CN101316254A - 一种发射机及数据发送方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及通信技术领域一种发射机及数据发送方法。包括：对每个用户的数据流分成多层；对所述每一层的数据流进行块调制，其中不同层使用不同的重复扰码或正交码；将所述每一层调制后的数据叠加在一起，生成时域信号后发送。本发明实施例通过对一个用户数据流分成多层，对不同层使用不同的重复扰码或正交码进行调制，在同样的时频资源可以提高用户数据吞吐量，从而满足用户的服务质量的要求，提高整个系统的性能。

Description

一种发射机及数据发送方法

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种发射机及数据发送方法。

背景技术

块重复的正交频分多址接入(Block Repeat OFDMA，BR-OFDMA)是一种块重复传输与正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Service，OFDM)结合的多址接入/多路复用方式。BR-OFDMA的信号结构如图1和图2所示。图1所示为单个用户块重复信号结构示意图，而图2所示为两个用户块重复信号结构示意图。

图1和图2中，块单元(Block Unit，BU)是块重复的基本单位，在图1中一个块单元被重复传送了6次，可以分别称为BU1，BU2，...，BU6。可以定义块重复次数为块重复系数RF(Repeat Factor)，这个例子中，RF＝6。每个重复的块单元经一个加权因子加权，发送端给出一个块重复加权因子序列(或称为重复码RC)为(C₁C₂……C_RF)；在块重复传输中，块单元经加权重复并映射到指定的时频资源中。

在图2中，两个用户占用了相同的时频信道资源做块重复传输。沿着功率轴的方向，上部分是用户1，下部分是用户2。

BR-OFDMA发送端发送方法原理图如图3所示：在图3中，从协议层的高层传输到物理层的数据流，经过编码器进行信道编码等处理后，首先经过符号调制模块，将比特数据流调制为符号数据流。对调制后的符号数据流进行分块，生成数据符号块(DB)。将DB输入块调制模块，对DB进行调制映射，生成块单元(BU)。块调制模块输出的块单元进入块重复模块，所述块重复模块对块单元进行重复加权，之后将上述经所述块重复单元重复加权后的块单元经串并转换模块进行串并变换，再由OFDM调制模块将所述重复加权后的块单元映射到不同的OFDM调制子载波上，经过IFFT(反傅里叶变换)变化后，生成时域信号S_j(t)进行发送。

在实现本发明过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：

现有的BR-OFDMA只是把块重复作为一种多址技术来考虑，即不同用户用不同的重复扰码，以达到不同用户之间尽量正交，减少干扰的目的。而对于一个用户的数据流，没有考虑采用不同的重复扰码或者正交码进行优化，因而影响系统的性能。特别是当一个用户数据量增大时，如果仅仅采用一个重复扰码或者正交码，在同样的时频资源发送会限制用户的吞吐量。

发明内容

本发明实施例提供一种发射机及数据发送方法，解决了现有技术中对一个用户的数据流采用一个重复扰码或正交码进行调制导致限制用户吞吐量，从而影响系统性能的问题。

本发明实施例是通过以下技术方案实现的：

本发明实施例提供一种发射机，包括：串并转换模块、编码器、符号调制模块、块调制模块、正交频分复用调制模块，

所述串并转换模块用于将用户数据流分为多层；

所述块调制模块用于对所述分层后的数据流进行块调制；

所述发射机还包括：

数据叠加模块，与所述块调制模块及正交频分复用调制模块相连，用于接收所述块调制模块调制后的数据，叠加在一起，之后传输给所述正交频分复用调制模块，生成时域信号后发送。

本发明实施例提供一种数据发送方法，包括：

对每个用户的数据流分成多层；

对所述每一层的数据流进行块调制，其中不同层使用不同的重复扰码或正交码；

将所述每一层调制后的数据叠加在一起，生成时域信号后发送。

由上述本发明实施例提供的技术方案可以看出，本发明实施例通过对每一个用户数据流分成多层，使用多个重复扰码或正交码进行调制，即对不同层使用不同的重复扰码或正交码进行调制，在同样的时频资源可以提高用户数据吞吐量，从而满足用户的服务质量的要求，提高整个系统的性能。

附图说明

图1为现有技术单个用户块重复信号结构示意图；

图2为现有技术两个用户块重复信号结构示意图；

图3为现有技术BR-OFDMA发送端发送方法原理图；

图4为本发明实施例一发射机实现示意图；

图5为本发明实施例中块调制模块组成示意图；

图6为本发明实施例二发射机实现示意图；

图7为本发明实施例三流程图；

图8为本发明实施例所述一个用户一个流发送示意图；

图9为本发明实施例所述一个用户多个流发送示意图；

图10为本发明具体实施例数据流发送示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例将串并转换模块的处理放置于块调制处理之前，将一个用户的数据流分成多层，使用多个重复扰码或正交码进行调制，即对每一层的数据流使用不同的重复扰码或正交码进行调制。

如图4所示为本发明实施例一发射机的实现示意图。与现有技术相比，在本实施例中将串并转换模块的处理步骤放置于编码、符号调制及块调制之前，本实施例提供的发射机的物理层可以包括：串并转换模块、编码器、符号调制模块、块调制模块、数据叠加模块、OFDM调制模块。

所述串并转换模块，用于对每个用户高层传输到物理层的每个数据流进行串并转换，分成多个层，之后发送给编码器；

所述编码器，与所述串并转换模块相连，用于对所述串并转换模块分层后的每一层数据流进行编码，之后传输给符号调制模块；所述编码方法包括打孔、交织等常见的方法。

所述符号调制模块，与所述编码器相连，用于对接收到的数据流进行符号调制，将比特数据流调制为符号数据流，之后输出给块调制模块；所述符号调制方法包括：BPSK(二相相移键控)、QPSK(正交相移键控)、16QAM(正交幅度调制)等；

所述块调制模块，与所述符号调制模块相连，用于对接收到的符号数据流生成块单元，并对所述块单元进行重复，再对所述重复后的块单元乘以加权因子序列，之后传输给数据叠加模块；每一层使用的重复扰码或者正交码不相同。所述块调制模块一种实施例的结构示意图如图5所示，包括：

数据流成块单元，用于对接收到的数据流生成块单元；

块重复单元，与所述数据流成块单元相连，用于对所述数据流成块单元生成的块单元进行重复；

乘以加权因子序列单元，与所述块重复单元相连，用于对所述重复后的块单元乘以加权因子序列。当所述加权因子序列为正交码序列时，对每个用户的数据流分层的层数小于等于块重复次数；而当所述加权因子序列为准随机扰码序列时，对每个用户的数据流分层的层数可以小于、等于或大于块重复次数。与所述块调制模块，生成时域信号后发送。

所述数据叠加模块，与所述块调制模块相连及正交频分复用调制模块相连，用于接收所述块调制模块块调制后的数据，叠加在一起，之后传输给OFDM调制模块。

所述OFDM调制模块，与所述数据叠加模块相连，用于接收叠加后的数据，可以通过进行反傅里叶变换，生成时域信号后发送。

该OFDM调制模块可以处理多个用户的数据流，例如图4中用户K及用户J，所述用户J的处理过程与用户K的处理过程相同。

不同的用户(用户K及用户J)可以占用相同的时频资源，使用不同的层，也可以占用不同的时频资源，使用相同的层。例如：

用户K和用户J采用上述实施例方案处理，用户K和用户J占用相同的时频资源，使用不同的重复扰码或者正交码。如用户K采用4倍重复，分为二层，块重复时第一层使用码字C1，第二层使用码字C2；用户J也采用4倍重复，分为二层，块重复时第一层使用码字C3，第二层使用码字C4。C1、C2、C3、C4相互正交，用户K和用户J映射到相同的时频资源。

又如，用户K和用户J占用不同的时频资源。如用户K占用时频资源RB1，采用2倍重复，分为二层，块重复时第一层使用码字C1，第二层使用C2；而用户J占用时频资源RB2，采用4倍重复，分为四层，块重复时第一层使用码字C1，第二层使用C2，第三层使用C3，第四层使用C4。

本实施例通过将所述串并转换模块的处理步骤放置于编码、符号调制及块调制之前，可以在编码、符号调制及块调制之前将数据流分为多层，在块调制时针对每一层使用不同的重复扰码或正交码进行调制，这样在同样的时频资源可以提高用户数据吞吐量，从而满足用户的服务质量的要求，提高整个系统的性能。

本发明提供的实施例二如图6所示，该实施例包括的各功能模块与实施例一相同，各功能模块之间的连接与实施例一的区别在于，将所述串并转换模块与符号调制模块及块调制模块相连，即，将串并转换的步骤放置于符号调制与块调制之间。

本发明实施例还可以将所述串并转换模块放置于编码器与符号调制模块之间。

上述两实施例同样在块调制模块对数据流进行块调制处理之前，由串并转换模块将数据流分为多层，这样可以在进行块调制时可以针对每一层使用不同的重复扰码或正交码进行调制，这样在同样的时频资源可以提高用户数据吞吐量，从而满足用户的服务质量的要求，提高整个系统的性能。

本发明实施例三提供一种发送端数据发送方法，如图7所示，具体包括如下步骤：

步骤1：对每个用户的由协议层的高层发送到物理层的每个数据流进行串并转换，分成多个层；

步骤2：对所述每一层数据流进行信道编码；

所述编码方法包括：打孔或交织等常见方法；

步骤3：将所述编码后的数据流进行符号调制，将比特数据流调制为符号数据流；

所述符号调制方法包括：BPSK，QPSK，16QAM等；

步骤4：将所述符号数据流输入块调制模块对符号数据流生成块单元，对所述块单元进行重复，并对所述重复后的块单元乘以一个加权因子序列(例如准随机扰码序列或者正交码序列)，加权因子序列长度等于重复次数；

对所述块单元进行重复的方法为：例如一个数据块A重复成四个数据块[A，A，A，A]。每一层使用的扰码或者正交码是不相同的。

所述加权因子序列为Cn＝(c₁c₂……c_RF)，n代表第n层，重复次数RF是自然数。如果RF＝4，最后第n层得到的数据块为 $[A_{c_1},A_{c_2},A_{c_3},A_{c_4}]$ 。

当所述加权因子序列为正交码序列时，层数小于等于块重复次数；而当所述加权因子序列为准随机扰码序列时，层数可以小于、等于或大于块重复次数。

所述每一层的块单元使用不同的重复扰码或正交码。

步骤5：将上述处理后的多层的数据叠加在一起；

步骤6：对上述叠加后的数据经过OFDM调制，可以通过反傅立叶变换(IFFT)后，生成时域信号发送出去。

本实施例通过在块调制处理之前将数据流分为多层，针对每一层使用不同的重复扰码或正交码进行调制，在同样的时频资源可以提高用户数据吞吐量，从而满足用户的服务质量的要求，提高整个系统的性能。

实际应用中，一个用户可能包含一个或者多个数据流，按照上述实施例的方法，对于一个用户一个流的情况，如图8所示处理方法，例如针对用户K的流L，可对此流L进行串并变换，得到N个子流，每一个子流即一层。对于一个用户存在多个流的情况，如图9所示的处理方法，例如针对用户K的N个流(N大于1)，需要把N个流复用在多个层上，这需要高层调度的参与，把N个流复用到不同层上。例如，用户同时在进行Telnet远程登陆和HTTP浏览网页，用户存在二个数据流，当二个数据流到达调度器时，调度器根据数据流到达的先后顺序在二个缓存队列中缓存，再根据当时的信道情况、数据流的QoS要求及物理层的资源使用情况等，分配调制编码方式、物理层资源及资源映射方式，之后，把二个缓存队列里先到达的二个数据流分别放到层1和层2，再进行上述块调制等处理。

在具体实施的过程中，不同的模块有多种选择方案，本实施例给出一种实施方案，但本发明不限于此。如图10所示，例如，用户K的第L个数据流经过串并变换成4个子流，每个子流即一层，采用1/3的turbo编码，QPSK调制，按照最小资源块大小组成一个块单元，对一个块单元进行4次的块重复，每一层使用一个重复加权因子序列Cn＝(c₁c₂……c_RF)，其中RF＝4，n代表第n层，每一个块单元乘以一个块重复加权因子序列，加权因子序列可选用正交码，如Walsh码。多层的数据进行叠加后，通过资源映射，映射到一定的时频资源，通过IFFT发送出去。

本发明实施例四提供了一种发送端数据发送方法，其与实施例三的区别在于：将所述对数据的串并转换步骤放置于符号调制与块调制之间完成，具体实现过程此处不再赘述。

综上所述，本发明实施例通过对一个用户数据流分成多层，对每一层使用不同的重复扰码或正交码，在同样的时频资源可以提高用户数据吞吐量，从而满足用户的服务质量的要求，提高整个系统的性能。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1、一种发射机，包括：串并转换模块、编码器、符号调制模块、块调制模块、正交频分复用调制模块，其特征在于，

所述串并转换模块用于将用户数据流分为多层；

所述块调制模块用于对所述分层后的数据流进行块调制；

所述发射机还包括：

数据叠加模块，与所述块调制模块及正交频分复用调制模块相连，用于接收所述块调制模块调制后的数据，叠加在一起，之后传输给所述正交频分复用调制模块，生成时域信号后发送。

2、如权利要求1所述的发射机，其特征在于，

所述串并转换模块，用于对每个用户高层传输到物理层的每个数据流进行串并转换，分为多层，之后传输给编码器；

所述编码器，与所述串并转换模块相连，用于对所述串并转换模块分层后的每一层数据流进行编码，之后传输给符号调制模块；

所述符号调制模块，与所述编码器相连，用于对接收到的数据流进行符号调制，将比特数据流调制为符号数据流，之后传输给块调制模块；

所述块调制模块，与所述符号调制模块相连，用于对接收到的所述符号调制模块调制后的符号数据流生成块单元，并对所述块单元进行重复，再对所述重复后的块单元乘以加权因子序列，之后传输给数据叠加模块；

所述正交频分复用调制模块，与所述数据叠加模块相连，用于接收叠加后的数据，生成时域信号后发送。

3、如权利要求1所述的发射机，其特征在于，

所述编码器，用于对高层传输到物理层的数据流进行编码，之后传输给符号调制模块；

所述符号调制模块，与所述编码器相连，用于对接收到的数据流进行符号调制，将比特数据流调制为符号数据流，之后传输给串并转换模块；

所述串并转换模块，与所述符号调制模块相连，用于对接收到的所述符号调制模块调制后的数据流进行串并转换，分成多个层，之后传输给块调制模块；

所述块调制模块，与所述串并转换模块相连，用于对接收到的多层符号数据流生成块单元，并对所述块单元进行重复，再对所述重复后的块单元乘以加权因子序列，之后传输给数据叠加模块；

所述正交频分复用调制模块，与所述数据叠加模块相连，用于接收叠加后的数据，生成时域信号后发送。

4、如权利要求1、2或3所述的发射机，其特征在于，所述块调制模块进一步包括：

数据流成块单元，用于对接收到的数据流生成块单元；

块重复单元，与所述数据流成块单元相连，用于对所述生成的块单元进行重复；

乘以加权因子序列单元，与所述块重复单元相连，用于对所述块重复单元重复后的块单元乘以加权因子序列。

5、一种数据发送方法，其特征在于，包括：

对每个用户的数据流分成多层；

对所述每一层的数据流进行块调制，其中不同层使用不同的重复扰码或正交码；

将所述每一层调制后的数据叠加在一起，生成时域信号后发送。

6、如权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述对每个用户的数据流分成多层后，块调制前，所述方法还包括：

对每一层数据流进行编码；

对所述编码后的数据流进行符号调制，将比特数据流调制为符号数据流。

7、如权利要求5所述的方法，其特征在于，在对所述每个用户的数据流分成多层前，所述方法还包括：

对数据流进行编码；

对所述编码后的数据流进行符号调制，将比特数据流调制为符号数据流。

8、如权利要求5所述的方法，其特征在于，若每个用户存在多个数据流，则对每个用户的多个数据流分成多层时，所述方法进一步包括：

由高层调度控制将所述多个数据流复用到多个层上。

9、如权利要求5至8中任一项所述的方法，其特征在于，所述块调制具体包括：

对接收到的数据流生成块单元；

对所述生成的块单元进行重复；

对所述重复后的块单元乘以加权因子序列。

10、如权利要求9所述的方法，其特征在于，

当所述加权因子序列为正交码序列时，所述对每个用户的数据流分层的层数小于等于块重复次数；

当所述加权因子序列为准随机扰码序列时，所述对每个用户的数据流分层的层数小于、等于或大于块重复次数。

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