[发明专利]一种基于子载波扩频的动态调整OFDM体制数据链码率的方法

说明书

本发明公开了一种基于子载波扩频的动态调整OFDM体制数据链码率的方法，在OFDM调制算法处理流程中增加一个子载波扩频模块，OFDM解调算法处理时则需要增加一个子载波解扩频模块，OFDM解调处理后的数据经解扰处理，随后进行子载波解扩频处理，子载波解扩频处理是子载波扩频处理的逆过程，子载波解扩频处理可以得到扩频处理增益，此基于子载波扩频的动态调整OFDM体制数据链码率的方法，抵抗衰落和多径干扰的能力更强，传输时延更低，OFDM调制解调处理的算法结构相对简单，设计实现的复杂度较低，消耗的资源更少，相同的功能和性能指标要求下设备的尺寸更小、功耗更低、重量更轻，并且系统的频谱利用率更高，降低码率后可以提升作用距离性能指标。

技术领域

本发明涉及子载波扩频技术领域，具体为一种基于子载波扩频的动态调整OFDM体制数据链码率的方法。

背景技术

在无线通信系统中，发射机和接收机之间的传播路径多为复杂的情况，如建筑物阻隔、车辆快速移动等。而发射信号在传播过程中往往会受到环境中各种物体所引起的遮挡、吸收、反射、折射和衍射的影响，形成多条路径信号分量到达接收机。不同路径的信号分量具有不同的传播时延、相位和幅度，并附加有信道噪声。它们的叠加会使复合信号相互抵消或增强，导致严重的衰落。这种衰落往往会使接收信号产生失真、波形展宽、波形重叠和畸变，或因为移动而产生多普勒频移现象而导致通信系统的误码性能恶化，甚至通信失效。

OFDM作为无线通信系统的成熟的调制技术，是一种多载波传输解决方案，它能够很好地对抗频率选择性衰落或窄带干扰，OFDM技术在数字广播电视、宽带移动通信等领域得到了广泛应用。超近程、近程数据链系统因为空中节点飞行高度较低，地空链路受地形、环境影响较大，一般选用OFDM的工作体制来消除多径信道的影响。

现有技术中，用于OFDM体制通信系统动态调整码率的方法包括动态调整调制方式方法、动态调整信号带宽方法。

使用动态调整信号带宽的方法来动态调整码率也是宽带移动通信系统中较为常用的方法。基于OFDM体制的通信系统通过设置不同的物理层参数，即采样频率、FFT长度、占用子载波数量等参数,占用不同的信号带宽资源，从而取得不同的传输速率。当需要较高的码率时，可以根据需要设置较高的采样频率、较大的FFT处理长度、占用较多的子载波数，则会占用较宽的信号带宽；反之，则设置较低的采样频率、较小的FFT处理长度、占用较少的子载波数，则会占用较窄的信号带宽。

OFDM系统中一个OFDM符号在频域上包含FFT长度个子载波，包含左保护子载波、左有效子载波、DC直流子载波、右有效子载波以及右保护子载波。其中左有效、DC直流和右有效子载波之和对应占用的子载波数目，会占用频谱资源、信号带宽；而左、右保护子载波被置零，为频域的保护间隔并不会占用信号带宽。

OFDM调制处理时，有效的数据位流在频域按照规定的调制方式被映射到左、右有效子载波上，然后通过IFFT(Inverse Fast Fourier Transform，逆向快速傅里叶变换)运算变换至时域,OFDM解调处理时，则将时域信号通过FFT运算变换至频域，然后在频域解调提取出有效的数据。如果通过动态调整信号带宽的方法来动态调整OFDM通信系统的码率，则需要动态改变调制解调处理过程中涉及的采样频率、IFFT/FFT处理模块的长度，这样OFDM调制解调处理的算法架构变化较大，复杂度较高，不易于实现并且会消耗更多的资源，这对于尺寸、重量、功耗有严格限制的数据链应用来说不太适用,为此，我们提出一种基于子载波扩频的动态调整OFDM体制数据链码率的方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于子载波扩频的动态调整OFDM体制数据链码率的方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于子载波扩频的动态调整OFDM体制数据链码率的方法，包括以下步骤：

1)在OFDM调制算法处理流程中增加一个子载波扩频模块，该模块介于信道编码模块与导频插入模块之间；