CN101729212A - 一种空频分组码的子载波映射方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种空频分组码的子载波映射方法，包含：将待空频分组码编码的第一符号序列通过一天线发射，将所述第一符号序列进行共轭运算、逆序排列、循环移位和相位旋转操作后得到第二符号序列通过另一天线发射，其中，各操作无顺序关系，序列中相邻符号其相位旋转的角度相差ejhπ，h为奇数，循环移位的位数为偶数。本发明提出的子载波映射方法，保持发送符号的单载波特性，使SFBC编码在上行分集中也可以实现低的PAPR，满足系统设计需要。

Description

一种空频分组码的子载波映射方法

技术领域

本发明涉及长期演进(Long term evolution，简称LTE)系统和长期演进高级系统(Long term evolution advanced system，简称LTE-Advanced)，具体地说，是涉及LTE及LTE-Advanced系统中的一种上行SFBC(Space FrequencyBlock Code，空频分组码)的子载波映射方法。

背景技术

在LTE系统中，用户设备(User Equipment以下简称UE)是功率受限的，要求低的峰均比(Peak-to-Average Power Ratio，以下简称PAPR)。在LTE标准中下行采用的是两天线方式-----SFBC(Space Frequency Block Code，空频分组码)。

在上行采用SFBC时，传统的SFBC在LTE目前采用的多址方式SC-FDMA(单载波频分复用)中的子载波映射方式如图1所示，这样的映射方式打乱了子载波DFT(离散傅立叶变换)后的符号排列，破坏了SC-FDMA的单载波特性，增高了UE端的PAPR。因为子载波破坏了多址方式中的单载波特性，明显增加了UE端的PAPR，因而现有SFBC不适合作为上行的分集方式。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种空频分组码的子载波映射方法，提高UE端的PAPR。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种空频分组码的子载波映射方法，包含：

将待空频分组码编码的第一符号序列通过一天线发射，将所述第一符号序列进行共轭运算、逆序排列、循环移位和相位旋转操作后得到第二符号序列通过另一天线发射，其中，各操作无顺序关系，序列中相邻符号其相位旋转的角度相差e^jhπ，h为奇数，循环移位的位数为偶数。

进一步的，上述方法还可具有以下特点，所述循环移位的位数为0位。

进一步的，上述方法还可具有以下特点，所述第一符号序列记为s₁，s₂，...，s_M-1，s_M，所述第二符号序列为s_M ^*，-s_M-1 ^*，s_M-2 ^*，...，s₂ ^*，-s₁ ^*或者-s_M ^*，s_M-1 ^*，-s_M-2 ^*，...，-s₂ ^*，s₁ ^*，*表示取共轭。

进一步的，上述方法还可具有以下特点，所述第一符号序列记为s₁，s₂，...，s_M-1，s_M，循环移位的位数为n，则第二符号序列为s_n ^*，-s_n-1 ^*，...，s_M ^*，...，s_n+2 ^*，-s_n+1 ^*或者-s_n ^*，s_n-1 ^*，...，-s_M ^*，...，-s_n+2 ^*，s_n+1 ^*。

进一步的，上述方法还可具有以下特点，所述n值为0，2，4，...，(M/2-1)*2中任一个。

进一步的，上述方法还可具有以下特点，所述第一符号序列是数据源通过信道编码、调制和M点离散傅立叶变换后得到的M个符号序列。

进一步的，上述方法还可具有以下特点，所述方法具体包含：

步骤310，所述第一符号序列为s₁，s₂，...，s_M-1，s_M，对应M个子载波，映射到第一根天线上发射；

步骤320，将所述第一符号序列s₁，s₂，...，s_M-1，s_M进行共轭运算，记为s₁ ^*，s₂ ^*，s₃ ^*，...，s_M-1 ^*，s_M ^*；

步骤330，对序列s₁ ^*，s₂ ^*，s₃ ^*，...，s_M-1 ^*，s_M ^*逆序排列，为s_M ^*，s_M-1 ^*，s_M-2 ^*，...，s₂ ^*，s₁ ^*；

步骤340，对序列s_M ^*，s_M-1 ^*，s_M-2 ^*，...，s₂ ^*，s₁ ^*循环移位，循环移位的位数n，移位后的序列为s_n ^*，s_n-1 ^*，...，s_M ^*，...，s_n+2 ^*，s_n+1 ^*；

步骤350，对序列s_n ^*，s_n-1 ^*，...，s_M ^*，...，s_n+2 ^*，s_n+1 ^*进行相位旋转e^jkπ后，k＝0，1，...，M-1，映射到第二根天线发射，发射的序列为s_n ^*，-s_n-1 ^*，...，s_M ^*，...，s_n+2 ^*，-s_n+1 ^*。

本发明提出的子载波映射方法，在进行上行的两天线分集时，使一根天线上发送的符号完全按照DFT后的符号排列，另一根天线发送的符号遵循傅立叶变换性质排列，保持发送符号的单载波特性，使SFBC编码在上行分集中也可以实现低的PAPR，满足系统设计需要。

附图说明

图1为传统的SFBC映射方法；

图2为本发明方法实施例一的SFBC映射方法；

图3为本发明方法实施例二的SFBC映射方法。

具体实施方式

本发明提出一种新的SFBC子载波映射方法，在进行上行的两天线分集时，使一根天线上发送的符号完全按照DFT后的符号排列，另一根天线发送的符号遵循傅立叶变换性质排列，对DFT后的符号进行共轭运算、逆序排列、循环移位和相位旋转操作后得到符号序列通过另一天线发射，其中，各操作无顺序关系，序列中相邻符号其相位旋转的角度相差e^jhπ，h为奇数，循环移位的位数为偶数，也可以不进行循环移位或者循环移位的位数为0。

下面通过具体实施例进一步说明本发明。

本发明实施例一中SFBC的子载波映射方法操作步骤如下：

步骤210，将待SFBC编码的符号序列s₁，s₂，...，s_M-1，s_M，对应M个子载波，映射到第一根天线上发射，发送的符号为s₁，s₂，...，s_M-1，s_M；

步骤220，对于SFBC的第二路符号，将所述待SFBC编码的符号序列s₁，s₂，...，s_M-1，s_M进行共轭运算，得到s₁ ^*，s₂ ^*，s₃ ^*，...，s_M-1 ^*，s_M ^*；

步骤230，再对该序列s₁ ^*，s₂ ^*，s₃ ^*，...，s_M-1 ^*，s_M ^*进行逆序排列，得到s_M ^*，s_M-1 ^*，s_M-2 ^*，...，s₂ ^*，s₁ ^*；

其中，经过M点DFT变换后得到的符号序列s₁，s₂，...，s_M-1，s_M，进行共轭运算，然后逆序排列为s_M ^*，s_M-1 ^*，s_M-2 ^*，...，s₂ ^*，s₁ ^*，并不影响其IFFT(快速傅立叶逆变换)后的PAPR值。

步骤240，对该序列进行相位旋转e^jkπ后得到第二符号序列，其中k的值为0，1...M-1，映射第二根发射天线发射，发射的第二符号序列为s_M ^*，-s_M-1 ^*，s_M-2 ^*，...，s₂ ^*，-s₁ ^*；

其中对序列s_M ^*，s_M-1 ^*，s_M-2 ^*，...，s₂ ^*，s₁ ^*进行相位旋转e^jkπ具体如下：

$e^{-\mathrm{j\π}*0}{s}_M^{*},e^{-\mathrm{j\π}*1}{s}_{M-1}^{*},e^{-\mathrm{j\π}*2}{s}_{M-2}^{*},...,e^{-\mathrm{j\π}*(M-2)}{s}_2^{*},e^{-\mathrm{j\π}*(M-1)}{s}_1^{*}=s_M^{*},-s_{M-1}^{*},s_{M-2}^{*},...,s_2^{*},-s_1^{*};$

其中，映射到第二根发射天线发射的序列也可以为-s_M ^*，s_M-1 ^*，-s_M-2 ^*，...，-s₂ ^*，s₁ ^*；

另外，对s_M ^*，s_M-1 ^*，s_M-2 ^*，...，s₂ ^*，s₁ ^*相位旋转也不限于e^jkπ，旋转其它角度也可以，只要保证序列中任意两个相邻的符号其旋转的角度相差e^jhπ即可，h为奇数。

由于对该序列s_M ^*，s_M-1 ^*，s_M-2 ^*，...，s₂ ^*，s₁ ^*进行相位旋转，也不改变其DFT后的特性，因此s_M ^*，-s_M-1 ^*，s_M-2 ^*，...，s₂ ^*，-s₁ ^*和发送s₁，s₂，...，s_M-2，s_M-1，s_M在IFFT(快速傅立叶逆变换)后的PAPR值是相等的。

可以看到，数据源通过信道编码、调制，M点DFT变换后的M个符号为s₁，s₂，...，s_M，进行SFBC编码后，成为

空时分组编码的矩阵成为：

保持了发送符号的正交性，不改变SFBC的分集增益。

因此经过上述子载波映射的SFBC编码经过IFFT变换后仍保持和单载波一样的PAPR，可实现和CDD(cyclic delay diversity，循环延迟分集)一样低的PAPR，但根据大量的仿真结果证明可提供优于CDD、STBC(Space-timeblock code，空时分组码)、FSTD(频率转换发射分集)的分集性能。

本发明实施例二中SFBC的子载波映射方法操作步骤如下：

310，设数据源通过信道编码、调制、M点DFT变换后的待SFBC编码后的M个符号记为s₁，s₂，...，s_M-1，s_M，对应M个子载波，映射到第一根天线上发射，发送的符号为s₁，s₂，...，s_M-1，s_M；

系统设计时通常设计M为偶数。

320，对于SFBC的第二路符号，将s₁，s₂，...，s_M-1，s_M进行共轭运算，记为s₁ ^*，s₂ ^*，s₃ ^*，...，s_M-1 ^*，s_M ^*；

330，对该序列s₁ ^*，s₂ ^*，s₃ ^*，...，s_M-1 ^*，s_M ^*逆序排列，得到s_M ^*，s_M-1 ^*，s_M-2 ^*，...，s₂ ^*，s₁ ^*；

340，对上述序列s_M ^*，s_M-1 ^*，s_M-2 ^*，...，s₂ ^*，s₁ ^*循环移位，循环移位的位数n∈{0，2，4，...，(M/2-1)*2}，移位后的序列为s_n ^*，s_n-1 ^*，...，s₁ ^*s_M ^*，...，s_n+2 ^*，s_n+1 ^*，其中，进行循环移位不会改变其PAPR值。

步骤350，对该序列进行相位旋转e^jkπ后，k＝0，1，...，M-1，映射到第二根天线发射，发射的序列为s_n ^*，-s_n-1 ^*，...，-s₁ ^*，s_M ^*，...，s_n+2 ^*，-s_n+1 ^*。

其中，发射的序列也可以为-s_n ^*，s_n-1 ^*，...，s₁ ^*-s_M ^*，...，-s_n+2 ^*，s_n+1 ^*。

另外，对s_n ^*，s_n-1 ^*，...，s₁ ^*s_M ^*，...，s_n+2 ^*，s_n+1 ^*相位旋转也不限于e^jkπ，旋转其它角度也可以，只要保证序列中任意两个相邻的符号其旋转的角度相差e^jhπ即可，h为奇数。

在本发明一应用实例中，取n＝M/2，则循环移位后的序列为s_M/2 ^*，s_M/2-1 ^*，，...，s₂ ^*，s₁ ^*，s_M ^*，s_M-1 ^*，，...，s_M/2+2 ^*，s_M/2+1 ^*，对该序列进行相位旋转e^jkπ后，k＝0，1，...，M-1；映射到第二根天线上发射，发射的序列为s_M/2 ^*，-s_M/2-1 ^*，，...，s₂ ^*，-s₁ ^*，s_M ^*，-s_M-1 ^*，，...，s_M/2+2 ^*，-s_M/2+1 ^*，或为-s_M/2 ^*，s_M/2-1 ^*，，...，-s₂ ^*，s₁ ^*，-s_M ^*，s_M-1 ^*，，...，-s_M/2+2 ^*，s_M/2+1 ^*。

本发明所述SFBC的子载波映射方法，使SFBC在LET/LTE-Advanced系统中不仅可以保持Alamouti正交编码的特点，实现优于其他分集方式的分集增益，而且通过本发明的子载波映射方法，还可以实现和单载波情况下相同的PAPR。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种空频分组码的子载波映射方法，其特征在于，包含：

将待空频分组码编码的第一符号序列通过一天线发射，将所述第一符号序列进行共轭运算、逆序排列、循环移位和相位旋转操作后得到第二符号序列通过另一天线发射，其中，各操作无顺序关系，序列中相邻符号其相位旋转的角度相差e^jhπ，h为奇数，循环移位的位数为偶数。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述循环移位的位数为0位。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一符号序列记为s₁，s₂，...，s_M-1，s_M，所述第二符号序列为s_M ^*，-s_M-1 ^*，s_M-2 ^*，...，s₂ ^*，-s₁ ^*或者-s_M ^*，s_M-1 ^*，-s_M-2 ^*，...，-s₂ ^*，s₁ ^*，*表示取共轭。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一符号序列记为s₁，s₂，...，s_M-1，s_M，循环移位的位数为n，则第二符号序列为s_n ^*，-s_n-1 ^*，...，s_M ^*，...，s_n+2 ^*，-s_n+1 ^*或者-s_n ^*，s_n-1 ^*，...，-s_M ^*，...，-s_n+2 ^*，s_n+1 ^*。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述n值为0，2，4，...，(M/2-1)*2中任一个。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一符号序列是数据源通过信道编码、调制和M点离散傅立叶变换后得到的M个符号序列。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法具体包含：

步骤310，所述第一符号序列为s₁，s₂，...，s_M-1，s_M，对应M个子载波，映射到第一根天线上发射；

步骤320，将所述第一符号序列s₁，s₂，...，s_M-1，s_M进行共轭运算，记为s₁ ^*，s₂ ^*，s₃ ^*，...，s_M-1 ^*，s_M ^*；

步骤330，对序列s₁ ^*，s₂ ^*，s₃ ^*，...，s_M-1 ^*，s_M ^*逆序排列，为s_M ^*，s_M-1 ^*，s_M-2 ^*，...，s₂ ^*，s₁ ^*；

步骤340，对序列s_M ^*，s_M-1 ^*，s_M-2 ^*，...，s₂ ^*，s₁ ^*循环移位，循环移位的位数n，移位后的序列为s_n ^*，s_n-1 ^*，...，s_M ^*，...，s_n+2 ^*，s_n+1 ^*；

步骤350，对序列s_n ^*，s_n-1 ^*，...，s_M ^*，...，s_n+2 ^*，s_n+1 ^*进行相位旋转e^jkπ后，k＝0，1，...，M-1，映射到第二根天线发射，发射的序列为s_n ^*，-s_n-1 ^*，...，s_M ^*，...，s_n+2 ^*，-s_n+1 ^*。

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