本發(fā)明涉及通信，具體涉及一種基于正交頻分復用的濾波實現(xiàn)方法、裝置及系統(tǒng)。

背景技術：

1、f-ofdm(filtered?orthogonal?frequency?division?multiplexing，正交頻分復用濾波)波形是一種基于ofdm(orthogonal?frequency?division?multiplexing，正交頻分復用)波形并對收發(fā)兩端的子帶進行濾波操作的正交多載波技術，既兼顧ofdm的技術優(yōu)點，也滿足5g(5th?generation?mobile?communication?technology，第五代移動通信技術)對物理層波形的要求。

2、f-ofdm的基本原理是將系統(tǒng)的頻帶分為多個子帶，然后分別進行符號調制、ofdm調制、添加cp(cyclic?prefix，循環(huán)前綴)等操作，其與ofdm系統(tǒng)最主要的區(qū)別在于：發(fā)送端各個子帶通過子帶濾波器進行濾波，從而實現(xiàn)子帶信號的耦合發(fā)送；接收端對接收到的耦合信號經過匹配濾波器進行濾波處理，從而解耦為相對應的子帶信號。f-ofdm系統(tǒng)每個子帶可以認為是不重疊的，所以具有很小的頻譜泄露，在提升系統(tǒng)頻譜效率的同時，還可以利用零散頻譜達到與其他波形共存的目的。f-ofdm可以根據業(yè)務的實際需求動態(tài)地為每個子帶配置帶寬、cp長度、子載波間隔和fft(fast?fourier?transformation，快速傅里葉變換)點數等合適的波形參數，提升了5g通信系統(tǒng)的靈活性和可擴展性。

3、現(xiàn)有對于f-ofdm系統(tǒng)濾波器設計的研究都基于公網頻段的寬帶f-ofdm系統(tǒng)進行展開，對于窄帶f-ofdm系統(tǒng)濾波器設計的研究還十分欠缺，導致無法充分利用離散窄帶頻譜。

技術實現(xiàn)思路

1、為了克服上述窄帶f-ofdm系統(tǒng)濾波器設計的研究還十分欠缺，導致無法充分利用離散窄帶頻譜的缺陷，第一方面，本發(fā)明提供一種基于正交頻分復用的濾波實現(xiàn)方法，所述方法包括：

2、獲取待傳輸的數據，所述數據對應多個子帶的數據；

3、基于每個子帶，根據f-ofdm系統(tǒng)的傳輸速率對應的調制方式和資源映射模式，對所述子帶的數據進行資源映射，得到映射后的數據；根據所述子帶的頻域占用位置，對基帶濾波器的時域濾波系數進行頻率搬移，生成子帶濾波器的時域系數；采用所述子帶濾波器的時域系數，對所述映射后的子帶數據進行頻域濾波處理，得到子帶數據；

4、發(fā)送每個子帶的子帶數據。

5、可選的，所述f-ofdm系統(tǒng)的傳輸速率對應的調制方式和資源映射模式的確定過程，包括：

6、根據f-ofdm系統(tǒng)要求的傳輸速率、符號傳輸速率和信道編碼碼率，計算調制方式，所述調制方式包括256qam、64qam、16qam和qpsk；

7、當所述調制方式為256qam，確定資源映射模式為第一模式；

8、當所述調制方式為64qam，確定資源映射模式為第二模式；

9、當所述調制方式為16qam，確定資源映射模式為第三模式；

10、當所述調制方式為qpsk，確定資源映射模式為第四模式；

11、所述第一模式、所述第二模式、所述第三模式和所述第四模式分別對應不同的dmrs配置。

12、可選的，在所述第一模式中：若采用單子帶進行數據傳輸，則在單子帶中，第奇數個符號兩側邊緣各有1個子載波不進行數據傳輸或導頻傳輸，次邊緣的1個載波使用64qam調制方式進行數據傳輸，其余子載波使用256qam調制方式進行數據傳輸，第偶數個符號兩側邊緣各有2個子載波不進行數據傳輸或導頻傳輸，其余子載波傳輸dmrs導頻進行信道估計；若采用多子帶合并進行數據傳輸，則在合并后的子帶中，第奇數個符號兩側邊緣各有2個子載波使用64qam調制方式進行數據傳輸，其余子載波使用256qam調制方式進行數據傳輸，第偶數個符號兩側邊緣各有1個子載波不進行數據傳輸或導頻傳輸，位置位于中間的3個子載波使用256qam調制方式進行數據傳輸，其余子載波傳輸dmrs導頻進行信道估計；

13、在所述第二模式中：若采用單子帶進行數據傳輸，則在單子帶中，第奇數個符號兩側邊緣各有1個子載波使用16qam調制方式進行數據傳輸，其余子載波使用64qam調制方式進行數據傳輸，第偶數個符號兩側邊緣各有1個子載波不進行數據傳輸或導頻傳輸，其余子載波傳輸dmrs導頻進行信道估計；若采用多子帶合并進行數據傳輸，則在合并后的子帶中，第奇數個符號兩側邊緣各有1個子載波使用16qam調制方式進行數據傳輸，其余子載波使用64qam調制方式進行數據傳輸，第偶數個符號兩側邊緣各有1個子載波不進行數據傳輸或導頻傳輸，位置位于中間的3個子載波使用64qam調制方式進行數據傳輸，其余子載波傳輸dmrs導頻進行信道估計；

14、在所述第三模式中：若采用單子帶進行數據傳輸，則在單子帶中，第奇數個符號所有子載波使用16qam調制方式進行數據傳輸，第偶數個符號兩側邊緣各有1個子載波不進行數據傳輸或導頻傳輸，其余子載波傳輸dmrs導頻進行信道估計；若采用多子帶合并進行數據傳輸，則在合并后的子帶中，第奇數個符號所有子載波使用16qam調制方式進行數據傳輸；第偶數個符號兩側邊緣各有1個子載波不進行數據傳輸或導頻傳輸，位置位于中間的3個子載波使用16qam調制方式進行數據傳輸，其余子載波傳輸dmrs導頻進行信道估計；

15、在所述第四模式中：若采用單子帶進行數據傳輸，則在單子帶中，第奇數個符號所有子載波使用qpsk調制方式進行數據傳輸，第偶數個符號兩側邊緣各有1個子載波不進行數據傳輸或導頻傳輸，其余子載波傳輸dmrs導頻進行信道估計；若采用多子帶合并進行數據傳輸，則在合并后的子帶中，第奇數個符號所有子載波使用qpsk調制方式進行數據傳輸，第偶數個符號兩側邊緣各有1個子載波不進行數據傳輸或導頻傳輸，位置位于中間的3個子載波使用qpsk調制方式進行數據傳輸，其余子載波傳輸dmrs導頻進行信道估計。

16、可選的，所述基帶濾波器的時域濾波系數的獲取過程包括：

17、采用凱塞窗作為截斷窗對線性相位濾波器的脈沖響應進行截斷，得到基帶濾波器的時域濾波系數，所述時域濾波系數包括基帶濾波器的長度和凱塞窗函數的形狀參數。

18、可選的，所述采用凱塞窗作為截斷窗對線性相位濾波器的脈沖響應進行截斷，得到基帶濾波器的時域濾波系數之后，還包括：

19、基于所述f-ofdm系統(tǒng)的誤差矢量幅度evm性能需求，對所述基帶濾波器的時域濾波系數兩側的時域濾波系數進行截??；

20、其中不同調制方式對應的evm性能需求不同。

21、可選的，所述根據所述子帶的頻域占用位置，對基帶濾波器的時域濾波系數進行頻率搬移，生成子帶濾波器的時域系數包括：

22、根據所述子帶的頻域占用位置、所述基帶濾波器的時域濾波系數和所述子帶的中心頻率計算式，計算所述子帶的中心頻率；

23、根據所述子帶的中心頻率和所述子帶的時域系數計算式，計算所述子帶濾波器的時域系數。

24、可選的，假設每個子帶的頻域占用位置分別為第一個子帶和第二個子帶，第一個子帶上子載波總數為m1,在所有子載波中的編號為[kmin,kmax]，第一個子帶頻率間隔為間距的保護載波數目為n1，第二個子帶上的子載波總數為m2，第二個子帶頻率間隔為間距的保護載波數目為n2；當所述子帶為第一個子帶時，所述子帶的中心頻率計算式參見下述公式：

25、

26、當所述子帶為第二個子帶時，所述子帶的中心頻率計算式參見下述公式：

27、f2＝(kmax+n1)*δf1+(n2+m2/2+0.5)*δf2，其中，kmax+n1是偶數，f1是第一個子帶的中心頻率，f2是第二個子帶的中心頻率，δf1、δf2是頻帶寬度；

28、當所述子帶為第一個子帶時，所述子帶的時域系數計算式參見下述公式：

29、

30、當所述子帶為第一個子帶時，所述子帶的時域系數計算式參見下述公式：

31、其中f1(n)是第一個子帶的時域系數，f2(n)是第二個子帶的時域系數，f(n)是原始信號在第n個采樣點處的值，j是虛數單位，l為采樣點的總數。

32、可選的，所述采用所述子帶濾波器的時域系數，對所述映射后的子帶數據進行頻域濾波處理，得到子帶數據包括：

33、對所述映射后的數據進行分段，得到多個數據信號段；

34、將所述子帶濾波器的時域系數轉換為頻域系數，以及將每個所述數據信號段分別轉換為頻域數據信號；

35、將每個頻域數據信號與對應的頻域系數進行頻域相乘，得到每個濾波后的頻域數據信號；

36、將每個濾波后的頻域數據信號進行連接，得到子帶數據。

37、可選的，所述對所述映射后的數據進行分段，得到多個數據信號段包括：

38、在所述映射后的數據前進行補0操作，得到補0后的數據；

39、將所述補0后的數據劃分為多個長度為m的數據段；

40、從第二個長度為m的數據段開始，在每個長度為m的數據段前加上前一個數據段最后的l-1個數據信號，得到多個長度為m+l-1的數據信號段。

41、可選的，所述將每個濾波后的頻域數據信號進行連接，得到子帶數據包括：

42、在每個所述濾波后的頻域數據信號中，從第二個濾波后的頻域數據信號開始，將每個濾波后的頻域數據信號前的l-1個數據丟棄，得到多個長度為m的數據段；

43、將所述多個長度為m的數據段進行連接，得到子帶數據。

44、第二方面，本發(fā)明還提供一種通信裝置，包括：

45、處理模塊，用于獲取待傳輸的數據，所述數據對應多個子帶的數據；基于每個子帶，根據f-ofdm系統(tǒng)的傳輸速率對應的調制方式和資源映射模式，對所述子帶的數據進行資源映射，得到映射后的數據；根據所述子帶的頻域占用位置，對基帶濾波器的時域濾波系數進行頻率搬移，生成子帶濾波器的時域系數；采用所述子帶濾波器的時域系數，對所述映射后的子帶數據進行頻域濾波處理，得到子帶數據；

46、通信模塊，用于發(fā)送每個子帶的子帶數據。

47、第三方面，本發(fā)明還提供一種基于正交頻分復用的濾波實現(xiàn)方法，包括：

48、獲取接收到的數據；所述數據對應多個子帶的接收數據；

49、基于每個子帶，對所述子帶的接收數據進行匹配濾波和解映射處理，得到原始數據；

50、所述接收數據為發(fā)送端基于每個子帶，根據f-ofdm系統(tǒng)的傳輸速率對應的調制方式和資源映射模式，對所述子帶的數據進行資源映射，得到映射后的數據；根據所述子帶的頻域占用位置，對基帶濾波器的時域濾波系數進行頻率搬移，生成子帶濾波器的時域系數；采用所述子帶濾波器的時域系數，對所述映射后的子帶數據進行頻域濾波處理，得到子帶數據后發(fā)送的。

51、可選的，所述對所述子帶的接收數據進行匹配濾波處理包括：

52、根據所述子帶的頻域占用位置，采用所述子帶的匹配濾波器對所述子帶的接收數據進行匹配濾波處理；

53、當所述子帶為第一個子帶時，所述子帶的匹配濾波器參見下述公式：

54、g1(n)＝f1*(l-n-1),n∈[0,l-1]，

55、當所述子帶為第一個子帶時，所述匹配濾波器參見下述公式：

56、其中g1(n)是第一個子帶的匹配濾波器，g2(n)是第二個子帶的匹配濾波器，f1*是第一個子帶的時域系數的共軛，是第二個子帶的時域系數的共軛，n是第n個采樣點處的值，l為采樣點的總數。

57、第四方面，本發(fā)明還提供一種通信裝置，包括：

58、通信裝置，用于獲取接收到的數據；所述數據對應多個子帶的接收數據；

59、處理裝置，用于基于每個子帶，對所述子帶的接收數據進行匹配濾波和解映射處理，得到原始數據；

60、所述接收數據為發(fā)送端基于每個子帶，根據f-ofdm系統(tǒng)的傳輸速率對應的調制方式和資源映射模式，對所述子帶的數據進行資源映射，得到映射后的數據；根據所述子帶的頻域占用位置，對基帶濾波器的時域濾波系數進行頻率搬移，生成子帶濾波器的時域系數；采用所述子帶濾波器的時域系數，對所述映射后的子帶數據進行頻域濾波處理，得到子帶數據后發(fā)送的。

61、第五方面，本發(fā)明還提供一種通信系統(tǒng)，包括發(fā)送端和接收端；所述發(fā)送端用于實現(xiàn)上述第一方面所述的基于正交頻分復用的濾波實現(xiàn)方法，所述接收端用于實現(xiàn)上述第三方面所述的基于正交頻分復用的濾波實現(xiàn)方法。

62、第六方面，本發(fā)明還提供一種電子設備，包括：至少一個處理器和存儲器；所述存儲器和處理器通過總線相連；

63、所述存儲器，用于存儲一個或多個程序；

64、當所述一個或多個程序被所述至少一個處理器執(zhí)行時，實現(xiàn)上述第一方面任一項所述的基于正交頻分復用的濾波實現(xiàn)方法，或實現(xiàn)上述第三方面任一項的基于正交頻分復用的濾波實現(xiàn)方法。

65、第七方面，本發(fā)明還挺高一種可讀存儲介質，其上存有執(zhí)行程序，所述執(zhí)行程序被執(zhí)行時，實現(xiàn)上述第一方面任一項所述的基于正交頻分復用的濾波實現(xiàn)方法，或實現(xiàn)上述第三方面任一項的基于正交頻分復用的濾波實現(xiàn)方法。

66、與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果為：

67、本發(fā)明提供一種基于正交頻分復用的濾波實現(xiàn)方法，包括：發(fā)送端獲取待傳輸的數據，數據對應多個子帶的數據；基于每個子帶，根據f-ofdm系統(tǒng)的傳輸速率對應的調制方式和資源映射模式，對子帶的數據進行資源映射，得到映射后的數據；根據子帶的頻域占用位置，對基帶濾波器的時域濾波系數進行頻率搬移，生成子帶濾波器的時域系數；采用子帶濾波器的時域系數，對映射后的子帶數據進行頻域濾波處理，得到子帶數據；發(fā)送每個子帶的子帶數據，相應的，接收端獲取接收到的數據；數據對應多個子帶的接收數據；基于每個子帶，對子帶的接收數據進行匹配濾波和解映射處理，得到原始數據。本發(fā)明通過多調制方式結合的靈活資源映射，可以在降低濾波實現(xiàn)復雜度的同時，降低濾波對數據傳輸性能的影響，并通過設計子帶濾波器的時域系數和頻域濾波，可以有效降低濾波過程的實現(xiàn)復雜度，可以彌補目前窄帶正交頻分復用濾波系統(tǒng)濾波器研究的不足，可以有效利用離散窄帶頻譜資源。