CN101119351A - 正交频分复用信号收发方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及移动通信领域，公开了一种正交频分复用信号收发方法及装置，使得在传输ACK信息时具有良好的抗干扰能力。本发明中，在发送端，根据待发信号的值设置信号序列[s₁，s₂]，将s₁和s₂分别与一个正交扩频码相乘后相加，再以OFDM方式发送给接收端。在接收端，以相应的方式接收并解扩。如果发送端为待发信号的不同取值设置的信号序列相互正交，则接收端对接扩后的信号序列进行相关处理，得到发送端的待发信号；如果发送端为待发信号的不同取值设置的信号序列中s₁和s₂之间的相位差不同，则接收端通过相位检测的方式，得到发送端的待发信号。

Description

正交频分复用信号收发方法及装置

技术领域

本发明涉及移动通信领域，特别涉及正交频分复用(OrthogonalFrequency Division Multiplexing，简称“OFDM”)技术。

背景技术

通信***中待传输的信息有多种形式，如话音、文字、符号和图像等等。为了传输和交换信息，需要把所传送的信息转换为电信号。通常电信号是以它的某个参量来表示信息的。例如信号电压大小随话音强弱而改变，这就是以信号幅度来代表信息。

按照信号参量的取值方式及它与信息之间的关系，可将信号分为两类：即模拟信号与数字信号。进一步说，根据通信***中所传送的是模拟信号还是数字信号，可以把通信***分成模拟通信***和数字通信***。

对于数字通信***而言，所传送的数字信号是指不仅在时间上是离散的，而且在幅度上也是离散的信号，换句话说，幅值被限制在有限个数值之内。

在数字通信***中，以OFDM为代表的多载波技术受到了广泛的关注。

多载波传输把数据流分解为若干个独立的子数据流，每个子数据流将具有低得多的比特速率。用这样低比特率形成的低速率多状态符号去调制相应的子载波，就构成了多个低速率符号并行发送的传输***。

OFDM作为一种多载波数字调制技术，将数据经编码后在频域传输。不象常规的单载波技术，如调幅/调频(Amplitude Modulation/FrequencyModulation，简称“AM/FM”)，在某一时刻只用单一频率发送单一信号，OFDM在经过特别计算的正交频率上同时发送多路高速信号。

OFDM又作为一种复用技术，将多路信号复用在不同正交子载波上。传统的频分复用(Frequency Division Multiplexing，简称“FDM”)技术将带宽分成几个子信道，中间用保护频带来降低干扰，它们同时发送数据。OFDM***比传统的FDM***要求的带宽要少得多。由于使用无干扰正交载波技术，单个载波间无需保护频带。这样使得可用频谱的使用效率更高。另外，OFDM技术可动态分配在子信道上的数据。为获得最大的数据吞吐量，多载波调制器可以智能地分配更多的数据到噪声小的子信道上。

OFDM将经过编码的待传输数据作为频域信息，将其调制为时域信号，并在信道上传输，而在接收端则进行逆过程解调。OFDM***的调制和解调可以分别由逆离散傅立叶变换(Inverse Discrete Fourier Transform，简称“IDFT”)和离散傅立叶变换(Discrete Fourier Transform，简称“DFT”)来代替。通过N点IDFT运算，把频域数据符号变换为时域数据符号，经过载波调制之后，发送到信道中。在接收端，将接收信号进行相干解调，然后将基带信号进行N点DFT运算，即可获得发送的数据符号。在实际应用中，IDFT/DFT采用逆快速傅立叶变换(Inverse Fast Fourier Transform，简称“IFFT”)和快速傅立叶变换(Fast Fourier Transform，简称“FFT”)来实现。FFT技术的采用使得OFDM***的复杂度大大降低，再加上高性能信息处理器件比如可编程逻辑器件(Programmable Logic Device，简称“PLD”)、数字信号处理器(Digital signal Processor，简称“DSP”)、微处理器(MicroProcessor，简称“μP”)等的发展和应用，使得OFDM***的实现更加容易，成为应用最广的一种多载波传输方案。

为了提高传输性能，可以将信号经过信道编码后再用OFDM传输。信道编码作为数字通信***中的一个必不可少的重要技术手段，在通信***中广泛使用。信道编码的主要任务是为了区分通路和增加通信的可靠性，所采用的编码有正交码、纠错码等。其中，正交码是以区分通路为主要目的的编码，并且，正交码还具有很强的抗干扰能力。

在数字通信***中，为了保证通信质量，接收端需要对接收到的数据包进行应答。即告诉发送端该数据包是否正确接收。

通常当用户设备正确接收了来自网络侧的数据包，则向网络侧发送一个比特的ACK消息来通知网络侧该数据包已正确接收，如果该用户设备接收数据包出错，则向网络侧发送一个比特的NACK消息来通知网络侧重发该数据包。因此，ACK/NACK消息的正确传输对于通信***的容量控制起着重要作用。

目前，用户设备通过控制信道向网络侧发送表示数据包是否正确接收的ACK/NACK信息。在一个ACK/NACK反馈周期内，用于传输ACK/NACK信息的反向ACK/NACK信道由Nt个时频资源块组成，每个时频资源块由若干个子资源块组成。每个子资源块由两个连续的OFDM符号上的各8个连续的子载波组成，并且这两个OFDM符号上的这些子载波占相同的频点。一个ACK/NACK反馈周期内，子资源块的个数随业务信道的数目变化，最小值为4个。每个子资源块包含8个ACK/NACK信息比特，分别对应8个不同的业务信道。每个ACK/NACK信息比特采用开关键控(OOK)的方式发送。在每个子资源块中，每个比特采用正交码进行扩展，比如，采用长度大小为16的离散傅立叶变换(Discrete Fourier Transform，简称“DFT”)矩阵的一列来扩展。即每个ACK/NACK信息比特和DFT矩阵的某一列相关联，反馈ACK信息时，在该子资源块上发送该列数据，反馈NACK信息时，该子资源块上不发送该列数据。8个ACK/NACK信息比特分别对应DFT矩阵的8列。由于DFT矩阵的大小为16，则剩余8列。在该子资源块中，这8列不发送，用来作为干扰估计。也就是说每个子资源块上复用了8个ACK/NACK信息比特。每个ACK/NACK信息比特在时频资源块上的4个不同的子资源块上传输，分别和不同用户的ACK/NACK信息比特复用。这些传输ACK/NACK信息的时频资源块在业务信道上随机跳频。

网络侧根据是否在子资源块接收到了DFT矩阵列向量，来判断相应的用户设备发送的是ACK信息还是NACK信息。如果接收到了DFT矩阵列向量，则判定该用户设备发送了ACK信息，否则，判定该用户设备发送了NACK信息。而目前，网络侧通过能量检测的方法来判断是否在子资源块接收到了DFT矩阵列向量，由于在无线衰落情况下，较难确定检测门限的阀值，因此，ACK/NACK一旦在传输过程中收到干扰，网络侧就可能无法正确判断出接收到的是ACK信息还是NACK信息，产生ACK/NACK信息的误判。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种正交频分复用信号收发方法及装置，使得在传输ACK信息时具有良好的抗干扰能力。

本发明提出了一种正交频分复用信号发送方法，包含以下步骤：

根据待发信号的值设置信号序列[s₁，s₂]；

将s₁和s₂分别与一个正交扩频码相乘后相加，以正交频分复用方式发送。

其中，所述待发信号取不同值时，所对应的信号序列相互正交，或者，所对应的信号序列中s₁和s₂之间的相位差不同。

所述待发信号可以为控制信道的信号，例如正确响应信息ACK、非正确响应信息NACK、以及空值。

为对应于ACK和NACK的取值设置的信号序列可以分别为(1，0)和(0，1)；或者，设置的信号序列分别为(1，1)和(1，-1)。

为对应于ACK的取值设置的信号序列中s₁和s₂之间的第一相位差，与为对应于NACK的取值设置的信号序列中s₁和s₂之间的第二相位差，分别为0和π。

为对应于ACK的取值设置的信号序列中s₁和s₂间的第一相位差，为对应于NACK的取值设置的信号序列中s₁和s₂间的第二相位差，以及为对应于空值的取值设置的信号序列中s₁和s₂间的第三相位差，分别为0、2π/3、和4π/3。

所述正交扩频码为快速傅立叶变换序列或哈达码序列。

本发明还提出了一种正交频分复用信号接收方法，其特征在于，包含以下步骤：

接收端用相应的扩频码对以正交频分复用方式接收到的信号进行解扩，得到解扩后的信号序列[x₁，x₂]，并根据该信号序列[x₁，x₂]得到发送端的待发信号的值。

其中，如果所述发送端为所述待发信号的不同取值设置的信号序列相互正交，则所述接收端通过以下方式根据所述信号序列[x₁，x₂]得到所述待发信号的值：

所述接收端在发送端所有可能设置的信号序列[s₁，s₂]中，找出所对应的|x₁s₁+x₂s₂|²值最大的信号序列[s₁，s₂]，并将该序列所对应的值作为所述待发信号的值输出。

如果所述发送端为所述待发信号的不同取值设置的信号序列中s₁和s₂之间的相位差不同，则所述接收端通过以下方式根据所述信号序列[x₁，x₂]得到所述待发信号的值：

所述接收端检测解扩后的信号序列中x₁和x₂之间的第四相位差，并将该第四相位差分别与所述发送端的所有可能设置的信号序列中s₁和s₂间的相位差相比较，找出所对应的相位差与该第四相位差最相近的信号序列[s₁，s₂]，并将该序列所对应的值作为所述待发信号的值输出。

所述待发信号的不同取值分别对应于正确响应信息ACK、非正确响应信息NACK、以及空值。

如果所述发送端为对应于ACK的取值设置的信号序列中s₁和s₂之间的第一相位差，与为对应于NACK的取值设置的信号序列中s₁和s₂之间的第二相位差，分别为0和π，则通过公式Re(x₂x₁ ^*)找出所对应的相位差与所述第四相位差最相近的信号序列s₁和s₂，其中，Re代表取实数部分，^*代表取共轭；

如果Re(x₂x₁ ^*)的值大于0，则表示该第四相位差相近于0，否则，表示该第四相位差相近于π。

如果所述发送端为对应于ACK的取值设置的信号序列中s₁和s₂之间的第一相位差，为对应于NACK的取值设置的信号序列中s₁和s₂之间的第二相位差，以及为对应于空值的取值设置的信号序列中s₁和s₂之间的第三相位差，分别为0、2π/3、和4π/3，，则通过公式Re(x₂x_i ^*e^-j2π/3*0)、Re(x₂x₁ ^*e^-j2π/3*1)、以及Re(x₂x₁ ^*e^-j2π/3*2)找出所对应的相位差与所述第四相位差最相近的信号序列s₁和s₂，其中，Re代表取实数部分，^*代表取共轭；

如果Re(x₂x₁ ^*e^-j2π/3*0)的值最大，则所述第四相位差相近于0；

如果Re(x₂x₁ ^*e^-j2π/3*t)的值最大，则所述第四相位差相近于2π/3；

如果Re(x₂x₁ ^*e^-j2π/3*2)的值最大，则所述第四相位差相近于4π/3。

本发明还提出了一种正交频分复用信号发送装置，包含：

用于根据待发信号的值设置信号序列[s₁，s₂]的模块；

用于将所设置的信号序列中的s₁和s₂分别以一个正交扩频码相乘后相加，并将相加后的信号输出的模块；

以及用于将相加后的信号以正交频分复用方式发送的模块。

其中，所述用于根据待发信号的值设置信号序列[s₁，s₂]的模块为所述待发信号的不同取值设置相互正交的信号序列。

所述用于根据待发信号的值设置信号序列[s₁，s₂]的模块为所述待发信号的不同取值设置的信号序列中s₁和s₂之间的相位差不同。

本发明还提出了一种正交频分复用信号接收装置，包含：

用于以正交频分复用方式接收信号的模块；

用于以相应的扩频码对接收到的信号进行解扩，得到信号序列[x₁，x₂]的模块；

以及用于根据信号序列[x₁，x₂]得到发送装置的待发信号的值并输出的模块。

如果所述发送装置为所述待发信号的不同取值设置的信号序列相互正交，则所述用于根据信号序列[x₁，x₂]得到发送装置的待发信号的值并输出的模块通过以下方式根据所述信号序列[x₁，x₂]得到所述待发信号的值：

在所述发送装置所有可能设置的信号序列s₁和s₂中，找出所对应的|x₁s₁+x₂s₂|²值最大的信号序列s₁和s₂，并将该序列所对应的值作为所述发送装置的待发信号的值输出。

如果所述发送装置为所述待发信号的不同取值设置的信号序列中s₁和s₂之间的相位差不同，则所述用于根据信号序列[x₁，x₂]得到发送装置的待发信号的值并输出的模块通过以下方式根据所述信号序列[x₁，x₂]得到所述待发信号的值：

检测解扩后的信号序列中x₁和x₂之间的第四相位差，并将该第四相位差分别与所述发送装置的所有可能设置的信号序列中s₁和s₂间的相位差相比较，找出所对应的相位差与该第四相位差最相近的信号序列s₁和s₂，并将该序列所对应的值作为所述发送装置的待发信号的值输出。

通过比较可以发现，本发明的技术方案与现有技术的主要区别在于，在发送端，根据待发信号的值设置信号序列[s₁，s₂]，将s1和s2分别与一个正交扩频码相乘后相加，再以OFDM方式发送给接收端。在接收端，以相应的方式接收并解扩。如果发送端为待发信号的不同取值设置的信号序列相互正交，则接收端对接扩后的信号序列进行相关处理，得到发送端的待发信号；如果发送端为待发信号的不同取值设置的信号序列中s₁和s₂之间的相位差不同，则接收端通过相位检测的方式，得到发送端的待发信号。

由于接收端无需根据能量检测的方法判决是否接收到对应于ACK/NACK信息比特的DFT矩阵列向量，有效避免了门限问题，因此，使得ACK/NACK信息比特的传输具有了很好的抗干扰能力，提高了ACK的传输可靠性，从而提高了***容量。将s₁和s₂分别以一个正交扩频码进行扩频，使得s₁和s₂不相互干扰。

通过利用对应的信号序列中s₁和s₂的相位差来表示ACK/NACK信息，有效提高了ACK/NACK信息比特的传输抗干扰能力，避免了接收端因ACK/NACK信息比特在传输过程中受到环境噪声的影响而导致的误判，提高了ACK/NACK的传输可靠性，进而提高了***容量。

附图说明

图1是根据本发明第一实施方式的OFDM信号发送方法流程图；

图2是根据本发明第一实施方式的OFDM信号发送方法示意图；

图3是根据本发明第二实施方式的OFDM信号接收方法流程图；

图4是根据本发明第二实施方式的OFDM信号接收方法示意图；

图5是根据本发明第三实施方式的OFDM信号发送方法示意图；

图6是根据本发明第四实施方式的OFDM信号接收方法示意图；

图7是根据本发明第五实施方式的OFDM信号发送方法示意图；

图8是根据本发明第六实施方式的OFDM信号接收方法示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。

本发明的第一实施方式OFDM信号发送方法如图1所示，在步骤101中，发送端根据待发信号的值设置信号序列[s₁，s₂]。在本实施方式中，发送端的待发信号为控制信道中表示ACK/NACK的信息比特。

具体地说，如图2所示，发送端为1比特的ACK/NACK信息设置相应的信号序列[s₁，s₂]，也就是说，如果该比特的值对应于ACK，则为该比特设置的信号序列为[s₁ ⁰，s₂ ⁰]，如果该比特的值对应于NACK，则为该比特设置的信号序列为[s₁ ¹，s₂ ¹]其中，[s₁ ⁰，s₂ ⁰]和[s₁ ¹，s₂ ¹]为相互正交的两个序列。比如说，序列[s₁ ⁰，s₂ ⁰]和序列[s₁ ¹，s₂ ¹]可以分别为(1，0)和(0，1)，也可以分别为哈达码序列，如(1，1)和(1，-1)。当然，序列[s₁ ⁰，s₂ ⁰]和序列[s₁ ¹，s₂ ¹]也可以是任何其他的正交序列。

接着，进入步骤102，发送端将信号序列中的s₁和s₂分别以正交扩频码进行扩频，如图2所示。比如说，假定对s₁进行扩频的正交扩频码为(c₁，c₂，...c_N)，对s₂进行扩频的正交扩频码为(d₁，d₂，...，d_N)，其中(c₁，c₂，...c_N)与(d₁，d₂，...，d_N)相互正交，如快速傅立叶变换(Fast Fourier Transform，简称“FFT”)矩阵中的某二个行或某二个列。那么，经扩频后的对应与s₁的序列为(s₁c₁，s₁c₂，..s₁c_N)，经扩频后的对应与s₂的序列为(s₂d₁，s₂d₂，...，s₂d_N)。当然，正交扩频码(c₁，c₂，...，c_N)与正交扩频码(d₁，d₂，...，d_N)也可以是二个彼此正交的哈达码序列，或是任何其它形式的彼此正交序列。将s₁和s₂分别以一个正交扩频码进行扩频，使得s₁和s₂不相互干扰。

接着，进入步骤103，发送端将经扩频后的分别对应于s₁和s₂的序列合并，如图2所示。针对上述案例，发送端将扩频后的(s₁c₁，s₁c₂，...，s₁c_N)序列与(s₂d₁，s₂d₂，...，s₂d_N)序列相加，得到长度为N的序列(s₁c₁+s₂d₁，s₁c₂+s₂d₂，...，s₁c_N+s₂d_N)。

接着，进入步骤104，发送端将合并后的信号序列以OFDM的方式发送。具体地说，如图2所示，发送端将合并后的序列中的各元素，即序列(s₁c₁+s₂d₁，s₁c₂+s₂d₂，...s₁c_N+s₂d_N)中的N个样值，映射到OFDM的时频块中，并通过OFDM方式传输给接收端。

本发明的第二实施方式OFDM信号接收方法如图3所示。本实施方式中的接收方法用于接收第一实施方式中所发送的ACK/NACK信息比特。

在步骤301中，接收端以OFDM方式接收信号。具体地说，如图4所示，接收端首先对收到的信号进行OFDM的解调，再将解调后的信号进行子载波的反映射。针对上述案例，接收端对收到的信号进行OFDM的解调以及子载波的反映射后，得到长度为N的接收信号：(s₁c₁+s₂d₁，s₁c₂+s₂d₂，...，s₁c_N+s₂d_N)。

接着，进入步骤302，接收端以与发送端相应的正交码进行解扩。针对上述案例，接收端利用正交扩频码(c₁，c₂，...，c_N)和(d₁，d₂，...，d_N)对该接收信号(s₁c₁+s₂d₁，s₁c₂+s₂d₂，...，s₁c_N+s₂d_N)进行解扩，得到解扩后的信号序列[x₁，x₂]，如图4所示。

接着，进入步骤303，接收端根据该解扩后的信号序列[x₁，x₂]，得到发送端的待发信号。具体地说，如图4所示，接收端对该信号序列[x₁，x₂]进行相关处理，也就是说，接收端将该信号序列[x₁，x₂]分别与发送端所可能设置的对应于ACK/NACK的两个正交序列进行相关。针对上述案例，在发送端中，当该待发信号的值对应于ACK时，所设置的信号序列为[s₁ ⁰，s₂ ⁰]，当该待发信号的值对应于NACK时，所设置的信号序列为[s₁ ¹，s₂ ¹]，因此，发送端所可能设置的对应于ACK/NACK的两个正交序列分别为[s₁ ⁰，s₂ ⁰]和[s₁ ¹，s₂ ¹]接收端将信号序列[x₁，x₂]与[s₁ ⁰，s₂ ⁰]进行相关处理后，得到 $y_1=x_1{s}_1^0+x_2{s}_2^0,$ 将信号序列[x₁，x₂]与[s₁ ¹，s₂ ¹]进行相关处理后，得到 $y_2=x_1{s}_1^1+x_2{s}_2^1.$

然后，再比较|y₁|²与|y₂|²，如果|y₁|²比|y₂|²大，则说明发送端所发送的为ACK；如果|y₂|²比|y₁|²大，则说明发送端所发送的为NACK。

由于接收端通过采用相关处理的方式得到发送端所发送的ACK/NACK信息，无需根据能量检测的方法判决是否接收到对应于ACK/NACK信息比特的DFT矩阵列向量来得到发送端所发送的ACK/NACK信息，有效提高了ACK/NACK信息比特的传输抗干扰能力，提高了ACK的传输可靠性，从而提高了***容量。

本发明的第三实施方式OFDM信号发送方法与第一实施方式大致相同，其区别仅在于根据待发信号的值设置信号序列[s₁，s₂]的方法不同。在第一实施方式中，根据待发信号的不同取值，所设置的信号序列[s₁ ⁰，s₂ ⁰]和[s₁ ¹，s₂ ¹]相互正交，而在本实施方式中，根据待发信号的不同取值，所设置的信号序列[s₁ ⁰，s₂ ⁰]和[s₁ ¹，s₂ ¹]中，s₁ ⁰与s₂ ⁰之间的相位差不同于s₁ ¹与s₂ ¹之间的相位差。

具体地说，如图5所示，发送端为待发信号的不同取值设置的信号序列[s₁，s₂]的形式为[ $s_1=e^{{\mathrm{j\φ}}_0},$ $s_2=e^{{\mathrm{j\φ}}_0+\mathrm{j\Δ\φ}}$ ]，其中，φ0为任意随机相位值，Δφ取值为0或π，它的取值由ACK/NACD信息而定。比如说，为对应于ACK的比特值设置信号序列[ $s_1=e^{{\mathrm{j\φ}}_0},$ $s_2=e^{{\mathrm{j\φ}}_0+j*0}$ ]，为对应于NACK的比特值设置信号序列[ $s_1=e^{{\mathrm{j\φ}}_0},$ $s_2=e^{{\mathrm{j\φ}}_0+j*\mathrm{\π}}$ ]，因此，如果发送端待发送ACK信息，则所设置的信号序列中s₂与s₁之间的相位差为0，如果发送端待发送NACK信息，则所设置的信号序列中s₂与s₁之间的相位差为π。本实施方式中，s₁与s₂只有相位上的差异，绝对值是相同的，这种情况下效果较好，当然s₁与s₂不但有相位上的差异而且有绝对值差异的情况也属于本发明的保护范围。

然后，再将所设置的信号序列中的s₁和s₂分别以一个正交扩频码进行扩频后合并，并将合并后的信号以OFDM方式发送给接收端，如图5所示，与第一实施方式完全相同，在此不再赘述。

本发明的第四实施方式OFDM信号接收方法用于接收第三实施方式中所发送的信号。该接收方法与第二实施方式大致相同，其区别仅在于，在第二实施方式中，接收端对解扩后的信号序列[x₁，x₂]进行相关处理，从而得到发送端所发送的ACK/NACK信息，而在本实施方式中，接收端采用相位检测的方式，得到发送端所发送的ACK/NACK信息。

具体地说，如图6所示，如果接收端对收到的信号进行OFDM的解调以及子载波的反映射后，得到长度为N的接收信号：(s₁c₁+s₂d₁，s₁c₂+s₂d₂，...，s₁c_N+s₂d_N)，则利用与发送端相应的正交扩频码(c₁，c₂，...，c_N)和(d₁，d₂，...，d_N)对该接收信号进行解扩得到信号序列[x₁，x₂]，与第二实施方式完全相同，在此不再赘述。

接收端将解扩后得到信号序列[x₁，x₂]进行相位差的检测，并将检测到的x₁与x₂之间的相位差分别与发送端所可能设置的对应于ACK/NACK的信号序列中的s₁和s₂之间的相位差进行比较，找出所对应的相位差与检测到的x₁与x₂之间的相位差最相近的信号序列[s₁，s₂]，并将该序列所对应的值作为发送端所发送的ACK/NACK信息输出。

针对第三实施方式中的案例，如果发送端为对应于ACK的比特值设置的信号序列中s₂与s₁之间的相位差为0；为对应于NACK的比特值设置的信号序列中s₂与s₁之间的相位差为π。那么，在接收端中，根据公式Re(x₂x₁ ^*)判断检测到的x₁与x₂之间的相位差最接近0相位还是180度相位。如果Re(x₂x₁ ^*)的值大于等于0，则说明检测到的x₁与x₂之间的相位差最接近0相位，发送端发送的为ACK信息；如果Re(x₂x₁ ^*)的值小于0，则说明检测到的x₁与x₂之间的相位差最接近180度相位，发送端发送的为NACK信息。其中，Re代表取实数部分，^*代表取共轭。

在本实施方式中，利用了对应的信号序列中s₁和s₂之间的相位差来表示ACK/NACK信息，有效提高了ACK/NACK信息比特的传输抗干扰能力，避免了接收端因ACK/NACK信息比特在传输过程中受到环境噪声的影响而导致的误判，提高了ACK/NACK的传输可靠性，进而提高了***容量。

本发明的第五实施方式OFDM信号发送方法与第三实施方式大致相同，其区别仅在于，在第三实施方式中，发送端的待发信号仅有两种不同的取值，分别对应于ACK和NACK，而在本实施方式中，发送端的待发信号有三种不同的取值，分别对应于ACK、NACK、以及空值(NULL)。因此，当待发信号取对应于不同情况的值时，所设置的相应的信号序列中s₁和s₂之间的相位差各不相同。

具体地说，发送端为待发信号的不同取值设置的信号序列[s₁，s₂]的形式为[ $s_1=e^{{\mathrm{j\φ}}_0},$ $s_2=e^{{\mathrm{j\φ}}_0+\mathrm{j\Δ\φ}}$ ]，其中，φ₀为任意随机相位值，Δφ取值为0或2π/3或4π/3，分别对应于ACK、NACK、以及空值的三种情况。比如说，为对应于ACK的比特值设置信号序列[ $s_1=e^{{\mathrm{j\φ}}_0},$ $s_2=e^{{\mathrm{j\φ}}_0+j*0}$ ]，为对应于NACK的比特值设置信号序列[ $s_1=e^{{\mathrm{j\φ}}_0},$ $s_2=e^{{\mathrm{j\φ}}_0+j*2\mathrm{\π}/3}$ ]，为对应于空值的比特值设置信号序列[ $s_1=e^{{\mathrm{j\φ}}_0},$ $s_2=e^{{\mathrm{j\φ}}_0+j*4\mathrm{\π}/3}$ ]，也就是说，如果发送端待发送ACK信息，则所设置的信号序列中s₂与s₁之间的相位差为0，如果发送端待发送NACK信息，则所设置的信号序列中s₂与s₁之间的相位差为2π/3，如果发送端待发送空值信息，则所设置的信号序列中s₂与s₁之间的相位差为4π/3。

然后，再将所设置的信号序列中的s₁和s₂分别以一个正交扩频码进行扩频后合并，并将合并后的信号以OFDM方式发送给接收端，如图7所示，与第三实施方式完全相同，在此不再赘述。

本发明的第六实施方式OFDM信号接收方法用于接收第五实施方式中所发送的信号，本实施方式中的接收方法与第四实施方式中的接收方法大致相同，其区别仅在于，在第四实施方式中，接收端所接收到的信号只可能是ACK/NACK两种情况之一，而在本实施方式中，接收端所接收到的信号可能是ACK/NACK/空值，这三种情况之一。

具体地说，如果接收端对收到的信号进行OFDM的解调以及子载波的反映射后，得到长度为N的接收信号：(s₁c₁+s₂d₁，s₁c₂+s₂d₂，...，s₁c_N+s₂d_N)，则利用与发送端相应的正交扩频码(c₁，c₂，...c_N)和(d₁，d₂，...，d_N)对该接收信号进行解扩得到信号序列[x₁，x₂]，如图8所示，与第四实施方式完全相同，在此不再赘述。

接收端将解扩后得到信号序列[x₁，x₂]进行相位差的检测，并将检测到的x₁与x₂之间的相位差分别与发送端所可能设置的对应于ACK/NACK/空值的信号序列中的s₁和s₂之间的相位差进行比较，找出所对应的相位差与检测到的x₁与x₂之间的相位差最相近的信号序列[s₁，s₂]，并将该序列所对应的值作为发送端所发送的ACK/NACK/空值信息输出。

针对第五实施方式中的案例，如果发送端为对应于ACK的比特值设置的信号序列中s₂与s₁之间的相位差为0；为对应于NACK的比特值设置的信号序列中s₂与s₁之间的相位差为2π/3，为对应于空值的比特值设置的信号序列中s₂与s₁之间的相位差为4π/3。那么，在接收端中，根据公式Re(x₂x₁ ^*e^-j2π/3*0)、Re(x₂x₁ ^*e^-j2π/3*1)、以及Re(x₂x₁ ^*e^-j2π/3*2)判断检测到的x₁与x₂之间的相位差最接近0、2π/3、还是4π/3。其中，Re代表取实数部分，^*代表取共轭。

如果根据解扩后的信号序列[x₁，x₂]计算出Re(x₂x₁ ^*e^-j2π/3*0)的值最大，则说明检测到的x₁与x₂之间的相位差最接近0相位，发送端发送的为ACK信息；如果根据解扩后的信号序列[x₁，x₂]计算出的Re(x₂x₁ ^*e^-j2π/3*1)值最大，则说明检测到的x₁与x₂之间的相位差最接近2π/3相位，发送端发送的为NACK信息；如果根据解扩后的信号序列[x₁，x₂]计算出的Re(x₂x₁ ^*e^-j2π/3*2)值最大，则说明检测到的x₁与x₂之间的相位差最接近4π/3相位，发送端发送的为空值信息。

不难发现，本实施方式同样通过利用对应的信号序列中s₁和s₂之间的相位差来表示ACK/NACK空值信息，有效提高了ACK/NACK/空值信息比特的传输抗干扰能力。

本发明的第七实施方式OFDM信号发送装置，包含用于根据待发信号的值设置信号序列[s₁，s₂]的模块、用于将所设置的信号序列中的s₁和s₂分别以一个正交扩频码相乘后相加，并将相加后的信号输出的模块、以及用于将相加后的信号以OFDM方式发送的模块。

其中，用于根据待发信号的值设置信号序列[s₁，s₂]的模块为该待发信号的不同取值设置相互正交的信号序列，或者，为该待发信号的不同取值设置的信号序列中s₁和s₂之间的相位差不同。

本发明的第八实施方式OFDM信号接收装置，用于接收第七实施方式中的发送装置所发送的信号。本接收装置包含用于以OFDM方式接收信号的模块、用于以相应的扩频码对接收到的信号进行解扩，得到信号序列[x₁，x₂]的模块、以及用于根据信号序列[x₁，x₂]得到发送装置的待发信号的值并输出的模块。

其中，如果第七实施方式中的发送装置为待发信号的不同取值设置的信号序列相互正交，则用于根据信号序列[x₁，x₂]得到发送装置的待发信号的值并输出的模块通过以下方式根据信号序列[x₁，x₂]得到待发信号的值：在该发送装置所有可能设置的信号序列s₁和s₂中，找出所对应的|x₁s₁+x₂s₂|²值最大的信号序列s₁和s₂，并将该序列所对应的值作为发送装置的待发信号的值输出。

如果第七实施方式中的发送装置为待发信号的不同取值设置的信号序列中s₁和s₂之间的相位差不同，则用于根据信号序列[x₁，x₂]得到发送装置的待发信号的值并输出的模块通过以下方式根据信号序列[x₁，x₂]得到待发信号的值：检测解扩后的信号序列中x₁和x₂之间的第四相位差，并将该检测到的相位差分别与发送装置的所有可能设置的信号序列中s₁和s₂间的相位差相比较，找出所对应的相位差与该检测到的相位差最相近的信号序列s₁和s₂，并将该序列所对应的值作为发送装置的待发信号的值输出。

由于接收端无需根据能量检测的方法判决是否接收到对应于ACK/NACK信息比特的DFT矩阵列向量，有效避免了门限问题，因此，使得ACK/NACK信息比特的传输具有了很好的抗干扰能力，提高了ACK的传输可靠性，从而提高了***容量。

虽然通过参照本发明的某些优选实施方式，已经对本发明进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (21)

1.一种正交频分复用信号发送方法，其特征在于，包含以下步骤：

根据待发信号的值设置信号序列[s₁，s₂]；

将s₁和s₂分别与一个正交扩频码相乘后相加，以正交频分复用方式发送。

2.根据权利要求1所述的正交频分复用信号发送方法，其特征在于，所述待发信号取不同值时，所对应的信号序列相互正交。

3.根据权利要求1所述的正交频分复用信号发送方法，其特征在于，所述待发信号取不同值时，所对应的信号序列中s₁和s₂之间的相位差不同。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的正交频分复用信号发送方法，其特征在于，所述待发信号为控制信道的信号。

5.根据权利要求4所述的正交频分复用信号发送方法，其特征在于，所述控制信道信号的不同取值分别对应于正确响应信息ACK、非正确响应信息NACK、以及空值。

6.根据权利要求5所述的正交频分复用信号发送方法，其特征在于，为对应于ACK和NACK的取值设置的信号序列分别为(1，0)和(0，1)；

或者，设置的信号序列分别为(1，1)和(1，-1)。

7.根据权利要求5所述的正交频分复用信号发送方法，其特征在于，为对应于ACK的取值设置的信号序列中s₁和s₂之间的第一相位差，与为对应于NACK的取值设置的信号序列中s₁和s₂之间的第二相位差，分别为0和π。

8.根据权利要求5所述的正交频分复用信号发送方法，其特征在于，为对应于ACK的取值设置的信号序列中s₁和s₂间的第一相位差，为对应于NACK的取值设置的信号序列中s₁和s₂间的第二相位差，以及为对应于空值的取值设置的信号序列中s₁和s₂间的第三相位差，分别为0、2π/3、和4π/3。

9.根据权利要求5所述的正交频分复用信号发送方法，其特征在于，所述正交扩频码为快速傅立叶变换序列或哈达码序列。

10.一种正交频分复用信号接收方法，其特征在于，包含以下步骤：

接收端用相应的扩频码对以正交频分复用方式接收到的信号进行解扩，得到解扩后的信号序列[x₁，x₂]，并根据该信号序列[x₁，x₂]得到发送端的待发信号的值。

11.根据权利要求10所述的正交频分复用信号接收方法，其特征在于，如果所述发送端为所述待发信号的不同取值设置的信号序列相互正交，则所述接收端通过以下方式根据所述信号序列[x₁，x₂]得到所述待发信号的值：

所述接收端在发送端所有可能设置的信号序列[s₁，s₂]中，找出所对应的|x₁s₁+x₂s₂|²值最大的信号序列[s₁，s₂]，并将该序列所对应的值作为所述待发信号的值输出。

12.根据权利要求10所述的正交频分复用信号接收方法，其特征在于，如果所述发送端为所述待发信号的不同取值设置的信号序列中s₁和s₂之间的相位差不同，则所述接收端通过以下方式根据所述信号序列[x₁，x₂]得到所述待发信号的值：

所述接收端检测解扩后的信号序列中x₁和x₂之间的第四相位差，并将该第四相位差分别与所述发送端的所有可能设置的信号序列中s₁和s₂间的相位差相比较，找出所对应的相位差与该第四相位差最相近的信号序列[s₁，s₂]，并将该序列所对应的值作为所述待发信号的值输出。

13.根据权利要求10至12中任一项所述的正交频分复用信号接收方法，其特征在于，所述待发信号的不同取值分别对应于正确响应信息ACK、非正确响应信息NACK、以及空值。

14.根据权利要求13所述的正交频分复用信号接收方法，其特征在于，如果所述发送端为对应于ACK的取值设置的信号序列中s₁和s₂之间的第一相位差，与为对应于NACK的取值设置的信号序列中s₁和s₂之间的第二相位差，分别为0和π，则通过公式Re(x₂x₁ ^*)找出所对应的相位差与所述第四相位差最相近的信号序列s₁和s₂，其中，Re代表取实数部分，^*代表取共轭；

如果Re(x₂x₁ ^*)的值大于0，则表示该第四相位差相近于0，否则，表示该第四相位差相近于π。

15.根据权利要求13所述的正交频分复用信号接收方法，其特征在于，如果所述发送端为对应于ACK的取值设置的信号序列中s₁和s₂之间的第一相位差，为对应于NACK的取值设置的信号序列中s₁和s₂之间的第二相位差，以及为对应于空值的取值设置的信号序列中s₁和s₂之间的第三相位差，分别为0、2π/3、和4π/3，，则通过公式Re(x₂x₁ ^*e^-j2π/3*0)、Re(x₂x₁ ^*e^-j2π/3*1)、以及Re(x₂x₁ ^*e^-j2π/3*2)找出所对应的相位差与所述第四相位差最相近的信号序列s₁和s₂，其中，Re代表取实数部分，*代表取共轭；

如果Re(x₂x₁ ^*e^-j2π/3*0)的值最大，则所述第四相位差相近于0；

如果Re(x₂x₁ ^*e^-j2π/3*1)的值最大，则所述第四相位差相近于2π/3；

如果Re(x₂x₁ ^*e^-j2π/3*2)的值最大，则所述第四相位差相近于4π/3。

16.一种正交频分复用信号发送装置，其特征在于，包含：

用于根据待发信号的值设置信号序列[s₁，s₂]的模块；

用于将所设置的信号序列中的s₁和s₂分别以一个正交扩频码相乘后相加，并将相加后的信号输出的模块；

以及用于将相加后的信号以正交频分复用方式发送的模块。

17.根据权利要求16所述的正交频分复用信号发送装置，其特征在于，所述用于根据待发信号的值设置信号序列[s₁，s₂]的模块为所述待发信号的不同取值设置相互正交的信号序列。

18.根据权利要求16所述的正交频分复用信号发送装置，其特征在于，所述用于根据待发信号的值设置信号序列[s₁，s₂]的模块为所述待发信号的不同取值设置的信号序列中s₁和s₂之间的相位差不同。

19.一种正交频分复用信号接收装置，其特征在于，包含：

用于以正交频分复用方式接收信号的模块；

用于以相应的扩频码对接收到的信号进行解扩，得到信号序列[x₁，x₂]的模块；

以及用于根据信号序列[x₁，x₂]得到发送装置的待发信号的值并输出的模块。

20.根据权利要求19所述的正交频分复用信号接收装置，其特征在于，如果所述发送装置为所述待发信号的不同取值设置的信号序列相互正交，则所述用于根据信号序列[x₁，x₂]得到发送装置的待发信号的值并输出的模块通过以下方式根据所述信号序列[x₁，x₂]得到所述待发信号的值：

在所述发送装置所有可能设置的信号序列s₁和s₂中，找出所对应的|x₁s₁+x₂s₂|²值最大的信号序列s₁和s₂，并将该序列所对应的值作为所述发送装置的待发信号的值输出。

21.根据权利要求19所述的正交频分复用信号接收装置，其特征在于，如果所述发送装置为所述待发信号的不同取值设置的信号序列中s₁和s₂之间的相位差不同，则所述用于根据信号序列[x₁，x₂]得到发送装置的待发信号的值并输出的模块通过以下方式根据所述信号序列[x₁，x₂]得到所述待发信号的值：

检测解扩后的信号序列中x₁和x₂之间的第四相位差，并将该第四相位差分别与所述发送装置的所有可能设置的信号序列中s₁和s₂间的相位差相比较，找出所对应的相位差与该第四相位差最相近的信号序列s₁和s₂，并将该序列所对应的值作为所述发送装置的待发信号的值输出。

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