CN108964681B - 通信系统中非中心对称调制的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种通信系统中非中心对称调制的方法和装置，该方法的具体步骤为，首先信号发射机对输入的数据流进行串并变换，分出多个并行的二进制序列；然后对多个并行的二进制序列分别做2电平到L电平变换，形成多个并行的L电平信号；然后为多个并行的L电平信号分别选择一种相位的子载波并相乘；然后把所有并行的子载波进行相加获得非中心对称调制信号。本发明实现了调制信号的非中心对称分布，解决现有相关通信系统中叠加信号的均匀性导致很难分别解调出叠加信号中每层信号的问题，突破现有通信系统中调制性能差的瓶颈。

Description

通信系统中非中心对称调制的方法和装置

技术领域

本发明属于通信技术领域，具体涉及一种通信系统中非中心对称调制的方法和装置。

背景技术

伴随着信息时代的演进，无论是有线通信网络还是无线通信网络，都在超负荷承载着人类对信息交互的刚性需求。如何能够解决爆炸式增长的通信业务需求，已成为当今全球学术界与工业界的棘手问题。

为了解决这一严峻问题，科研人员与机构开始从不同维度探索与挖掘频谱资源，用来提高现有通信网络的传输能力，提出了非正交多址接入、功分复用和正交功分复用多址接入等技术。这些技术需要在发射端或者接收端把多个调制信号进行叠加处理；在接收端解调时，利用串行干扰抵消技术或者多域判决技术把叠加在一起的多层信号进行解调。在现有的信号调制方案中，调制信号的星座点在星座图上是有规则的均匀分布，决定了叠加信号仍是均匀的。使系统很难分别解调出叠加信号中每层信号，导致接收端的解调面临着严重的误比特率问题。因此，严重制约了这类系统的传输性能。

发明内容

为了解决现有技术中存在的系统难以分别解调出叠加信号中每层信号，导致严重的误比特率的技术问题，本发明提供了以下技术方案：

一种通信系统中非中心对称调制的方法，包括以下步骤：

步骤1、对输入的数据流进行串并变换，分出多个并行的二进制序列；

步骤2、对多个并行的二进制序列分别做2电平到L电平变换，形成多个并行的L电平信号；

步骤3、为多个并行的L电平信号分别选择一种相位的子载波并相乘；

步骤4、把所有并行的子载波进行相加，获得非中心对称调制信号；

其中，多个并行L电平信号所对应的多个子载波的频率都相同。

作为本发明的进一步说明，所述步骤1中分出多个并行的二进制序列的具体方法为：把输入的数据流分成速率相同的多个并行的二进制序列，其中多个二进制序列的速率和等于输入数据的速率。

作为本发明的进一步说明，所述步骤2中对多个并行的二进制序列分别做2电平到L电平变换的具体方法为：建立并行二进制序列中数据与子载波幅值的映射关系表，通过查表选择匹配的电平并对二进制序列信号的电平进行调整；

所述步骤3中为多个并行的L电平信号分别选择一种相位的子载波的具体方法为：建立并行二进制序列中数据与子载波相位的映射关系表，通过查表选择具有匹配相位的子载波。

作为本发明的进一步说明，所述建立映射关系表的方法，具体为：构建星座图；设置比特与星座点的映射关系；根据比特与被映射星座点的相位制作数据与子载波相位的映射关系表；根据比特与被映射星座点的幅值制作数据与子载波幅值的映射关系表。

作为本发明的进一步说明，所述的构建星座图的方法具体为：构建制信号星座点集合

其中，(x,y)和Z分别表示星座点在星座图上的坐标和整数集合；选择与调制阶数匹配的星座点作为调制信号的星座点。

一种通信系统中非中心对称调制的装置，其特征在于，包括串并变换模块，串并变换模块上连接有电平变换模块，电平变换模块上连接有载波产生器模块，载波产生器模块上连接有加和模块；其中：

串并变换模块：对输入的数据流进行串并变换，分出多个并行的二进制序列；

电平变换模块：对多个并行的二进制序列分别做2电平到L电平变换，形成多个并行的L电平信号；

载波产生器模块：为多个并行的L电平信号分别选择和生成一种相位的子载波并相乘；

加和模块：把所有并行的子载波进行相加，获得非中心对称调制信号。

作为本发明的进一步说明，所述串并变换模块中分出多个并行的二进制序列具体为：把输入的数据流分成速率相同的多个并行的二进制序列，其中多个二进制序列的速率和等于输入数据的速率。

作为本发明的进一步说明，所述电平变换模块中对多个并行的二进制序列分别做2电平到L电平变换具体为：建立并行二进制序列中数据与子载波幅值的映射关系表，通过查表选择匹配的电平并对二进制序列信号的电平进行调整；

所述载波产生器模块中为多个并行的L电平信号分别选择一种相位的子载波具体为：建立并行二进制序列中数据与子载波相位的映射关系表，通过查表选择具有匹配相位的子载波。

作为本发明的进一步说明，所述建立映射关系表具体为：构建星座图；设置比特与星座点的映射关系；根据比特与被映射星座点的相位制作数据与子载波相位的映射关系表；根据比特与被映射星座点的幅值制作数据与子载波幅值的映射关系表。

作为本发明的进一步说明，所述构建星座图具体为：构建调制信号星座点集合

其中，(x,y)和Z分别表示星座点在星座图上的坐标和整数集合；选择与调制阶数匹配的星座点作为调制信号的星座点。

与现有技术相比，本发明取得的有益效果为：

1、本发明通过在信号发射机对输入的数据流进行串并变换，分出多个并行的二进制序列，并对多个并行的二进制序列分别做2电平到L电平变换，形成多个并行的L电平信号，再为多个并行的L电平信号分别选择一种相位的子载波并相乘，然后把所有并行的子载波进行相加获得调制信号，实现调制信号的非中心对称分布，解决现有相关通信系统中叠加信号的均匀性导致很难分别解调出叠加信号中每层信号的问题，突破现有通信系统中调制性能差的瓶颈。

2、本发明装置通过串并变换模块把输入的数据流进行串并变换分出多个并行的二进制序列，通过电平变换模块对多个并行的二进制序列分别做2电平到L电平变换形成多个并行的L电平信号，通过载波产生器模块为多个并行的L电平信号分别选择和生成一种相位的子载波并相乘，加和模块把所有并行的子载波进行相加获得非中心对称调制信号，实现信号的非中心对称调制，解决现有通信系统中由于叠加信号均匀分布导致的信号解调困难问题，突破现有通信系统中调制性能差的瓶颈。

以下将结合附图及实施例对本发明做进一步详细说明。

附图说明

图1是本发明的通信系统中非中心对称调制的方法流程图；

图2为本发明对调制信号星座图构建的示意图；

图3为本发明的通信系统中非中心对称调制的装置结构图。

具体实施方式

为进一步阐述本发明达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及实施例对本发明的具体实施方式、结构特征及其功效，详细说明如下。

实施例1：

为解决现有相关通信系统中叠加信号的均匀性导致很难分别解调出叠加信号中每层信号的技术问题，本实施例提供一种通信系统中非中心对称调制的方法，如图1所示，该方法的具体步骤如下：

S101，对输入的数据流进行串并变换，分出多个并行的二进制序列；

分出多个并行的二进制序列的具体方法为：把输入的数据流分成速率相同的多个并行二进制序列，其中多个二进制序列的速率和等于输入数据的速率；

下面以一个简单系统为例，对输入的数据流进行串并变换，分出多个并行的二进制序列的方法进行详细说明。

假设系统的输入数据流为b₀b₁b₂b₃b₄b₅b₆b₇且b₀,b₁,b₂,b₃,b₄,b₅,b₆,b₇∈{0,1},数据流要求的处理速率为c。

本实施例根据系统的状态，把输入数据分成两个并行的二进制序列，分别表示b₀b₂b₄b₆和b₁b₃b₅b₇，并设置这两个并行二进制序列的速率均为c/2。

类似地，对于分出多于两个并行的二进制序列的情况，也有类似的方法。

S102，对多个并行的二进制序列分别做2电平到L电平变换，形成多个并行的L电平信号；

对多个并行的二进制序列分别做2电平到L电平变换的具体方法为：建立并行二进制序列中数据与子载波幅值的映射关系表，通过查表选择匹配的电平并对二进制序列信号的电平进行调整；

建立映射关系表的方法，具体为：构建星座图；设置比特与星座点的映射关系；根据比特与被映射星座点的相位制作数据与子载波相位的映射关系表；根据比特与被映射星座点的幅值制作数据与子载波幅值的映射关系表；

构建星座图的方法，具体为：构建调制信号星座点集合

其中(x,y)和Z分别表示星座点在星座图上的坐标和整数集合；选择与调制阶数匹配的星座点作为调制信号的星座点；

下面以S101中的简单系统为例，对多个并行的二进制序列分别做2电平到L电平变换进行详细说明。

以S101中的两个并行的二进制序列为例，系统的调制阶数为4。如图2所示，本实施例构建调制信号星座点集合并选择与调制阶数匹配的星座点为

设置比特与星座点的映射关系为

10→(-1，0)和11→(1，0)，其中→表示映射；根据比特与被映射星座点的相位，制作数据与子载波相位的映射关系表，具体为：

b⁽¹⁾b⁽²⁾＝10→{θ⁽¹⁾＝π，θ⁽²⁾＝0}和b⁽¹⁾b⁽²⁾＝11→{θ⁽¹⁾＝0，θ⁽²⁾＝0}，其中b⁽¹⁾和b⁽²⁾分别表示来自第一和第二个二进制序列的数据，θ⁽¹⁾和θ⁽²⁾分别表示第一和第二个子载波的相位；根据比特与被映射星座点的幅值，制作数据与子载波幅值的映射关系表，具体为：

b⁽¹⁾b⁽²⁾＝10→{a⁽¹⁾＝1，a⁽²⁾＝0}和b⁽¹⁾b⁽²⁾＝11→{a⁽¹⁾＝1，a⁽²⁾＝0}，其中a⁽¹⁾和a⁽²⁾分别表示的第一和第二个幅值；

如果b⁽¹⁾＝b₀＝0和b⁽²⁾＝b₁＝1，通过查表选择匹配的电平为

然后把二个并行的二进制序列信号的电平分别调整为0和

类似地，对于多个并行的二进制序列的情况，也有形成多个并行的L电平信号的方法。

S103，为多个并行的L电平信号分别选择一种相位的子载波并相乘；

其中，多个并行L电平信号所对应的多个子载波的频率都相同；为多个并行的L电平信号分别选择一种相位的子载波的具体方法为：建立并行二进制序列中数据与子载波相位的映射关系表，通过查表选择具有匹配相位的子载波；

下面以S102中的简单系统为例，对为多个并行的L电平信号分别选择一种相位的子载波并相乘进行详细说明。

以S102中的两个并行的二进制序列为例，本实施例根据两个并行二进制序列的数据选择一种相位的子载波，如果b⁽¹⁾＝b₀＝0和b⁽²⁾＝b₁＝1，通过查表选择匹配的相位为

那么所选择的第一和第二个子载波的相位分别为θ⁽¹⁾＝0和

然后，两个并行的L电平信号分别与第一和第二个子载波相乘。

类似的，对于多个并行的二进制序列的情况，也有为多个并行的L电平信号分别选择一种相位的子载波并相乘的方法。

S104，把所有并行的子载波进行相加，获得非中心对称调制信号。

上述通信系统中非中心对称调制的方法，通过在信号发射机对输入的数据流进行串并变换，分出多个并行的二进制序列，并对多个并行的二进制序列分别做2电平到L电平变换，形成多个并行的L电平信号，再为多个并行的L电平信号分别选择一种相位的子载波并相乘，然后把所有并行的子载波进行相加获得调制信号，实现调制信号的非中心对称分布，解决现有相关通信系统中叠加信号的均匀性导致很难分别解调出叠加信号中每层信号的问题，突破现有通信系统中调制性能差的瓶颈。

实施例2：

在实施例1的基础上，本实施例提供一种通信系统中非中心对称调制的装置，如图3所示，包括：

串并变换模块：对输入的数据流进行串并变换，分出多个并行的二进制序列；

电平变换模块：对多个并行的二进制序列分别做2电平到L电平变换，形成多个并行的L电平信号；

载波产生器模块：为多个并行的L电平信号分别选择和生成一种相位的子载波并相乘；

加和模块：把所有并行的子载波进行相加，获得非中心对称调制信号。

在本实施例中，串并变换模块301把输入的数据流进行串并变换分出多个并行的二进制序列，电平变换模块302对多个并行的二进制序列分别做2电平到L电平变换形成多个并行的L电平信号，载波产生器模块303为多个并行的L电平信号分别选择和生成一种相位的子载波并相乘，加和模块304把所有并行的子载波进行相加获得非中心对称调制信号，实现信号的非中心对称调制，解决现有通信系统中由于叠加信号均匀分布导致的信号解调困难问题，突破现有通信系统中调制性能差的瓶颈。

其中，串并变换模块中分出多个并行的二进制序列具体为：把输入的数据流分成速率相同的多个并行二进制序列，其中多个二进制序列的速率和等于输入数据的速率。

其中，电平变换模块中对多个并行的二进制序列分别做2电平到L电平变换具体为：建立并行二进制序列中数据与子载波幅值的映射关系表，通过查表选择匹配的电平并对二进制序列信号的电平进行调整；

载波产生器模块中为多个并行的L电平信号分别选择一种相位的子载波具体为：建立并行二进制序列中数据与子载波相位的映射关系表，通过查表选择具有匹配相位的子载波；

建立映射关系表具体为：构建星座图；设置比特与星座点的映射关系；根据比特与被映射星座点的相位制作数据与子载波相位的映射关系表；根据比特与被映射星座点的幅值制作数据与子载波幅值的映射关系表；

构建星座图具体为：构建调制信号星座点集合

其中(x,y)和Z分别表示星座点在星座图上的坐标和整数集合；选择与调制阶数匹配的星座点作为调制信号的星座点。

上述模块可以分布于一个装置，也可以分布于多个装置。上述模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。

上述通信系统中信号多层调制的装置可以作为一个单独的装置独立设置，也可以集成在基站和移动终端设备中。

上述通信系统中非中心对称调制的装置，串并变换模块301把输入的数据流进行串并变换分出多个并行的二进制序列，串并变换模块301连接电平变换模块302，电平变换模块302，对多个并行的二进制序列分别做2电平到L电平变换形成多个并行的L电平信号，电平变换模块302连接载波产生器模块303，载波产生器模块303为多个并行的L电平信号分别选择和生成一种相位的子载波并相乘，载波产生器模块303连接加和模块304，加和模块304把所有并行的子载波进行相加获得非中心对称调制信号，实现信号的非中心对称调制，解决现有通信系统中由于叠加信号均匀分布导致的信号解调困难问题，突破现有通信系统中调制性能差的瓶颈。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可以通过硬件实现，也可以借助软件加必要的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本发明技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是CD-ROM,U盘，移动硬盘等)中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施例的示意图，附图中的模块或者流程并不一定是实施本发明所必须的。

本领域技术人员可以理解实施例中的装置中的模块可以按照实施例描述进行分布于实施例的装之中，也可以进行相应变化位于不同于实施例的一个或多个装置中。上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.通信系统中非中心对称调制的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、对输入的数据流进行串并变换，分出多个并行的二进制序列；

步骤2、对多个并行的二进制序列分别做2电平到L电平变换，形成多个并行的L电平信号；

步骤3、为多个并行的L电平信号分别选择一种相位的子载波并相乘；

步骤4、把所有并行的子载波进行相加，获得非中心对称调制信号；

其中，多个并行L电平信号所对应的多个子载波的频率都相同；

所述步骤2中对多个并行的二进制序列分别做2电平到L电平变换的具体方法为：建立并行二进制序列中数据与子载波幅值的映射关系表，通过查表选择匹配的电平并对二进制序列信号的电平进行调整；

所述步骤3中为多个并行的L电平信号分别选择一种相位的子载波的具体方法为：建立并行二进制序列中数据与子载波相位的映射关系表，通过查表选择具有匹配相位的子载波；

所述建立映射关系表的方法，具体为：构建星座图；设置比特与星座点的映射关系；根据比特与被映射星座点的幅值制作数据与子载波幅值的映射关系表；根据比特与被映射星座点的相位制作数据与子载波相位的映射关系表。

2.根据权利要求1所述的通信系统中非中心对称调制的方法，其特征在于，所述步骤1中分出多个并行的二进制序列的具体方法为：把输入的数据流分成速率相同的多个并行的二进制序列，其中多个二进制序列的速率和等于输入数据的速率。

3.根据权利要求1所述的通信系统中非中心对称调制的方法，其特征在于，所述的构建星座图的方法具体为：构建调制信号星座点集合

其中，(x,y)和Z分别表示星座点在星座图上的坐标和整数集合；选择与调制阶数匹配的星座点作为调制信号的星座点。

4.通信系统中非中心对称调制的装置，其特征在于，包括串并变换模块，串并变换模块上连接有电平变换模块，电平变换模块上连接有载波产生器模块，载波产生器模块上连接有加和模块；其中：

串并变换模块：对输入的数据流进行串并变换，分出多个并行的二进制序列；

电平变换模块：对多个并行的二进制序列分别做2电平到L电平变换，形成多个并行的L电平信号；

载波产生器模块：为多个并行的L电平信号分别选择和生成一种相位的子载波并相乘；

加和模块：把所有并行的子载波进行相加，获得非中心对称调制信号；

所述电平变换模块中对多个并行的二进制序列分别做2电平到L电平变换具体为：建立并行二进制序列中数据与子载波幅值的映射关系表，通过查表选择匹配的电平并对二进制序列信号的电平进行调整；

所述载波产生器模块中为多个并行的L电平信号分别选择一种相位的子载波具体为：建立并行二进制序列中数据与子载波相位的映射关系表，通过查表选择具有匹配相位的子载波；

所述建立映射关系表具体为：构建星座图；设置比特与星座点的映射关系；根据比特与被映射星座点的幅值制作数据与子载波幅值的映射关系表；根据比特与被映射星座点的相位制作数据与子载波相位的映射关系表。

5.根据权利要求4所述的通信系统中非中心对称调制的装置，其特征在于，所述串并变换模块中分出多个并行的二进制序列具体为：把输入的数据流分成速率相同的多个并行的二进制序列，其中多个二进制序列的速率和等于输入数据的速率。

6.根据权利要求4所述的通信系统中非中心对称调制的装置，其特征在于，所述构建星座图具体为：构建调制信号星座点集合

其中，(x,y)和Z分别表示星座点在星座图上的坐标和整数集合；选择与调制阶数匹配的星座点作为调制信号的星座点。

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