CN101964770A - Ofdm子载波调制方法和*** - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种OFDM子载波调制方法和***，所述OFDM子载波调制方法包括以下步骤：OFDM子载波调制***获取执行逆快速傅立叶变换的第一子载波的个数；所述OFDM子载波调制***根据所述第一子载波的个数，对所述第一子载波补入子载波，得到第二子载波，所述第二子载波的个数为***能够支持的最大带宽对应的逆快速傅立叶变换所需的点数；所述OFDM子载波调制***对所述第二子载波执行逆快速傅立叶变换处理。本发明能够方便地实现基于不同带宽的OFDM子载波调制。
Description
技术领域
本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种OFDM子载波调制方法和***。
背景技术
OFDM(正交频分复用)是一种多载波调制技术，其主要思想是：在频域内将给定信道分成若干个正交子信道，在每个子信道上使用一个子载波进行调制，并且各子载波并行传输，这样，尽管总的信道并非平坦的，但是每个子信道是相对平坦的，并且在每个信道上进行的是窄带传输，信号带宽小于信道的相关带宽，因此可以大大消除符号间干扰。
OFDM技术可应用于支持可变带宽的通信***中，例如，同时支持20MHz带宽、15MHz带宽、10MHz带宽、5MHz带宽和3MHz带宽的LTE(长期演进)***，不同带宽下对应的子载波的个数也不相同，相应的，在对不同个数的子载波进行调制时，需要执行不同点数的逆快速傅里叶变换(IFFT)处理。
即，为了能够支持不同带宽下的子载波的调制，需要采用不同点数的逆快速傅里叶变换处理模块，从而增加了***的处理复杂度。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供一种OFDM子载波调制方法和***，能够方便地实现基于不同带宽的OFDM子载波调制。
为解决上述问题，本发明实施例提供一种OFDM子载波调制方法，包括以下步骤：
OFDM子载波调制***获取执行逆快速傅立叶变换的第一子载波的个数；
所述OFDM子载波调制***根据所述第一子载波的个数，对所述第一子载波补入子载波，得到第二子载波，所述第二子载波的个数为***能够支持的最大带宽对应的逆快速傅立叶变换所需的点数；
所述OFDM子载波调制***对所述第二子载波执行逆快速傅立叶变换处理。
所述对所述第一子载波补入的子载波为零子载波。
所述OFDM子载波调制***根据所述第一子载波的个数，对所述第一子载波补入子载波，得到第二子载波具体为：
所述OFDM子载波调制***根据所述第一子载波的个数，获取所述第一子载波的位置；
所述OFDM子载波调制***根据所述第一子载波的位置，缓存第一子载波；
所述OFDM子载波调制***根据所述第一子载波的位置，获取补零的位置；
所述OFDM子载波调制***在所述补零的位置上补入零子载波，得到所述第二子载波。
所述第一子载波的位置为：第1位至第N/2位以及第(M-N/2)位至第(M-1)位；
所述补零的位置为：第N/2+1位至第(M-N/2-1)位；
其中，N为所述第一子载波的个数，M为***能够支持的最大带宽对应的逆快速傅立叶变换所需的点数，第0位为直流子载波。
所述***能够支持的最大带宽为20M；
所述***能够支持的最大带宽对应的逆快速傅立叶变换所需的点数为2048。
本发明实施例还提供一种OFDM子载波调制***，包括：
子载波个数获取模块，用于获取执行逆快速傅立叶变换的第一子载波的个数；
子载波补入模块，用于根据所述第一子载波的个数，对所述第一子载波补入子载波，得到第二子载波，所述第二子载波的个数为***能够支持的最大带宽对应的逆快速傅立叶变换所需的点数；
逆快速傅立叶变换处理模块，用于对所述第二子载波执行逆快速傅立叶变换处理。
所述子载波补入模块进一步用于根据所述第一子载波的个数，对所述第一子载波补入零子载波，得到所述第二子载波。
所述子载波补入模块包括：
第一获取单元，用于根据所述第一子载波的个数，获取所述第一子载波的位置；
缓存单元，用于根据所述第一子载波的位置，缓存第一子载波；
第二获取单元，用于根据所述第一子载波的位置，获取补零的位置；
补零处理单元，用于在所述补零的位置上补入零子载波，得到所述第二子载波。
所述第一子载波的位置为：第1位至第N/2位以及第(M-N/2)位至第(M-1)位；
所述补零的位置为：第N/2+1位至第(M-N/2-1)位；
其中，N为所述第一子载波的个数，M为所述***能够支持的最大带宽对应的逆快速傅立叶变换所需的点数，第0位为直流子载波。
所述***能够支持的最大带宽为20M；
所述***能够支持的最大带宽对应的逆快速傅立叶变换所需的点数为2048。
本发明的实施例具有以下有益效果：
在实现基于不同带宽的子载波调制时，将执行逆快速傅立叶变换的子载波的个数均补为M个，其中M为***能够支持的最大带宽对应的逆快速傅立叶变换所需的点数，从而，在不同带宽下，仅需执行基于M个点数的逆快速傅里叶变换即可，避免了为了支持不同带宽的子载波调制，而需要采用不同点数的逆快速傅里叶变换处理模块的问题，从而，简化了***的处理复杂度，减少了***的成本。
另外，由于在不同带宽下对子载波进行调制时，均执行基于M个点数的逆快速傅里叶变换处理，因此，在执行逆快速傅里叶变换后，得到的数据的速率也是相同的，从而避免了对数据进行后续信号处理时，由于数据速率不同而带来时钟域切换问题，提高了***的稳定性。
附图说明
图1为本发明实施例的OFDM数据处理流程示意图；
图2为本发明实施例的OFDM子载波调制方法的流程示意图；
图3为本发明实施例的OFDM子载波调制方法的另一流程示意图；
图4为本发明实施例的不同带宽下补零后得到的子载波的示意图；
图5为本发明实施例的OFDM子载波调制***的结构示意图；
图6为本发明实施例的OFDM子载波调制***的另一结构示意图。
具体实施方式
在对本发明实施例进行描述之前，首先简单介绍OFDM数据的处理流程。
如图1所示为本发明实施例的OFDM数据处理流程示意图，OFDM数据处理流程的主要包括：对多路子载波(图1中的子载波0至子载波N-1)执行逆快速傅里叶变换处理，将频域数据转换为时域数据，然后将逆快速傅里叶变换处理后得到的时域数据，加入循环冗余前缀，并进行滤波、调制等后端信号处理，最后将处理后得到的OFDM信号发送给接收端。对子载波执行逆快速傅里叶变换处理是OFDM数据处理流程中的重要步骤。
OFDM技术可应用于可变带宽的通信***中，例如，同时支持20MHz带宽、15MHz带宽、10MHz带宽、5MHz带宽和3MHz带宽的LTE***，在不同带宽下对应的子载波的个数也不相同，相应地，在对不同个数的子载波进行调制时，需要执行不同点数的逆快速傅里叶变换处理。下面举例进行说明，如表1所示为LTE***中不同带宽下的子载波个数与逆傅立叶变换点数的对应关系。
表1
| 带宽[MHz] | 3 | 5 | 10 | 15 | 20 |
| 子载波个数 | 180 | 300 | 600 | 900 | 1200 |
| 逆快速傅立叶变换所需的点数 | 256 | 512 | 1024 | 1536 | 2048 |
表1中，子载波个数是指有效子载波个数，有效子载波为能够传输有效数据的子载波。从表1中可以看出，现有技术中在对子载波进行调制时，不同带宽下执行的逆快速傅立叶变换所需的点数是不同的。
为了避免采用多个逆快速傅里叶变换处理模块，简化***处理复杂度，本发明实施例中，在执行逆快速傅立叶变换之前，无论***当前带宽为多少，均将子载波个数补为M个，M为***最大带宽对应的逆快速傅立叶变换所需的点数，从而，在任何带宽下，均执行基于所述M个点数的逆快速傅里叶变换处理，即仅需要一个逆快速傅里叶变换处理模块即可满足不同带宽的子载波调制。
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
如图2所示为本发明实施例的OFDM子载波调制方法的流程示意图，所述OFDM子载波调制方法包括以下步骤：
步骤201，OFDM子载波调制***获取执行逆快速傅立叶变换的第一子载波的个数；所述第一子载波即***当前带宽对应的有效子载波的个数。例如，在LTE***中，***当前带宽为5MHz时，所述第一子载波的个数为300。
步骤202，所述OFDM子载波调制***根据所述第一子载波的个数，对所述第一子载波补入子载波，得到第二子载波，所述第二子载波的个数为***能够支持的最大带宽对应的逆快速傅立叶变换所需的点数；
步骤203，所述OFDM子载波调制***对所述第二子载波执行逆快速傅立叶变换处理。
目前OFDM技术主要应用于LTE***中，因此，以下的实施例中均以LTE***为例，对本发明实施例的OFDM子载波调制方法进行说明。
LTE***能够支持的带宽包括3MHz、5MHz、10MHz、15MHz和20MHz，不同带宽下，对应的子载波的个数也不相同，如上述表1所示。
LTE***能够支持的最大带宽为20MHz，在20MHz带宽下，执行逆快速傅立叶变换所需的点数为2048个，因此，根据上述实施例中所述的方法，在执行逆快速傅立叶变换之前，无论***当前带宽为多少，均将子载波个数补为2048个。例如，假设***当前带宽为5MHz，从表1中可以看出，***当前带宽对应的子载波的个数为300个，在执行逆快速傅立叶变换之前，将子载波的个数由300个补为2048个，从而，可以对得到的2048个子载波执行基于2048个点数的逆快速傅立叶变换。
另外，OFDM技术也可以应用于其他支持更高带宽(大于20MHz)的可变带宽通信***中，例如最大带宽为100MHz的可变带宽通信***，同样的，在对子载波执行逆快速傅立叶变换之前，可以将子载波的个数补为100MHz对应的逆快速傅立叶变换所需的点数，然后再执行逆快速傅立叶变换处理。
通过上述实施例提供的OFDM子载波调制方法，在实现基于不同带宽的子载波调制时，将执行逆快速傅立叶变换的子载波的个数均补为M个，其中M为***能够支持的最大带宽对应的逆快速傅立叶变换所需的点数，从而，在不同带宽下，仅需执行基于M个点数的逆快速傅里叶变换即可，避免了为了支持不同带宽的子载波调制，而需要采用不同点数的逆快速傅里叶变换处理模块的问题，从而，简化了***的处理复杂度，减少了***的成本。
另外，由于在不同带宽下对子载波进行调制时，均执行基于M个点数的逆快速傅里叶变换处理，因此，在执行逆快速傅里叶变换后，得到的数据的速率也是相同的，从而避免了对数据进行后续信号处理时，由于数据速率不同而带来时钟域切换问题，提高了***的稳定性。
通常情况下，是通过在所述第一子载波的预设位置处补零的方法，即对所述第一子载波补入零子载波的方法，将执行逆快速傅立叶变换处理的第一子载波的个数补为M个，M为***能够支持的最大带宽对应的逆快速傅立叶变换所需的点数。补入零子载波的的优点在于，由于零子载波不携带任何有效信息，因此不会对有效数据产生干扰。
当然，也不排除通过在所述第一子载波的预设位置处补入其他数据的方法，将执行逆快速傅立叶变换处理的子载波的个数补为M个，当然，前提是补入的数据对有效数据不造成干扰。
下面以在所述第一子载波的预设位置处补零为例，对本发明实施例的OFDM子载波调制方法进行详细说明。
如图3所示为本发明实施例的OFDM子载波调制方法的另一流程示意图，所述OFDM子载波调制方法包括以下步骤：
步骤301，OFDM子载波调制***获取执行逆快速傅立叶变换的第一子载波的个数；
步骤302，所述OFDM子载波调制***根据所述第一子载波的个数，获取所述第一子载波的位置；
在具体实现过程中，通常是将执行逆快速傅立叶变换的第一子载波缓存到一个长度为第一数值的缓存中，所述缓存的编号可以设为0至(M-1)，其中，M为所述***能够支持的最大带宽对应的逆快速傅立叶变换所需的点数。通常情况下，是在第0个位置缓存直流子载波(DC)，直流子载波上不传送有效数据，从而可以使得执行逆快速傅立叶变换处理后得到的时域信号无直流分量。
由于在执行逆快速傅立叶变换处理后，需要使得所述第一子载波(有效子载波)处于中心频率附近，补入的零子载波处于中心频率较远的位置，因此，需要把所述第一子载波分成相等的两部分，分别缓存于缓存的两端，将零子载波补入该两部分之间。
具体的，所述第一子载波的位置分别为：第1位至第N/2位以及第(M-N/2)位至第(M-1)位，其中N为所述有效子载波的个数，M为所述***能够支持的最大带宽对应的逆快速傅立叶变换所需的点数。
步骤303，所述OFDM子载波调制***根据所述第一子载波的位置，缓存第一子载波；
步骤304，所述OFDM子载波调制***根据所述第一子载波的位置，获取补零的位置；所述补零的位置为：第N/2+1位至第(M-N/2-1)位；
步骤305，所述OFDM子载波调制***在所述补零的位置上补入零子载波，得到所述第二子载波，所述第二子载波的个数为***能够支持的最大带宽对应的逆快速傅立叶变换所需的点数；
步骤306，所述OFDM子载波调制***对所述第二子载波执行逆快速傅立叶变换处理。
如图4所示为本发明实施例的不同带宽下补零后得到的子载波的示意图，图4中斜线部分代表有效子载波(即第一子载波)，中间白色部分代表补入的零子载波，在第0位上为直流子载波，k为位置编号。从图4中可以看出，在3MHz、5MHz、10MHz、15MHz以及20MHz带宽下，均将子载波的个数补为2048个，从而，可以对不同的带宽下的子载波，均执行基于2048点的逆快速傅立叶变换。
如图5所示为本发明实施例的OFDM子载波调制***的结构示意图，所述OFDM子载波调制***包括：
子载波个数获取模块501，用于获取执行逆快速傅立叶变换的第一子载波的个数；
子载波补入模块502，用于根据所述第一子载波的个数，对所述第一子载波补入子载波，得到第二子载波，所述第二子载波的个数为***能够支持的最大带宽对应的逆快速傅立叶变换所需的点数；
逆快速傅立叶变换处理模块503，用于对所述第二子载波执行逆快速傅立叶变换处理。
通常情况下，是通过在所述第一子载波的预设位置处补零的方法，即对所述第一子载波补入零子载波的方法，将执行逆快速傅立叶变换处理的第一子载波的个数补为M个，M为***能够支持的最大带宽对应的逆快速傅立叶变换所需的点数。补入零子载波的的优点在于，由于零子载波不携带任何有效信息，因此不会对有效数据产生干扰。
此时，所述子载波补入模块502进一步用于根据所述第一子载波的个数，对所述第一子载波补入零子载波，得到所述第二子载波。
当然，也不排除通过在所述第一子载波的预设位置处补入其他数据的方法，将执行逆快速傅立叶变换处理的子载波的个数补为M个，当然，前提是补入的数据对有效数据不造成干扰。
下面以在所述第一子载波的预设位置处补零为例，对本发明实施例的OFDM子载波调制方法进行详细说明。
如图6所示为本发明实施例的OFDM子载波调制***的另一结构示意图，在图5所示的实施例的基础上，所述子载波补入模块502包括：
第一获取单元5021，用于根据所述第一子载波的个数，获取所述第一子载波的位置；
缓存单元5022，用于根据所述第一子载波的位置，缓存第一子载波；
第二获取单元5023，用于根据所述第一子载波的位置，获取补零的位置；
补零处理单元5024，用于在所述补零的位置上补入零子载波，得到所述第二子载波。
在具体实现过程中，通常是将执行逆快速傅立叶变换的第一子载波缓存到一个长度为第一数值的缓存中，所述缓存的编号可以设为0至(M-1)，其中，M为所述***能够支持的最大带宽对应的逆快速傅立叶变换所需的点数。通常情况下，是在第0个位置缓存直流子载波，直流子载波上不传送有效数据，从而可以使得执行逆快速傅立叶变换处理后得到的时域信号无直流分量。
由于在执行逆快速傅立叶变换处理后，需要使得所述第一子载波(有效子载波)处于中心频率附近，补入的零子载波处于中心频率较远的位置，因此，需要把所述第一子载波分成相等的两部分，分别缓存于缓存的两端，将零子载波补入该两部分之间。
具体的，所述第一子载波的位置分别为：第1位至第N/2位以及第(M-N/2)位至第(M-1)位；所述补零的位置为：第N/2+1位至第(M-N/2-1)位；其中，N为所述第一子载波的个数，M为所述***能够支持的最大带宽对应的逆快速傅立叶变换所需的点数，第0位为直流子载波。
目前OFDM技术主要应用于LTE***中，在LTE***中，上述***能够支持的最大带宽为20M，***能够支持的最大带宽对应的逆快速傅立叶变换所需的点数为2048，即无论当前带宽是3MHz、5MHz、10MHz、15MHz或是20MHz，均将子载波的个数补为2048个，然后执行基于2048点的逆快速傅立叶变换。
通过上述实施例提供的OFDM子载波调制***，在实现基于不同带宽的子载波调制时，将执行逆快速傅立叶变换的子载波的个数均补为M个，其中M为***能够支持的最大带宽对应的逆快速傅立叶变换所需的点数，从而，在不同带宽下，仅需执行基于M个点数的逆快速傅里叶变换即可，避免了为了支持不同带宽的子载波调制，而需要采用不同点数的逆快速傅里叶变换处理模块的问题，从而，简化了***的处理复杂度，减少了***的成本。
另外，由于在不同带宽下对子载波进行调制时，均执行基于M个点数的逆快速傅里叶变换处理，因此，在执行逆快速傅里叶变换后，得到的数据的速率也是相同的，从而避免了对数据进行后续信号处理时，由于数据速率不同而带来时钟域切换问题，提高了***的稳定性。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种正交频分复用OFDM子载波调制方法，其特征在于，包括以下步骤：
OFDM子载波调制***获取执行逆快速傅立叶变换的第一子载波的个数；
所述OFDM子载波调制***根据所述第一子载波的个数，对所述第一子载波补入子载波，得到第二子载波，所述第二子载波的个数为***能够支持的最大带宽对应的逆快速傅立叶变换所需的点数；
所述OFDM子载波调制***对所述第二子载波执行逆快速傅立叶变换处理。
2.根据权利要求1所述的OFDM子载波调制方法，其特征在于，所述对所述第一子载波补入的子载波为零子载波。
3.根据权利要求2所述的OFDM子载波调制方法，其特征在于，所述OFDM子载波调制***根据所述第一子载波的个数，对所述第一子载波补入子载波，得到第二子载波具体为：
所述OFDM子载波调制***根据所述第一子载波的个数，获取所述第一子载波的位置；
所述OFDM子载波调制***根据所述第一子载波的位置，缓存第一子载波；
所述OFDM子载波调制***根据所述第一子载波的位置，获取补零的位置；
所述OFDM子载波调制***在所述补零的位置上补入零子载波，得到所述第二子载波。
4.根据权利要求3所述的OFDM子载波调制方法，其特征在于：
所述第一子载波的位置为：第1位至第N/2位以及第(M-N/2)位至第(M-1)位；
所述补零的位置为：第N/2+1位至第(M-N/2-1)位；
其中，N为所述第一子载波的个数，M为***能够支持的最大带宽对应的逆快速傅立叶变换所需的点数，第0位为直流子载波。
5.根据权利要求1至4任一项所述的OFDM子载波调制方法，其特征在于：
所述***能够支持的最大带宽为20M；
所述***能够支持的最大带宽对应的逆快速傅立叶变换所需的点数为2048。
6.一种OFDM子载波调制***，其特征在于，包括：
子载波个数获取模块，用于获取执行逆快速傅立叶变换的第一子载波的个数；
子载波补入模块，用于根据所述第一子载波的个数，对所述第一子载波补入子载波，得到第二子载波，所述第二子载波的个数为***能够支持的最大带宽对应的逆快速傅立叶变换所需的点数；
逆快速傅立叶变换处理模块，用于对所述第二子载波执行逆快速傅立叶变换处理。
7.根据权利要求6所述的OFDM子载波调制***，其特征在于，所述子载波补入模块进一步用于根据所述第一子载波的个数，对所述第一子载波补入零子载波，得到所述第二子载波。
8.根据权利要求7所述的OFDM子载波调制***，其特征在于，所述子载波补入模块包括：
第一获取单元，用于根据所述第一子载波的个数，获取所述第一子载波的位置；
缓存单元，用于根据所述第一子载波的位置，缓存第一子载波；
第二获取单元，用于根据所述第一子载波的位置，获取补零的位置；
补零处理单元，用于在所述补零的位置上补入零子载波，得到所述第二子载波。
9.根据权利要求8所述的OFDM子载波调制***，其特征在于：
所述第一子载波的位置为：第1位至第N/2位以及第(M-N/2)位至第(M-1)位；
所述补零的位置为：第N/2+1位至第(M-N/2-1)位；
其中，N为所述第一子载波的个数，M为所述***能够支持的最大带宽对应的逆快速傅立叶变换所需的点数，第0位为直流子载波。
10.根据权利要求6至9任一项所述的OFDM子载波调制***，其特征在于：
所述***能够支持的最大带宽为20M；
所述***能够支持的最大带宽对应的逆快速傅立叶变换所需的点数为2048。
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