陆发平,
王红星,
刘传辉^,,
康家方,
杨大伟
1.海军航空大学 烟台 264001
2.山东省信号与信息处理重点实验室 烟台 264001
基金项目:国家自然科学基金(61701518)，山东省“泰山****”建设工程专项经费基金(ts20081130)

详细信息

作者简介:陆发平：男，1991年生，博士生，研究方向为现代通信系统、非正弦波通信
王红星：男，1962年生，教授，研究方向为现代通信系统、非正弦波通信、无线光通信
刘传辉：男，1984年生，讲师，研究方向为现代通信新技术、非正弦波通信
康家方：男，1987年生，讲师，研究方向为现代通信新技术、扩频通信、非正弦波通信
杨大伟：男，1988年生，博士生，研究方向为现代通信新技术、非正弦波通信

通讯作者:刘传辉　lchgfy@163.com

中图分类号:TN911.3

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出版历程

收稿日期:2019-08-26
修回日期:2020-04-29
网络出版日期:2020-05-13
刊出日期:2020-08-18

PSWFs Frequency Domain Modulation and Demodulation Method

Faping LU,
Hongxing WANG,
Chuanhui LIU^,,
Jiafang KANG,
Dawei YANG
1. Naval Aviation University, Yantai 264001, China
2. Key Laboratory on Signal & Information Processing of Shandong Provience, Yantai 264001, China
Funds:The National Natural Science Foundation of China (61701518), The Special Foundation Project of Taishan Scholar of Shandong Province (ts20081130)


摘要
摘要:针对基于椭圆球面波函数(PSWFs)的非正弦时域调制算法复杂度高的不足，该文引入空间映射，分析了PSWFs信号频域完备正交性，推导出PSWFs信号频域有效表示所需最小抽样点数。在此基础上，引入复数域映射、FFT/IFFT信号处理框架，提出PSWFs频域调制解调方法。该方法将PSWFs信号处理由时域拓展到频域，在频域进行信息加载与检测，为探索研究PSWFs信号在5G、超5G等采用频域信号处理的通信系统中的应用提供了可能。理论和数值分析表明，相对于PSWFs时域调制，所提方法将能够在不改变系统频带利用率、系统误码性能、调制信号能量聚集性以及信号峰均功率比的前提下，显著降低算法复杂度，将运算复杂度由O(2Qg²)降低为O(g²+glog₂g)。
关键词:椭圆球面波函数/
频域调制/
FFT/IFFT框架/
频域抽样
Abstract:In view of the problem of high complexity for non-sinusoidal time domain modulation algorithms based on Prolate Spheroidal Wave Functions (PSWFs), spatial mapping is introduced to analyze the complete orthogonality and derive the minimum number of sampling points of PSWFs in the frequency domain. On this basis, the complex domain mapping and FFT/IFFT signal processing framework are introduced, and the PSWFs frequency domain modulation and demodulation method are proposed. The proposed method extends PSWFs signal processing from time domain to frequency domain, providing a possibility for exploring and studying the application of PSWFs signal to 5G, beyond 5G which use frequency domain signal processing. Theory and numerical analysis show that, compared with the time domain modulation, the proposed method can reduces the complexity of the algorithm from O(2Qg²) to O(g²+glog₂g) without changing the system spectral efficiency, system error performance, modulation signal energy aggregation, and peak-to-average power ratio.
Key words:Prolate Spheroidal Wave Functions (PSWFs)/
Frequency domain modulation/
FFT/IFFT frame/
Frequency sampling



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