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TWI684334B - 循環頻移正交分頻多工之展頻裝置 - Google Patents

循環頻移正交分頻多工之展頻裝置 Download PDF

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TWI684334B
TWI684334B TW106144098A TW106144098A TWI684334B TW I684334 B TWI684334 B TW I684334B TW 106144098 A TW106144098 A TW 106144098A TW 106144098 A TW106144098 A TW 106144098A TW I684334 B TWI684334 B TW I684334B
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江政憲
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大陸商貴州濎通芯物聯技術有限公司
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Abstract

本發明提供一種循環頻移正交分頻多工之展頻裝置，包含：至少一通訊裝置，利用多個頻率組合態樣來進行一串比特與一頻域符元之間的轉換；其中，不同的態樣對應不同的比特值；以及裝置利用一頻率重排序之方式實現一循環頻率位移值，每一該循環頻率位移值對應一個頻率組合態樣。

Description

循環頻移正交分頻多工之展頻裝置
本發明係關於一種展頻裝置；特別關於一種循環頻移(Cyclic-Frequency Shift，以下簡稱CFS)正交分頻多工之展頻(Orthogonal Frequency Division Multiplex Spread Spectrum，以下簡稱OFDM)裝置。
展頻技術是一種特意用高於基本所需的訊息頻寬數倍的寬頻來傳送訊息的通訊技術，目的是為了達到更加穩定的傳輸以及抵抗干擾。
目前已知的展頻技術有直接序列展頻(Direct Sequence Spread Spectrum，以下簡稱DSSS)、跳頻展頻(Frequency Hopping Spread Spectrum，以下簡稱FHSS)，以及線性調頻展頻(Chirp Spread Spectrum，以下簡稱CSS)。DSSS展頻技術，是將原始單一比特(bit)的訊息用一長串的偽隨機序列(Pseudo Noise Sequence)來調變傳輸，原始的單一比特的時間長等於偽隨機序列的時間長，也就是說偽隨機序列的碼片(chip)時間非常短，因此形成寬頻的傳輸。FHSS則是將可用的頻寬細分成許多的小頻帶，訊息傳送時偽隨機選擇小頻帶來重複傳送。CSS展頻技術的每一訊息比特都用唧聲訊號(chirp signal)來傳送，由於唧聲訊號本身就是一種寬頻訊號，因此而得到展頻的效果。
DSSS展頻技術的缺點，第一是因為每一個偽隨機的碼片時間極短，因此抵抗多重傳輸路徑的能力較差，第二是由於高速的傳輸也造成比較高的耗電量。FHSS展頻的缺點，第一是傳輸端與接收端的同步較為困難，第二是由於每次跳頻均需要做同步，因此降低了頻寬的使用率，導致最後的傳輸速率較DSSS展頻方法來的慢。CSS展頻的缺點，第一是對於多重路徑的抵抗能力較差，第二是每一個唧聲訊號只載送一個比特，傳輸速率較慢。
本發明提供一種CFS-OFDM的展頻技術，可以在訊雜比非常低的狀況下提供穩定傳輸的品質，適用於各類有線及無線通訊系統。
本發明一實施例提供一種循環頻移正交分頻多工之展頻裝置，包含：至少一通訊裝置，利用多個頻率組合態樣來進行一串比特與一頻域符元之間的轉換；其中，不同的頻率組合態樣對應不同的比特值；以及裝置利用一頻率重排序之方式實現一循環頻率位移值，每一循環頻率位移值對應一個頻率組合態樣。
10a‧‧‧傳送端
101‧‧‧CFS單元
10‧‧‧格雷碼編碼單元
102‧‧‧封包組成單元
103‧‧‧OFDM傳送單元
103a‧‧‧N點反傅利葉轉換單元
103b‧‧‧循環前導單元
103c‧‧‧窗單元
10b、20b、30b‧‧‧接收端
104、204、304‧‧‧OFDM接收單元
104a、204a、304a‧‧‧封包偵測單元
104b、204b、304b‧‧‧循環前導移除單元
104c、204d、304c‧‧‧N點傅利葉轉換單元
105‧‧‧循環卷積單元
106、205、305‧‧‧峰值判斷單元
107、206、306‧‧‧格雷解碼單元
204c、304f‧‧‧時域乘積單元
204d、304g‧‧‧M點反傅利葉轉換單元
304e‧‧‧M點傅利葉轉換單元
304d‧‧‧載波移除單元
第1A圖顯示不同循環頻率組合態樣對應一比特值之示意圖。
第1B圖顯示不同循環頻率組合態樣對應一比特值之示意圖。
第1C圖顯示本發明傳送端之一實例示意圖。
第2~4圖顯示本發明接收端之一實施例示意圖。
在本發明一實施例中，循環頻移正交分頻多工之展頻裝置中包含至少一通訊裝置，且通訊裝置利用多個頻率組合態樣來進行一串比特與一頻域符元之間的轉換；其中，不同的態樣對應不同的比特值。於一實施例中，可以將依序排列的頻率排序作為第一態樣，並以循環方式使該些頻率往左或往右位移作為其他態樣。更詳細說明如下。
請參考第1A圖，第1A圖顯示不同循環頻率組合態樣對應一比特值之示意圖，在本實施例中，不同循環頻率組合態樣對應一比特值，且比特值可以為二進位碼或格雷編碼。
舉例來說，當N=8時，可以透過循環頻率位移值傳送k=3個比特的訊息，如下兩表所示。m為循環頻率位移值，傳送訊息三個比特為b 2 b 1 b 0 ，格雷編碼為g 2 g 1 g 0 ，原始子載波內容為S 0 S 1 S 2 S 3 S 4 S 5 S 6 S 7 ，當循環頻率位移=1時，子載波順序變為S 1 S 2 S 3 S 4 S 5 S 6 S 7 S 0 ，當循環頻率位移=2時，子載波順序變為S 2 S 3 S 4 S 5 S 6 S 7 S 0 S 1 ，以此類推。下表的例子是往左循環位移，但本發明之循環位移並不限於往左或往右循環位移。其中，m為循環頻率位移值，S(k)為頻域符元，k代表第k個子載波。另外，若多數子載波為循環位移，僅少數子載波非循環位移，仍屬本發明之涵蓋範圍。
Figure 106144098-A0101-12-0003-1
請參考第1B圖，如果只取偶數的循環頻率位移，雖然只能傳送2個比特，速度降低，但解調時可以排除奇數的循環頻率位移，因此提高穩定度，如下表所示。
Figure 106144098-A0101-12-0004-2
換言之，於本實施例中，利用一頻率排序之循環決定一循環頻率位移值，每一循環頻率位移值對應一個組合態樣。應了解的是，依序排列的頻率排序僅作為示例，本領域具有通常知識者，可以依據本發明的說明，來變更或創造各種組合態樣。
參考第1C圖，第1C圖顯示本發明循環頻移正交分頻多工之展頻裝置之傳送端一實施例示意圖。
本發明一實施例提供一種循環頻移正交分頻多工之展頻裝置100，包含：一傳送端10a，且傳送端10a包含一CFS單元101，接受一串比特轉換成N個頻域子載波組合而成的頻域符元，此頻域符元為一循環頻率位移值之函數，並利用一格雷碼編碼單元10來最小化符元解調錯誤時的一比特錯誤率；一OFDM傳送單元103，接收頻域符元轉換成一時域符元。
將k=0至7、m=0至7且N=8，代入數學式S(mod(k+m,N))中，可以得到下述表格。
Figure 106144098-A0101-12-0004-3
Figure 106144098-A0101-12-0005-4
請注意，CFS-OFDM展頻技術，其訊息是透過寬頻OFDM訊號的循環頻率位移值來傳送。請參照上述表格及數學式，CFS-OFDM展頻技術的訊號滿足下式(1)：
Figure 106144098-A0101-12-0005-5
其中N為OFDM傳送單元103所有頻域子載波的數量，S(k)為頻域符元，k代表第k個子載波，s(n)為時域訊號，n為第n個時間點，m代表該循環頻率位移值，以子載波為單位，mod(.,N)為module N即對N取餘數，且N可為二的冪次方所實現。
因為循環頻率位移量m的可能值為0~N-1，所以一個CFS-OFDM的符元(symbol)最多可以傳送K=log2(N)個比特訊息。
理論上來說，S(k)只要是非週期性訊號，均可作為CFS-OFDM，但適當的選擇S(k)可以得到更好的傳輸品質。所謂適當的選擇，包含選擇具備最佳的auto-correlation特性，以及在時域上最低的功率峰均比(Peak to average power ratio，以下簡稱PAPR)。舉例來說，當選擇的S(k)為如式(2)所示時，即具備此二種優點：
Figure 106144098-A0101-12-0005-6
在本實施例中，其在時域上的實部或虛部的PAPR約為3dB，而auto-correlation只有在k=0時遠大於0， 在k≠0的情況下均為0，所以是作為CFS-OFDM非常好的選擇。
在本發明一實施例中，OFDM傳送單元103包含：N點反傅利葉轉換單元103a，且N點反傅利葉轉換(N-point Inverse Fast Fourier Transform,N-IFFT)單元103a耦接CFS單元101，N點反傅利葉轉換單元103a依據N點頻域符元轉換成N點時域符元；一循環前導(CP)單元103b，把N點時域符元末端中的部分符元複製至N點時域符元之前端，以產生時域符元；以及一窗單元103c，耦接至循環前導單元103b用以降低時域封包於相鄰頻帶之干擾，最後封包組成單元102組合前導碼(preamble)、檔頭(header)、負載(payload)以產生時域封包。
訊息長度為K比特(bit)，K可以小於或等於log2(N)。當K等於log2(N)時表示使用所有的循環頻率位移，包含了0~N-1。反之當K小於log2(N)時，表示只有使用部分的循環頻率位移，例如只用到偶數的循環頻率位移，這樣可避免相鄰的循環頻率位移誤偵測發生，是一種降低速率換取更高穩定度的方法。另外一個只用部分循環頻率位移的原因是由於頻譜法規的限制，導致某些頻帶無法使用，因而只用M
Figure 106144098-A0101-12-0006-16
N個子載波來產生CFS-OFDM訊號，此時公式(1)~(2)的N即應以M來取代。決定K值後，首先將K比特訊息透過格雷碼(Gray code)轉換，格雷碼可以確保相鄰的循環頻率位移所代表的K個比特彼此間只有一個比特不同，由於最常發生的錯誤是當循環頻率位移等於±1的時候，因此透過格雷碼可以將比特錯誤率降到最低。經過格雷碼轉換後的十進位數字值即為循環頻率位移的值，根據循環頻率位移值再依據公式(1)將訊號透過反傅利葉轉換轉換到時域。接下來，加入循環前導(Cyclic prefix，CP)以提升對於多重路徑的免疫力。最後加上窗(windowing)以降低對於相鄰頻帶的干擾。
接著參考第2圖，第2圖顯示本發明接收端之第 一實施例示意圖。本發明之類比前端電路(Analog front end)AFE包含了一模擬濾波器(Analog filter)、一訊號增益器、以及一類比數位轉換電路。
接收端10b包含OFDM接收單元104，OFDM接收單元104接收時域封包轉成頻域符元。在第一實施例中，OFDM接收單元104包含：封包偵測(Packet detection)單元104a，偵測時域封包監測時域訊號，根據幀前導來估測是否有CFS-OFDM訊號存在，調整增益大小，並做好時偏與頻偏的估測與補償；循環前導移除單元104b針對時域封包所增加之循環前導進行移除以還原成N點時域符元封包；N點傅利葉轉換(N-point Fast Fourier Transform,N-FFT)單元104c將N點時域符元轉換成頻域符元。
接著，循環卷積單元105利用頻域封包對頻域符元與conj(S(-k))進行循環卷積；峰值判斷單元106耦接至循環卷積單元105並判斷循環卷積結果之最高者所對應之循環頻率位移值為正確之循環頻率位移值m；以及格雷碼解碼單元107利用正確之循環頻率位移值m解碼頻域符元成比特。
循環前導移除單元104b將CFS-OFDM的循環前導移除後，透過N點傅利葉轉換(N-FFT)將訊號轉換到頻域。至此為止均與一般OFDM訊號的接收方法一樣。之後即在頻域上將收到的訊號與conj(S(-k))做循環卷積(circular convolution)，其結果的峰值即對應到正確的循環頻率位移值。這是利用之前所提的S(k)的序列相關(auto-correlation)的特性，亦即在沒有雜訊的情況下，只有在循環頻率位移正確時值大於0，其餘均等於0。峰值判斷單元106找到正確的循環頻率位移後，即可透過格雷碼解碼單元108還原出原始的K比特訊息。
請參考第3圖，第3圖顯示本發明裝置200之接收端20b之第二實施例示意圖。在本實施例中，OFDM接收單元204包含：封包偵測單元204a監測時域訊號找出真實訊 號的時域封包；循環前導移除單元204b針對該時域封包所增加之循環前導進行移除以還原成M點時域符元；時域乘積單元204c針對M點時域符元與conj(s 0 (n))相乘；以及M點傅利葉轉換單元204d，將M點乘積結果轉換頻域；其中，s 0 (n)為頻率位移值m=0時之時域符元；峰值判斷單元205耦接至M點傅利葉轉換單元204d並判斷頻域符元最高者所對應之循環頻率位移值為正確之循環頻率位移值；以及格雷碼解碼單元206將該循環頻率位移值解碼成比特。
同前所述，在類比前端電路AFE後，透過移頻降取單元MD適當的移頻與降低取樣速率(Mixer & Decimation)，將訊號中間頻率移至直流頻域(以下簡稱DC)，也就是頻率為0的位置。在經過封包偵測單元204a與循環前導移除單元204b後，最後的時域取樣速率結果為每一CFS-OFDM符元由M點所組成。
由於理論上頻域上兩個訊號的循環卷積相當於時域上的相乘，因此只要將時域上的M點訊號與conj(s 0 (n))相乘，再透過M點的FFT轉換到頻域，即等於第一實施例循環卷積的結果。之後同樣經過峰值判斷(Peak search)與格雷解碼(Gray decoder)還原出原始訊息。由於M點訊號的循環卷積的電路複雜度需要M 2的乘法，而時域相乘只需要M個乘法，因此第二實施例的複雜度比第一實施例低，但需要額外的移頻與降低取樣速率所需的濾波器。通常Wireless的RF通訊系統，原始的基頻(baseband)訊號的中心頻率就是DC，因此適合採用第二種方法。但有些有線通訊系統像是電力線傳輸系統，原始訊號的中心頻率並非在DC，第二種方法就不一定適合。
另外，當傳輸端在某些子載波加上導引(pilot)作為時偏與頻偏估測使用時，會導致在時域的相乘不等於頻域的循環卷積，這種情況下，第二實施例也較不適用。
請參考第4圖，第4圖顯示本發明裝置300之接 收端30b之第三實施例示意圖。在本實施例中，OFDM接收單元304包含：一封包偵測單元304a監測時域訊號找出真實訊號的時域封包；循環前導移除單元304b針對時域封包所增加之循環前導進行移除以還原成N點時域符元；N點傅利葉轉換單元304c，將N點時域符元轉換成頻域符元；載波移除(tone removal)單元304d將頻域符元中的導引子載波與無使用的子載波進行移除以形成M點頻域符元；M點反傅利葉轉換單元304e依據M點頻域符元轉換成M點時域符元；時域乘積單元304f將M點時域符元與conj(s 0 (n))相乘；以及M點傅利葉轉換單元304g，將M點乘積結果轉換至頻域；其中，s 0 (n)為頻率位移值m=0時之時域符元。
除此之外，峰值判斷單元305耦接至M點傅利葉轉換單元304g並判斷頻域最高者所對應之循環頻率位移值為正確之循環頻率位移值；以及格雷碼解碼單元306，將循環頻率位移值解碼成比特。
同前所述，在類比前端電路AFE後，本實施例考慮到有些CFS-OFDM通訊系統會加上導引以方便作時偏與頻偏的估測，或是受限於法規只有M個子載波用來產生CFS-OFDM訊號。為了能進一步降低第一實施例的複雜度，可採用第三實施例。如同第一實施例進行至N點FFT後，載波移除單元304d移除導引子載波以及沒有使用到的子載波，只剩下M個子載波，將訊號透過M點IFFT轉換到時域，與conj(s 0 (n))相乘後，再做M點FFT轉換到頻域，經過峰值判斷單元305與格雷碼解碼單元306還原訊息。
第一實施例所需的複雜度為M 2個乘法，第三實施例所需之複雜度為M(2log2(M)+1)個乘法，其中2Mlog2(M)來自於M點的IFFT與FFT，額外的M個乘法為時域上的相乘。通常2log2(M)+1<M，所以複雜度會比第一實施例低。
本發明之裝置與方法具有以下特點：
1.CFS-OFDM展頻技術，在訊號雜訊比非常低的 狀況下仍能傳輸，非常適合長距離的通訊應用。
2.CFS-OFDM展頻技術，由於可以加上OFDM訊號的循環前導，因此在多重路徑的通道有比DSSS,FHSS,CSS更好的表現。
3.CFS-OFDM展頻技術，可以利用幀前導做同步，無FHSS同步困難的問題。
4.CFS-OFDM展頻技術，每一CFS-OFDM可傳送log2(N)個比特，在相同的展頻倍數下，傳輸速率為CSS的log2(N)倍。
5.CFS-OFDM展頻技術，透過適當選擇頻域訊號，在時域的訊號有極低的功率峰均比，因此傳送端的RF增益放大器的線性度要求很低，可以大幅降低放大器的成本。
以上雖以實施例說明本發明，但並不因此限定本發明之範圍，只要不脫離本發明之要旨，該行業者進行之各種變形或變更均落入本發明之申請專利範圍。
10a‧‧‧傳送端
101‧‧‧CFS單元
10‧‧‧格雷碼編碼單元
102‧‧‧封包組成單元
103‧‧‧OFDM傳送單元
103a‧‧‧N點反傅利葉轉換單元
103b‧‧‧循環前導單元
103c‧‧‧窗單元

Claims (11)

  1. 一種循環頻移正交分頻多工之展頻裝置，包含：至少一通訊裝置，利用多個頻率組合態樣來進行一串比特與一頻域符元之間的轉換；其中，不同的頻率組合態樣對應不同的比特值；以及該裝置利用一頻率重排序之方式實現一循環頻率位移值，每一該循環頻率位移值對應一個頻率組合態樣。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的裝置，其中，該至少一通訊裝置包含：一傳送端，該傳送端包含：一CFS單元，接受一串比特轉換成一N個頻域子載波組合而成的該頻域符元，該頻域符元為一循環頻率位移值之函數；以及一OFDM傳送單元，接收該頻域符元轉換成一時域符元。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的裝置，其中，該時域符元滿足下式：
    Figure 106144098-A0305-02-0014-1
    ,m=0~N-1其中N為OFDM傳送單元所有頻域子載波的數量，S(k)為該頻域符元，k代表第k個子載波，s(n)為時域訊號，n為第n個時間點，m代表該循環頻率位移值，以子載波為單位，mod(.,N)為對N取餘數，N可為二的冪次方；以及該頻域符元有多種選擇，一般會選擇具有好的自相關特性以及低功率峰均比之符元以達到最好的表現，如下式：
    Figure 106144098-A0101-13-0002-8
    , k=0~ N-1
  4. 如申請專利範圍第3項所述的裝置，其中，該OFDM傳送單元包含：一 N點反傅利葉轉換單元，依據 N點頻域符元，將 N點頻域符元轉換成 N點時域符元；一循環前導(CP)單元，把該 N點時域符元末端中的部分符元複製至該 N點時域符元之前端，以產生該時域符元；以及一窗單元，耦接至該循環前導單元用以降低該時域符元於相鄰頻帶之干擾；其中，該CFS單元利用一格雷碼編碼單元來最小化解調錯誤時的一比特錯誤率。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的裝置，其中，該至少一通訊裝置包含：一接收端，該接收端包含：一OFDM接收單元，接收該時域符元轉成該頻域符元。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的裝置，其中，該接收端更包含：一循環卷積單元，將該頻域符元與conj( S(- k))進行循環卷積；一峰值判斷單元，耦接至該循環卷積單元並判斷循環卷積結果之最高者所對應之循環頻率位移值為正確之該循環頻率位移值；以及 一格雷碼解碼單元，利用正確之該循環頻率位移值解碼該頻域符元成該些比特。
  7. 如申請專利範圍第6項所述的裝置，其中，該OFDM接收單元包含：一封包偵測單元，偵測該時域封包找出真實的該時域封包；一循環前導移除單元，針對該時域封包所增加之循環前導移除以還原成一 N點時域符元；以及一 N點傅利葉轉換單元，將該 N點時域符元還原成該頻域符元。
  8. 如申請專利範圍第6項所述的裝置，其中，該OFDM接收單元包含：一封包偵測單元，偵測該時域封包找出真實的該時域封包；一循環前導移除單元，針對該時域封包所增加之循環前導移除以還原成一 M點時域符元；一時域乘積單元，針對該 M點時域符元與conj( s 0 ( n))相乘；以及一 M點傅利葉轉換單元，將該時域乘積單元之結果轉換至一頻域；其中， s 0 ( n)為頻率位移值 m=0時之該時域符元。
  9. 如申請專利範圍第8項所述的裝置，其中，該接收端更包含：一峰值判斷單元，耦接至該 M點傅利葉轉換單元並判斷該頻域最高者所對應之循環頻率位移值為正確之該循環頻率位移值；以及一格雷碼解碼單元，利用正確之該循環頻率位移值解碼該頻域符元成該些比特。
  10. 如申請專利範圍第5項所述的裝置，其中，該OFDM接收單元包含：一封包偵測單元，偵測該時域封包找出真實的該時域封包；一循環前導移除單元，針對該時域封包所增加之該循環前導移除以還原成一 N點時域符元；一 N點傅利葉轉換單元，將該 N點時域符元還原成該頻域符元；一載波移除單元，將該頻域符元中的一導引子載波與無使用的一子載波進行移除以形成一 M點頻域符元；一 M點反傅利葉轉換單元，依據該 M點頻域符元轉換成一 M點時域符元；一時域乘積單元，該 M點時域符元與conj( s 0 ( n))相乘；以及一 M點傅利葉轉換單元，將該 M點時域符元乘積結果轉換至一頻域；其中， s 0 ( n)為頻率位移值 m=0時之該時域符元。
  11. 如申請專利範圍第10項所述的裝置，其中，該接收端更包含：一峰值判斷單元，耦接至該 M點傅利葉轉換單元並判斷該頻域最高者所對應之循環頻率位移值為正確之該循環頻率位移值；以及一格雷碼解碼單元，將該循環頻率位移值解碼成該些比特。
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110731114B (zh) * 2017-05-31 2023-10-31 株式会社Ntt都科摩 用户终端以及无线通信方法
CN112583444A (zh) * 2019-09-27 2021-03-30 贵州濎通芯物联技术有限公司 循环频移正交分频多工存取的扩频装置
US12126374B2 (en) 2020-03-06 2024-10-22 Battelle Energy Alliance, Llc Spread spectrum communication, and associated devices, systems, and methods
US11469882B2 (en) 2020-04-17 2022-10-11 Rockwell Collins, Inc. Optimized convolution for received XOR encrypted data streams
US11381267B1 (en) * 2020-12-15 2022-07-05 Silicon Laboratories Inc. System, apparatus and method for cancelling tonal interference in an orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) receiver

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100111209A1 (en) * 2006-11-02 2010-05-06 Frenger Paal DTF Spread OFTM
US20120147848A1 (en) * 2004-02-17 2012-06-14 Huawei Technologies Co., Ltd. Generating and allocating time-frequency mapping pattern in a communication system

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1585392B (zh) * 2004-06-07 2010-04-21 东南大学 正交频分多址系统中的自适应传输方案
EP1876729A1 (en) * 2006-07-05 2008-01-09 Koninklijke Philips Electronics N.V. Bandwidth asymmetric communication system
US7649951B2 (en) * 2006-08-16 2010-01-19 Harris Corporation System and method for communicating data using symbol-based randomized orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) with applied frequency domain spreading
TWI387236B (zh) * 2007-08-31 2013-02-21 Univ Yuan Ze 一種採用循環位移正交鍵之多載波展頻映射裝置、發射機、接收機，及其通訊系統
CN103141042B (zh) * 2010-08-16 2016-05-25 诺基亚通信公司 块扩频信号的随机化的方法和装置
CN103312656B (zh) * 2013-06-25 2016-11-09 电子科技大学 在多载波频移键控系统中采用压缩频谱的子载波映射方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120147848A1 (en) * 2004-02-17 2012-06-14 Huawei Technologies Co., Ltd. Generating and allocating time-frequency mapping pattern in a communication system
US20100111209A1 (en) * 2006-11-02 2010-05-06 Frenger Paal DTF Spread OFTM

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