CN101170532B - 正交频分复用系统中反向信号收发方法及设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及无线通信领域，公开了一种OFDM系统中反向信号收发方法及设备，使得反向控制信道信号的接收复杂度大大降低。本发明中，在终端中将待发信号映射为正交码后进行交织，并以OFDM方式将经交织后的信号在频域中发送。网络侧从频域中接收OFDM信号，将接收到的信号解交织后通过与各候选正交码作相关，解出终端的发送信号。由于信号在频域中传输，接收反向控制信道信号的网络侧无需对所有可能的多径信号进行处理，因此，大大降低了接收复杂度。并且，由于终端对映射为正交码后的信号进行了交织，因此，进一步提高了终端在高速移动情况下的反向控制信号传输性能。

Description

正交频分复用系统中反向信号收发方法及设备

技术领域

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

背景技术

近些年来，以正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，简称“OFDM”)为代表的多载波传输技术受到了人们的广泛关注。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系统。

OFDM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系统比传统的FDM系统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信道条件好的子信道上。

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系统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系统的复杂度大大降低，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系统的实现更加容易，成为应用最广的一种多载波传输方案。

OFDM技术可以有效地对抗多径传播所造成的符号间干扰(Inter SymbolInterference，简称“ISI”)，其实现复杂度比采用均衡器的单载波系统小很多。另外，OFDM系统可以根据每个子载波的信噪比来优化分配每个子载波上传送的信息比特，从而大大提高系统传输信息的容量。OFDM技术的使用同样也存在一定的缺点，如在蜂窝移动的反向传输中，尤其是在反向控制信号传输中，由于许多移动用户共同拥有同样的频率资源，从而容易造成用户之间的相互干扰。

在IEEE802.20的标准中，为了提高低速率信号例如控制信号的通信效率，高通(Qualcomm)公司提出了一种采用1 024比特长的Walsh码(沃尔什码)映射的方案，如图1所示。其中，对于每个控制信道的信号，如信道质量指示(Channel Quality Indicator，简称“CQI”)的10比特信号，首先进行HADAMARD(哈达玛)映射，即从1024×1024的HADAMARD正交矩阵中选择其中一行或一列，得到一个1024比特长的WALSH码，该WALSH码再被一个扰码加扰。本次加扰是为了区别其它信道，因而不同的信道的扰码是不一样的。之后，将不同信道的被加扰的Walsh码进行相加合并。合并后的1024比特进一步被加扰，该扰码是用于区别不同的用户，蜂窝小区或扇区。加扰后输出的1024比特被分成8个子块，每个子块含128个比特，再对每个子块进行128点的FFT变换，输出128个复数值，最后得到的1024个复数值被携带在128个子载波和8个符号上。

接收端首先对经过信道衰落的信号通过OFDM接收系统做FFT，然后再做128点的IDFT，这两个步骤是发射端中OFDM系统IFFT和128点DFT的逆过程。该系统的设计实际上是采用了时域上的信号传输方式，在无线的多径传输环境下，接收机通常采用了CDMA(码分多址)的RAKE接收机。为了克服多径信道环境下的能量最大径的偏移，采用8级循环移位，对每一级循环移位进行解扰后分别进行相关。1024长度的Walsh码相关后将有1024个相关峰，每个相关峰对应一个10比特的信息。对8级循环移位将有8*1024个相关峰，取其中最大相关峰对应的信息比特作为输出。接收结构如图2和图3所示，图2为单天线的接收结构，图3为双天线的接收结构。

然而，由于OFDM系统存在固有的频率选择性衰落，以及移动通信中存在固有的时间选择性衰落，使得不同子载波在不同时间产生不同幅度的衰落，进而使得控制信道所传输的1024比特长的Walsh正交码在接收端不再正交，从而使得接收机对控制信道的接收性能大大下降。另外，该系统在车速很高时如250km/h时，10比特的错误率非常高无法满足系统的要求。为了解决这样问题，高通公司提出一种采用交织技术的改进方案大大改进了高速移动条件下的性能。也就是说，在发送端中，用区分扇区的扰码对Walsh码进行加扰后，增加了一个1024比特长度的交织器，通过交织的方法改变了角度扩展的连续性，并随机分散在1024比特长的Walsh码上，如图4所示。在接收端中，在上述方案的接收基础上，对经过解扰之后的信号进行解交织，其余部分保持不变。由于高速移动信道存在多普勒频移，信道变化较快，其中一个特点就是角度扩展快速连续变化。而Walsh码是一种规则的序列，这种角度扩展会极大地影响到接收信号的结构，破坏了Walsh码本身的正交性。因此，通过交织将Walsh码的发送顺序打乱，使角度扩展的变化近似于随机的噪声，可改善控制信道在高速移动环境下的性能。

在实际应用中，存在以下问题：反向控制信道信号的接收具有较高的复杂度。

造成这种情况的主要原因在于，发送端采用了128-点的DFT和512-点的IFFT，那么所传输的信号为时域信号传输。因此，接收端需要对所有可能的多径信号进行处理，也就是对所有的8个多径进行处理，造成了接收机具有非常高的复杂度。

发明内容

本发明各实施方式要解决的主要技术问题是提供一种正交频分复用系统中反向信号收发方法及设备，使得反向控制信道信号的接收复杂度大大降低。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种正交频分复用系统中反向信号发送方法，包含以下步骤：

终端以信道扰码对属于不同信道的映射为正交码后的信号分别进行加扰，并将经加扰的各控制信道信号合并；

所述终端对合并后的信号先进行交织，再以小区扰码对经交织后的信号进行再次加扰，以OFDM方式将经再次加扰后的信号在频域中发送；或者，所述终端先以小区扰码对合并后的信号进行再次加扰，再对经再次加扰后的信号进行交织，以OFDM方式将经交织后的信号在频域中发送。

本发明还提供了一种正交频分复用系统中反向信号接收方法，包含以下步骤：

网络侧先以小区扰码对接收到的OFDM信号进行解扰，再对解扰后的信号进行解交织，并以信道扰码对经解交织后的信号进行再次解扰；或者，所述网络侧先对接收到的OFDM信号进行解交织，再以小区扰码对经解交织后的信号进行解扰，并以信道扰码对经解扰后的信号进行再次解扰；

所述网络侧将经再次解扰后的信号与各候选正交码作相关，解出终端的发送信号。

本发明还提供了一种终端设备，包含：

映射模块，用于将待发信号映射为正交码；

交织模块，用于对映射为正交码后的信号进行交织；和

发送模块，用于以OFDM方式将经交织后的信号在频域中发送；

其中，所述终端设备还包含：

第一加扰模块，用于以信道扰码对属于不同信道的映射为正交码后的信号分别进行加扰后输出；

合并模块，用于将所述第一加扰模块输出的信号进行合并后输出；

第二加扰模块，用于以小区扰码对信号进行再次加扰后输出；

所述交织模块对所述合并模块输出的信号进行交织，所述第二加扰模块对所述交织模块输出的信号进行再次加扰，所述发送模块以OFDM方式将所述第二加扰模块输出的信号在频域中发送；或者，

所述第二加扰模块对所述合并模块输出的信号进行再次加扰，所述交织模块对所述第二加扰模块输出的信号进行交织，所述发送模块以OFDM方式将所述交织模块输出的信号在频域中发送。

本发明还提供了一种正交频分复用系统中反向信号接收设备，包含：

接收模块，用于从频域中接收OFDM信号；

解交织模块，用于将接收到的信号进行解交织；和

解相关模块，用于将经解交织后的信号与各候选正交码作相关，解出终端的发送信号；

其中，所述反向信号接收设备还包含：

第一解扰模块，用于以信道扰码对信号进行解扰后输出；

第二解扰模块，用于以小区扰码对信号进行解扰后输出；

所述第二解扰模块以小区扰码对接收到的OFDM信号进行解扰后输出，所述解交织模块对所述第二解扰模块输出的信号进行解交织，所述第一解扰模块以信道扰码对所述解交织模块输出的信号进行再次解扰；或者，

所述解交织模块对接收到的OFDM信号进行解交织后输出，所述第二解扰模块以小区扰码对所述解交织模块输出的信号进行解扰，所述第一解扰模块以信道扰码对所述第二解扰模块输出的信号进行再次解扰；

所述解相关模块将所述第一解扰模块输出的信号与各候选正交码作相关，解出终端的发送信号。

本发明还提供了一种正交频分复用系统中反向信号发送方法，包含以下步骤：

预先将一个物理帧中物理信道资源划分为至少两个时频块，每个时频块由连续的子载波和该物理帧中所有的OFDM符号组成；

终端以信道扰码对属于不同信道的映射为正交码后的信号分别进行加扰，并将经加扰的各控制信道信号合并；

所述终端对合并后的信号先进行交织，再以小区扰码对经交织后的信号进行再次加扰，并将再次加扰后的信号承载在一个所述时频块中以OFDM方式发送；或者，所述终端先以小区扰码对合并后的信号进行再次加扰，再对经再次加扰后的信号进行交织，并将经交织后的信号承载在一个所述时频块中以OFDM方式发送。

本发明还提供了一种正交频分复用系统中反向信号接收方法，包含以下步骤：

预先将一个物理帧中物理信道资源划分为至少两个时频块，每个时频块由连续的子载波和该物理帧中所有的OFDM符号组成；

网络侧从所述时频块中接收OFDM信号，所述网络侧先以小区扰码对接收到的OFDM信号进行解扰，再对解扰后的信号进行解交织，并以信道扰码对经解交织后的信号进行再次解扰；或者，所述网络侧先对接收到的OFDM信号进行解交织，再以小区扰码对经解交织后的信号进行解扰，并以信道扰码对经解扰后的信号进行再次解扰；

所述网络侧将经再次解扰后的信号与各候选正交码作相关，解出终端的发送信号。

本发明还提供了一种终端设备，包含：

映射模块，用于将待发信号映射为正交码；

发送模块，用于将经所述映射模块映射后的信号承载在一个由连续的子载波和一个物理帧中所有的OFDM符号组成的时频块中，以OFDM方式发送；

第一加扰模块，用于以信道扰码对属于不同信道的映射为正交码后的信号分别进行加扰后输出；

合并模块，用于将所述第一加扰模块输出的信号进行合并后输出；

交织模块，用于对信号进行交织后输出；

第二加扰模块，用于以小区扰码对信号进行再次加扰后输出；

所述交织模块对所述合并模块输出的信号进行交织，所述第二加扰模块对所述交织模块输出的信号进行再次加扰，所述发送模块将所述第二加扰模块输出的信号承载在一个所述时频块中以OFDM方式发送；或者，

所述第二加扰模块对所述合并模块输出的信号进行再次加扰，所述交织模块对所述第二加扰模块输出的信号进行交织，所述发送模块将所述交织模块输出的信号承载在一个所述时频块中以OFDM方式发送；

所述时频块通过预先对一个物理帧中物理信道资源进行划分得到，该物理信道资源划分为至少两个时频块。

本发明还提供了一种正交频分复用系统中反向信号接收设备，包含：

接收模块，用于从由连续的子载波和一个物理帧中所有的OFDM符号组成的时频块中接收OFDM信号；和

解相关模块，用于将所述接收模块收到的OFDM信号与各候选正交码作相关，解出终端的发送信号；

解交织模块，用于将信号进行解交织后输出；

第一解扰模块，用于以信道扰码对信号进行解扰后输出；

第二解扰模块，用于以小区扰码对信号进行解扰后输出；

所述第二解扰模块以小区扰码对接收到的OFDM信号进行解扰后输出，所述解交织模块对所述第二解扰模块输出的信号进行解交织，所述第一解扰模块以信道扰码对所述解交织模块输出的信号进行再次解扰；或者，

所述解交织模块对接收到的OFDM信号进行解交织后输出，所述第二解扰模块以小区扰码对所述解交织模块输出的信号进行解扰，所述第一解扰模块以信道扰码对所述第二解扰模块输出的信号进行再次解扰；

所述解相关模块将所述第一解扰模块输出的信号与各候选正交码作相关，解出终端的发送信号；

所述时频块通过预先对一个物理帧中物理信道资源进行划分得到，该物理信道资源划分为至少两个时频块。

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，在终端中将待发信号映射为正交码后进行交织，并以OFDM方式将经交织后的信号在频域中发送。网络侧从频域中接收OFDM信号，将接收到的信号解交织后通过与各候选正交码作相关，解出终端的发送信号。由于信号在频域中传输，接收反向控制信道信号的网络侧无需对所有可能的多径信号进行处理，因此，大大降低了接收复杂度。

并且，由于终端对映射为正交码后的信号进行了交织，因此，进一步提高了终端在高速移动情况下的反向控制信号传输性能。该交织方案同时减少了频率上的选择性衰落对信号的影响。该交织的步骤可在以小区扰码对合并后的信号进行加扰前执行，也可以在以小区扰码对合并后的信号进行加扰后执行。

对映射为正交码后的信号进行加扰，区分不同终端的不同控制信道，使得每个时频块承载多个终端的信号，每个终端可以有多个信道的信号，保证了信道资源能被充分利用。

网络侧可以采用至少两个天线接收终端的反向控制信号，实现了反向控制信号的空间分集增益。

预先将一个物理帧中物理信道资源划分为至少两个时频块，每个时频块由连续的子载波和该物理帧中所有的连续的OFDM符号组成，终端将待发信号映射为正交码后，承载在一个所述时频块中以OFDM方式发送，网络侧从时频块中接收OFDM信号，通过将收到的信号与各候选正交码作相关，解出终端的发送信号。由于在OFDM系统中，存在固有的频率选择性衰落，因此，通过在频率上的分块，可以减少在频域上传输时，频域上的选择性衰落对信号的影响。同时，Walsh码的阶数降低，极大地降低了接收端做相关运算时的复杂度。

终端根据媒体接入层标识号(MAC ID)，或自身的标识号，或随机选择承载本终端的信号的时频块，使得每个时频块所承载的用户数较为均匀，在不增加开销的情况下获得了较好的分布效果。

对于需要传输的信息长度大于一个时频块能够承载的信息长度n的信道，所述终端将该信道的信息分为n和m比特两部分，以n比特部分作为承载在物理资源中的信息，并根据m比特部分选择交织或加扰方式，根据所选择的交织或加扰方式对经正交码映射后的n比特部分进行交织或加扰，再以信道扰码对交织或加扰后的信号进行信道加扰，保证了当控制信令较长时，也能应用本发明方案，扩大了本发明方案的应用范围。

附图说明

图1是根据现有技术中发送反向控制信道信号示意图；

图2是根据现有技术中单天线接收反向控制信道信号示意图；

图3是根据现有技术中双天线接收反向控制信道信号示意图；

图4是根据现有技术中交织发送反向控制信道信号示意图；

图5是根据本发明第一实施方式的OFDM系统中反向信号发送方法流程图；

图6是根据本发明第一实施方式的OFDM系统中反向信号发送方法示意图；

图7是根据本发明第二实施方式的OFDM系统中反向信号接收方法流程图；

图8是根据本发明第二实施方式的OFDM系统中反向信号接收方法示意图；

图9是根据本发明第三实施方式的OFDM系统中反向信号接收方法示意图；

图10是根据本发明第四实施方式的OFDM系统中反向信号发送方法示意图；

图11是根据本发明第四实施方式的OFDM系统中反向信号发送方法所对应的单天线接收方法示意图；

图12是根据本发明第四实施方式的OFDM系统中反向信号发送方法所对应的双天线接收方法示意图；

图13是根据本发明第七实施方式的OFDM系统中反向信号发送方法中划分时频块的示意图；

图14是根据本发明第七实施方式的OFDM系统中反向信号发送方法示意图；

图15是根据本发明第八实施方式的OFDM系统中反向信号接收方法示意图；

图16是根据本发明第九实施方式的OFDM系统中反向信号发送方法示意图；

图17是根据本发明第十实施方式的OFDM系统中反向信号发送方法中划分时频块的示意图；

图18是根据本发明第十实施方式的OFDM系统中反向信号发送方法示意图；

图19是根据本发明第十一实施方式的OFDM系统中反向信号发送方法示意图；

图20是根据本发明第九实施方式的OFDM系统中反向信号发送方法中随时间变化选择时频块的示意图；

图21是对应于本发明九实施方式中随时间变化选择时频块的OFDM系统中反向信号接收示意图；

图22是根据本发明第十一实施方式的OFDM系统中反向信号发送方法中随时间变化选择时频块的示意图。

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涉及OFDM系统中反向信号发送方法，在本实施方式中，终端的待发信号为控制信道信号，并且将待发信号转换为频域信号发送。

如图5所示，在步骤510中，终端将各控制信道的待发信号映射为正交码，本实施方式中，正交码为Walsh码。比如说，如图6所示，终端将CQI、REQ和其他控制信道的10比特待发信号分别通过Walsh码的映射，使各控制信道得到1024比特的信号。

接着，进入步骤520，终端以信道扰码分别对各控制信道信号进行加扰后合并。针对上述案例，终端对每一个控制信道的1024比特信号以相应的信道扰码进行加扰，该信道扰码是根据MAC ID(媒体接入层标识)和不同的控制信道所生成的，因此能够区分不同终端的不同控制信道。然后，将CQI、REQ和其他控制信道的经信道扰码加扰后的1024比特信号以及1024比特的导频信号进行合并，得到一个1024比特的信号序列，如图6所示。通过对映射为正交码后的信号进行加扰，区分不同终端的不同控制信道，使得每个时频块承载多个终端的信号，每个终端可以有多个信道的信号，保证了信道资源能被充分利用。

接着，进入步骤530，终端对合并后的信号进行交织，然后，再以小区扰码对交织后的信号进行再次加扰，其中，小区包含全向小区或扇形小区。针对上述案例，终端对合并后的1024比特的信号序列进行交织，再以小区扰码对交织后的信号进行再次加扰，以便区别不同的蜂窝小区或扇区，如图6所示。由于终端对映射为正交码后的信号进行了交织，因此，进一步提高了终端在高速移动情况下的反向控制信号传输性能。

接着，进入步骤540，终端将经再次加扰后的信号以OFDM方式在频域中发送，如图6所示。由于信号在频域中传输，使得接收反向控制信道信号的网络侧无需对所有可能的多径信号进行处理，因此，大大降低了接收复杂度。

本发明的第二实施方式涉及OFDM系统中反向信号接收方法，本实施方式对应于第一实施方式中的发送方法，本实施方式中的接收方法为单天线的接收方法，具体如图7所示。

在步骤710中，网络侧从频域中接收OFDM信号。由于终端的发送信号在频域中传输，因此，网络侧只需要在1条径上做搜索，大大降低了接收复杂度，如图8所示。

接着，进入步骤720，网络侧以小区扰码对收到的OFDM信号进行解扰后，再对解扰后的信号进行解交织，如图8所示。

接着，进入步骤730，网络侧以信道扰码对解交织后的信号进行再次解扰。也就是说，网络侧用根据MAC ID和不同的控制信道所生成的信道扰码对经小区扰码解扰后的信号进行再次解扰，得到各终端的各控制信道信号。比如说，网络侧用某终端的CQI信道的信道扰码对经小区扰码解扰后的信号进行再次解扰，得到该终端的CQI信道的1024比特信号。

接着，进入步骤740，网络侧将经信道扰码解扰后的信号与各候选正交码作相关，解出终端的发送信号。具体地说，如图8所示，网络侧将经信道扰码解扰后的信号与1024比特长度的Walsh码相关后将有1024个相关峰，每个相关峰对应一个10比特的信息，取其中最大相关峰对应的10信息比特作为该终端的该控制信道的信号输出。

本发明的第三实施方式涉及OFDM系统中反向信号接收方法，本实施方式与第二实施方式中的接收方法大致相同，其区别仅在于，在第一实施方式中，网络侧通过单天线接收OFDM信号，而在本实施方式中，网络侧通过双天线接收OFDM信号。

具体地说，如图9所示，网络侧通过双天线从频域中接收OFDM信号。对从频域中收到的OFDM信号的处理与第二实施方式大致相同，其区别仅在于，将从各天线收到的且经相关后的信号相应合并，解出终端的发送信号。也就是说，将从两个天线收到的且经相关后的信号进行合并，最终得到合并后的1024个相关峰，取其中最大相关峰对应的10比特信息作为该终端的该控制信道的信号输出。通过采用两个天线接收终端的反向控制信号，实现了反向控制信号的空间分集增益。

本发明的第四实施方式涉及OFDM系统中反向信号发送方法，本实施方式与第一实施方式大致相同，其区别仅在于，在第一实施方式中，终端对信号进行交织的步骤在以小区扰码对合并后的信号进行加扰前执行，而在本实施方式中，终端对信号进行交织的步骤在以小区扰码对合并后的信号进行加扰后执行。

具体地说，终端先以小区扰码对合并后的信号进行再次加扰，再对经再次加扰后的信号进行交织，以OFDM方式将经交织后的信号在频域中发送，如图10所示。

对应于本实施方式的发送方法，反向信号的接收方法与第二实施方式或第三实施方式类似。如果网络侧通过单天线接收反向信号，则与第二实施方式相类似，其区别仅在于，网络侧对收到的OFDM信号先进行解交织，再对解交织后的信号进行两次解扰如图11所示；如果网络侧通过双天线接收反向信号，则与第三实施方式相类似，其区别仅在于，网络侧对收到的OFDM信号先进行解交织，再对解交织后的信号进行两次解扰，如图12所示。

当然，终端也可以对各信道的映射为正交码后的信号进行先进行交织，再以信道扰码进行加扰，或者，对各信道的映射为正交码后且经信道扰码加扰的信号进行交织，再将交织后的各信道信号合并。网络侧只需采用相应的逆过程得到终端的发送信号。

本发明的第五实施方式涉及终端设备，包含：映射模块，用于将待发信号映射为正交码；第一加扰模块，用于以信道扰码对属于不同信道的映射为正交码后的信号分别进行加扰后输出；合并模块，用于将第一加扰模块输出的信号进行合并后输出；交织模块，用于对信号进行交织后输出；第二加扰模块，用于以小区扰码对信号进行再次加扰后输出；发送模块，用于以OFDM方式将信号在频域中发送。

其中，可以先由交织模块对合并模块输出的信号进行交织，再由第二加扰模块对交织模块输出的信号进行再次加扰，发送模块以OFDM方式将第二加扰模块输出的信号在频域中发送；也可以先由第二加扰模块对合并模块输出的信号进行再次加扰，再由交织模块对第二加扰模块输出的信号进行交织，发送模块以OFDM方式将交织模块输出的信号在频域中发送。由于信号在频域中传输，接收反向控制信道信号的网络侧无需对所有可能的多径信号进行处理，因此，大大降低了接收复杂度。

本发明的第六实施方式涉及OFDM系统中反向信号接收设备，包含：接收模块，用于从频域中接收OFDM信号；解交织模块，用于对信号进行解交织后输出；第一解扰模块，用于以信道扰码对信号进行解扰后输出；第二解扰模块，用于以小区扰码对信号进行解扰后输出；解相关模块，用于将信号与各候选正交码作相关，解出终端的发送信号。

其中，可以先由第二解扰模块以小区扰码对接收到的OFDM信号进行解扰后输出，再由解交织模块对第二解扰模块输出的信号进行解交织，由第一解扰模块以信道扰码对解交织模块输出的信号进行再次解扰；也可以先由解交织模块对接收到的OFDM信号进行解交织后输出，再由第二解扰模块以小区扰码对解交织模块输出的信号进行解扰，由第一解扰模块以信道扰码对第二解扰模块输出的信号行再次解扰。解相关模块将第一解扰模块输出的信号与各候选正交码作相关，解出终端的发送信号。

需要说明的是，接收设备中还可以包含用于合并信号的合并模块。比如说，接收模块通过至少2个天线从频域中接收OFDM信号，分别经解交织模块进行解交织后，由解相关模块将经解交织后的信号分别与各候选正交码作相关后输出，合并模块将解相关模块输出的从各天线收到的且经相关后的信号相应合并，解出终端的发送信号。从而实现反向控制信号的空间分集增益。

本发明的第七实施方式涉及OFDM系统中反向信号发送方法，在本实施方式中，预先将一个物理帧中物理信道资源划分为至少两个时频块，每个时频块由连续的子载波和该物理帧中所有的OFDM符号组成。比如说，一个物理帧中物理信道资源由128个子载波和8个符号组成，则可将该物理信道资源划分为两个时频块，每个时频块由64个子载波和8个符号组成，如图13所示。终端将待发信号映射为正交码后，承载在一个时频块中以OFDM方式发送。

具体地说，终端以信道扰码对属于不同信道的映射为正交码后的信号分别进行加扰，并将经加扰的各信道信号合并。对于需要传输的信息长度大于一个时频块能够承载的信息长度n的信道，终端将该信道的信息分为n和m比特两部分，以n比特部分作为承载在物理资源中的信息，并根据m比特部分选择交织或加扰方式，根据所选择的交织或加扰方式对经正交码映射后的n比特部分进行交织或加扰，再以信道扰码对交织或加扰后的信号进行加扰。然后，再以小区扰码对经信道扰码加扰且合并后的信号进行再次加扰，将经再次加扰后的信号承载在一个时频块中以OFDM方式发送。

比如说，如图1 4所示，假设本实施方式中每个时频块由64个子载波和8个符号组成，则一个时频块能够承载的信息长度为9比特，由于信道1和信道2需传输的信息长度均为9比特，因此可直接以相应的信道扰码分别对信道1和信道2中的映射为正交码后的信号进行加扰；由于信道k的需传输的信息长度为10比特，大于一个时频块能够承载的信息长度，因此，需将该信道的10比特信号分割为9比特和1比特，以9比特部分作为承载在物理资源中的信息，并根据1比特部分选择交织或加扰方式，本实施方式中选择交织方式，然后，根据所选择的交织方式对经正交码映射后的9比特部分进行交织，再以信道扰码对交织后的信号进行加扰。由此可见，对于较长的控制信道信号，也能应用本发明方案，扩大了本发明方案的应用范围。

然后，终端再以小区扰码对合并后的各信道的经信道扰码加扰的信号进行再次加扰，将经再次加扰后的信号承载在一个时频块中以OFDM方式发送。在本实施方式中，通过在频率上的分块，以减少在频域上传输时，频域上的选择性衰落对信号的影响。

针对上述案例，终端根据MAC-ID(媒体接入层标识号)，或自身标识号或其它的独特信息，或随机选择一个承载本终端的信号的时频块，将经小区扰码加扰后的信号承载在所选择的一个时频块中以OFDM方式发送。由于一个时频块承载的终端信号是经过根据MAC ID和不同的控制信道所生成的信道扰码加扰后的信号，因此，每个时频块可以承载多个终端的信号，而且，每个终端可以发送多个控制信道的信号，保证了信道资源能被充分利用。

另外，由于终端根据MAC ID，或自身标识号或其它的独特信息，或随机选择承载本终端的信号的时频块，因此，每个时频块所承载的用户数较为均匀，在不增加开销的情况下获得了较好的分布效果。当然，只要能达到每个时频块所承载的用户数较为均匀的分布效果即可，并不仅限于本实施方式中的选择方法。

本发明的第八实施方式涉及OFDM系统中反向信号接收方法，本实施方式对应于第七实施方式中的发送方法。

具体地说，如图15所示，网络侧从由连续的子载波和一个物理帧中所有的OFDM符号组成的时频块中接收OFDM信号，先以小区扰码对接收的OFDM信号进行解扰，再以信道扰码对经解扰后的信号进行再次解扰，将经再次解扰后的信号与各候选正交码作相关，解出终端的发送信号。

对于需要传输的信息长度大于一个时频块能够承载的信息长度n的信道，网络侧根据终端所有可能的交织或加扰方式对该信道的经信道扰码解扰后的信号进行解交织或解扰，本实施方式中进行解交织，并将经解交织后的各序列分别与各候选正交码作相关，根据得到的最优信号序列得到该信道的承载在物理信道资源中的n比特部分信息，根据该最优信号序列所对应的交织方式得到该信道的剩余部分m比特的信息。

本发明的第九实施方式涉及OFDM系统中反向信号发送方法，本实施方式与第七实施方式大致相同，其区别仅在于，在第七实施方式中，终端将经两次加扰后的信号直接承载在一个时频块中以OFDM方式发送，而在本实施方式中，终端在发送信号前，先将经两次加扰后的信号进行交织，以进一步提高了终端在高速移动情况下的反向控制信号传输性能，然后将经交织的信号承载在一个时频块中以OFDM方式发送，如图16所示。

对应于本实施方式的接收方法与第八实施方式大致相同，其区别仅在于，网络侧在对收到的OFDM信号以小区扰码进行解扰前，先对OFDM信号进行解交织，再以小区扰码对经解交织后的信号进行解扰。

另外，终端对承载信号的时频块的选择可以随着时间的变化而变化，如图20所示。相应地，网络侧需要以相应的方式接收OFDM信号，如图21所示。

值得一提的是，终端对信号的交织步骤也可以在以小区扰码对信号进行加扰前执行。也就是说，终端在以小区扰码对合并后的信号进行再次加扰之前，先对合并后的信号进行交织，再以小区扰码对交织后的信号进行再次加扰，将经再次加扰后的信号承载在一个时频块中以OFDM方式发送。

相应的，在网络侧中，在以信道扰码对经小区扰码解扰后的信号进行再次解扰前，先对经小区扰码解扰后的信号进行解交织，再以信道扰码对经解交织后的信号进行再次解扰。

当然，终端也可以对各信道的映射为正交码后的信号进行先进行交织，再以信道扰码进行加扰，或者，对各信道的映射为正交码后且经信道扰码加扰的信号进行交织，再将交织后的各信道信号合并。网络侧只需采用相应的逆过程得到终端的发送信号。

本发明的第十实施方式涉及OFDM系统中反向信号发送方法，本实施方式与第七实施方式大致相同，其区别仅在于，在第七实施方式中，将一个物理帧中的物理信道资源划分为两个时频块，每个时频块由64个子载波和8个符号组成，而在本实施方式中，将一个物理帧中的物理信道资源划分为4个时频块，每个时频块由32个子载波和8个符号组成，如图17所示。

因此，每个时频块能够承载的信息长度为8比特，对于需要传输的信息长度大于8比特的信道，如需传输的信息长度为10比特的信道，终端需将该信道的信息分为8和2比特两部分，以8比特部分作为承载在物理资源中的信息，并根据2比特部分选择交织或加扰方式，在本实施方式中选择交织方式，并根据所选择的交织方式对经正交码映射后的8比特部分进行交织，再以信道扰码对交织后的信号进行加扰，如图18所示。对应于本实施方式的接收方法与第八实施方式相类似，在此不再赘述。

本发明的第十一实施方式涉及OFDM系统中反向信号发送方法，本实施方式与第十实施方式大致相同，其区别仅在于，在第十实施方式中，终端将经两次加扰后的信号直接承载在一个时频块中以OFDM方式发送，而在本实施方式中，终端在发送信号前，先将经两次加扰后的信号进行交织，以进一步提高了终端在高速移动情况下的反向控制信号传输性能，然后将经交织的信号承载在一个时频块中以OFDM方式发送，如图19所示。当然，终端对承载信号的时频块的选择可以随着时间的变化而变化，如图22所示。

对应于本实施方式的接收方法与第八实施方式相类似，其区别仅在于，网络侧在对收到的OFDM信号以小区扰码进行解扰前，先对OFDM信号进行解交织，再以小区扰码对经解交织后的信号进行解扰，在此不再赘述。

本发明的第十二实施方式涉及终端设备，包含：映射模块，用于将待发信号映射为正交码；第一加扰模块，用于以信道扰码对经映射模块映射后的信号进行加扰后输出；合并模块，用于将第一加扰模块输出的信号进行合并后输出；交织模块，用于对信号进行交织后输出；第二加扰模块，用于以小区扰码对信号进行再次加扰后输出；发送模块，用于将信号承载在一个由连续的子载波和一个物理帧中所有的OFDM符号组成的时频块中，以OFDM方式发送。其中，时频块通过预先对一个物理帧中物理信道资源进行划分得到，该物理信道资源划分为至少两个时频块。通过在频率上的分块，以减少在频域上传输时，频域上的选择性衰落对信号的影响。

其中，可以先由交织模块对合并模块输出的信号进行交织，再由第二加扰模块对交织模块输出的信号进行再次加扰，发送模块将第二加扰模块输出的信号承载在一个时频块中以OFDM方式发送；也可以先由第二加扰模块对合并模块输出的信号进行再次加扰，再由交织模块对第二加扰模块输出的信号进行交织，发送模块将交织模块输出的信号承载在一个时频块中以OFDM方式发送。通过交织模块对信号进行交织，进一步提高了终端在高速移动情况下的反向控制信号传输性能。

本发明的第十三实施方式涉及OFDM系统中反向信号接收设备，包含：接收模块，用于从由连续的子载波和一个物理帧中所有的OFDM符号组成的时频块中接收OFDM信号，其中，时频块通过预先对一个物理帧中物理信道资源进行划分得到，该物理信道资源划分为至少两个时频块；解交织模块，用于对信号进行解交织后输出；第一解扰模块，用于以信道扰码对信号进行解扰后输出；第二解扰模块，用于以小区扰码对信号进行解扰后输出；解相关模块，用于将信号与各候选正交码作相关，解出终端的发送信号。

其中，可以先由第二解扰模块以小区扰码对接收到的OFDM信号进行解扰后输出，再由解交织模块对第二解扰模块输出的信号进行解交织，由第一解扰模块以信道扰码对解交织模块输出的信号进行再次解扰；也可以先由解交织模块对接收到的OFDM信号进行解交织后输出，再由第二解扰模块以小区扰码对解交织模块输出的信号进行解扰，由第一解扰模块以信道扰码对第二解扰模块输出的信号行再次解扰。解相关模块将第一解扰模块输出的信号与各候选正交码作相关，解出终端的发送信号。

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 (15)

1.一种正交频分复用系统中反向信号发送方法，其特征在于，包含以下步骤：

终端以信道扰码对属于不同信道的映射为正交码后的信号分别进行加扰，并将经加扰的各控制信道信号合并；

所述终端对合并后的信号先进行交织，再以小区扰码对经交织后的信号进行再次加扰，以OFDM方式将经再次加扰后的信号在频域中发送；或者，所述终端先以小区扰码对合并后的信号进行再次加扰，再对经再次加扰后的信号进行交织，以OFDM方式将经交织后的信号在频域中发送。

2.根据权利要求1所述的正交频分复用系统中反向信号发送方法，其特征在于，待发信号为控制信道信号。

3.一种正交频分复用系统中反向信号接收方法，其特征在于，包含以下步骤：

网络侧先以小区扰码对接收到的OFDM信号进行解扰，再对解扰后的信号进行解交织，并以信道扰码对经解交织后的信号进行再次解扰；或者，所述网络侧先对接收到的OFDM信号进行解交织，再以小区扰码对经解交织后的信号进行解扰，并以信道扰码对经解扰后的信号进行再次解扰；

所述网络侧将经再次解扰后的信号与各候选正交码作相关，解出终端的发送信号。

4.根据权利要求3所述的正交频分复用系统中反向信号接收方法，其特征在于，所述网络侧通过至少2个天线从频域中接收OFDM信号，将接收到的信号分别进行解交织后分别与各候选正交码作相关；

所述网络侧将从各天线收到的且经相关后的信号相应合并，解出终端的发送信号。

5.一种终端设备，其特征在于，包含：

映射模块，用于将待发信号映射为正交码；

交织模块，用于对映射为正交码后的信号进行交织；和

发送模块，用于以OFDM方式将经交织后的信号在频域中发送；

其中，所述终端设备还包含：

第一加扰模块，用于以信道扰码对属于不同信道的映射为正交码后的信号分别进行加扰后输出；

合并模块，用于将所述第一加扰模块输出的信号进行合并后输出；

第二加扰模块，用于以小区扰码对信号进行再次加扰后输出；

所述交织模块对所述合并模块输出的信号进行交织，所述第二加扰模块对所述交织模块输出的信号进行再次加扰，所述发送模块以OFDM方式将所述第二加扰模块输出的信号在频域中发送；或者，

所述第二加扰模块对所述合并模块输出的信号进行再次加扰，所述交织模块对所述第二加扰模块输出的信号进行交织，所述发送模块以OFDM方式将所述交织模块输出的信号在频域中发送。

6.一种正交频分复用系统中反向信号接收设备，其特征在于，包含：

接收模块，用于从频域中接收OFDM信号；

解交织模块，用于将接收到的信号进行解交织；和

解相关模块，用于将经解交织后的信号与各候选正交码作相关，解出终端的发送信号；

其中，所述反向信号接收设备还包含：

第一解扰模块，用于以信道扰码对信号进行解扰后输出；

第二解扰模块，用于以小区扰码对信号进行解扰后输出；

所述第二解扰模块以小区扰码对接收到的OFDM信号进行解扰后输出，所述解交织模块对所述第二解扰模块输出的信号进行解交织，所述第一解扰模块以信道扰码对所述解交织模块输出的信号进行再次解扰；或者，

所述解交织模块对接收到的OFDM信号进行解交织后输出，所述第二解扰模块以小区扰码对所述解交织模块输出的信号进行解扰，所述第一解扰模块以信道扰码对所述第二解扰模块输出的信号进行再次解扰；

所述解相关模块将所述第一解扰模块输出的信号与各候选正交码作相关，解出终端的发送信号。

7.根据权利要求6所述的正交频分复用系统中反向信号接收设备，其特征在于，还包含用于合并信号的合并模块；

所述接收模块通过至少2个天线从所述频域中接收OFDM信号，分别经所述解交织模块进行解交织后，由所述解相关模块将经解交织后的信号分别与各候选正交码作相关后输出；

所述合并模块将所述解相关模块输出的从各天线收到的且经相关后的信号相应合并，解出终端的发送信号。

8.一种正交频分复用系统中反向信号发送方法，其特征在于，包含以下步骤：

预先将一个物理帧中物理信道资源划分为至少两个时频块，每个时频块由连续的子载波和该物理帧中所有的OFDM符号组成；

终端以信道扰码对属于不同信道的映射为正交码后的信号分别进行加扰，并将经加扰的各控制信道信号合并；

所述终端对合并后的信号先进行交织，再以小区扰码对经交织后的信号进行再次加扰，并将再次加扰后的信号承载在一个所述时频块中以OFDM方式发送；或者，所述终端先以小区扰码对合并后的信号进行再次加扰，再对经再次加扰后的信号进行交织，并将经交织后的信号承载在一个所述时频块中以OFDM方式发送。

9.根据权利要求8所述的正交频分复用系统中反向信号发送方法，其特征在于，所述终端根据媒体接入层标识号选择承载本终端的信号的所述时频块；或者，

所述终端根据自身标识号选择承载本终端的信号的所述时频块；或者，

所述终端随机选择承载本终端的信号的所述时频块。

10.根据权利要求8所述的正交频分复用系统中反向信号发送方法，其特征在于，所述终端根据时间的变化选择相应的所述时频块。

11.根据权利要求8所述的正交频分复用系统中反向信号发送方法，其特征在于，对于需要传输的信息长度大于一个所述时频块能够承载的信息长度n的信道，所述终端将该信道的信息分为n和m比特两部分，以n比特部分作为承载在物理资源中的信息，并根据m比特部分选择交织或加扰方式，根据所选择的交织或加扰方式对经正交码映射后的n比特部分进行交织或加扰，再以信道扰码对交织或加扰后的信号进行加扰。

12.一种正交频分复用系统中反向信号接收方法，其特征在于，包含以下步骤：

预先将一个物理帧中物理信道资源划分为至少两个时频块，每个时频块由连续的子载波和该物理帧中所有的OFDM符号组成；

网络侧从所述时频块中接收OFDM信号，所述网络侧先以小区扰码对接收到的OFDM信号进行解扰，再对解扰后的信号进行解交织，并以信道扰码对经解交织后的信号进行再次解扰；或者，所述网络侧先对接收到的OFDM信号进行解交织，再以小区扰码对经解交织后的信号进行解扰，并以信道扰码对经解扰后的信号进行再次解扰；

所述网络侧将经再次解扰后的信号与各候选正交码作相关，解出终端的发送信号。

13.根据权利要求12所述的正交频分复用系统中反向信号接收方法，其特征在于，对于需要传输的信息长度大于一个所述时频块能够承载的信息长度n的信道，所述网络侧根据终端所有可能的交织或加扰方式对该信道的经信道扰码解扰后的信号进行解交织或解扰，并将经解交织或解扰后的各序列分别与各候选正交码作相关，根据得到的最优信号序列得到该信道的部分需要传输的信息，根据该最优信号序列所对应的交织或加扰方式得到该信道的剩余部分需要传输的信息。

14.一种终端设备，其特征在于，包含：

映射模块，用于将待发信号映射为正交码；

发送模块，用于将经所述映射模块映射后的信号承载在一个由连续的子载波和一个物理帧中所有的OFDM符号组成的时频块中，以OFDM方式发送；

第一加扰模块，用于以信道扰码对属于不同信道的映射为正交码后的信号分别进行加扰后输出；

合并模块，用于将所述第一加扰模块输出的信号进行合并后输出；

交织模块，用于对信号进行交织后输出；

第二加扰模块，用于以小区扰码对信号进行再次加扰后输出；

所述交织模块对所述合并模块输出的信号进行交织，所述第二加扰模块对所述交织模块输出的信号进行再次加扰，所述发送模块将所述第二加扰模块输出的信号承载在一个所述时频块中以OFDM方式发送；或者，

所述第二加扰模块对所述合并模块输出的信号进行再次加扰，所述交织模块对所述第二加扰模块输出的信号进行交织，所述发送模块将所述交织模块输出的信号承载在一个所述时频块中以OFDM方式发送；

所述时频块通过预先对一个物理帧中物理信道资源进行划分得到，该物理信道资源划分为至少两个时频块。

15.一种正交频分复用系统中反向信号接收设备，其特征在于，包含：

接收模块，用于从由连续的子载波和一个物理帧中所有的OFDM符号组成的时频块中接收OFDM信号；

解相关模块，用于将所述接收模块收到的OFDM信号与各候选正交码作相关，解出终端的发送信号；

解交织模块，用于将信号进行解交织后输出；

第一解扰模块，用于以信道扰码对信号进行解扰后输出；

第二解扰模块，用于以小区扰码对信号进行解扰后输出；

所述第二解扰模块以小区扰码对接收到的OFDM信号进行解扰后输出，所述解交织模块对所述第二解扰模块输出的信号进行解交织，所述第一解扰模块以信道扰码对所述解交织模块输出的信号进行再次解扰；或者，

所述解交织模块对接收到的OFDM信号进行解交织后输出，所述第二解扰模块以小区扰码对所述解交织模块输出的信号进行解扰，所述第一解扰模块以信道扰码对所述第二解扰模块输出的信号进行再次解扰；

所述解相关模块将所述第一解扰模块输出的信号与各候选正交码作相关，解出终端的发送信号；

所述时频块通过预先对一个物理帧中物理信道资源进行划分得到，该物理信道资源划分为至少两个时频块。

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