一種多載波系統調制方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及保密通信，尤其涉及一種多載波系統調制方法。
【背景技術】
[0002]在未來的移動通信系統中，高帶寬、高速率的數據服務是必不可少的，這就要求無線通信技術能有效消除無線信道衰落對傳輸的不利影響，并達到更高的頻譜效率，同時還要兼顧用戶間的平等性。
[0003]LTE(長期演進)是由3GPP(第三代合作伙伴計劃)組織制定的UMTS(通用移動通信系統)技術標準的長期演進。LTE系統引入了 OFDM和MMO等關鍵傳輸技術，顯著增加了頻譜效率和數據傳輸率；以及為了取得分集復用增益，LTE系統也逐漸采用多載波和動態調制的技術進行傳輸。
[0004]然而，隨之而來的問題是，原有的單通道或單載波調制技術已不能滿足多載波保密通信的需求，因此，需要提出一種適合LTE的多載波調制方案。
【發明內容】
[0005]本發明的目的是通過以下技術方案實現的。
[0006]根據本發明的實施方式，提出一種多載波系統調制方法，所述方法包括:
[0007]S1、LTE多載波發射機對待發送的多載波信號執行多載波調制并發送；
[0008]S2、LTE多載波接收機對接收的多載波信號執行解調。
[0009]根據本發明的實施方式，所述SI的LTE多載波發射機對待發送的多載波信號執行多載波調制具體包括:
[0010]Al、通過第一交互單元，LTE多載波發射機獲取待發送的數據信息；
[0011]A2、多載波幀組合單元同時獲取第一 RS序列生成單元產生的同步信息以及第一交互單元的待發送的數據信息，進行幀組合處理，信息經幀組合后送入第一多載波調制單元進行處理；
[0012]A3、幀組合后的數據送入第一多載波調制單元的載頻序列調制器，采用載頻迀移函數將幀組合后的信息數據進行載頻序列調制，得到第一多載波序列信息，再以序列識別碼作為地址，訪問第一多載波信號載頻碼緩存單元，得到載頻碼后送入內插單元；
[0013]A4、在內插單元對第一多載波序列進行內插處理，通過對載頻碼進行內插處理，將其取樣速度提升至與第一多載波數字振蕩單元取樣速度匹配；
[0014]A5、內插處理后的信息進入第一多載波數字振蕩單元，第一多載波數字振蕩單元獲取第一多載波信號載頻碼，輸出同相正交兩路且與輸入數據信息相關的第一多載波信號，同相正交兩路信號用式①表示，式中f。為第一多載波信號的頻率，
[0015]Si(t) = cos(fct)，SQ(t) =sin(fct)①
[0016]A6、同相正交兩路第一多載波信號分別進入第二多載波單元的內插頻率消除單元進行內插，將其取樣速度提高至fs，使其數據率與第二多載波數字振蕩單元的輸出信號數據率相匹配；
[0017]A7、第一RS序列生成單元輸出預定義序列，并以序列識別碼作為地址訪問第二多載波載頻碼緩存單元；
[0018]AS、第二多載波數字振蕩單元獲取第二多載波頻段載頻碼，產生兩路正交的調制速率為Rf的調制載波，分別與經內插后的同相和正交第一多載波信號相混合，得到第一同相和第一正交兩路正交的第二多載波信號，用式②表示，式中fq為第二多載波所選頻段的頻率，
[0019]Sn(t) = cos(fqt) ,SQi(t) = sin(fqt)②
[0020]A9、第一同相和第一正交信號進入運算放大單元得到二者的差值，第一正交信號和第一同相信號之差通過數模轉換單元、送入LTE發射單元，由天線發射;發送信號用式③表示，f。為第一多載波信號的頻率，fq為第二多載波信號的頻率，
[0021 ] S(t) = Sl(t)-SQ(t) = COs(fct)*COs(fqt)-sin(fct)*sin(fqt) = COs[ (fc+fq)t]③
[0022]根據本發明的實施方式，所述S2的LTE多載波接收機對接收的多載波信號執行解調具體包括:
[0023]BULTE多載波接收機的LTE接收單元通過射頻天線和其前置射頻放大器得到的射頻信號，送入模數轉換單元進行高速數據取樣，得到第一正交和第一同相兩路信號；
[0024]B2、第二多載波同步單元根據多載波幀分離單元解調出的同步信息，調整本地的擴頻碼生成單元狀態信息和時鐘信息，將同步信息送入第二 RS序列生成單元，使第二 RS序列生成單元生成與LTE多載波發射機發送的射頻信號調制規律一致的RS預定義碼；
[0025]B3、RS預定義碼接入解調數字振蕩單元，控制解調數字振蕩單元產生與LTE多載波發射機發送的射頻信號調制規律一致的兩路調制載波信號，分別與步驟BI得到的第一正交和第一同相信號混合實現第二解調；
[0026]B4、第二解調后的兩路信號分別經過逆插頻率消除單元進行正交數字下變頻，經高頻消除單元消除帶外干擾信號，得到正交和同相的第一多載波信號送入第一多載波解調單元；
[0027]B5、在電平轉換同步單元的控制下，FFT單元確定調制信號的起始時刻，并計算每路多載波信號的幅度和相位信息，之后送入載頻辨識單元；
[0028]B6、載頻辨識單元根據FFT單元計算出的每路多載波信號的幅度信息和相位信息判決出有效的調制信號，并將其轉換為相應于LTE多載波發射機發送信號的載頻序列編號，再將編號送入卷積解調單元；
[0029]B7、卷積解調單元根據載頻序列編號，還原出相應的接收數據信息，再送往多載波幀分離單元；
[0030]B8、多載波幀分離單元完成對解調信息的幀分離，并將同步信息反饋回調制同步單元，有用的數據信息則經第二交互單元發送至最終用戶。
[0031]本發明的多載波系統調制方法采用兩級多載波調制和解調，在保證了LTE系統頻譜效率和數據傳輸率的同時，大大增強了保密性能，也降低了硬件成本和實現難度，具有有益的技術效果。
【附圖說明】
[0032]通過閱讀下文優選實施方式的詳細描述，各種其他的優點和益處對于本領域普通技術人員將變得清楚明了。附圖僅用于示出優選實施方式的目的，而并不認為是對本發明的限制。而且在整個附圖中，用相同的參考符號表示相同的部件。在附圖中:
[0033]附圖1示出了根據本發明實施方式的基于LTE的多載波系統結構示意圖；
[0034]附圖2示出了根據本發明實施方式的多載波系統調制方法流程圖。
【具體實施方式】
[0035]下面將參照附圖更詳細地描述本公開的示例性實施方式。雖然附圖中顯示了本公開的示例性實施方式，然而應當理解，可以以各種形式實現本公開而不應被這里闡述的實施方式所限制。相反，提供這些實施方式是為了能夠更透徹地理解本公開，并且能夠將本公開的范圍完整的傳達給本領域的技術人員。
[0036]根據本發明的實施方式，提出一種多載波系統調制方法，如附圖1所示，所述多載波系統包括:LTE多載波發射機和LTE多載波接收機，其中，
[0037]所述LTE多載波發射機包括:順序連接的第一交互單元、多載波幀組合單元、第一多載波調制單元、第二多載波調制單元、數模轉換單元和LTE發射單元;其中，
[0038]第一多載波調制單元包括依次連接的載頻序列調制器、第一多載波信號載頻碼緩存單元、內插單元和第一多載波數字振蕩單元；
[0039]第二多載波調制單元則包括第一RS序列生成單元、第二多載波載頻碼緩存單元、內插頻率消除單元、第二多載波數字振蕩單元和運算放大單元；
[0040]第一RS序列生成單元的一個輸出接入多載波幀組合單元、另一輸出經第二多載波載頻碼緩存單元接入第二多載波數字振蕩單元，第一多載波數字振蕩單元輸出的正交和同相信號分別接入一個內插頻率消除單元，2個內插頻率消除單元輸出的內插后的同相和正交載波信號分別與第二多載波數字振蕩單元產生的兩路載波信號混合，得到第一同相和第一正交信號，接入運算放大單元，得到第一正交信號和第一同相信號之差，經數模轉換單元送入LTE發射單元；
[0041]所述LTE多載波接收機包括:依次連接的LTE接收單元、模數轉換單元、第二多載波解調單元、第一多載波解調單元、多載波幀分離單元和第二交互單元;其中，
[0042]第二多載波解調單元包括解調數字振蕩單元、逆插頻率消除單元、高頻消除單元、第二多載波同步單元、第二 RS序列生成單元；
[0043]第一多載波解調單元包括FFT單元、載頻序列解調單元和電平轉換同步單元;所述載頻序列解調單元包括載頻辨識單元和卷積解調單元；
[0044]FFT單元的輸出接入載頻序列解調單元和電平轉換同步單元，電平轉換同步單元反饋接入FFT單元;多載波幀分離單元輸出的同步信息接入第二多載波同步單元，第二多載波同步單元的輸出連接第二 RS序列生成單元，再接入解調數字振蕩單元，解調數字振蕩單元發出的兩路載波信號與模數轉換單元高速數據取樣得到第一正交和第一同相兩路信號混合后分別經過逆插頻率消除單元和高頻消除單元得到正交和同相信號送入第一多載波解調單元。
[0045]如附圖2所示，所述多載波系統調制方法包括:
[0046]S1、LTE多載波發射機對待發送的多載波信號執行多載波調制并發送；
[0047]S2、LTE多載波接收機對接收的多載波信號執行解調。
[0048]根據本發明的實施方式，所述SI的LTE多載波發射機對待發送的多載波信號執行多載波調制具體包括:
[0049]Al、通過第一交互單元，LTE多載波發射機獲取待發送的數據信息；
[0050]A2、多載波幀組合單元同時獲取第一 RS序列生成單元產生的同步信息以及第一交互單元的待發送的數據信息，進行幀組合處理，信息經幀組合后送入第一多載波調制單元進行處理；
[0051]A3、幀組合后的數據送入第一多載波調制單元的載頻序列調制器，采用載頻迀移函數將幀組合后的信息數據進行載頻序列調制，得到第一多載波序列信息，再以序列識別碼作為地址，訪問第一多載波信號載頻碼緩存單元，得到載頻碼后送入內插單元；
[0052]A4、在內插單元對第一多載波序列進行內插處理，通過對載頻碼進行內插處理，將其取樣速度提升至與第一多載波數字