,本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改,或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換;而這些修改或者替換,并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。