CN115396271B - 单载波双天线信号在多径信道下的发射、接收方法和设备 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及单载波双天线信号在多径信道下的发射、接收方法和设备,方法包括:获取待发射信息比特流,并对待发射信息比特流进行信道编码、星座调制,得到时域数据流;将多条初始数据流***到时隙,得到第一业务数据流;对第一业务数据流进行FFT,得到频域形式第一业务数据流;对频域形式第一业务数据流进行STBC编码,得到空时编码矩阵;对空时编码矩阵进行IFFT,得到时域形式的空时编码矩阵,并将时域形式的空时编码矩阵分成两组第二业务数据流;在两组第二业务数据流前***导频,形成天线信号;将天线信号从天线端口发射。本申请在QPSK调制信号发射时,发射天线部分基于一个FFT、IFFT进行信号处理,使得发射结构更加简单。
Description
技术领域
本申请涉及信号通讯的技术领域,尤其是涉及单载波双天线信号在多径信道下的发射、接收方法和设备。
背景技术
在通信中常采用OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,正交频分复用)的方式,因为OFDM的方式可以有效对抗多径时延,提高传输速率,但是OFDM***采用多载波调制方式,而不是频率分集方式,因此必须和其他分集技术配合使用才能获得较好的性能。
目前,第三代合作伙伴计划(3GPP)中,在上行链路传输采用SC-FDMA(Single-carrier Frequency-Division Multiple Access,单载波频分多址)技术。在SC-FDMA***中,上行链路传输采用了STBC(Space Time Block Code,空时块编码)分集发射的方法,解决了采用OFDM的方式需要与其他分集技术配合使用的问题。然而,相关技术中的上行链路发送单元,需要在频域进行STBC编码,而不能在时域进行STBC编码,并且在不同时段对数据流分别进行STBC编码,将每一时间段的数据流分成多组数据流,分别对多组数据流进行IFFT(Inverse Fast Fourier Transform,快速傅里叶逆变换),导致了在SC-FDMA***中STBC编码需要在DFT(Discrete Fourier Transform,离散傅里叶变换)和IFFT之间进行,且需多个DFT、IFFT处理,增加了***的复杂度。
发明内容
本申请的目的是提供一种单载波双天线信号在多径信道下的发射、接收方法和设备,用于解决以上至少一项技术问题。
第一方面,本申请提供一种单载波双天线信号在多径信道下的发射方法,采用如下的技术方案:
一种单载波双天线信号在多径信道下的发射方法,所述方法包括:
获取待发射信息比特流,并对所述待发射信息比特流进行信道编码、星座调制,得到时域数据流,其中,时域数据流包括多条初始数据流;
将多条所述初始数据流***到时隙,得到第一业务数据流;
对所述第一业务数据流进行FFT,得到频域形式第一业务数据流;
对所述频域形式第一业务数据流进行STBC编码,得到空时编码矩阵;
对所述空时编码矩阵进行IFFT,得到时域形式的空时编码矩阵,并将所述时域形式的空时编码矩阵分成两组第二业务数据流;
在所述两组第二业务数据流前***导频,形成天线信号;
将所述天线信号从天线端口发射。
通过采用上述技术方案,对待发射信息比特流进行信道编码、星座调制,得到时域数据流,将时域数据流中多条初始数据流***到时隙,得到第一业务数据流;由于STBC编码需要在频域上进行,故对第一业务数据流进行FFT,得到频域形式第一业务数据流并进行STBC编码,将数据流进行整合,得到空时编码矩阵;仅需要再对空时编码矩阵进行一次IFFT,即可转化为时域形式的空时编码矩阵,并分成两组第二业务数据流;在第二业务数据流前***导频,形成天线信号并从天线发射机口发出。本申请在进行STBC编码时,将STBC编码后的数据流整合在空时编码矩阵中,后续仅对空时编码矩阵进行一次IFFT即可,然而,相关技术中,根据不同时段对数据流分别进行STBC编码,将每一时间段的数据流分成多组数据流,然后分别对多组数据流进行IFFT。本申请在QPSK调制信号发射时,发射天线部分基于一个FFT、IFFT进行信号处理,使得发射结构更加简单。
本申请在一较佳示例中可以进一步配置为:所述对所述频域形式第一业务数据流进行STBC编码,得到空时编码矩阵,包括:
对所述频域形式第一业务数据流进行共轭运算,得到共轭形式的第一业务数据流;
将所述频域形式第一业务数据流以及所述共轭形式的第一业务数据流,按照空时正交性组成所述空时编码矩阵,其中,利用所述STBC编码能够进行共轭运算以及数据流正交处理。
通过采用上述技术方案,在进行STBC编码时进行共轭运算以及数据流正交处理,可以得到空时编码矩阵,由空时编码矩阵内数据流可知,经过STBC编码后将第一业务数据流变成两组数据相同但形式不同的数据流。STBC编码仅进行共轭运算,不会造成峰均比的增加。
本申请在一较佳示例中可以进一步配置为:所述在所述两组第二业务数据流前***导频,形成天线信号,包括:
在所述两组第二业务数据流前***带有第一CP的导频,形成天线信号。
通过采用上述技术方案,在两组第二业务数据流前***带有第一CP的导频,带有第一CP的导频能够使接收机进行信道估计时更加准确,并能够提高抗多径的能力。
本申请在一较佳示例中可以进一步配置为:所述将多条所述初始数据流***到时隙,得到第一业务数据流,包括:
将多条所述初始数据流***到时隙,得到初始的第一业务数据流;
在所述初始的第一业务数据流前后***第二CP,得到第一业务数据流。
通过采用上述技术方案,在初始的第一业务数据流前后***第二CP,能够防止导频的多径信息落入初始的第一业务数据流中,并且防止接收机单载波频域均衡时吉布斯抖动对初始的第一业务数据流的影响。
本申请在一较佳示例中可以进一步配置为:所述形成天线信号之后,还包括:
对所述天线信号进行滤波处理,得到滤波后的天线信号;
相应的,所述将所述天线信号从天线端口发射,包括:
将所述滤波后的天线信号从天线端口发射。
通过采用上述技术方案,对天线信号进行滤波处理,进而将滤波后的天线信号从天线端口发射,能够减少干扰对信号的影响,提高发射信号的准确性。
第二方面,本申请提供一种单载波双天线信号在多径信道下的接收方法,采用如下的技术方案:
一种单载波双天线信号在多径信道下的接收方法,所述方法包括:
获取天线信号,并根据所述天线信号进行FFT,得到频域形式天线信号;
根据所述频域形式天线信号进行资源解映射,以提取出导频以及第三业务数据流;
根据所述导频进行信道估计,得到信道响应值,并根据所述第三业务数据流与所述信道响应值,进行STBC解码,得到第四业务数据流;
根据所述第四业务数据流进行IFFT,得到时域形式第四业务数据流;
根据所述时域形式第四业务数据流进行星座图解映射、信道译码,得到信息比特流。
通过采用上述技术方案,获取到天线信号后,根据天线信号进行FFT,再根据频域形式天线信号进行资源解映射,提取出导频以及第三业务数据流。根据导频进行信道估计,然后进行STBC解码,得到第四业务数据流,再进行IFFT,将第四业务数据流转化为时域形式。并根据第四业务数据流进行星座图解映射、信道译码,得到信息比特流。进行信道估计以及STBC解码,可以在接收机准确地恢复出天线信号。
本申请在一较佳示例中可以进一步配置为:所述时域形式第四业务数据流包括第二CP;
根据所述时域形式第四业务数据流进行星座图解映射、信道译码,得到信息比特,包括:
去除所述时域形式第四业务数据流的所述第二CP,得到纯净第四业务数据流;
将所述纯净第四业务数据流进行星座图解映射、信道译码,得到信息比特流。
通过采用上述技术方案,在第四业务数据流加入第二CP可以防止导频的多径信息落入第四业务数据流中,并且能够防止接收机单载波频域均衡时吉布斯抖动对第四业务数据的影响,IFFT输出后将第二CP去除得到纯净业务数据流,去除第二CP目的是把多径干扰去除,提高抗多径的能力。
本申请在一较佳示例中可以进一步配置为:所述获取天线信号之后,还包括:
对所述天线信号进行同步定时以及频偏补偿处理,得到处理后的天线信号;
相应的,根据所述天线信号进行FFT,得到频域形式天线信号,包括:
对所述处理后的天线信号进行FFT,得到频域形式天线信号。
通过采用上述技术方案,对天线信号进行同步定时以及频偏补偿处理,然后对处理后的天线信号进行FFT,能够使得接收到的信号尽可能地正确恢复。
本申请在一较佳示例中可以进一步配置为:所述根据第四业务数据流进行IFFT,得到时域形式第四业务数据流之后,还包括:
在完成多根天线处理后,将多根天线对应的多个所述时域形式第四业务数据流进行合并,得到合并第四业务数据流;
相应的,所述去除所述时域形式第四业务数据流的所述第二CP,得到纯净第四业务数据流;将所述纯净第四业务数据流进行星座图解映射、信道译码,得到信息比特流包括:
去除所述合并第四业务数据流的所述第二CP,得到纯净合并的第四业务数据流;
将所述纯净合并的第四业务数据流进行星座图解映射、信道译码,得到信息比特流。
通过采用上述技术方案,由于不同天线上信号的深衰落通常不会同时出现,当对不同天线上的第四业务数据流进行合并后,信号深衰落的概率相对于单根接收天线大大减小,从而获得分集增益。另一方面,由于不同天线上的白噪声是不相关的,合并后噪声功率保持不变,而信号能量合并后却成倍提高,从而获得阵列增益。
第三方面,本申请提供一种单载波双天线信号在多径信道下的发射装置,采用如下的技术方案:
一种单载波双天线信号在多径信道下的发射装置,包括,
信道编码、星座调制模块:获取待发射信息比特流,并对所述待发射信息比特流进行信道编码、星座调制,得到时域数据流,其中,时域数据流包括多条初始数据流;
确定第一业务数据流模块:用于将多条所述初始数据流***到时隙,得到第一业务数据流;
发射机的FFT模块:用于对所述第一业务数据流进行FFT,得到频域形式第一业务数据流;
发射机的STBC编码模块:用于对所述频域形式第一业务数据流进行STBC编码,得到空时编码矩阵;
发射机的IFFT模块:用于对所述空时编码矩阵进行IFFT,得到时域形式的空时编码矩阵,并将所述时域形式的空时编码矩阵分成两组第二业务数据流;
组成天线信号模块:用于在所述两组第二业务数据流前***导频,形成天线信号;
信号发射模块:用于将所述天线信号从天线端口发射。
通过采用上述技术方案,对待发射信息比特流进行信道编码、星座调制,得到时域数据流,将时域数据流中多条初始数据流***到时隙,得到第一业务数据流;由于STBC编码需要在频域上进行,故对第一业务数据流进行FFT,得到频域形式第一业务数据流并进行STBC编码,将数据流进行整合,得到空时编码矩阵;仅需要再对空时编码矩阵进行一次IFFT,即可转化为时域形式的空时编码矩阵,并分成两组第二业务数据流;在第二业务数据流前***导频,形成天线信号并从天线发射机口发出。本申请在进行STBC编码时,将STBC编码后的数据流整合在空时编码矩阵中,后续仅对空时编码矩阵进行一次IFFT即可,然而,相关技术中,根据不同时段对数据流分别进行STBC编码,将每一时间段的数据流分成多组数据流,然后分别对多组数据流进行IFFT。本申请在QPSK调制信号发射时,发射天线部分基于一个FFT、IFFT进行信号处理,使得发射结构更加简单。
第四方面,本申请提供一种单载波双天线信号在多径信道下的接收装置,采用如下的技术方案:
一种单载波双天线信号在多径信道下的接收装置,包括,
信号处理模块:用于获取天线信号,并根据所述天线信号进行FFT,得到频域形式天线信号;
数据提取模块:用于根据所述频域形式天线信号进行资源解映射,以提取出导频以及第三业务数据流;
信道估计、STBC解码模块:用于根据所述导频进行信道估计,得到信道响应值,并根据所述第三业务数据流与所述信道响应值,进行STBC解码,得到第四业务数据流;
接收机IFFT解码模块:用于根据所述第四业务数据流进行IFFT,得到时域形式第四业务数据流;
星座图解映射、信道译码模块:用于根据所述第四业务数据流进行星座图解映射、信道译码,得到信息比特流。
通过采用上述技术方案,获取到天线信号后,根据天线信号进行FFT,再根据频域形式天线信号进行资源解映射,提取出导频以及第三业务数据流。根据导频进行信道估计,然后进行STBC解码,得到第四业务数据流,再进行IFFT,将第四业务数据流转化为时域形式。并根据第四业务数据流进行星座图解映射、信道译码,得到信息比特流。进行信道估计以及STBC解码,可以在接收机准确地恢复出天线信号。
第五方面,本申请提供一种电子设备,采用如下的技术方案:
至少一个处理器;
存储器;
至少一个应用程序,其中至少一个应用程序被存储在存储器中并被配置为由至少一个处理器执行,所述至少一个应用程序配置用于:执行如第一方面任一项所述的方法。
第六方面,本申请提供一种电子设备,采用如下的技术方案:
至少一个处理器;
存储器;
至少一个应用程序,其中至少一个应用程序被存储在存储器中并被配置为由至少一个处理器执行,所述至少一个应用程序配置用于:执行如第二方面任一项所述的方法。
第七方面,本申请提供一种计算机可读存储介质,采用如下的技术方案:
一种计算机可读存储介质,所述存储介质存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集,所述至少一条指令、所述至少一段程序、所述代码集或指令集由处理器加载并执行如第一方面任一项所述的方法。
第八方面,本申请提供一种计算机可读存储介质,采用如下的技术方案:
一种计算机可读存储介质,所述存储介质存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集,所述至少一条指令、所述至少一段程序、所述代码集或指令集由处理器加载并执行如第二方面任一项所述的方法。
综上所述,本申请包括以下至少一种有益技术效果:
1.对待发射信息比特流进行信道编码、星座调制,得到时域数据流,将时域数据流中多条初始数据流***到时隙,得到第一业务数据流;由于STBC编码需要在频域上进行,故对第一业务数据流进行FFT,得到频域形式第一业务数据流并进行STBC编码,将数据流进行整合,得到空时编码矩阵;仅需要再对空时编码矩阵进行一次IFFT,即可转化为时域形式的空时编码矩阵,并分成两组第二业务数据流;在第二业务数据流前***导频,形成天线信号并从天线发射机口发出。本申请在进行STBC编码时,将STBC编码后的数据流整合在空时编码矩阵中,后续仅对空时编码矩阵进行一次IFFT即可,然而,相关技术中,根据不同时段对数据流分别进行STBC编码,将每一时间段的数据流分成多组数据流,然后分别对多组数据流进行IFFT。本申请在QPSK调制信号发射时,发射天线部分基于一个FFT、IFFT进行信号处理,使得发射结构更加简单;
2.获取到天线信号后,根据天线信号进行FFT,再根据频域形式天线信号进行资源解映射,提取出导频以及第三业务数据流。根据导频进行信道估计,然后进行STBC解码,得到第四业务数据流,再进行IFFT,将第四业务数据流转化为时域形式。并根据第四业务数据流进行星座图解映射、信道译码,得到信息比特流。进行信道估计以及STBC解码,可以在接收机准确地恢复出天线信号。
附图说明
图1是QPSK信号、SC-FDMA信号、OFDM信号的峰均比对比示意图。
图2是本申请其中一实施例的一种单载波双天线信号在多径信道下的发射方法的流程示意图。
图3是本申请其中一实施例的多条初始数据流***到时隙的示意图。
图4是本申请其中一实施例的STBC编码的流程示意图。
图5是本申请其中一实施例的STBC编码处理过程的示意图。
图6是本申请其中一实施例的天线信号的数据结构的示意图。
图7是本申请其中一实施例的一种单载波双天线信号在多径信道下的接收方法的流程示意图。
图8是本申请其中一实施例的发射机天线与接收机天线信号传输过程的结构示意图。
图9是本申请其中一实施例的IFFT输出的信号幅度图。
图10是本申请其中一实施例的IFFT输出的信号星座图。
图11是本申请其中一实施例的单载波双天线信号在多径信道下的发射以及接收处理流程的示意图。
图12是本申请其中一实施例的2*2天线各种组合在郊区信道中仿真的示意图。
图13是本申请其中一实施例的一种单载波双天线信号在多径信道下的发射装置的结构示意图。
图14是本申请其中一实施例的一种单载波双天线信号在多径信道下的接收装置的结构示意图。
图15是本申请其中一实施例的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图1至附图15对本申请作进一步详细说明。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释,其并不是对本申请的限制,本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改,但只要在本申请的范围内都受到专利法的保护。
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
另外,本文中术语“和/或”,仅仅是一种描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B这三种情况。另外,本文中字符“/”,如无特殊说明,一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
在通讯中常采用OFDM的方式,采用OFDM的方式可以有效对抗多径时延,提高传输速率,但需要和其他分集技术配合使用才能获得较好的性能。在SC-FDMA***中,上行链路传输采用了STBC分集发射的方法,解决了采用OFDM的方式需要与其他分集技术配合使用的问题。
发明人发现,相关技术中上行链路发送单元,需要在频域进行STBC编码,会针对不同时间段对数据流分别进行STBC编码,STBC编码后会将一组数据流分成多组数据流,并需要分别对多组数据流进行IFFT,导致了在SC-FDMA***中,STBC编码需要在多个DFT和IFFT之间进行,增加了***的复杂度。
在数字信号的调制方式中QPSK是最常用的一种信号调制方式,它具有较高的频谱利用率、较强的抗干扰性、在电路上实现也较为简单,相应地,采用QPSK调制可以得到QPSK信号。
在信号通信中,峰均比占有重要的位置,用来描述信号波动的幅度,峰均比为在一定时间间隔内信号峰值功率与平均功率之比。然而,峰均比高是多载波通信的固有缺陷,高峰均比会造成***性能下降,使用单载波进行通信可以使得峰均比降低,更低的峰均比可以使移动终端在发送功效方面得到好处,并能够延长电池使用时间。单载波QPSK信号、SC-FDMA信号以及多载波OFDM信号的峰均比对比情况,具体可参考图1,图1是QPSK信号、SC-FDMA信号、OFDM信号的峰均比对比示意图,其中,横坐标为峰均比;纵坐标为概率。由图1可知,QPSK信号具有更低的峰均比,能够保证***的性能。
本申请实施例提供一种单载波双天线信号在多径信道下的发射与接收的过程,包括:发射机:获取待发射信息比特流,并对待发射信息比特流进行信道编码、星座调制,得到时域数据流,其中,时域数据流包括多条初始数据流;将多条初始数据流***到时隙,得到第一业务数据流;对第一业务数据流进行FFT,得到频域形式第一业务数据流;对频域形式第一业务数据流进行STBC编码,得到空时编码矩阵;对空时编码矩阵进行IFFT,得到时域形式的空时编码矩阵,并将时域形式的空时编码矩阵分成两组第二业务数据流;在两组第二业务数据流前***导频,形成天线信号;将天线信号从天线端口发射。
接收机:获取天线信号,并根据天线信号进行FFT,得到频域形式天线信号;根据频域形式天线信号进行资源解映射,以提取出导频以及第三业务数据流;根据导频进行信道估计,得到信道响应值,并根据第三业务数据流与信道响应值,进行STBC解码,得到第四业务数据流;根据第四业务数据流进行IFFT,得到时域形式第四业务数据流;根据时域形式第四业务数据流进行星座图解映射、信道译码,得到信息比特流。
具体的,发射机采用QPSK的调制方式,对QPSK信号进行分集发射,在进行STBC编码时,将STBC编码后的数据流整合在空时编码矩阵中,后续仅对空时编码矩阵进行一次IFFT即可,使得发射结构更加简单。接收机获取到天线信号后进行信道估计、STBC解码以及其他相关操作,可以在接收机准确地恢复出天线信号。
本申请实施例提供了一种单载波双天线信号在多径信道下的发射方法,由电子设备执行,具体的,电子设备可以为发射机,如图2所示,该方法包括步骤S101、步骤S102、步骤S103、步骤S104、步骤S105、步骤S106以及步骤S107,其中:
步骤S101:获取待发射信息比特流,并对待发射信息比特流进行信道编码、星座调制,得到时域数据流,其中,时域数据流包括多条初始数据流。
对于本申请实施例,获取待发射信息比特流,并对待发射信息比特流进行信道编码,其中,信道编码是为了保证天线信号的传输可靠性,克服信道中的噪声和干扰,专门设计的一类抗干扰技术和方法。将待发射信息比特流进行信道编码,再对信道编码后得到的编码比特流进行星座调制,以得到时域表现形式的时域数据流。具体的,待发射信息比特流包括多个待发射数据流,进而,对多个待发射数据流进行信道编码、星座调制处理,以得到时域数据流会包括多条初始数据流。
步骤S102:将多条初始数据流***到时隙,得到第一业务数据流。
对于本申请实施例,将初始数据流***到时隙,则初始数据流按照时间顺序排列,得到第一业务数据流,如,将k个初始数据流x1’、x2’…xk’,***到时隙,得到第一业务数据流,具体形式如图3所示。由图3可知,每一条初始数据流均***到一个时隙中,时隙中空白部分可在后续操作中***其他数据流,相当于此处得到的第一业务数据流为数据流的集合,其中包括多条数据流。
步骤S103:对第一业务数据流进行FFT,得到频域形式第一业务数据流。
对于本申请实施例,STBC编码在频域上进行,故将第一业务数据流进行FFT(fastFourier transform,快速傅立叶变换),得到频域形式第一业务数据流,其中,FFT是一种离散傅里叶变换的高效算法,能够将时域形式的数据转换成频域形式的数据。
步骤S104:对频域形式第一业务数据流进行STBC编码,得到空时编码矩阵。
对于本申请实施例,对频域形式第一业务数据流进行STBC编码,其中,基于STBC编码,将频域形式第一业务数据流进行共轭运算,得到第一业务数据流的共轭形式,相当于对第一业务数据流进行了拷贝。第一业务数据流通过无线传输,可能会因为干扰或者信号衰减导致部分数据丢失,然而通过在多根天线发送同一数据流的不同拷贝,接收机可以将不同的拷贝整合成一份最优的数据流,使天线信号的传输更加稳定,并且能够满足更远距离的信号传输。
进行STBC编码后得到了空时编码矩阵,空时编码矩阵可以根据发送天线以及接收天线个数不同进行变化,例如,在2*2的天线***中(发射机2根天线,接收机2根天线),经过STBC编码得到的空时编码矩阵为2*2的矩阵。此处使用2*2的天线***进行STBC编码,得到空时编码矩阵作为示例进行论述,传输的第一业务数据流包括:x1,x2,频域形式的第一业务数据流包括:fft(x1)、fft(x2),进行共轭运算可得到(fft(x1))*、(fft(x2))*,为保证空时正交性,对(fft(x2))*加负号处理,故得到的空时编码矩阵X为:
步骤S105:对空时编码矩阵进行IFFT,得到时域形式的空时编码矩阵,并将时域形式的空时编码矩阵分成两组第二业务数据流。
对于本申请实施例,对空时编码矩阵进行IFFT,使得空时编码矩阵转换成时域形式,现以2*2天线***为例进行论述,其它多天线***转换过程相似,此处不再逐一论述。承接步骤S104中的举例,当频域形式的空时编码矩阵为: 时,对X进行IFFT转换成的时域形式的空时编码矩阵转换过程包括:/>最终时域形式的空时编码矩阵为:/>其中,/> 经过调制将时域形式的空时编码矩阵分成两组第二业务数据流,其中,x1、x2为第一组第二业务数据流,/>为第二组第二业务数据流。
步骤S106:在两组第二业务数据流前***导频,形成天线信号;
对于本申请实施例,根据天线信号的结构,在第二业务数据流前***导频。接收机可以通过对导频进行相应的序列处理,进行信道估计。
步骤S107:将天线信号从天线端口发射。
对于本申请实施例,天线发送天线信号,其中,天线信号中第二业务数据部分相当于第一业务数据流的多份拷贝,并且利用各种接收的第一业务数据流版本来提高数据传输的可靠性。
可见,在本申请实施例中,对待发射信息比特流进行信道编码、星座调制,得到时域数据流,将时域数据流中多条初始数据流***到时隙,得到第一业务数据流;由于STBC编码需要在频域上进行,故对第一业务数据流进行FFT,得到频域形式第一业务数据流并进行STBC编码,将数据流进行整合,得到空时编码矩阵;仅需要再对空时编码矩阵进行一次IFFT,即可转化为时域形式的空时编码矩阵,并分成两组第二业务数据流;在第二业务数据流前***导频,形成天线信号并从天线发射机口发出。本申请在进行STBC编码时,将STBC编码后的数据流整合在空时编码矩阵中,后续仅对空时编码矩阵进行一次IFFT即可,然而,相关技术中,根据不同时段对数据流分别进行STBC编码,将每一时间段的数据流分成多组数据流,然后分别对多组数据流进行IFFT。本申请在QPSK调制信号发射时,发射天线部分基于一个FFT、IFFT进行信号处理,使得发射结构更加简单。
进一步,为了提高数据传输的可靠性,在本申请实施例中,请参考图4,步骤S104:对频域形式第一业务数据流进行STBC编码,得到空时编码矩阵,包括:步骤S1041、步骤S1042,其中,
步骤S1041:对频域形式第一业务数据流进行共轭运算,得到共轭形式的第一业务数据流;在本申请实施例中,获取频域形式第一业务数据流,经过逻辑处理生成共轭形式的第一业务数据流。
步骤S1042:将频域形式第一业务数据流以及共轭形式的第一业务数据流,按照空时正交性组成空时编码矩阵。
在本申请实施例中,将频域形式第一业务数据流以及共轭形式的第一业务数据流,按照空时正交性组成空时编码矩阵,其中,根据正交设计理论,对相应的共轭形式的第一业务数据流增添负号,保证得到的空时编码矩阵满足空时正交性。此处使用2*2的天线***对数据排放组成空时编码矩阵作为示例进行论述。传输的频域形式第一业务数据流包括:fft(x1)、fft(x2),其中,对传输的频域形式第一业务数据流进行共轭运算,得到(fft(x1))*、(fft(x2))*,为了满足正交关系,将(fft(x2))*变换为-(fft(x2))*。组成空时编码矩阵X为:
针对QPSK调制方式的单载波,在两根发射天线上第一业务数据流进行处理的过程可参考图5,图5中T-QPSK代表QPSK单载波的时域形式第一业务数据流,在天线1上进行FFT、IFFT处理后,第一业务数据流无变化,相当于天线1在发射前无需做任何处理,直接发射出去即可;而在天线2在发射前,需要依次执行FFT、共轭运算以及IFFT,得到T-QPSK’。
可见,在本申请实施例中,在进行STBC编码时进行共轭运算以及数据流正交处理,可以得到空时编码矩阵,由空时编码矩阵内数据流可知,经过STBC编码后将第一业务数据流变成两组数据相同但形式不同的数据流。STBC编码仅进行共轭运算,不会造成峰均比的增加。
进一步,为了使得信道估计更加准确,在本申请实施例中,在两组第二业务数据流前***导频,包括:
在两组第二业务数据流前***带有第一CP的导频。
在本申请实施例中,导频前加第一CP(Cyclic Prefix,循环前缀),第一CP主要用来对抗实际环境中的多径干扰。不加第一CP的话由于多径导致的时延扩展会影响子载波之间的正交性,造成符号间干扰,加入第一CP,相当于***了保护间隔,多径时延信号与直达信号实现能量正交,多径时延信号带来的符号间干扰就被消除了。天线信号的数据结构图,如图6所示,图6中DATA(x1)、DATA(x2)以及代表两组第二业务数据流,S1(TRAIN)以及-PS1(TRAIN)为导频,并在导频前***第一CP。
可见,在本申请实施例中,在两组第二业务数据流前***带有第一CP的导频,带有第一CP的导频能够使接收机进行信道估计时更加准确,并能够提高抗多径的能力。
进一步,为了防止导频的多径信息落入业务数据中与接收机单载波频域均衡时吉布斯抖动对业务数据的影响,在本申请实施例中将多条初始数据流***到时隙,得到第一业务数据流,包括:
将多条初始数据流***到时隙,得到初始的第一业务数据流;
在初始的第一业务数据流前后***第二CP,得到第一业务数据流。
在本申请实施例中,在初始的第一业务数据流前后***第二CP,能够防止导频的多径信息落入初始的第一业务数据流中,并且防止接收机单载波频域均衡时吉布斯抖动对初始的第一业务数据流的影响。
天线信号的数据结构图,如图6所示,图6中DATA(x1)、DATA(x2)代表初始的第一业务数据流,在初始的第一业务数据流前后***的第二CP,得到第一业务数据流,然而第一业务数据流后续会进行STBC编码,则第二CP经过STBC编码变成第二CP*,对应图6中天线2中的第二CP*。
可见,在本申请实施例中,在初始的第一业务数据流前后***第二CP,能够防止导频的多径信息落入初始的第一业务数据流中,并且防止接收机单载波频域均衡时吉布斯抖动对初始的第一业务数据流的影响。
进一步,为了提高发射信号的准确性,在本申请实施例中,形成天线信号之后,还包括:
对天线信号进行滤波处理,得到滤波后的天线信号;
相应的,将天线信号从天线端口发射,包括:
将滤波后的天线信号从天线端口发射。
在本申请实施例中,对天线信号进行滤波处理,为了能够减少干扰对信号的影响,提高发射信号的准确性。滤波处理可以使用数字滤波器、低通滤波器、带通滤波器、待阻滤波器等,只要能对天线信号进行滤波处理即可,对于使用何种滤波器本申请实施例不再进行限定。优选的,滤波处理采用的滤波器为低通滤波器,具体可以是RRC滤波器(RRCFilter,根升余弦滤波器)。
可见,在本申请实施例中,对天线信号进行滤波处理,进而将滤波后的天线信号从天线端口发射,能够减少干扰对信号的影响,提高发射信号的准确性。
本申请实施例提供了一种单载波双天线信号在多径信道下的接收方法,由电子设备执行,具体的,电子设备可以为接收机。如图7所示,该方法包括步骤S301、步骤S302、步骤S303、步骤S304以及步骤S305,其中:
步骤S301:获取天线信号,对天线信号进行FFT,得到频域形式天线信号;
其中,本申请实施例的天线信号为发射机发送的天线信号,具体的发射机发送天线信号的过程包括:对获取的待发射信息比特流进行信道编码、星座调制,得到时域数据流;将多条初始数据流***到时隙,得到第一业务数据流;对第一业务数据流进行FFT,得到频域形式第一业务数据流;对频域形式第一业务数据流进行STBC编码,得到空时编码矩阵;对空时编码矩阵进行IFFT,得到时域形式的空时编码矩阵,并将时域形式的空时编码矩阵分成两组第二业务数据流;在两组第二业务数据流前***导频,形成天线信号。具体请参考上述实施例,本步骤不再进行阐述。
步骤S302:对频域形式天线信号进行资源解映射,以提取出导频以及第三业务数据流;
在本申请实施例中,对频域形式天线信号进行资源解映射,根据映射结果,分别提取出导频以及第三业务数据流。
步骤S303:根据导频进行信道估计,得到信道响应值,并根据第三业务数据流与信道响应值,进行STBC解码,得到第四业务数据流;
在本申请实施例中,基于提取出的导频来识别出各发射接收通路之间的空间信道,并对这些信道进行信道估计,得到信道响应值。其中,进行信道估计有多种方法,可以利用LS算法、MMSE算法、导频符号分析补偿算法等,本申请不再限定信道估计的算法,只要能够得到信道响应值即可。
在接收机中,每根天线对第三业务数据流以及导频的处理过程相同,为了描述简单,此处以2*2天线***来论述一根接收天线的处理过程,对于第二根天线的处理均与本申请实施例描述的处理过程相似,本申请实施例不再进行阐述。
其中,接收天线1接收的第三业务数据流分别为Y11,Y12,其中,Yab下标a代表接收天线编号,下标b代表时隙编号。根据导频进行信道估计,得到信道响应值H11,H21,其中,Hmn下标m代表发射天线编号,下标n代表接收天线编号。
在2*2天线***中,发射机天线与接收机天线信号传输过程如图8所示,两根发射天线与两根接收天线进行信号传输使用了四条信道,四条信道的信道响应值分别为H11,H21,H21,H22,其中,Hmn下标m代表发送天线编号,下标n代表接收天线编号。根据第三业务数据流以及响应传输信道的信道响应值,进行STBC解码,得到处理后的第三业务数据流。
根据收发信号之间的关系进行STBC解码,收发信号在频域上的关系如下:
Y11=X1H11-X2 *H21+N11;
Y12=X2H11+X1 *H21+N12。
其中,Y11,Y12为接收天线1接收的第三业务数据流;H11,H21为发射机到接收天线1的信道响应值;N11,N12为两条信道上的噪声;X1、X2、X1 *、-X2 *为根据收发信号的关系,发射机发射的天线信号中的第二业务数据流。
对Y12这个式子取共轭,变换成:
Y11=X1H11-X2 *H21+N11;
Y12 *=X1H21 *+X2 *H11 *+N12 *,进而可得:
其中,定义/>
可以采用最小均方误差算法MMSE,目的是得到参数W使得下面均方数值最小:E{[WY-X][WY-X]H}=0,其中,E表示数学期望;W表示最佳匹配滤波系数;X表示发射机发射的频域形式的天线信号;Y表示接收机接收的频域形式的天线信号;H表示转置共轭,进而可得:
其中I表示单位矩阵,N0表示噪声功率。
求出W后,可得到X的解为,其中求解的X1和X2为第四业务数据流:
步骤S304:将第四业务数据流进行IFFT,得到时域形式第四业务数据流;
在本申请实施例中,对频域形式第四业务流进行IFFT,可将频域形式第四业务流转化成时域形式。时域形式第四业务数据流为:在此处接收机处理得到的第四业务数据流与发射机发射的第一业务数据流相对应。
步骤S305:将第四业务数据流进行星座图解映射、信道译码,得到信息比特流。
在本申请实施例中,将第四业务数据流进行星座图解映射、信道译码后,得到了信息比特流,其中,接收机此处得到的信息比特流与发射机发射的待发射信息比特流相对应。
可见,在本申请实施例中,获取到天线信号后,根据天线信号进行FFT,再根据频域形式天线信号进行资源解映射,提取出导频以及第三业务数据流。根据导频进行信道估计,然后进行STBC解码,得到第四业务数据流,再进行IFFT,将第四业务数据流转化为时域形式。并根据第四业务数据流进行星座图解映射、信道译码,得到信息比特流。进行信道估计以及STBC解码,可以在接收机准确地恢复出天线信号。
进一步,为了提高抗多径的能力,在本申请实施例中,时域形式第四业务数据流包括第二CP;
根据时域形式第四业务数据流进行星座图解映射、信道译码,得到信息比特,包括:
去除时域形式第四业务数据流的第二CP,得到纯净第四业务数据流;
将纯净第四业务数据流进行星座图解映射、信道译码,得到信息比特流。
在本申请实施例中,对时域形式的第四业务数据流x1,x2分别去除第二CP,实现过程为:得到的纯净业务数据流为xd1、xd2。天线信号中第四业务数据流前后插有第二CP,此处去除第二CP,目的是把多径干扰给移除,使得抗多径性能有明显提升。
如图9所示,可以清楚看到没有移除第二CP的输出业务信号,在输入序列两端信号的震动幅度很大,移除第二业务数据流两端的第二CP,就可以将多径干扰给移除。如图10所示,可以清楚看到移除第二CP与未移除第二CP的IFFT输出的业务信号在星座图的分布,可得知移除第二CP可以有效地抵抗多径干扰。
可见,在本申请实施例中,在第四业务数据流加入第二CP可以防止导频的多径信息落入第四业务数据流中,并且能够防止接收机单载波频域均衡时吉布斯抖动对第四业务数据的影响,IFFT输出后将第二CP去除得到纯净业务数据流,去除第二CP目的是把多径干扰去除,提高抗多径的能力。
进一步,为了使得接收到的信号尽可能地正确恢复,在本申请实施例中,获取天线信号之后,还包括:
对天线信号进行同步定时以及频偏补偿处理,得到处理后的天线信号;
相应的,对天线信号进行FFT,得到频域形式天线信号,包括:
对处理后的天线信号进行FFT,得到频域形式天线信号。
在本申请实施例中,为了正确恢复出发射机发射的信息,可以对天线信号进行同步定时。对天线信号进行同步定时的方式可以包括:基于Gardner算法对天线信号进行同步定时,也可以包括:采用pss定时同步算法对天线信号进行同步定时,对于采用哪种方式进行同步定时,本申请实施例不再进行限定,只要能够实现即可。
在对天线信号进行了同步定时处理后,得到初始处理后的天线信号,并对初始处理后的天线信号进行频偏补偿处理。具体的,由于发射机和接收机之间的振荡器不匹配或者存在多普勒频移,容易引起发射机和接收机之间的采样时钟频率偏差,频率偏差是指固定的调频波频率向两侧的偏移,它影响调频波的频谱带宽,常用的载波频偏估计方法有基于FFT的载波频偏估计、基于瞬时测频的载波频偏估计。本实施例不再对频偏补偿的方法进行限定,只要能够求出频偏即可。进而基于求得的频偏进行频偏补偿,能够使得接收到的信号尽可能地正确恢复。
可见,在本申请实施例中,对天线信号进行同步定时以及频偏补偿处理,然后对处理后的天线信号进行FFT,能够使得接收到的信号尽可能地正确恢复。
进一步,为了获得分集增益,在本申请实施例中,将第四业务数据流进行IFFT,得到时域形式第四业务数据流之后,还包括:
在完成多根天线处理后,将多根天线对应的多个时域形式第四业务数据流进行合并,得到合并的第四业务数据流;
在本申请实施例中,将多个时域形式第四业务数据流进行合并,合并的方式本申请实施例并不进行限定。可选用最大比合并对多个时域形式第四业务数据流进行合并,最大比合并通过给分集的N路不同第四业务数据流乘上不同的系数wi(i=1,2,…,N)进行信号的合并,系数的确定与N路分支的衰落系数hi(i=1,2,…,N)有关,系数wi与衰落系数hi的联系为其中,wm为第m条第四业务数据流乘的系数,wn为第n条第四业务数据流乘的系数,hm为第m路分支的衰落系数,hn为第n路分支的衰落系数。进行合并操作后,得到合并的第四业务数据流。
相应的,去除时域形式第四业务数据流的第二CP,得到纯净第四业务数据流;将纯净第四业务数据流进行星座图解映射、信道译码,得到信息比特流包括:
去除合并第四业务数据流的第二CP,得到纯净合并的第四业务数据流;
将纯净合并的第四业务数据流进行星座图解映射、信道译码,得到信息比特流。
在本申请实施例中,由于无线信道的衰落特性,发射机与接收机之间的无线信道会随时间出现深衰落(10~20dB),从而造成接收信号SINR(Signal to Interference plusNoise Ratio,信号与干扰加噪声比)的波动。
可见,在本申请实施例中,将多个时域形式第四业务数据流进行合并,并对合并后的第四业务数据流进行处理,得到信息比特流。由于不同天线上信号的深衰落通常不会同时出现,当对不同天线上的第四业务数据流进行合并后,信号深衰落的概率相对于单根接收天线大大减小,从而获得分集增益。另一方面,由于不同天线上的白噪声是不相关的,合并后噪声功率保持不变,而信号能量合并后却成倍提高,从而获得阵列增益。
如图11所示,提供一种单载波双天线信号在多径信道下的发射以及接收的处理流程示意图。
发射机对待发射信息比特流进行信道编码、星座调制,将多条初始数据流***到时隙,并在初始数据流前后***第二CP,得到第一业务数据流。然后对第一业务数据流进行FFT,并对频域形式第一业务数据流进行STBC编码,得到空时编码矩阵,然后对空时编码矩阵进行IFFT,得到时域形式的空时编码矩阵,并将时域形式的空时编码矩阵分成两组第二业务数据流。在两组第二业务数据流前***带有第一CP的导频,形成天线信号,将天线信号从天线端口发射。
接收机获取到天线信号后,对天线信号进行同步定时以及频偏补偿处理,并将处理后的天线信号进行FFT,然后对频域形式天线信号进行资源解映射,以提取出导频以及第三业务数据流。根据导频进行信道估计,得到信道响应值,并根据第三业务数据流与信道响应值,进行STBC解码,得到第四业务数据流。根据第四业务数据流进行IFFT,并将第四业务数据流前后的第二CP去除,得到纯净第四业务数据流。然后对多个时域形式纯净第四业务数据流进行合并,得到纯净合并的第四业务数据流,将纯净合并的第四业务数据流进行星座图解映射、信道译码,得到信息比特流。
为了验证本申请提出的一种QSPK信号发射方法、接收方法以及设备的性能,以实际应用场景(1400MHz载频,长距离传输,信息传输速率10Mbit/s)为原型,采用典型的瑞利分布模型来模拟发送信号从发射机到达接收机所经历的衰落,采用常用的统计模型方法来对信道进行建模。QSPK信号传输是应用于点对点之间长距离传输(大于100Km),并且考虑收发机之间的相对移动性(相对移动速度不超过120Km/h)。在无线数字通信中,通信数据是按时隙发送的,通常假设每一时隙内的信道特性近似认为是不变的。由于在通信***的设计中需要考虑实际信道的条件,根据实际通信***应用的无线信号传播环境,确定信道模型多径数为6条,最大多径时延分别为12.2微秒和20微秒,为了简便分别记作RH+和LM+信道。2*2天线各种组合在郊区信道中的仿真,可参考图12,其中,横坐标为比特信噪比;纵坐标为原始比特误码率。1RX*1TX表示1根发射天线与1根接收天线;1RX*2TX表示1根发射天线与2根接收天线;2RX*1TX表示2根发射天线与1根接收天线;2RX*2TX表示2根发射天线与2根接收天线。两根发射天线发送时合起来的功率和一根发射天线的发射功率一样,例如两根发射天线发射时每一根发射天线功率20W,一根发射天线发射时一根发射天线发射功率是40W。
上述实施例从方法流程的角度介绍一种单载波双天线信号在多径信道下的发射方法,下述实施例从虚拟模块或者虚拟单元的角度介绍了一种单载波双天线信号在多径信道下的发射装置200,具体详见下述实施例。
本申请实施例提供一种单载波双天线信号在多径信道下的发射装置200,如图13所示,该信号发射装置200具体可以包括:
信道编码、星座调制模块210:用于获取待发射信息比特流,并对待发射信息比特流进行信道编码、星座调制,得到时域数据流,其中,时域数据流包括多条初始数据流;
确定第一业务数据流模块220,用于将多条初始数据流***到时隙,得到第一业务数据流;
发射机的FFT模块230:用于对第一业务数据流进行FFT,得到频域形式第一业务数据流;发射机的STBC编码模块240:用于对频域形式第一业务数据流进行STBC编码,得到空时编码矩阵;
发射机的IFFT模块250:用于对空时编码矩阵进行IFFT,得到时域形式的空时编码矩阵,并将时域形式的空时编码矩阵分成两组第二业务数据流;
组成天线信号模块260:用于在两组第二业务数据流前***导频,形成天线信号;
信号发射模块270:用于将天线信号从天线端口发射。
优选的,发射机的STBC编码模块240在执行对频域形式第一业务数据流进行STBC编码,得到空时编码矩阵时,用于:
对频域形式第一业务数据流进行共轭运算,得到共轭形式的第一业务数据流;
将频域形式第一业务数据流以及共轭形式的第一业务数据流,按照空时正交性组成空时编码矩阵,其中,利用STBC编码能够进行共轭运算以及数据流正交处理。
优选的,组成天线信号模块260在执行在两组第二业务数据流前***导频,形成天线信号时,用于:
在两组第二业务数据流前***带有第一CP的导频,形成天线信号。
优选的,确定第一业务数据流模块220在执行将多条初始数据流***到时隙,得到第一业务数据流时,用于:
将多条初始数据流***到时隙,得到初始的第一业务数据流;
在初始的第一业务数据流前后***第二CP,得到第一业务数据流。
优选的,一种单载波双天线信号在多径信道下的发射装置200,还包括:
滤波模块:用于对天线信号进行滤波处理,得到滤波后的天线信号;
相应的,信号发射模块270在执行将天线信号从天线端口发射时,用于:
将滤波后的天线信号从天线端口发射。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为描述的方便和简洁,上述描述的一种单载波双天线信号在多径信道下的发射装置200的具体工作过程,可以参考前述方法实施例中的对应过程。
上述实施例从方法流程的角度介绍一种单载波双天线信号在多径信道下的接收方法,下述实施例从虚拟模块或者虚拟单元的角度介绍了一种单载波双天线信号在多径信道下的接收装置,具体详见下述实施例。
本申请实施例提供一种单载波双天线信号在多径信道下的接收装置300,如图14所示,该信号接收装置300具体可以包括:
信号处理模块310:用于获取天线信号,并根据天线信号进行FFT,得到频域形式天线信号;数据提取模块320:用于根据频域形式天线信号进行资源解映射,以提取出导频以及第三业务数据流;
信道估计、STBC解码模块330:用于根据导频进行信道估计,得到信道响应值,并根据第三业务数据流与信道响应值,进行STBC解码,得到第四业务数据流。
接收机IFFT解码模块340:用于根据第四业务数据流进行IFFT,得到时域形式第四业务数据流;
星座图解映射、信道译码模块350:用于根据第四业务数据流进行星座图解映射、信道译码,得到信息比特流。
优选的,时域形式第四业务数据流包括第二CP;星座图解映射、信道译码模块350在执行根据时域形式第四业务数据流进行星座图解映射、信道译码,得到信息比特时,用于:
去除时域形式第四业务数据流的第二CP,得到纯净第四业务数据流;
将纯净第四业务数据流进行星座图解映射、信道译码,得到信息比特流。
优选的,一种单载波双天线信号在多径信道下的接收装置300,还包括:
同步补偿模块:用于对天线信号进行同步定时以及频偏补偿处理,得到处理后的天线信号;相应的,接收机IFFT解码模块340在执行根据第四业务数据流进行IFFT,得到时域形式第四业务数据流时,用于:
对处理后的天线信号进行FFT,得到频域形式天线信号。
优选的,一种单载波双天线信号在多径信道下的接收装置300,还包括:
合并模块:用于在完成多根天线处理后,将多根天线对应的多个时域形式第四业务数据流进行合并,得到合并第四业务数据流;
相应的,星座图解映射、信道译码模块350在执行去除时域形式第四业务数据流的第二CP,得到纯净第四业务数据流;将纯净第四业务数据流进行星座图解映射、信道译码,得到信息比特流,用于:
去除合并第四业务数据流的第二CP,得到纯净合并的第四业务数据流;
将纯净合并的第四业务数据流进行星座图解映射、信道译码,得到信息比特流。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为描述的方便和简洁,上述描述的一种单载波双天线信号在多径信道下的接收装置300的具体工作过程,可以参考前述方法实施例中的对应过程。
本申请实施例中提供了一种电子设备,具体可以是发射机或者接收机,如图15所示,图15所示的电子设备400包括:处理器410和存储器430。其中,处理器410和存储器430相连,如通过总线420相连。可选地,电子设备400还可以包括收发器440。需要说明的是,实际应用中收发器440不限于一个,该电子设备400的结构并不构成对本申请实施例的限定。
处理器410可以是CPU(Central Processing Unit,中央处理器),通用处理器,DSP(Digital Signal Processor,数据信号处理器),ASIC(Application SpecificIntegrated Circuit,专用集成电路),FPGA(Field Programmable Gate Array,现场可编程门阵列)或者其他可编程逻辑器件、晶体管逻辑器件、硬件部件或者其任意组合。其可以实现或执行结合本申请公开内容所描述的各种示例性的逻辑方框,模块和电路。处理器410也可以是实现计算功能的组合,例如包含一个或多个微处理器组合,DSP和微处理器的组合等。
总线420可包括一通路,在上述组件之间传送信息。总线420可以是PCI(Peripheral Component Interconnect,外设部件互连标准)总线或EISA(ExtendedIndustry Standard Architecture,扩展工业标准结构)总线等。总线420可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示,图15中仅用一条粗线表示,但并不表示仅有一根总线或一型的总线。
存储器430可以是ROM(Read Only Memory,只读存储器)或可存储静态信息和指令的其他类型的静态存储设备,RAM(Random Access Memory,随机存取存储器)或者可存储信息和指令的其他类型的动态存储设备,也可以是EEPROM(Electrically ErasableProgrammable Read Only Memory,电可擦可编程只读存储器)、CD-ROM(Compact DiscRead Only Memory,只读光盘)或其他光盘存储、光碟存储(包括压缩光碟、激光碟、光碟、数字通用光碟、蓝光光碟等)、磁盘存储介质或者其他磁存储设备、或者能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其他介质,但不限于此。
存储器430用于存储执行本申请方案的应用程序代码,并由处理器410来控制执行。处理器410用于执行存储器430中存储的应用程序代码,以实现前述方法实施例所示的内容。
其中,电子设备包括但不限于:移动电话、笔记本电脑、数字广播接收器、PDA(个人数字助理)、PAD(平板电脑)、PMP(便携式多媒体播放器)、车载终端(例如车载导航终端)等等的移动终端以及诸如数字TV、台式计算机等等的固定终端。还可以为服务器等。图15示出的电子设备仅仅是一个示例,不应对本申请实施例的功能和使用范围带来任何限制。
本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质,该计算机可读存储介质上存储有计算机程序,当其在计算机上运行时,使得计算机可以执行前述一种单载波双天线信号在多径信道下的发射方法和/或一种单载波双天线信号在多径信道下的接收方法实施例中相应内容。
应该理解的是,虽然附图的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示,但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明,这些步骤的执行并没有严格的顺序限制,其可以以其他的顺序执行。而且,附图的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段,这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成,而是可以在不同的时刻执行,其执行顺序也不必然是依次进行,而是可以与其他步骤或者其他步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
以上仅是本申请的部分实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。
Claims (9)
1.一种单载波双天线信号在多径信道下的发射方法,其特征在于,包括:
获取待发射信息比特流,并对所述待发射信息比特流进行信道编码、星座调制,得到时域数据流,其中,时域数据流包括多条初始数据流;
将多条所述初始数据流***到时隙,得到第一业务数据流;
对所述第一业务数据流进行FFT,得到频域形式第一业务数据流;
对所述频域形式第一业务数据流进行STBC编码,得到空时编码矩阵;
对所述空时编码矩阵进行IFFT,得到时域形式的空时编码矩阵,并将所述时域形式的空时编码矩阵分成两组第二业务数据流;
在所述两组第二业务数据流前***导频,形成天线信号;
将所述天线信号从天线端口发射;
所述对所述频域形式第一业务数据流进行STBC编码,得到空时编码矩阵,包括:
对所述频域形式第一业务数据流进行共轭运算,得到共轭形式的第一业务数据流;
将所述频域形式第一业务数据流以及所述共轭形式的第一业务数据流,按照空时正交性组成所述空时编码矩阵,其中,利用所述STBC编码能够进行共轭运算以及数据流正交处理。
2.根据权利要求1所述的单载波双天线信号在多径信道下的发射方法,其特征在于,所述在所述两组第二业务数据流前***导频,形成天线信号,包括:
在所述两组第二业务数据流前***带有第一CP的导频,形成天线信号。
3.根据权利要求2所述的单载波双天线信号在多径信道下的发射方法,其特征在于,所述将多条所述初始数据流***到时隙,得到第一业务数据流,包括:
将多条所述初始数据流***到时隙,得到初始的第一业务数据流;
在所述初始的第一业务数据流前后***第二CP,得到第一业务数据流。
4.根据权利要求1至3任意一项所述的单载波双天线信号在多径信道下的发射方法,其特征在于,所述形成天线信号之后,还包括:
对所述天线信号进行滤波处理,得到滤波后的天线信号;
相应的,所述将所述天线信号从天线端口发射,包括:
将所述滤波后的天线信号从天线端口发射。
5.一种单载波双天线信号在多径信道下的接收方法,其特征在于,包括:
获取天线信号,并根据所述天线信号进行FFT,得到频域形式天线信号;其中,所述天线信号是通过将多条初始数据流***到时隙,得到第一业务数据流;对所述第一业务数据流进行FFT,得到频域形式第一业务数据流;对所述频域形式第一业务数据流进行STBC编码,得到空时编码矩阵,其中,所述对所述频域形式第一业务数据流进行STBC编码,得到空时编码矩阵,包括:对所述频域形式第一业务数据流进行共轭运算,得到共轭形式的第一业务数据流;将所述频域形式第一业务数据流以及所述共轭形式的第一业务数据流,按照空时正交性组成所述空时编码矩阵,其中,利用所述STBC编码能够进行共轭运算以及数据流正交处理;对所述空时编码矩阵进行IFFT,得到时域形式的空时编码矩阵,并将所述时域形式的空时编码矩阵分成两组第二业务数据流;在所述两组第二业务数据流前***导频的方式得到的;
根据所述频域形式天线信号进行资源解映射,以提取出导频以及第三业务数据流;
根据所述导频进行信道估计,得到信道响应值,并根据所述第三业务数据流与所述信道响应值,进行STBC解码,得到第四业务数据流;其中,STBC解码后得到的所述第四业务数据流为X1和X2,表示形式为W表示最佳匹配滤波系数,接收天线接收的第三业务数据流分别为Y11,Y12,Y12 *为Y12取共轭的形式;
根据所述第四业务数据流进行IFFT,得到时域形式第四业务数据流;
根据所述时域形式第四业务数据流进行星座图解映射、信道译码,得到信息比特流。
6.根据权利要求5所述的单载波双天线信号在多径信道下的接收方法,其特征在于,所述时域形式第四业务数据流包括第二CP;
根据所述时域形式第四业务数据流进行星座图解映射、信道译码,得到信息比特流,包括:去除所述时域形式第四业务数据流的所述第二CP,得到纯净第四业务数据流;
将所述纯净第四业务数据流进行星座图解映射、信道译码,得到信息比特流。
7.根据权利要求6所述的单载波双天线信号在多径信道下的接收方法,其特征在于,所述获取天线信号之后,还包括:
对所述天线信号进行同步定时以及频偏补偿处理,得到处理后的天线信号;
相应的,根据所述天线信号进行FFT,得到频域形式天线信号,包括:
对所述处理后的天线信号进行FFT,得到频域形式天线信号。
8.根据权利要求7所述的单载波双天线信号在多径信道下的接收方法,其特征在于,所述根据所述第四业务数据流进行IFFT,得到时域形式第四业务数据流之后,还包括:
在完成多根天线处理后,将多根天线对应的多个所述时域形式第四业务数据流进行合并,得到合并第四业务数据流;
相应的,所述去除所述时域形式第四业务数据流的所述第二CP,得到纯净第四业务数据流;将所述纯净第四业务数据流进行星座图解映射、信道译码,得到信息比特流,包括:
去除所述合并第四业务数据流的所述第二CP,得到纯净合并的第四业务数据流;
将所述纯净合并的第四业务数据流进行星座图解映射、信道译码,得到信息比特流。
9.一种电子设备,其特征在于,包括:
至少一个处理器;
存储器;
至少一个应用程序,其中至少一个应用程序被存储在存储器中并被配置为由至少一个处理器执行,所述至少一个应用程序配置用于:执行权利要求1~4和/或5~8任一项所述的方法。
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Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1994665A1 (en) * | 2006-02-10 | 2008-11-26 | Interdigital Technology Corporation | Method and apparatus for performing uplink transmission in a multiple-input multiple-output single carrier frequency division multiple access system |
CN101695193A (zh) * | 2009-09-27 | 2010-04-14 | 上海华为技术有限公司 | 一种下行数据发送和下行数据接收的方法和装置 |
CN102098141A (zh) * | 2009-12-10 | 2011-06-15 | 普天信息技术研究院有限公司 | Sc-fdma***中链路传输装置及方法和空时块码编码器及方法 |
CN102694764A (zh) * | 2011-08-17 | 2012-09-26 | 国家广播电影电视总局广播科学研究院 | 数字音频广播***中的数字音频信号发送和接收方法和装置 |
EP3236626A1 (en) * | 2016-04-21 | 2017-10-25 | Institut Mines Telecom / Telecom Bretagne | Filter for linear modulation based communication systems |
CN111917522A (zh) * | 2020-06-30 | 2020-11-10 | 西安交通大学 | 一种抗干扰宽带单载波空时编码传输方法 |
-
2022
- 2022-08-02 CN CN202210923943.6A patent/CN115396271B/zh active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1994665A1 (en) * | 2006-02-10 | 2008-11-26 | Interdigital Technology Corporation | Method and apparatus for performing uplink transmission in a multiple-input multiple-output single carrier frequency division multiple access system |
CN101695193A (zh) * | 2009-09-27 | 2010-04-14 | 上海华为技术有限公司 | 一种下行数据发送和下行数据接收的方法和装置 |
CN102098141A (zh) * | 2009-12-10 | 2011-06-15 | 普天信息技术研究院有限公司 | Sc-fdma***中链路传输装置及方法和空时块码编码器及方法 |
CN102694764A (zh) * | 2011-08-17 | 2012-09-26 | 国家广播电影电视总局广播科学研究院 | 数字音频广播***中的数字音频信号发送和接收方法和装置 |
EP3236626A1 (en) * | 2016-04-21 | 2017-10-25 | Institut Mines Telecom / Telecom Bretagne | Filter for linear modulation based communication systems |
CN111917522A (zh) * | 2020-06-30 | 2020-11-10 | 西安交通大学 | 一种抗干扰宽带单载波空时编码传输方法 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
"Three-symbol STBC for LTE-Advanced Uplink";I2R;《3GPP TSG RAN WG1 Meeting #59 R1-094774》(第TSGR1_59期);全文 * |
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Publication number | Publication date |
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