CN101257468B - 一种多载波调制的子载波映射和逆映射的方法和装置 - Google Patents

Abstract

一种多载波调制的子载波映射和逆映射的方法和装置，根据本发明，待编码的信号经过编码而得到多路编码信号，将各路编码信号映射到对应的多载波调制的子载波上，其中，各路上的属于同一个编码块的多个信号被映射到对应的多载波调制的连续的子载波上，而各路上在时间上相邻又属于不同编码块的多个信号之间又间隔一个或多个子载波，各路上在时间上不相邻的属于不同编码块的多个信号可以映射到对应的多载波调制的连续的子载波上，在接收机对接收信号进行解码时可以利用相邻信道之间的准静态特性，以简单的方式进行解码。这样就使得系统同时获得频率分集和空间分集，提高了通信系统的性能，同时解码方式又相对简单。

Description

一种多载波调制的子载波映射和逆映射的方法和装置

技术领域

本发明涉及无线通信系统，尤其涉及采用多载波调制的无线通信系统。

背景技术

近年来，无线通信技术正在迅猛地发展，而应用于高速移动和高数据率传输的移动通信技术是现在研究的重要目标之一，正交频分复用(OFDM)和正交频分多址(OFDMA)技术因其具有的高的频率效率特性，以及在每个子载波上的多径衰减、平衰落信道特性方面的稳定性，而且实现均衡的方式具有较低的复杂度，很有希望成为高速无线传输所采用的技术。

OFDM是一种在无线环境下的高速传输技术，该技术的基本原理是将高速串行数据变换成多路相对低速的并行数据并对不同的子载波进行调制(即将这些并行数据映射到不同的子载波)，而这些子载波上的频谱是相互重叠的，但这些频谱在传输整个符号的周期内满足正交性，这样，不仅提高了频谱利用率，又保证了接收端能够不失真地复原信号。

在高速移动的情况下，会导致传输信号的信道具有选择特性，该选择特性包括时间选择特性和频率选择特性。实践证明，在高速移动情形，如果将空时编码输出的各路信号分别映射到不同的多载波调制上，就可以在一定程度上克服信道的选择特性所导致的通信性能下降，并获得比其它映射方式更佳的性能增益，这种方式将可能会成为应用于高速移动通信的一个强制分集方案。

为了更好地描述本发明，现在来说明传输信号的两种不同的信道：准静态平衰落信道与选择性衰落信道。

假设在传输一个Alamouti码块的过程中，信道特征函数保持不变，且传输各个信号的信道的特征函数基本一样，近似看作相同，这样的信道就称为准静态平衰落信道，例如在双天线发射、双天线接收的情形，接收机接收的基带信号可以表示为：

$Y^{\left(1\right)}=\left[\begin{array}{c}{y}_1^{\left(1\right)}\\ y_2^{\left(1\right)}\end{array}\right]=H^{\left(1\right)}\left[\begin{array}{c}{s}_1\\ -s_2^{*}\end{array}\right]+\left[\begin{array}{c}{n}_1^{\left(1\right)}\\ n_2^{\left(1\right)}\end{array}\right]---2)$

以及

$Y^{\left(2\right)}=\left[\begin{array}{c}{y}_1^{\left(2\right)}\\ y_2^{\left(2\right)}\end{array}\right]\≈H^{\left(1\right)}\left[\begin{array}{c}{s}_2\\ s_1^{*}\end{array}\right]+\left[\begin{array}{c}{n}_1^{\left(2\right)}\\ n_2^{\left(2\right)}\end{array}\right]---3)$

其中，s₁和s₂是发送信号，

(i，j＝1，2)是在第j个信号或子载波时段由第i个天线所接收的基带信号；

$H^{\left(1\right)}=\left(\begin{array}{cc}{h}_{11}^{\left(1\right)}& h_{12}^{\left(1\right)}\\ h_{21}^{\left(1\right)}& h_{22}^{\left(1\right)}\end{array}\right)$ 是在Alamouti码的第一个信号或子载波时段传输信号的信道特征函数，

(i，j＝1，2)是在Alamouti码的第一个信号或子载波时段传输信号的信道的衰减系数；

是在第i个天线上在第j个信号时段的方差为N₀的零均值加性高斯噪声。

与准静态平衰落信道相对应的，有选择性衰落信道，还是以双天线发射、双天线接收的情形为例，其中在传输一个Alamouti码块的过程中，信道特征函数不再保持不变，且传输各个信号的信道的特征函数也可能不一样，在这种情况下，接收机接收的基带信号可以表示为：

$Y^{\left(1\right)}=\left[\begin{array}{c}{y}_1^{\left(1\right)}\\ y_2^{\left(1\right)}\end{array}\right]=H^{\left(1\right)}\left[\begin{array}{c}{s}_1\\ -s_2^{*}\end{array}\right]+\left[\begin{array}{c}{n}_1^{\left(1\right)}\\ n_2^{\left(1\right)}\end{array}\right]---4)$

以及

$Y^{\left(2\right)}=\left[\begin{array}{c}{y}_1^{\left(2\right)}\\ y_2^{\left(2\right)}\end{array}\right]=H^{\left(2\right)}\left[\begin{array}{c}{s}_2\\ s_1^{*}\end{array}\right]+\left[\begin{array}{c}{n}_1^{\left(2\right)}\\ n_2^{\left(2\right)}\end{array}\right]---5)$

其中， $H^{\left(2\right)}=\left(\begin{array}{cc}{h}_{11}^{\left(2\right)}& h_{12}^{\left(2\right)}\\ h_{21}^{\left(2\right)}& h_{22}^{\left(2\right)}\end{array}\right)$ 是在Alamouti码的第二个信号或子载波时段传输信号的信道特征函数，

(i，j＝1，2)是在Alamouti码的第二个信号或子载波时段传输信号的信道的衰减系数。

从上述描述中可以看出，参见公式4)和5)，在选择性衰落信道中，由于在一个Alamouti码块中，信道的传输特性不一样，需要进行信道均衡后才能对接收的基带信号进行解码，使得无法直接使用Alamouti解码器，因而解码过程就比较复杂。

参见公式2)和3)，在准静态平衰落信道中，接收机就能够直接使用Alamouti解码器，既可以利用Alamouti解码器的简单的解码方法，又能获得全空间分集增益，这对于其它的空时编码也是一样的。

在WiMAX和3G LTE中已采用了一种被称作离散子载波映射的映射方式，将包含M个待映射信号的信号集合中的信号分别映射到OFDM的M个不同的子载波上，并且在时域上相邻的信号之间间隔L-1个子载波，其中，L是大于1的整数，M是正整数。

还有一种最接近于本发明的现有技术，其首先对一个待编码信号块的信号集合{s₁，s₂，...，s_M-1，s_M}进行Alamouti编码，其中M是偶数，编码方法为：对s₁和s₂编码，得到两路编码信号，分别为{s₁，s₂}和

对s₃和s₄编码，得到两路编码信号，分别为{s₃，s₄}和

对其余所有的信号进行相同的编码处理，从而完成对上述待编码信号块的编码，再将同一路上输出的编码集合起来，得到两个信号集合：{s₁，s₂，...，s_M-1，s_M}及

然后，采用上述离散子载波映射方式，将这两个信号集合分别映射到两个OFDM调制的子载波上，并且在时域上相邻的信号之间间隔L-1个子载波，其中，L是大于1的整数，然后，这两个OFDM调制输出信号再通过各自对应的天线发射出去。但是，在这种离散子载波映射方案中，一个Alamouti码块中的两路信号就会处于频域里相距较远的子载波上，使得传输这些信号的信道的特性可能会有很大差异，这样就会破坏Alamouti码块中的无线信道的准静态特性，使得解码比较复杂，同时也使系统的空间分集增益显著下降。

发明内容

针对上述编码方式的缺陷，本发明提供了一种在OFDM系统中将空时码映射到OFDM调制的子载波上的方案，可以获得较高的频率增益，可以提高系统的空间分集增益，同时使得接收端解码也比较简单。

根据本发明的一个方面，提供了一种在采用多载波调制方案的发射机中用于对编码信号进行子载波映射的方法，其特征在于，包括以下步骤：分别对编码输出的各路编码信号进行分组，以将每路编码信号分为多个信号分组；将所述各路编码信号中的每个信号分组中的多个编码信号分别映射到对应的一个多载波调制中的一组连续子载波上，其中，每路编码信号中任何两个连续的信号分组所映射的两组连续子载波之间间隔一个或多个子载波。

优选地，在对编码输出的各路编码信号进行分组的过程中，通过将各路编码信号中属于同一次编码输出的多个编码信号作为一个信号分组，以将每路编码信号分为多个信号分组。

根据本发明的第二个方面，提供了一种在采用多载波调制方案的发射机中用于对编码信号进行子载波映射的装置，其包括：一个或多个分组装置，用于分别对编码输出的各路编码信号进行分组，以将每路编码信号分为多个信号分组；一个或多个子载波映射装置，用于分别将所述各路编码信号中的每个信号分组中的多个编码信号映射到对应的一个多载波调制中的一组连续子载波上，其中，每路编码信号中任何两个连续的信号分组所映射的两组连续子载波之间间隔一个或多个子载波。

优选地，所述一个或多个分组装置分别通过将各路编码信号中属于同一次编码输出的多个编码信号作为一个信号分组，以将每路编码信号分为多个信号分组。

与现有技术相比，本发明至少具有以下优点：

1.在进行OFDM调制时，在频域中，映射到子载波上的分组信号之间间隔一定数量的子载波，这是一种离散式的子载波映射方式，由于在无线宽带传输的频带中存在频率选择性衰落，不同频段的衰落特性可能不一样，因此，将编码信号映射到较宽的频率范围里，可以避免全部编码信号都落入深衰落范围的情形，而且这些编码信号都已经进行了信道编码，使得这些编码信号之间具有一定的相关性，这样系统就可以获得较高的频率分集增益；

2.在进行OFDM调制时，将每个分组信号映射到一个OFDM调制的一组连续的子载波上，可以使系统获得空间分集增益，同时，利用了这些连续的子载波上的信号的传输信道的准静态特性，在接收端可以采用简单的方式对接收的基带信号进行空时解码；

3.这种映射方式使得在通信系统的小区的通信部分地过载的时候，降低了小区中所使用的子载波与相邻小区中使用相同的子载波的概率，这样可以降低小区间的干扰。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为根据本发明的第一实施方式，对待编码信号进行编码和调制的发射机的内部结构示意图；

图2A为根据本发明的第一实施方式，对一路编码信号进行子载波映射的方案的示意图；

图2B为根据本发明的第一实施方式，对另一路编码信号进行子载波映射的方案的示意图；

图3为根据本发明的第二实施方式，对待编码信号进行编码和调制的发射机的内部结构示意图；

图4为根据本发明的一个具体实施方式，对所接收的基带信号进行解调和解码的接收机的内部结构示意图；

图5为根据本发明的一个具体实施方式，在发射机中对待编码信号进行编码、调制等信号处理的流程图；

图6为根据本发明的一个具体实施方式，在接收机中对所接收的基带信号进行解调、解码等信号处理的流程图；

图7为本发明及现有技术在不同的信道中的性能比较图，其中移动速度为250kmph，邻近信号分组间的子载波间隔数L＝8；以及

图8为本发明及现有技术在分组之间间隔不同距离时的性能比较图。

具体实施方式

下面参照附图，并结合具体实施方式对本发明作详细描述。

图1为根据本发明的第一实施方式，对待编码信号进行编码、调制的发射机的内部结构示意图，其中空时编码装置10对一路信号进行编码，得到两路编码信号，对应于每路编码信号都有相应的子载波映射装置和多载波调制装置。

从图1中可以看到，该发射机的分组及映射装置包括分属于各路编码信号的分组装置和子载波映射装置。

在图1中，空时编码装置10对输入的信号进行编码，假设编码方式为Alamouti编码，令输入的信号为一个待编码信号块：{S₁，S₂，...，S_M-1，S_M}，其中M是偶数，编码方法为：以两个待编码信号为一组并对该组信号进行编码，即对S₁和S₂编码，得到两路编码信号，分别为{S₁，S₂}和对S₃和S₄编码，得到两路编码信号，分别为{S₃，S₄}和

对其余所有的信号进行相同的编码处理，从而完成对上述待编码信号块的编码，再将同一路上输出的编码集合起来，得到两个编码信号集合：{S₁，S₂，...，S_M-1，S_M}及 $\{-S_2^{*},S_1^{*},...,-S_M^{*},S_{M-1}^{*}\}.$

为了说明问题起见，假设M等于70，同时假设多载波调制中有840个子载波是有用的，本领域的技术人员应当理解，M不限于等于70，OFDM调制中也不仅限于只有840个子载波是有用的。

将上述两路编码信号分别送至第一分组装置15和第二分组装置16，二者分别将编码信号集合{S₁，S₂，...，S_M-1，S_M}和作为各路上的信号分组，并将这两个信号分组分别送至第一子载波映射装置11和第二子载波映射装置12。

第一子载波映射装置11将输入的编码信号集合{S₁，S₂，...，S_M-1，S_M}中的信号分别输入第一多载波调制装置13的对应子载波调制的输入端，即将这些信号映射到对应的多载波调制的子载波上。第二子载波映射装置12将编码信号集合

中的信号分别输入第二多载波调制装置14的对应子载波调制的输入端，即将这些信号映射到对应的多载波调制的子载波上。

第一多载波调制装置13对输入的编码信号进行多载波调制，再将该调制后的信号经由相应的天线发射出去；第二多载波调制装置14对输入的编码信号进行多载波调制，再将该调制后的信号通过经由相应的天线发射出去。

本领域的技术人员应理解，经过多载波调制的信号，还需要经过加入循环前缀、调制、上变频等处理后，才能通过相应的天线被发射出去。

优选地，第一多载波调制装置13和第二多载波调制装置14都是OFDM调制装置，具体地，第一多载波调制装置13和第二多载波调制装置14都是IFFT变换装置，二者分别对输入的编码信号进行IFFT变换，以完成对这些信号的OFDM调制。

图2A为根据本发明的一个实施方式，对一路编码输出的信号进行子载波映射的方案的示意图。

如图2A中所示的第一多载波调制装置13的输入端是一组子载波调制的输入端，其中相邻的输入端所对应的子载波调制的子载波在频域中也是相邻的，所以，这些输入端对应的子载波调制的子载波在频域中可以看作是连续的。

图2A中，第一多载波调制装置13有多个对应不同子载波调制的输入端，其中位于中间一段的子载波1′′至子载波840′′是有用的子载波，其余两端的部分(包括子载波集合130和子载波集合135)不被使用而被设置为0。

图1中所示的空频编码装置10在对一个待编码信号序列{S₁，S₂，...，S₆₉，S₇₀}进行Alamouti编码后，输出两路编码信号，其中一路为{S₁，S₂，...，S₆₉，S₇₀}，这部分信号将被映射到图2A中的子载波1′′至子载波840′′中的部分子载波，映射方法为：将该路信号中属于同一个Alamouti编码块的每对信号作为一个分组，即将该路信号序列划分为这样一些分组：{S₁，S₂}，...，{S6₉，S₇₀}，然后将各个分组的信号分别送到第一多载波调制装置13上的在频域上相邻的一对子载波调制的输入端口，即将这些信号分组分别映射到在频域上相邻的一对子载波，并且这些信号分组之间间隔22个子载波。

如图2A所示，S₁、S₂分别被映射到子载波1′′和子载波2′′，S₃、S₄分别被映射到子载波25′′和子载波26′′，二者之间间隔22个子载波，其余的信号分组的映射方法以此类推，使得编码信号集合{S₁，S₂，...，S₆₉，S₇₀}中的所有信号都被输入到第一多载波调制装置13的输入端，即将这些信号映射到对应的多载波调制的子载波上。

图2B为根据本发明的第一实施方式，对另一路编码输出的信号进行子载波映射的方案的示意图。

如图2B中所示的第二多载波调制装置14的输入端是一组子载波调制的输入端，其中相邻的输入端对应的子载波调制的子载波在频域中也是相邻的，所以，这些输入端对应的子载波在频域中可以看作是连续的。

从图2B中可以看出，第二多载波调制装置14有多个对应不同子载波调制的输入端，其中位于中间一段的子载波1′′′至子载波840′′′是有用的子载波，其余两端的部分(包括子载波集合140和子载波集合145)不被使用而被设置为0。

图1中所示的空频编码装置10在对一个待编码信号序列{S₁，S₂，...，S₆₉，S₇₀}进行Alamouti编码后，输出两路编码信号，其中一路为 $\{-S_2^{*},S_1^{*},-S_4^{*},S_3^{*},...,-S_M^{*},S_{M-1}^{*}\},$ 这部分信号将被映射到图2B中的子载波1′′′至子载波840′′′中的部分子载波，映射方法为：将该路信号中属于同一个Alamouti编码块的每对信号作为一个分组，即将该路信号序列划分为这样一些分组：

然后将各个分组的信号分别送到第二多载波调制装置14上的在频域上相邻的一对子载波调制的输入端口，即将这些信号分组分别映射到在频域上相邻的一对子载波，并且这些信号分组之间间隔22个子载波。

如图2B所示，-S^* ₂、S^* ₁分别被映射到子载波1′′′和子载波2′′′，-S^* ₄、S^* ₃分别被映射到子载波25′′′和子载波26′′′，二者之间间隔22个子载波，其余的信号分组的映射方法以此类推，使得编码信号集合 $\{-S_2^{*},S_1^{*},-S_4^{*},S_3^{*},...,-S_M^{*},S_{M-1}^{*}\}$ 中的所有信号都被输入到第二多载波调制装置14的输入端，即将这些信号映射到对应的多载波调制的子载波上。

参见图2A和图2B，优选地，在将一个待编码信号序列{S₁，S₂，...，S₆₉，S₇₀}的编码信号映射到对应的多载波调制的子载波之后，还可以将后面的由70个待编码信号的编码信号映射到对应的多载波调制的空闲的有用的子载波上，具体地，将后一个由70个待编码信号组成的信号序列的一路编码信号分别输入到第一多载波调制装置13的未输入信号的有用的子载波调制的输入端，即将这些信号分别映射到对应于该路的多载波调制的未映射信号的有用的子载波上，其中，该路上属于同一个编码块的两个信号(称为信号分组)被映射到在频域上相邻的一对子载波上，且这些信号分组之间间隔22个子载波；而该待编码信号序列的另一路编码信号输入到第二多载波调制装置14的未输入信号的有用的子载波调制的输入端，即将这些信号映射到该多载波调制的未映射信号的有用的子载波，其中，该路上属于同一个编码块的两个信号(称为信号分组)被映射到在频域上相邻的一对子载波上，且这些信号分组之间间隔22个子载波。

随后，还可以按照上述方法，将更多的由70个信号组成的待编码信号序列的编码信号映射到对应的多载波调制的空闲的有用的子载波上，直至所有有用的子载波都被映射了信号，然后第一多载波调制装置13和第二多载波调制装置14分别对映射到自身的子载波的信号进行多载波调制，再将调制后的信号经由对应的天线发射出去。

图3为根据本发明的第二实施方式，对待编码信号进行编码和调制的发射机的内部结构示意图，其中，编码装置10′一次对m个待编码信号进行编码，输出n路编码信号，其中每路上有k个编码信号，对应于每路编码信号都有相应的子载波映射装置和对应的多载波调制装置，m、n及k都是正整数。

从图3中可以看到，该发射机的分组及映射装置包括分属于各路编码信号的分组装置和子载波映射装置。

图3中，对应于每路编码信号的分组装置对所接收的一路编码信号进行分组，优选地，将该路上属于同一个编码块的k个信号作为一个分组，然后将各信号分组送至该路上的子载波映射装置，该子载波映射装置将各信号分组的k个信号(称为信号分组)映射到对应的多载波调制的k个连续的子载波上，且在时间上相邻的信号分组之间间隔一定数量的子载波。

同时，为提高频谱利用率，还可以将后面的多个由m个待编码信号组成的信号序列的编码信号映射到对应的多载波调制的未映射编码信号的子载波上，直至所有的多载波调制的有用子载波都被映射了编码信号。

在上述将编码信号映射到对应的多载波调制的子载波的过程中，可以将在时间上不相邻的信号分组映射到相邻的子载波上。

假如编码装置10′对m个待编码信号编码后输出一路编码信号，例如采用分组编码方式或卷积编码方式对多个待编码信号进行编码，输出一路编码信号，那么，图3中就只有对应于该路编码信号的一个分组装置、一个子载波映射装置和一个多载波调制装置，该路编码信号就被送入该分组装置，该分组装置将该路编码信号分为多个信号分组，优选地，将属于同一个编码块的编码信号作为一个信号分组并将这些信号分组送至该子载波映射装置，该子载波映射装置采用与上述相同的方法将这些信号分组映射到对应的多载波调制的子载波上，然后经过对应的多载波调制后经由对应的天线发射出去。

优选地，编码装置10′为空时编码装置。

优选地，对应于每路编码输出的多载波调制装置都是OFDM调制装置，即IFFT变换装置。

图4为根据本发明的一个具体实施方式，对所接收的基带信号进行解调和解码的接收机的内部结构示意图，其对应于发射机输出两路编码信号的情形，而该接收机采用双天线接收。

图4中的第一多载波解调装置21和第二多载波解调装置23所接收的信号是接收机的两个天线所接收的发射机发射的信号经过下变频、解调等处理后得到的基带信号。

第一多载波解调装置21和第二多载波解调装置23采用与发射机的多载波调制相逆的解调方式对所接收的基带信号进行解调处理，从而得到各子载波上的信号。

具体地，若发射机中采用的是OFDM调制方式，则第一多载波解调装置21和第二多载波解调装置23就采用FFT变换方式对所输入的信号进行变换，以得到对应的解调信号。

第一逆映射装置22包含了第一获取装置25和第一信号重组装置26，其中，第一获取装置25在第一多载波解调装置21输出的解调信号中的有用的子载波的位置上提取出解调信号，然后第一信号重组装置26根据发射机中将编码信号映射到子载波的方式，将对应的子载波位置上的属于同一路编码输出的解调信号重新组成一路信号。

同样，第二逆映射装置24包含了第二获取装置27和第二信号重组装置28，其中，第二获取装置27在第二多载波解调装置23的解调信号中的有用的子载波的位置上提取出解调信号，然后第二信号重组装置28根据发射机中将编码信号映射到子载波的方式，将对应的子载波位置上的属于同一路编码输出的解调信号重新组成一路信号。

然后，将第一信号重组装置26和第二信号重组装置28的输出信号送入空时解码装置29，该空时解码装置29根据传输信号的信道特征函数和发射机中采用的空时编码方式分别对属于同一个编码块的信号进行解码，便可以得到对应于发射端的空时编码前的信号，解码过程如下：

假设发射机中对待编码信号采用Alamouti码进行编码，有Alamouti码块中的输入-输出关系：

$\left[\begin{array}{cc}{R}_1& R_2\\ Y_1& Y_2\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cc}{H}_{11-1}& H_{12-1}\\ H_{21-1}& H_{22-1}\end{array}\right]\left[\begin{array}{cc}{S}_1& S_2\\ -S_2^{*}& S_1^{*}\end{array}\right]+\left[\begin{array}{cc}{w}_{11-1}& w_{12-1}\\ w_{21-1}& w_{22-1}\end{array}\right]---6)$

其中，R₁和R₂是第一信号重组装置26输出的信号，分别对应于该路的接收天线(图中未示出)所接收的来自两个发射天线的信号，Y₁和Y₂是第二信号重组装置28输出的信号，分别对应于该路的接收天线(图中未示出)所接收的来自两个发射天线的信号，S₁和S₂是发射机中的编码前的两个待编码信号。

H_ij-m(i＝1，2；j＝1，2)是相应于第m个Alamouti码块的信道特征函数，由于在发射端，同一路上的属于同一个Alamouti码块的编码信号是调制在相邻的子载波上的，也即处于相邻信道上，由于这样的相邻信道可以看作是准静态信道，所以，其中各个信号的传输信道特性可以看作是一样的，并采用H_ij-m来表示。

W_ij-m(i，j＝1，2)是加性高斯白噪声(AWGN)，“*”号代表复数共轭。

将最大率合并(MRC)原理应用于公式6)，就可以得到对应于发射机发射的信号S1和S2的检测值，

${\hat{S}}_1=(H_{11-1}^{*}\·R_1+H_{12-1}\·R_2^{*}+H_{21-1}^{*}\·Y_1+H_{22-1}\·Y_2^{*})/\mathrm{\Δ}---7)$

${\hat{S}}_2=(H_{11-1}^{*}\·R_2+H_{12-1}\·R_2^{*}+H_{21-1}^{*}\·Y_2+H_{22-1}\·Y_1^{*})/\mathrm{\Δ}---8)$

其中，Δ＝|H_11-1|²+|H_12-1|²+|H_21-1|²+|H_22-1|²

这样便完成了解码过程。

在根据本发明的另一个实施方式中，发射机采用了除Alamouti码之外的空时编码，那么，接收机的空时解码装置29就需要采用相应的解码方式。

参看图4，假设接收机的接收天线数为r，发射机的发射天线数为t，且r或t是不等于2的整数，那么，对应于每个接收天线都有相应的一个解调模块和一个逆映射模块，而接收机的解码方式也同上述类似，差别在于公式6)中的各矩阵的维数不同，具体地，公式6)中的各矩阵的列数等于发射机的发射天线数t，行数等于接收机的接收天线数r。

图5为根据本发明的一个具体实施方式，在发射机中对待编码信号进行编码、调制等信号处理的流程图。

在图5的步骤S10中，对一组输入的待编码信号进行编码，输出多路编码信号。

在此步骤中，对输入的一组待编码信号进行编码，例如，一次对m个待编码信号进行编码，输出n路编码信号，其中每路上有k个编码信号，m、n、k都是正整数，当该组待编码信号都被编码后，就可以得到n路编码信号的集合。

优选地，该编码方式为空时编码。

优选地，采用Alamouti编码方式对输入的待编码信号进行编码。

在步骤S11中，对各路编码信号进行分组，分别得到多个信号分组。

其中，对各路编码信号的集合分别进行分组，分别得到多个信号分组。

优选地，将各路编码信号中的属于同一个编码块的多个信号作为一个信号分组。

在步骤S12中，将各路上的所述信号分组映射到各自对应的多载波调制的子载波。

该步骤的映射方法为：将所述信号分组(假设包含k个信号)映射到对应的多载波调制的k个连续的子载波上，且该路上的在时间上相邻的信号分组之间间隔一定数量的子载波，且在时间上不相邻的信号分组可以被映射到相邻的子载波上。

优选地，可以重复步骤S10至S12，将后续的多个输入的待编码信号的多路空时编码信号映射到对应的多载波调制的空闲的有用的子载波上，直至所有的有用子载波都被映射了信号，这样便提高了频谱的利用率。

在步骤S13中，分别对映射到对应的多载波调制的子载波上的信号进行多载波调制。

优选地，分别对映射到对应的多载波调制的子载波上的信号进行OFDM调制，即采用IFFT变换对映射到对应的多载波调制的子载波上的信号进行变换，以得到每路编码信号的调制信号。

在步骤S14中，各路多载波调制的输出信号经由各自的发射天线而发射出去。

本领域的技术人员应理解，每路编码信号的调制信号需经过加入循环前缀、上变频、调制等处理后，才能通过对应的天线发射出去。

图6为根据本发明的一个具体实施方式，在接收机中对所接收的基带信号进行解调解码等信号处理的流程图。

步骤S20中，通过多个天线接收发射机发射的信号，经过处理得到多路基带信号。

接收机的多个天线所接收的信号经过下变频等处理后分别得到各自对应的基带信号。

在步骤S21中，对各路基带信号进行多载波解调处理，得到各路基带信号中的各子载波上的信号。

在此步骤中，采用对应于发射机所采用的多载波调制方式的解调方式分别对各路基带信号进行多载波解调处理，具体地，如果发射机采用OFDM方式对信号进行多载波调制，那么，接收机就需要用FFT变换对相应的基带信号进行解调，以得到对应于各接收天线的各路基带信号的各子载波上的信号。

在步骤S22中，从所述各路基带信号中的各子载波上的信号中获取有用子载波上的信号。

在发射机中发射的编码信号是调制在多载波调制的有用子载波上的，所以，在接收机中就可以从这些子载波上获取发射机所发射的编码信号。

在步骤S23中，对所述有用子载波上的信号进行逆映射。

由于得到了对应于各接收天线的所接收的基带信号上的有用子载波上的信号，便可以根据发射机将编码信号映射到子载波的方式进行逆映射，并将这些信号重组为对应于发射机中的各路编码信号的信号序列。

在步骤S24中，对逆映射后的信号进行空时解码。

由于在发射端，空时编码的码块是调制在相邻的子载波上的，也即处于相邻信道上，且这样的相邻信道可以看作是准静态信道，所以其中各个信号的传输信道特性可以看作是一样的，因而就可以使用已知的信道特性函数和发射机的编码方式，对所述逆映射后的对应于编码块的信号进行解码，即可得到发射机中的编码前的信号，具体的解码算法在参照图4所作的具体实施方式的描述中已有详细描述，这里不再赘述。

本领域的技术人员应理解，通过发射机发射的信号中的前导信号、导频信号等特征信号，接收机可以得知传输信号的信道的特征函数。

实验结果

现在来将本发明的子载波映射与现有技术的离散式子载波映射的性能做一个比较。

为了进行公平的比较，用于本发明和现有技术的一个Turbo码块覆盖了同样的频带宽度以获取同样的频率分集，空时编码采用Alamouti编码，仿真参数列于表1，COST207信道的时间延迟和功率情况分别为0、1、2、3、4、5微秒和0、-6、-12、-18、-24、-30dB，UMTS接收信道的时间延迟和功率情况则分别为0、0.31、0.71、1.09、1.73、2.51微秒和0、-1、-9、-10、-15、-20dB。

表1仿真参数

图7为本发明及现有技术在不同延迟扩散情形的信道中的性能比较，其中接收机的移动速度为250kmph，邻近信号分组间的子载波间隔数L＝8。

图中所述SF映射是指将同一次空时编码的各路编码输出信号同时映射到各路编码信号对应的多载波调制的子载波上的子载波映射方式。

从图7中可以看出，本发明的性能在COST207信道及UMTS VA情形里总是优于现有技术，而且，随着信道的延迟扩散的增加，本发明与现有技术相比获得了更多的SNR增益，例如，当误块率BLER＝0.01时，在UMTS VA信道中，本发明比现有技术多获得0.3dB的SNR增益，而在COST207信道中，本发明比现有技术多获得1.5dB的SNR增益。

另外，假如本发明应用于UMTS VB信道则会获得更多的SNR增益。

图8为本发明及现有技术在信号分组之间间隔不同距离时的性能比较。

图中所述SF映射是指将同一次空时编码的各路编码输出信号同时映射到各路编码信号对应的多载波调制的子载波上的子载波映射方式。

在图8中，映射到OFDM调制的子载波上的编码信号的分组之间的距离为4或8，从图8中可以看出，本发明总是优于现有技术，与现有技术相比，本发明所获得的信噪比(SNR)增益随着分组距离的增加而增加，例如，在误块率BLER＝0.01，邻近信号分组间的子载波间隔数L＝4时，本发明的SNR增益比现有技术高0.27dB，而在邻近信号分组间的子载波间隔数L＝8时，本发明的SNR增益比现有技术高1.5dB。

如果同时支持更多的用户，或者子载波间隔数更大，则本发明会获取更多的SNR增益。

总之，从仿真结果可以看到，本发明的对编码信号进行的子载波映射方案可以比现有子载波映射方案获得大约1.5dB的SNR增益，这部分SNR增益来自Alamouti码中的信道的准静态衰减特性，而现有技术则由于Alamouti码中的信道的频率选择性，从而导致其SNR增益降低。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在所附权利要求的范围内做出各种变形或修改。

Claims (14)

1.一种在采用多载波调制方案的发射机中用于对编码信号进行子载波映射的方法，其特征在于，包括以下步骤：

a.分别对编码输出的各路编码信号进行分组，以将每路编码信号分为多个信号分组；

b.将所述各路编码信号中的每个信号分组中的多个编码信号分别映射到对应的一个多载波调制中的一组连续子载波上，其中，每路编码信号中任何两个连续的信号分组所映射的两组连续子载波之间间隔一个或多个子载波，

其中所述步骤a包括以下步骤：

通过将各路编码信号中属于同一次编码输出的多个编码信号作为一个信号分组，以将每路编码信号分为多个信号分组。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤b还包括以下步骤：

将每路编码信号中两个非连续的信号分组分别映射到所述对应的多载波调制上相邻的两组连续子载波上。

3.根据权利要求1至2中任一项所述的方法，其特征在于，所述编码包括空时编码。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述空时编码包括Alamouti编码。

5.根据权利要求1至2中任一项所述的方法，其特征在于，所述多载波调制方案包括OFDM。

6.一种在采用多载波调制方案的发射机中用于对编码信号进行子载波映射的装置，其包括：

一个或多个分组装置，用于分别对编码输出的各路编码信号进行分组，以将每路编码信号分为多个信号分组；

一个或多个子载波映射装置，用于分别将所述各路编码信号中的每个信号分组中的多个编码信号映射到对应的一个多载波调制中的一组连续子载波上，其中，每路编码信号中任何两个连续的信号分组所映射的两组连续子载波之间间隔一个或多个子载波，

其中所述一个或多个分组装置还用于分别通过将各路编码信号中属于同一次编码输出的多个编码信号作为一个信号分组，以将每路编码信号分为多个信号分组。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述一个或多个子载波映射装置还用于将每路编码信号中两个非连续的信号分组映射到所述对应的多载波调制上相邻的两组连续子载波上。

8.根据权利要求6至7中任一项所述的装置，其特征在于，所述编码包括空时编码。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述空时编码包括Alamouti编码。

10.根据权利要求6至7中任一项所述的装置，其特征在于，所述多载波调制方案包括OFDM。

11.一种用于采用多载波解调方案的接收机中对接收信号进行子载波逆映射的方法，其特征在于，包括以下步骤：

i.由所述接收信号获取调制在多个子载波上的编码信号；

ii.根据发射机中将多个编码信号映射到所述多个子载波上的映射关系，将所述多个编码信号重组为与所述发射机中的多路编码信号相对应的多路待解码信号，

其中所述映射关系如下：每路编码信号中的每个信号分组中的多个编码信号分别映射到对应的一个多载波调制中的一组连续子载波上，并且每路编码信号中任何两个连续的信号分组所映射的两组连续子载波之间间隔一个或多个子载波，并且每个信号分组中的多个编码信号属于同一次编码输出。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述的多载波解调方案包括OFDM。

13.一种用于多载波解调的接收机中对接收信号进行子载波逆映射的装置，其包括：

获取装置，用于由所述接收信号获取调制在多个子载波上的编码信号；

信号重组装置，用于根据发射机中将多个编码信号映射到所述多个子载波上的映射关系，将所述多个编码信号重组为与所述发射机中的多路编码信号相对应的多路待解码信号，

其中所述映射关系如下：每路编码信号中的每个信号分组中的多个编码信号分别映射到对应的一个多载波调制中的一组连续子载波上，并且每路编码信号中任何两个连续的信号分组所映射的两组连续子载波之间间隔一个或多个子载波，并且每个信号分组中的多个编码信号属于同一次编码输出。

14.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，所述多载波解调方案包括OFDM解调制。

Images