CN101262465A

CN101262465A - 发射机和接收机

Info

Publication number: CN101262465A
Application number: CN200810082187.9A
Authority: CN
Inventors: 坂耕一郎
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2007-03-08
Filing date: 2008-03-07
Publication date: 2008-09-10
Anticipated expiration: 2028-03-07
Also published as: JP2008227585A; JP4342565B2; US8201063B2; US20080222482A1; CN101262465B

Abstract

本发明提供的发射机包括：输入单元，输入数据符号序列；块生成器，使用所述数据符号序列，有序地生成多个数据块，其中的每个数据块都包括多个数据符号；添加单元，把第一数据块尾部的h个数据符号的副本作为循环前缀，添加到第一数据块的头部，从而获得带有循环前缀的第一数据块；发射单元，把带有循环前缀的第一数据块发射出去；其中，所述块生成器把第一数据块之前的第二数据块的尾部的k个数据符号的副本用作第一数据块尾部的h个数据符号之前的k个数据符号。

Description

发射机和接收机

发明领域

本发明涉及发射机和接收机，例如，使用循环前缀进行单载波通信的发射机和接收机。

技术背景

扩展循环前缀(CP)长度的传统方法示例包括两种方法：第一种方法是，固定数据块尺寸，增加作为循环前缀而添加到数据块头部的符号的数量(第一种传统扩展方法)；第二种方法是，固定循环前缀和数据块尺寸的总尺寸，使数据块尺寸减少，其减少量对应于循环前缀符号的数量的增加(第二种传统扩展方法)。JP-A 2006-222956(Kokai)就是一种这样的相关专利文献。

但是，按照第一种传统扩展方法，循环前缀长度(CP长度)的扩展将导致循环前缀和数据块尺寸的总尺寸增加，进而导致接收机中的FFT处理时序发生改变这一问题。第二种传统扩展方法导致数据块尺寸减少，进而导致接收机中的FFT尺寸发生改变这一问题。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了一种发射机，包括：

输入单元，输入数据符号序列；

块生成器，使用所述数据符号序列，有序地生成多个数据块，其中的每个数据块都包括多个数据符号；

添加单元，把第一数据块尾部的h个(h是等于或大于1的整数)数据符号的副本作为循环前缀，添加到第一数据块的头部，从而获得带有循环前缀的第一数据块；

发射单元，发射带有循环前缀的第一数据块；

其中，所述块生成器把第一数据块之前的第二数据块的尾部的k个(k是等于或大于1的整数)数据符号的副本用作第一数据块尾部的h个数据符号之前的k个数据符号。

根据本发明的一个方面，提供了一种发射机，包括：

输入单元，输入数据符号序列；

添加单元，把第一数据块头部的h个(h是等于或大于1的整数)数据符号的副本作为循环后缀，添加到第一数据块的尾部，从而获得带有循环后缀的第一数据块；

发射单元，发射带有循环后缀的第一数据块；

其中，所述块生成器把第一数据块之前的第二数据块的头部的h个数据符号的从尾部开始朝着头部方向的k个(k是等于或大于1的整数)数据符号的副本用作第一数据块尾部的k个数据符号。

根据本发明的一个方面，提供了一种发射机，包括：

输入单元，输入数据符号序列；

发射单元，发射带有循环前缀的第一数据块；

其中，所述块生成器把第一数据块之后的第三数据块的尾部的h个数据符号之前的k个(k是等于或大于1的整数)数据符号的副本用作第一数据块尾部的k个数据符号。

根据本发明的一个方面，提供了一种发射机，包括：

输入单元，输入数据符号序列；

发射单元，发射带有循环后缀的第一数据块；

其中，所述块生成器把第一数据块之后的第三数据块的尾部的k个(k是等于或大于1的整数)数据符号的副本用作第一数据块的头部的h个数据符号的从尾部开始朝着头部方向的k个数据符号。

根据本发明的一个方面，提供了一种接收机，包括：

接收单元，有序地接收多个带有循环前缀或循环后缀的数据块，其中的每个数据块都包括多个数据符号；

删除单元，从带有循环前缀或循环后缀的第一数据块中删除循环前缀或循环后缀，从而提取出第一数据块；

FFT处理单元，对第一数据块进行快速傅立叶变换(FFT)，从而把第一数据块分解成多个频率分量；

均衡处理单元，对所述多个频率分量的信号执行均衡处理；

IFFT处理单元，对进行过均衡处理的多个频率分量的信号执行IFFT(快速傅立叶反变换)处理，从而获得包括多个接收数据符号的第一接收数据块；

合成单元，把在第一接收数据块中预先指明的第一位置处的第一接收数据符号和在第一接收数据块之前或之后获得的第二接收数据块中预先指明的第二位置处的第二接收数据符号进行合成，从而获得要使用的合成符号，而非第一接收数据符号。

根据本发明的一个方面，提供了一种接收机，包括：

均衡处理单元，对所述多个频率分量的信号执行均衡处理；

IFFT处理单元，对进行过均衡处理的多个频率分量的信号执行IFFT处理，从而获得包括多个接收数据符号的第一接收数据块；

比特似然生成器，根据第一接收数据块中的各个接收数据符号，生成比特似然数据；

合成单元，把第一比特似然数据和第二比特似然数据进行合成，从而生成要使用的第三比特似然数据，而非第一比特似然数据，

其中，第一比特似然数据是根据第一接收数据块中预先指明的第三位置处的接收数据符号而生成的，而第二比特似然数据则是根据在第一接收数据块之前或之后获得的第二接收数据块中预先指明的第四位置处的接收数据符号而生成的。

附图说明

图1示出了本发明的单载波发射机的第一实施例；

图2示出了图1的发射机中的块生成器的一个操作示例；

图3示出了图1的发射机中的块生成器的另一操作示例；

图4示出了图1的发射机中的块生成器的又一操作示例；

图5示出了本发明的单载波发射机的第二实施例；

图6示出了图5的发射机中的块生成器的一个操作示例；

图7示出了图5的发射机中的块生成器的一个操作示例；

图8示出了本发明的单载波发射机的第三实施例；

图9示出了图8的发射机中的块生成器的一个操作示例；

图10示出了本发明的单载波发射机的第四实施例；

图11示出了图10的发射机的一个操作示例；

图12示出了本发明的单载波接收机的第一实施例；

图13示出了图12的接收机的一个操作示例；

图14示出了本发明的单载波接收机的第二实施例；

图15所示的无线电通信系统包括本发明第一实施例的单载波发射机和单载波接收机；

图16示出了本发明第一实施例的单载波发射机发出的信号和OFDM发射机发出的信号的格式配置示例；

图17示出了传统单载波发射机的配置示例；

图18示出了传统单载波发射机的块生成器和CP添加单元的操作；

图19示出了能执行传统的第一种和第二种扩展方法的传统单载波发射机的配置示例；

图20示出了当执行传统的第一种扩展方法时块生成器的输出和CP添加单元的输出；

图21示出了当执行传统的第二种扩展方法时块生成器的输出和CP添加单元的输出。

具体实施方式

图17示出了循环前缀(CP)长度固定时传统单载波发射机的配置示例。

调制器101对数据比特序列(其是发射数据)进行数据调制，例如QPSK调制或者QAM调制，从而将其转换成数据符号序列。

块生成器102根据数据调制器101输出的多个数据符号，生成一个数据块，并输出该数据块。图18(A)所示的例子中，一个数据块包括8个数据符号。数据块A包括八个数据符号a1、a2、a3、a4、a5、a6、a7、a8，数据块B包括八个数据符号b1、b2、b3、b4、b5、b6、b7、b8。这两个数据块A、B按照这种次序从块生成器102输出。在本文中，我们把数据块中包含的数据符号的数量定义为数据块尺寸，把数据块的时间长度定义为数据块长度。例如，数据块A的数据块尺寸为8。

针对从块生成器102输入的数据块，CP添加单元103把数据块尾部的一个或多个数据符号的复制品(副本)作为循环前缀添加到数据块的头部。在图18(B)所示的情形中，给数据块A、B添加了循环前缀。例如，对于数据块A而言，把数据块A的最后两个符号(a7、a8)进行拷贝(复制)，并作为循环前缀添加到数据块A的头部。在本文中，我们把循环前缀中所包含的数据符号的数量定义为CP尺寸，把循环前缀的时间长度定义为CP长度。例如，在图18(B)所示的例子中，CP尺寸为2。

已经添加了循环前缀的数据块由D/A转换器104转换成模拟信号，并经由IF(中频)/射频(RF)发射单元105从天线106发射出去。

图19示出了当使用技术背景中所述的第一种和第二种传统扩展方法来扩展循环前缀长度(CP长度)时传统的单载波发射机的配置示例。其与图17所示的CP长度固定的传统发射机的不同之处在于，控制单元107可以改变从块生成器102输出的数据块的尺寸和CP添加单元103所添加的CP的尺寸。在该图中，与图17具有相同命名的部件用相同的标记来表示。

图20(A)和图20(B)示出了当使用上述第一种传统扩展方法将CP尺寸从2变为3时块生成器102的输出和CP添加单元103的输出。

数据块尺寸仍是8，但CP尺寸从2扩展为3。因此，CP尺寸加上数据块尺寸的总尺寸大于CP尺寸扩展之前的总尺寸。与CP尺寸扩展前相比，这会导致一个问题：接收机中对连续数据块进行解调的FFT时序会发生改变。

图21示出了当使用上述第二种传统扩展方法将CP尺寸从2变为3时块生成器102的输出和CP添加单元103的输出。

数据块尺寸减为7，CP尺寸从2扩展为3。在这种情况下，虽然CP尺寸加上数据块尺寸的总尺寸保持不变，但是，与CP尺寸扩展前相比，由于数据块尺寸的减小，将会出现一个问题：接收机中对数据块进行解调的FFT尺寸会减小。

所以，当使用传统的第一种和第二种扩展方法中的任何一种去扩展循环前缀长度时，如果接收机对多个频率复用单载波信号或单载波信号和OFDM(正交频分复用)信号统一进行FFT(快速傅立叶变换)处理，就会出现信号间干扰。

本发明的实施例能够实现：在固定数据块尺寸和CP尺寸的同时，实质改变循环前缀长度(以数据块单元为单位进行计算)。因此，当接收机对多个频率复用单载波信号或单载波信号和OFDM信号统一进行FFT处理时，就可以在避免出现信号间干扰的同时，达到与扩展CP尺寸相同的效果。

下面将结合附图详细描述本发明的实施例。

图1示出了本发明的单载波发射机的第一实施例。

作为发射数据的数据比特序列在调制器11中进行数据调制(例如，QPSK调制或者QAM调制)，然后转换成数据符号序列，并输入到块生成器12。调制器11有一个输入单元，用于将数据符号序列输入到块生成器12。

块生成器12根据从调制器11输入的数据符号序列以及在存储器17中保存的先前数据块所含的特定数据符号，生成数据块。所生成的数据块输入到存储器17和CP添加单元13。

存储器17保存从数据块生成器12输入的数据块。

CP添加单元13把从块生成器12输入的数据块的尾部的h个(h是等于或大于1的整数)数据符号作为循环前缀，拷贝(复制)到该数据块的头部(即，把数据块尾部的一个或多个数据符号的副本作为循环前缀，添加到数据块的头部)。

已经添加了循环前缀的数据块由D/A转换器14转换成模拟信号，并经由IF/RF发射单元15从天线16发射出去。

下面将详细解释块生成器12的操作。

当CP添加单元13所添加的CP尺寸为Nc个符号时，假设一个特定的数据块(例如，数据块B)的CP尺寸要实质扩展Ne个符号。在这种情况下，块生成器12使用数据块B之前的保存在存储器17中的数据块(例如，数据块A)从尾部开始起算的Ne个符号的副本(复制品)，作为从数据块B尾部开始起算的Ne个符号(即，从第(Nc+1)个符号到第(Nc+Ne)个符号)。调制器11输出的数据符号照常用作数据块B的其它数据符号。块生成器12后面的CP添加单元13以通常方式，向如此生成的数据块B中添加循环前缀，这样，前一个数据块(例如，数据块A)的尾部所起的作用就好像是数据块B的循环前缀的一部分一样，这意味着，数据块B的CP长度得到了实质的扩展。

假设通过使用上述方法生成数据块来实质上扩展(改变)CP长度被称为实质上扩展(实质上改变)循环前缀或实质上扩展(实质上改变)CP尺寸(CP长度)。此外，为了澄清本发明点，在下面的解释中假设符号速率是固定的，因此，实质上扩展CP长度将被视为实质上扩展CP尺寸的同义词。

图2示出了块生成器12的具体操作示例。下面将解释把数据块B的CP尺寸实质扩展一个数据符号(Ne＝1)的例子，在此情况下，数据块尺寸为8(N＝8)，CP添加单元13所添加的CP尺寸为2(Nc＝2)。

图2(A)示出了从块生成器12输出的数据块A、B。把数据块B之前的数据块A的尾部的数据符号a8的副本(复制品)用作从数据块B尾部起算的第三个符号(即，从头部起算的第六个符号)。也就是说，把数据块B之前的数据块A的尾部的k(k是等于或大于1的整数)个数据符号(在本例中为一个数据符号a8)的副本(复制品)用作以循环前缀方式加入数据块B的数据符号b7、b8之前的k个数据符号。对于除了数据块B的第六个符号之外的其它七个数据符号b1、b2、b3、b4、b5、b7、b8来说，如实使用调制器11的输出。换言之，在数据块B中，新发送的数据符号的个数的减少量为循环前缀的实质扩展个数，故而传输速率降低了。

如果循环前缀需要扩展的某个数据块之前没有数据块，那么，可以把先前数据块的数据符号当成0，使用上述方法，从而将该目标数据块的一部分用0替换，但是，避免此处理可相应地产生更好的特性。这是因为，当没有先前的数据块时，就没有由于先前数据块而引起的块间干扰。对于扩展循环后缀的情况，同样如此，稍后还将对此进行描述。

图2(B)示出了CP添加单元13的输出。把数据块A的最后两个数据符号a7、a8的副本(复制品)作为循环前缀，添加到数据块A的头部，把数据块B的最后两个数据符号b7、b8的副本(复制品)作为循环前缀，添加到数据块B的头部。当数据块B的最后三个数据符号a8、b7、b8与数据块B之前的最后三个数据符号进行比较时，很显然，它们是相同的。这意味着，数据块B的循环前缀长度已经实质扩展到了三个数据符号。换言之，对于长度高达三个数据符号的多径来说，就能在接收机的FFT处理单元的输出端防止出现数据块间干扰或者子载波间干扰。在本文中，应当注意的是，与前述传统的第一种和第二种扩展方法不同，CP添加单元13添加的CP尺寸和数据块尺寸并没有改变。这是因为，在数据块B之前的三个数据符号当中，a8实际上属于数据块A，而不是属于数据块B。除了循环前缀外，数据符号a8还在两个连续的数据块(数据块A和数据块B)中传输。概括而言，当CP尺寸实质扩展了Ne个符号的时候，如果扩展尺寸Ne等于或小于CP尺寸Nc(Ne≤Nc)，那么，每个数据块的最后Ne个数据符号在两个连续的数据块中传输。

图3示出了当扩展尺寸Ne＞CP尺寸Nc时块生成器12的操作示例。在下面要讲的例子中，对于数据块B和数据块C，CP添加单元13所添加的CP尺寸为2(Nc＝2)，CP尺寸实质扩展了三个符号(Ne＝3)。

图3(A)示出了从块生成器12输出的数据块A、B、C。数据块A中的数据符号a6、a7在两个数据块A、B中总共传输两次，数据符号a8在三个数据块A、B、C中总共传输三次。

图3(B)示出了CP添加单元13的输出。可以看出，CP尺寸从2个符号实质扩展到了5个符号。概括而言，假设数据块尺寸为N，CP尺寸为Nc，CP被扩展的尺寸(扩展尺寸)为Ne，那么，除了CP添加单元13所添加的循环前缀之外，一个特定数据块中的第n个(n是不小于1且不大于N的整数)数据符号在MAX(0，CEIL((n-N+Ne)/NC))+1个连续数据块中传输。在本文中，MAX(x，y)表示x和y中的最大值，CEIL(x)表示大于或等于x的最小整数。

在图2和图3的例子中，数据块的循环扩展是通过向数据块的头部添加循环前缀来实现的，但显而易见的是，当向数据块的尾部添加循环后缀(后面简称为“CS”)时，本发明也同样适用。在对此做出解释之前，下面先讲一个在传统发射机中添加循环后缀的例子。

图4(A)所示的例子中，在传统发射机(参见图17)中向图18(A)的数据块添加两个符号的循环后缀(CS尺寸为2的循环后缀)。复制(拷贝)数据块A头部的两个符号a1、a2，将其作为循环后缀添加到尾部。同样，复制(拷贝)数据块B头部的两个符号b1、b2，将其作为循环后缀添加到尾部。如果使用类似于上述传统的第一种和第二种扩展方法的观点去扩展循环后缀长度，则会出现与扩展循环前缀长度相似的问题。

下面用图4(B)和图4(C)解释当图1的发射机中的CP添加单元13添加循环后缀(而非循环前缀)时实质上扩展CS尺寸的块生成器12的操作。

当CP添加单元13添加的CS尺寸为Nc个符号时，为了把一个特定数据块(例如，数据块B)的CS尺寸实质扩展Ne个符号，需要使用位于数据块B之前的保存在存储器17中的数据块(例如，数据块A)的Ne个连续符号(即，朝着头部方向从第Nc个符号到第(Nc-Ne+1)个符号)的副本(复制品)。也就是说，把在数据块B之前的数据块A中用作循环后缀的数据符号当中从尾部(在本例中为数据符号a2)到头部方向的k个数据符号(在本例中为一个数据符号a2)的副本(复制品)，用作数据块B的最后k个数据符号。图4(B)示出了当Nc＝2、Ne＝1时的例子。但是，当Nc-Ne+1等于或小于0时，则将数据块A的第一个符号的前一个符号视为连接到数据块A尾部的符号。至于数据块B的其它数据符号，调制器12输出的数据符号如实使用。

CP添加单元13向块生成器12如此生成的数据块中添加循环后缀，从而，如图4(C)所示，就将一个数据块(例如，数据块B)的前一数据块(例如，数据块A)的循环后缀(CS)尾部的符号a2视为数据块B的一部分，这意味着，CS长度已经得到了实质上的扩展。

这样，因为循环前缀的添加和循环后缀(CS)的添加都是以周期性的结构扩展数据块的处理，所以，如果这两种添加都被视为数据排列方式已经发生改变的话，那么它们是明显等同的。因此，在下面的解释中，除非特别指明，否则，都以循环前缀为例，但本发明显然也适用于循环后缀的情况。

图5示出了本发明的单载波发射机的第二实施例。

在第一实施例中，CP尺寸需要实质扩展的一个数据块的特定位置处的数据符号所使用的是其前一个数据块的数据符号的副本(复制品)。而在第二实施例中，CP尺寸需要实质扩展的一个数据块的数据符号的副本(复制品)可用作CP尺寸需要实质扩展的该数据块的前一个数据块的特定位置处的数据符号。当CP尺寸需要实质扩展的一个数据块包含具有固定值的数据符号(例如，导频符号)时，优先使用第二实施例。它与图1所示的第一实施例的区别在于，没有存储器17，但在块生成器18的输入端设置了一个用来产生导频数据的导频数据生成器19。由于CP添加单元13中和之后的各个部件的操作与第一实施例的相同，所以这里不再赘述，后面将解释块生成器18的操作。

当CP添加单元13添加的CP尺寸为Nc个符号时，假设由多个导频符号组成的一个特定数据块(例如，数据块B)的CP尺寸要实质上扩展Ne个符号。在这种情况下，把从数据块B尾部开始起算的Ne个导频符号(即，第(Nc+1)个导频符号到第(Nc+Ne)个导频符号)的副本(复制品)用作从数据块B之前的数据块(例如，数据块A)的尾部起算的Ne个符号。在第一实施例中，CP尺寸需要扩展的数据块本身参与运算，但应当注意的是，第二实施例要求针对CP尺寸需要扩展的数据块之前的数据块进行运算。

如果数据块尺寸为8(N＝8)，CP添加单元13所添加的CP尺寸为2(Nc＝2)，下面将使用图6解释由导频符号构成的数据块B的CP尺寸扩展一个数据符号(Ne＝1)时块生成器18的操作示例。

图6(A)示出了从块生成器18输出的数据块A、B。把数据块B的第六个导频符号b6的副本用作数据块B之前的数据块A的尾部的符号。也就是说，把数据块A之后的数据块B中作为循环前缀加入的数据符号b7、b8之前的k个(在本例中为1(＝Ne))数据符号的副本(复制品)，用作数据块A尾部的k个(在本例中为1(＝Ne))数据符号。

这样，当在块生成器18中执行图6(B)所示的处理时，数据块B的最后三个数据符号b6、b7、b8就变得与CP添加单元13输出的数据块B之前的三个数据符号相同了。换言之，可以达到与把数据块B的循环前缀长度实质扩展到三个数据符号相同的效果。

上面讲述了向数据块的头部添加循环前缀时块生成器18的操作，下面还将讲述向数据块的尾部添加循环后缀时块生成器18的操作。在下面所示的例子中，当数据块尺寸为8(N＝8)、CP添加单元13所添加的CS尺寸为2(Nc＝2)时，把由导频符号构成的数据块B的CS尺寸实质扩展一个数据符号(Ne＝1)。

图7(A)示出了从块生成器18输出的数据块A、B。把数据块B的第八个导频符号b8的副本用作数据块B之前的数据块A的第二个符号。换言之，把数据块A之后的数据块B的最后k个(在本例中为1(＝Ne))数据符号b8的副本，用作数据块A中充当循环后缀的数据符号的从尾部开始朝着头部方向的k个(在本例中为1(＝Ne))数据符号。当Nc-Ne+1等于或小于0时，假设数据块A中的第一个符号的前一个符号被视为连接到数据块A尾部的符号。

当在块生成器18中执行图7(B)所示的处理时，带有循环后缀的数据块B的最后三个数据符号b8、b1、b2就变得与CP添加单元13输出的数据块B的数据符号b3之前的三个数据符号相同了。换言之，如果把数据块B视为好像是由从数据块A的循环后缀(CS)最后一个符号b8到b7的8个符号构成一样，则可以达到与把数据块B的循环后缀长度(CS长度)实质扩展到三个数据符号相同的效果。

图8示出了本发明的单载波发射机的第三实施例。

第三实施例是第一实施例和第二实施例的组合。第三实施例的块生成器20生成一个数据块要使用：过去生成且保存在存储器17中的数据块中的数据符号；该数据块之后的数据块中的导频符号；还有，调制器11输出的数据符号。下面将解释块生成器20的操作示例。

当存在三个连续的数据块(数据块A、数据块B、数据块C)并且这些数据块中的数据块C由导频符号组成时，假设数据块B和数据块C的CP尺寸分别需要实质上扩展一个符号(Ne＝1)。图9示出了在这种情况下块生成器20生成的各个数据块。

当把注意力集中在数据块B上时，由于后面的数据块C由导频符号组成，所以，为了先实质上扩展数据块C的CP尺寸，把数据块C的第六个导频符号c6的副本用作数据块B的最后一个符号。接下来，为了实质上扩展数据块B的CP尺寸，把数据块A的最后一个符号a8的副本用作数据块B的第六个符号。因此，当后面的数据块首先由导频符号组成时，优选执行的处理是：先实质上扩展后面的数据块的CP尺寸，然后再实质上扩展目标数据块的CP尺寸。这里很显然的是，本发明的单载波发射机可以针对不同的数据块，把循环前缀扩展不同的尺寸，从而，需要较高接收质量的由导频符号组成的数据块相比其它数据块而言，可以得到更大规模的扩展。

图10示出了本发明的单载波发射机的第四实施例。由于调制器11中和之后的各个部件与图1的相同，所以这里不再赘述。也可以把图10的交织器23之前的各个部件同第二实施例或第三实施例中的调制器中和之后的各个部件进行组合。

第四实施例的特征在于：为了对当块生成器12实质扩展CP尺寸时数据速率的降低做出补偿，删减单元22对输入到调制器11的编码比特进行删减处理。在本例中，数据速率是通过删减处理而进行调整的，但是，也可以使用改变编码器21的编码速率本身的方法以及改变调制器11的调制多值数的方法等等。

下面将解释编码器21、删减单元22、交织器23的操作。

数据比特序列(其是发射数据)在编码器21中进行纠错编码处理，从而转换成带有冗余位的编码比特序列。例如，如果是1/2编码速率，那么，为了输入一个数据比特，需要输出两个编码比特。

删减单元22执行的处理是从多个连续编码比特中删减(去除)一定数量的编码比特。删减单元22要删减的编码比特的数量取决于块生成器12实质扩展CP尺寸的程度。具体而言，删减单元22要删减的编码比特对应于：由于在连续数据块中传输相同数据符号而减少的发射数据符号的数量；或者，由于传输由导频符号构成的数据符号而减少的发射数据符号的数量。例如，当数据块尺寸为N而要扩展的CP尺寸为Ne时，删减单元22从N个编码比特中平均删减Ne个编码比特。也就是说，当从其它数据块中复制(拷贝)的数据符号的数量增加时，要从对应于该数据块的编码数据比特序列中删减的编码比特的数量也增加。

删减单元22输出的编码比特序列在交织器23中进行交织处理，从而编码比特的顺序发生改变，然后再输入调制器11。除了过去使用的块交织方法等，交织器23所使用的交织方法还可以是：根据删减单元22删减的编码比特的位置以及当块生成器12实质扩展CP尺寸时所导致的由多个数据块发送的数据符号的位置，进行重新排序。也就是说，还可以重新排序，以使得：删减单元22删减的编码比特和实质扩展CP尺寸所导致的在多个数据块中发送的数据符号所包含的数据比特，都是在卷积编码的相同状态转变期间输出的多个编码比特。当进行这样的重新排序时，删减单元22从相同状态转变期间输出的多个编码比特中进行删减后剩余的比特是在多个数据块中发送的，因此可以预料到，接收机的合成处理(下面将加以描述)可以把由于删减而引起的纠错解码特性的降级抑制到最小程度。

下面将参照图11，以把编码速率为1/2的卷积编码用作纠错编码和在调制器11中使用把两个比特映射为一个符号的调制方案(例如，QPSK调制方案)为例，来解释块生成器12之前的操作。

当向编码器21输入八个比特(假设这些比特对应于一个数据块)时，就会输出16个编码比特x1到x16，如图11(A)所示。在这种情况下，连续的两比特对((x1和x2)、(x3和x4)、……、(x15和x16))是由于卷积编码中相同状态转变而输出的多个(这里为2个)编码比特。假设删减单元22从这些编码比特中剔除两个比特x3和x11，于是还剩余14个编码比特(图11(B))。这对应的一种情况是：数据块尺寸为8，CP尺寸实质上扩展了一个符号等。这样，当执行与一个数据块相对应的数据比特序列的纠错编码时，删减单元22从在相同状态转变时获得的多个编码比特中删减一些。

如果后面的数据块的CP尺寸实质上扩展一个符号，那么，当前数据块尾部的数据符号仍在后面的数据块中传输。因此，交织器23将编码比特重新排序(图11(C)、图11(D))，从而，通过与删减单元22剔除的编码比特相同的状态转变输出的编码比特x4和x12二者的至少之一包括在该数据块的最后数据符号中。换言之，交织器23对编码数据比特序列执行交织处理，从而，使上述多个编码比特中的剩余编码比特位于尾部。这里，需要重新排序，从而使编码比特x4和x12都包括在最后的数据符号中。通过执行这样的处理，编码比特x4和x12连同后面的数据块传输两次，因此可以在对卷积码进行解调时把由删减处理引起的性能降级抑制到最小程度。

但是，当如图4所示添加循环后缀时，需要将编码数据比特序列进行交织，以使得：上述多个编码比特中的剩余编码比特包括在数据块B中被用作循环后缀的最后数据符号内。此外，当如图6所示添加循环前缀时，需要将编码数据比特序列进行交织，以使得：为数据块A中的循环前缀复制(拷贝)的数据符号之前的数据符号当中的最后数据符号(当对数据块A之前的数据块运用图6的技术时有效)包括上述多个编码比特中的剩余编码比特。此外，当如图7所示添加循环后缀时，需要将编码数据比特序列进行交织，以使得：上述多个编码比特中的剩余编码比特包括在数据块A的最后数据符号中(当对数据块A之前的数据块运用图7的技术时有效)。但是，当使用图6和图7的技术复制(拷贝)导频符号并在多个数据块中传输时，由于导频符号是已知的数据，所以，不需要使用上述具体方法将编码数据比特序列进行交织。

返回图11，块生成器12根据由14个编码比特生成的七个数据符号b1至b5、b7、b8以及从前一个数据符号复制而来的数据符号a8，生成一个数据块(图11(E))。在CP添加单元13添加了循环前缀之后，如此产生的数据符号通过D/A转换器14和IF/RF发射单元15从天线16发射出去。

接下来，将描述对本发明一个实施例的单载波发射机发出的信号进行解调的单载波接收机。该单载波接收机的特征在于，把CP尺寸实质上扩展了的单载波发射机的块生成器所造成的在多个连续数据块中传输的相同数据符号进行合成。

图12示出了本发明的单载波接收机的第一实施例。

天线31收到的信号在IF/RF接收单元32中转换成基带信号，然后在A/D转换器33中转换成数字信号。

CP删除单元34把具有在发射机的CP添加单元中添加的CP长度的数字信号中的样本点(循环前缀或者循环后缀)剔除。

FFT处理单元35执行的傅立叶变化处理的时间长度对应于传输的数据块，并将其分为多个相互正交的频率分量。

根据从由多个导频符号构成的数据块中获得的多个频率分量的信号，信道估计器36估计各个频率分量的信道响应。

信道补偿器37根据信道估计器36估计出的各个频率分量的信道响应的估计值，把与FFT处理单元35输出的多个频率分量相对应的信号乘以复数，从而纠正信道中产生的各个频率分量失真(均衡处理)。

从信道补偿器37输出且进行过均衡处理的频率分量信号在IFFT(快速傅立叶反变换)处理单元38中进行傅立叶反变换，从而转换成位于时间轴上的信号，其等于发射数据块尺寸。IFFT处理单元38的输出信号对应于发射数据块，后面将称为“接收数据块”。此外，接收数据块中与发射数据块的每个数据符号相对应的样本值将被称为“接收数据符号”。

接下来，合成单元40检查该接收数据块中的每个接收数据符号，即，与相同发射数据符号相对应的过去接收数据符号是否保存在存储器39中，当保存了这些数据符号的时候，合成单元40就合成和处理对应的接收数据符号。换言之，合成单元40把预先指明的一个接收数据块中预先指明的第一位置处的接收数据符号和预先指明的上述接收数据块之后(或之前)的接收数据块中预先指明的第二位置处的接收数据符号进行合成，从而生成要使用的合成接收数据符号，而非上述第一位置处的接收数据符号。至于接收数据块之间的接收数据符号对应关系，例如，假设：接收机从发射机获取作为广播信息的对应关系信息，并预先将其设在合成单元40中。例如，合成单元40中可能的合成方法可包括：相等增益合成；最大比率合成，即，将接收数据乘以与对应的接收数据符号的SINR(信号对干扰和噪声功率之比)成比例的权重，然后合成接收数据等。

解调器41对根据接受过合成处理的各个接收数据符号而估计出的发射数据符号的数据比特进行解调。换言之，解调器41解调与上述第一位置不相同的位置处的接收数据符号和预先指明的上述接收数据块中的上述合成接收数据符号。

下面将使用图13解释IFFT处理单元38和后续单元的操作。

图13示出了IFFT处理单元38连续输出的接收数据块A和接收数据块B。假设，这两个接收数据块A、B对应于发射机处如图2(A)所示的两个连续数据块。接收数据块A的第八个接收数据符号A8和接收数据块B的第六个接收数据符号A8’对应于同一发射数据符号(图2(A)中的a8)。存储器39存储接收数据符号A8，合成单元40把该接收数据符号A8和接收数据符号A8’进行合成。解调器41从通过合成接收数据符号A8和A8’所得的值(合成的接收数据符号)中解调出数据。接收数据块A中的其它接收数据符号A1至A7通过合成单元40，而不接受任何处理，然后，数据在解调器41中进行解调。此外，至于接收数据块B，接收数据符号B1至B5、B7和B8通过合成单元40，而不接受任何处理，然后，在解调器41中进行解调。

图14示出了本发明的单载波接收机的第二实施例。第二实施例用来对图10的发射机(第四实施例)发出的信号进行解调。向图12所示的接收机中添加与发射机施加的编码、删减处理和交织处理相对应的接收处理。在图14中，天线3 1至IFFT处理单元38的操作与图12的接收机相同，因此这里不再赘述。

比特度量计算器42根据IFFT处理单元38输出的接收数据块中所含的各个接收数据符号，计算与各个接收数据符号相对应的各个比特的似然(软判决比特数据或者比特似然数据)。

对于从比特度量计算器42输出的比特似然数据，合成单元44检查与相同发射数据比特相对应的过去比特似然数据是否保存在记录单元43中，当保存了比特似然数据的时候，合成单元44就合成相应的比特似然数据。也就是说，合成单元44把第一比特似然数据和第二比特似然数据进行合成，从而生成要使用的第三比特似然数据，而非第一比特似然数据，其中，第一比特似然数据是根据预先指明的接收数据块中预先指明的第三位置处的接收数据符号而生成的，而第二比特似然数据则是根据在预先指明的上述接收数据块之后(或之前)获得的接收数据块中预先指明的第四位置处的接收数据符号而生成的。至于接收数据块之间的比特似然数据对应关系(或者说是，接收数据符号对应关系)，例如，假设：接收机从发射机获取作为广播信息的对应关系信息，并预先将其设在合成单元44中。

解交织器45改变从接收数据块中获得并且经过了合成处理的比特似然数据的顺序，从而，将发射机的交织器改变的顺序恢复到它原来的顺序。

填补单元46插入0(对于对数似然值的情况)，作为发射机的删减单元剔除的那部分的比特度量。

最后，解码器47对填补单元46插入了0的比特序列进行纠错解码，从而完成数据比特的解码。

在本文中，当对数据块进行解调时，如果像在图5或图8(第二实施例或第四实施例)所示的发射机发出信号的情况下那样，它的一部分已经被导频符号取代，那么，作为已知数据的数据信号(例如，图6(A)中数据块A的数据符号b6)可以忽略不计，数据块中的其它数据符号可以解调。仅由导频符号构成的数据块(例如，图6(A)所示的数据块B)用来在上述接收机的信道估计器36中估计信道的频率响应。

此外，当对由导频符号构成的数据块的CP尺寸进行实质扩展时，如果该数据块中的一些导频符号被替换为前一数据块的数据符号并且使用图1(第一实施例)的发射机、而不是图5(第二实施例)的发射机的方法进行发射，则可以使用下面的方法根据数据块进行信道估计。首先，解调前一数据块中的上述数据符号，使用解调结果，将该数据块中的数据符号作为已知数据来处理。这样，因为该数据块中的所有导频符号和数据符号可以视为已知数据，所以，可以使用整个数据块来进行信道估计。

图15所示的无线电通信系统包括具有本发明的单载波发射机功能(单载波发射单元51)的终端A和具有本发明的单载波接收机功能(单载波接收单元53)的终端B。

根据从终端A到终端B的信道状态，从CP控制信号发射单元54发出CP控制信号，以指示在单载波发射单元51中实质扩展(改变)终端A的CP尺寸。在本文中，关于信道的意思，信道既包括传播路径中的多径影响，还包括发射单元或接收单元中所用的滤波器(未显示)的时间响应。终端A在CP控制信号接收单元(符号数量信息接收单元)52接收CP控制信号，并按照CP控制信号的指示，实质扩展CP尺寸，然后，从单载波发射单元51向终端B发送CP尺寸已经得到实质扩展的信号。CP控制信号包括CP尺寸要实质扩展的尺寸(需要复制(拷贝)的符号的数量)，并且对应于符号数量信息。CP控制信号接收单元52对应于符号数量信息接收单元。

上面讲述的情况是终端A按照终端B的指示去实质扩展CP尺寸，如果不这样的话，终端A也可以根据信道状态自发地实质扩展CP尺寸，并向终端B发送信息，从而使终端B能够识别出从终端A发出的数据块的实质扩展尺寸。例如，可以想象到这样一种情况：终端A和终端B基于TDD(时分双工)方案以相同频率进行双向的通信，终端A自发地根据信道状态实质扩展CP尺寸。在这种情况下，终端A也可以配备一个改变单元(没有显示)，以便根据信道状态对CP尺寸做出实质改变(需要复制(拷贝)的符号的数量改变)。

同样，终端A还可以根据发射符号速率实质扩展(改变)CP尺寸。这是因为，当发射单元或接收单元所用的滤波器(没有显示)的形状(FIR滤波器的抽头系数)相同，而与发射符号速率无关时，这意味着，发射符号速率越低，滤波器的时间响应的时间长度就越长，于是，包括滤波器影响在内的信道状态也随着发射符号速率而改变。在这种情况下，除了使用上述CP控制信号的方法或传送扩展尺寸的方法之外，还可以使用根据发射符号速率预先定义实质CP尺寸的方法。

这样，在不改变CP添加单元所添加的CP尺寸和数据块尺寸的情况下，本发明的实施例可以实质上控制每个终端的CP尺寸。因此，很显然的是，本发明不仅适用于图15所示的一对一无线电通信系统，而且还适用于一对N无线电通信系统(例如，一个基站和多个移动终端)。在这种情况下，除了具有单载波发射单元的终端之外，还可以让一个OFDM终端作为移动终端而共存。但是，采用这种格式，OFDM终端发出的信号和单载波终端发出的信号之间的关系应当使得：CP长度相同，OFDM符号长度和数据块长度都等于图16所示的接收机的FFT尺寸，以保持相互正交的关系。此外，虽然该实施例假设在单载波发射机中符号速率是恒定的，但很显然，本发明也适用于一对N无线电通信系统，在一对N无线电通信系统中，如果这些终端具有相同的CP长度和相同的数据块长度，则符号速率随终端而变化。

综上所述，使用根据本发明的实施例所述的单载波发射机，可以实质扩展循环前缀的长度，而不改变数据块的长度和CP添加单元所添加的循环前缀的长度。此外，使用根据本发明的实施例所述的单载波接收机和把在根据本发明的实施例所述的单载波发射机发出的多个数据块中发送的相同数据符号进行合成，可以在把由循环前缀长度(CP长度)实质扩展引起的损失抑制到最小程度的情况下实现数据解调。

Claims

1、一种发射机，包括：

输入单元，输入数据符号序列；

添加单元，把第一数据块尾部的h个(h是等于或大于1的整数)数据符号的副本作为循环前缀，添加到第一数据块的头部，从而获得带有所述循环前缀的第一数据块；

发射单元，发射带有所述循环前缀的第一数据块；

2、权利要求1所述的发射机，还包括：

编码器，对数据比特序列进行纠错编码，以获得编码数据比特序列；

删减单元，执行删减处理，从所述编码数据比特序列中删减一些编码数据比特；

交织器，对进行过删减处理的所述编码数据比特序列进行交织；

调制器，把经过交织的编码数据比特序列进行调制，以获得所述数据符号序列，

其中，当k的值增加时，所述删减单元增加要从所述编码数据比特序列中删减的比特数量。

3、权利要求2所述的发射机，其中，所述删减单元从在所述纠错编码中发生相同状态转变时所获得的多个编码数据比特中删减一个或多个编码数据比特，

所述交织器对所述编码数据比特序列进行交织，以使得所述多个编码数据比特中的剩余编码数据比特位于一端。

4、权利要求1所述的发射机，还包括：

信息接收单元，从作为目的终端的接收机那里接收符号数量信息，所述符号数量信息指明k的值。

5、权利要求1所述的发射机，还包括：

改变单元，根据信道状态或发射符号速率，改变k的值。

6、一种发射机，包括：

输入单元，输入数据符号序列；

添加单元，把第一数据块头部的h个(h是等于或大于1的整数)数据符号的副本作为循环后缀，添加到第一数据块的尾部，从而获得带有所述循环后缀的第一数据块；

发射单元，发射带有所述循环后缀的第一数据块；

其中，所述块生成器把从第一数据块之前的第二数据块的头部的h个数据符号的尾部开始朝着头部方向的k个(k是等于或大于1的整数)数据符号的副本用作第一数据块尾部的k个数据符号。

7、权利要求6所述的发射机，还包括：

8、权利要求7所述的发射机，其中，所述删减单元从在所述纠错编码中发生相同状态转变时所获得的多个编码数据比特中删减一个或多个编码数据比特，

9、权利要求6所述的发射机，还包括：

10、权利要求6所述的发射机，还包括：

改变单元，根据信道状态或发射符号速率，改变k的值。

11、一种发射机，包括：

输入单元，输入数据符号序列；

发射单元，发射带有所述循环前缀的第一数据块；

12、权利要求11所述的发射机，还包括：

13、权利要求12所述的发射机，其中，所述删减单元从在所述纠错编码中发生相同状态转变时所获得的多个编码数据比特中删减一个或多个编码数据比特，

14、权利要求11所述的发射机，还包括：

15、权利要求11所述的发射机，还包括：

改变单元，根据信道状态或发射符号速率，改变k的值。

16、一种发射机，包括：

输入单元，输入数据符号序列；

发射单元，发射带有所述循环后缀的第一数据块；

其中，所述块生成器把第一数据块之后的第三数据块的尾部的k个(k是等于或大于1的整数)数据符号的副本用作从第一数据块的头部的h个数据符号的尾部开始朝着头部方向的k个数据符号。

17、权利要求16所述的发射机，还包括：

18、权利要求17所述的发射机，其中，所述删减单元从在所述纠错编码中发生相同状态转变时所获得的多个编码数据比特中删减一个或多个编码数据比特，

19、权利要求16所述的发射机，还包括：

20、权利要求16所述的发射机，还包括：

改变单元，根据信道状态或发射符号速率，改变k的值。

21、一种接收机，包括：

删除单元，从带有循环前缀或循环后缀的第一数据块中删除循环前缀或循环后缀，从而提取出所述第一数据块；

FFT处理单元，对所述第一数据块进行快速傅立叶变换(FFT)，从而把第一数据块分解成多个频率分量；

均衡处理单元，对所述多个频率分量的信号执行均衡处理；

合成单元，把在所述第一接收数据块中预先指明的第一位置处的第一接收数据符号和在所述第一接收数据块之后或之前获得的第二接收数据块中预先指明的第二位置处的第二接收数据符号进行合成，从而获得要使用的合成符号，而非所述第一接收数据符号。

22、一种接收机，包括：

FFT处理单元，对第一数据块进行快速傅立叶变换(FFT)，从而把所述第一数据块分解成多个频率分量；

均衡处理单元，对所述多个频率分量的信号执行均衡处理；

比特似然生成器，根据所述第一接收数据块中的各个接收数据符号，生成比特似然数据；

合成单元，把第一比特似然数据和第二比特似然数据进行合成，从而生成要使用的第三比特似然数据，而非所述第一比特似然数据，

其中，所述第一比特似然数据是根据所述第一接收数据块中预先指明的第三位置处的接收数据符号而生成的，而所述第二比特似然数据则是根据在所述第一接收数据块之后或之前获得的第二接收数据块中预先指明的第四位置处的接收数据符号而生成的。