CN101848178A - 一种单载波频域均衡方法和系统、发送和接收装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种单载波频域均衡方法和系统、一种发送和接收装置，其中的单载波频域均衡方法具体包括：依据原始数据块进行数据重排，获得N个数据块，其中，第1个数据块为原始数据块，N为自然数；从第1个数据块起，依次传送所述N个数据块，其中，每个数据块的传送过程为，将循环前缀加入该数据块并传送；对于接收到的N个数据块，移除其循环前缀；在时域对所述移除前缀后的N个数据块进行线性合并。本发明用以降低频域均衡分集技术的功率消耗和复杂度。

Description

一种单载波频域均衡方法和系统、发送和接收装置

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，特别是涉及一种单载波频域均衡方法和系统、一种发送和接收装置。

背景技术

在无线通信系统中，除了受各种噪声的干扰，发射信号的多径传播也影响着数据传输的误码率，引起跨符号干扰(ISI，inter symbol interference)；随着接入和数据传输速率的较大提高，接收信号中包含了经历衰减和时延的多径波，引起频率选择性衰落，从而导致严重的ISI。频域均衡(FDE，Frequency domain equalization)是无线传输中一种有效的方法，在频率选择性的信道中用来降低ISI。

均衡技术通常可分为线性均衡和非线性均衡两类，其中，线性均衡器相对简单，常用的算法有迫零(ZF，Zero Forcing)算法和最小均方误差(MMSE，Minimum Mean Squared Error)算法，采用非ZF算法的线性频域均衡器，如MMSE-FDE会降低对频域零点的噪声放大，但是将带来均衡器残余跨符号干扰的问题，而该残余跨符号干扰会显著降低调制系统的性能，导致误码率的平台；非线性均衡器DFE在数据速率较高时的处理复杂度较高，在稳定性和判决误码传播方面也存在缺陷。因此线性或者非线性的均衡器都有一些缺点，尤其是信道比较恶劣的时候，信道时延比较长，导致了较大跨符号干扰和较多的频域零点。

循环前缀(CP，Cyclic Prefix)的提出，使得接收端的信道成为循环卷积，进而可以使用傅里叶变换做正交分解，于是，基于CP的主要传输方法也应运而生，具体可以包括：

一、单载波频域均衡(SC-FDE，Single Carrier Frequency domainequalization)方法；

SC-FDE采用单载波的传输方式，每个数据符号都经历全部带宽；为达到好的均衡效果，SC-FDE常采取多天线方式获得频率分集增益，例如，SC-FDE的准正交空时块编码(QO-STBC，Quasi-Orthogonal Space-Time BlockCode)扩展技术可以在频率选择性的信道中以数据块结构经多天线获取发送分集，或者，也可以使用多天线SC-FDE接收分集的技术来改善信道响应。另外，目前也出现多用户合作方式来提供虚拟的分布式的天线阵列以提供空间分集的方式。

然而，上述多天线支持的SC-FDE分集方案也存在诸多问题，例如，多个天线则会容易增大手持设备的体积和射频部分功耗；再者，虽然多设备合作式分集使SC-FDE均衡在频率选择性信道中获取了分集增益，但多设备合作式的多天线分集也需要无线传输的广播和接力操作，在很多的场合，这样的分集方式也非常不方便。

二、正交频分复用(OFDM，Orthogonal Frequency Division Multiplexing)方法。

OFDM是一种用于频率选择性信道的调制方式，它采用K个等间隔的子载波，每个子载波被单独调制，符号周期是同速率单载波系统的K倍，可以有效地对抗多径干扰。OFDM可以在不同的子载波上重复发送相同的信息符号，当各个子载波的衰落独立的时候可以获取分集增益，避免深衰落造成的子载波上的数据高误码率。

OFDM的分集技术可以改善信道响应，这和信道均衡方式不同，无论是线性还是非线性的均衡都是去适应比较差的信道条件，但这时比较严重的信道跨符号干扰已经形成，单靠均衡器去纠正则为时已晚；但是，OFDM的硬件结构很复杂，耗能也高。由于信号被割裂为多个子载波，当所有子载波信号的符号都相同的时候，就会有信号的幅度叠加问题，称之为峰均功率比问题(PAPR，Peak to Average Power Ratio)；峰均功率比问题使得发射耗能增加数分贝(dB，Decibel)，也对自动电平控制以及高频部分电路的线性提出了较高的要求；所以OFDM的复杂度、功耗和成本都相对较高。

总之，需要本领域技术人员迫切解决的一个技术问题就是：如何能够降低频域均衡分集技术的复杂度和功耗。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种单载波频域均衡方法和系统、一种发送和接收装置，用以降低频域均衡分集技术的功率消耗和复杂度。

为了解决上述问题，本发明公开了一种单载波频域均衡方法，包括：

依据原始数据块进行数据重排，获得N个数据块，其中，第1个数据块为原始数据块，N为自然数；

从第1个数据块起，依次传送所述N个数据块，其中，每个数据块的传送过程为，将循环前缀加入该数据块并传送；

对于接收到的N个数据块，移除其循环前缀；

在时域对所述移除前缀后的N个数据块进行线性合并。

优选的，所述在时域对移除前缀后的N个数据块进行线性合并的步骤，包括：

合并子步骤：将所述N个数据块中的两个数据块合并为一个；

判断子步骤：判断接收端中数据块的数目M，若M≥2，则返回合并子步骤。

优选的，所述在时域对移除前缀后的N个数据块进行线性合并的步骤，包括：

采用最大比算法对所述N个数据块进行合并。

优选的，依据第1个数据块，重排得到第2个数据块s^k+1＝As^k；

其中，k表示第1个数据块的传送时间，k＝2p，p为整数，且P≥0，s^k表示k时刻传送的第1个数据块，s^k+1表示k+1时刻传送的第2个数据块，A为M×M的s^k置换矩阵，A＝I_M((mL_shift)_M，0：M-1)，m＝0，1，...，M-1，M表示原始数据块的长度，I_M为M×M的单位对角矩阵，L_shift为大于相干带宽的素数，(·)_M代表对M的取模操作。

优选的，依据第1个数据块，重排得到第3个数据块s^k+2＝A′s^k；

其中，s^k+2表示k+2时刻传送的第3个数据块，A′＝A([M-1，0：M-2]，0：M-1)。

优选的，所述循环前缀的长度大于信道时延传播的长度。

本发明实施例还公开了一种单载波频域均衡系统，包括发送装置和接收装置，其中，所述发送装置包括：

数据重排模块，用于依据原始数据块进行数据重排，获得N个数据块，其中，第1个数据块为原始数据块，N为自然数；

传送模块，用于从第1个数据块起，依次传送所述N个数据块，其中，每个数据块的传送过程为，将循环前缀加入该数据块并传送；

所述接收装置包括：

移除模块，用以对于接收到的N个数据块，移除其循环前缀；

线性合并模块，用于在时域对所述移除前缀后的N个数据块进行线性合并。

优选的，所述线性合并模块包括：

合并子模块，用于将所述N个数据块中的两个数据块合并为一个；

判断子模块，用于判断接收端中数据块的数目M，若M≥2，则触发合并子模块。

优选的，所述线性合并模块，用于采用最大比算法对所述N个数据块进行合并。

优选的，所述循环前缀的长度大于信道时延传播的长度。

本发明实施例还公开了一种发送装置，包括：

数据重排模块，用于依据原始数据块进行数据重排，获得N个数据块，其中，第1个数据块为原始数据块，N为自然数；

传送模块，用于从第1个数据块起，依次传送所述N个数据块，其中，每个数据块的传送过程为，将循环前缀加入该数据块并传送。

优选的，所述循环前缀的长度大于信道时延传播的长度。

本发明实施例还公开了一种接收装置，包括：

移除模块，用以对于接收到的N个数据块，移除其循环前缀；

线性合并模块，用于在时域对移除前缀后的N个数据块进行线性合并。

优选的，所述线性合并模块包括：

合并子模块，用于将所述N个数据块中的两个数据块合并为一个；

判断子模块，用于判断接收端中数据块的数目M，若M≥2，则触发合并子模块。

优选的，所述线性合并模块，用于采用最大比算法对所述N个数据块进行合并。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明在发送端对原始数据块进行N次数据重排和传送，在接收端对所接收到的N个数据块进行线性合并，该线性合并在时域上进行，但等效于频域的合并；由于每重复发送一个数据重排的数据块，在频域上，相当于增加一个分集支路，即多天线系统的一个天线支路或OFDM频分系统的一个子载波，故所述线性合并能够得到频域分集增益；

因而，相对于现有技术，在频域分集导致的OFDM频分系统和多天线系统的较高复杂度，本发明无需多天线，也无需OFDM频分系统，或其他复杂的频率分集，如跳频方式的分集，只需一根发送和接收天线即可完成均衡，故没有多天线的多射频前端，能够降低设备成本和硬件复杂度。且相对OFDM方式，显著降低了无线通信的射频部分高峰均比导致的功耗；

再者，由于不需要多天线和多射频，单个设备间的中继操作，能够降低设备的体积和操作复杂度；

进一步，重排参数L_shift在频域等效于子载波的间隔，由于该间隔大于通信系统的相干带宽，所以等效子信号之间的衰落为独立；故在接收端采用最大比算法进行合并时，频域均衡可以取得最佳分集合并效果。

附图说明

图1是本发明一种单载波频域均衡方法实施例的流程图；

图2是本发明一种TFI-FDE发送端对原始数据块进行2次数据重排的示例；

图3是本发明一种在接收端的解调算法示意；

图4是本发明一种发送装置实施例的结构图；

图5是本发明一种接收装置实施例的结构图；

图6是图5所述接收装置在解调中的应用示例

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

本发明的核心构思之一在于，提出一种时频域交织的频域均衡处理方法(TFI-FDE，Time Frequency Interleaving Frequency domain equalization)，具体而言，首先在发送端将SC-FDE的原始数据块进行数据重排，然后在接收端进行时域线性合并，由于该时域线性合并可以等效为频域的分集合并，故可以获得与OFDM频分系统相同的子载波频域分集增益，在长时延信道下显著改进信道深衰落的状况；相对于现有技术，多天线分集的频域均衡增大射频功耗和设备的体积，所述TFI-FDE方法只需一根发送和接收天线，即可借助频率选择性信道中内在的分集特性来完成该时频交织，因而，能够降低功率消耗和设备的体积。

参照图1，示出了本发明一种单载波频域均衡方法实施例的流程图，具体可以包括：

步骤101、依据原始数据块进行数据重排，获得N个数据块，其中，第1个数据块为原始数据块，N为自然数；

本实施例中，可由发送端对原始数据块进行数据重排并传送N次，其中，每重排并传送一次，会导致频谱利用率的下降，这使得总的传输系统的数据速率下降，但是也会提高发送信号的功率，并且增加频域子频带的分集增益。因此，本领域技术人员，可以根据系统的最低传输速率的要求和信道的好坏情形，来调整数据块发送的次数N，以达到信号传输性能和频谱利用率的最佳折衷。

参照图2，示出了本发明一种TFI-FDE发送端对原始数据块进行2次数据重排的示例，其中，第1个数据块内的数据顺序和原始数据块相同，第2个数据块内的数据顺序依据原始数据块调整得到，k表示第1个数据块的传送时间，k＝2p，p为整数，且P≥0，s^k表示k时刻传送的第1个数据块，s^k(m)也即第1个数据块的第m次数据符号，s^k+1表示k+1时刻传送的第2个数据块，其数据重排方法可定义如下：

s^k+1(m)＝s^k((mL_shift)_M)form＝0，1，...，M-1           (1)

其中，M表示原始数据块的长度，L_shift为大于相干带宽的素数，(·)_M代表对M的取模操作。

由于L_shift是一个素数，故能够保证第2个数据块内的数据符号的序号不会重复；而通过该交织操作，可以在做相应的FDE均衡的时候弥补频率选择性信道的频域零点，从而避免线性均衡后噪声能量在这些零点的大量增加。

上述数据重排方法也可以用如下公式来表示：

s^k+1＝As^k                                 (2)

其中，A为M×M的s^k置换矩阵，A＝I_M((mL_shift)_M，0：M-1)，m＝0，1，...，M-1，I_M为M×M的单位对角矩阵。

上面对N＝2时的数据重排方法进行了介绍，可以理解，上述数据重排方法可以类推到N＞2的情形，以提高频域分集增益；假设N＝3，也即，同一个原始数据块被传送3次，则可依据上述方法得到第1个数据块和第2个数据块，假设用s^k+2(m)表示第3个数据块，其数据排列的顺序可用下式表示：

s^k+2(m+1)s^k+1(m)                          (3)

s^k+2(0)＝s^k+1(M-1)m＝0，1，...，M-2

同时，根据公式(1)-(3)，可以推导得到s^k+2的置换矩阵表达式：

s^k+2＝A′s^k；                             (4)

其中，A′＝A([M-1，0：M-2]，0：M-1)，即A′是A的行位移的版本。

可以理解，本领域技术人员可以根据实际情况，采用上述数据重排方法类推得到s^k+3(m)、s^k+4(m)等，或者，得到s^k+3(m)、s^k+4(m)等数据块的置换矩阵，本发明对此不加以限制，其中，s^k+3(m)、s^k+4(m)分别表示第4、5个数据块的第m次数据符号。

步骤102、从第1个数据块起，依次传送所述N个数据块，其中，每个数据块的传送过程为，将循环前缀加入该数据块并传送；

在实际中，步骤101每重排得到一个数据块，步骤102即可传送该数据块。

循环前缀的长度应大于信道时延传播的长度；在具体实现中，可对每一个数据块的后部进行复制，并将所述复制内容连接到该数据块的前面，这里，所述复制内容也即循环前缀，例如图2中的CP。由于从离散时间域上来说，循环前缀能够将线性卷积变为循环卷积，这样，在接收端移除CP，即可消除跨数据块(数据块之间)的多径干扰。

步骤103、对于接收到的N个数据块，移除其循环前缀；

步骤104、在时域对移除前缀后的N个数据块进行线性合并。

参照图3，在本发明的一种应用示例中，接收端可以采用所示解调算法对所述N个数据块进行处理，其处理流程为：射频前端(RF Front End)→ADC采样+数字滤波(ADC and Digital Filtering)→移除CP(Cyclic PrefixRemoval)→线性合并(Linear Combination)→傅里叶变换(FFT)→MMSE均衡(MMSE FDE)→傅里叶反变换(IFFT)→检测(Detection)→数据输出(Data Output)，“→”代表数据流向。其中，线性合并(Linear Combination)也即本步骤要完成的工作。

在实际中，所述线性合并也即，接收端将所述N个数据块合并为一个，所述线性合并的一个实现过程可以包括：

子步骤R1、将所述N个数据块中的两个数据块合并为一个；

子步骤R2、判断接收端中数据块的数目M，若M≥2，则执行子步骤R1。

以N＝3为例，由于所述3个数据块在时间上是有延迟的，所以，本实施例可以在接收到前两个数据块后，即将其进行合并得到一个新数据块；而在接收到第3个数据块后，只需将该新数据块与第3个数据块进行合并即可。

在本发明的一种优选实施例中，可以采用最大比(MRC，maximum ratiocombining)算法实现所述线性合并；例如，在合并时，可以设定第i个数据块的可变增益加权系数为该数据块的瞬时信噪比(信号幅度与噪声功率之比)；此时虽然是时域的信号合并，但是在FFT之后，可以等效为频域的分集合并，而采用最大比的分集合并，可以使得接收信噪比最大，也即可获得MRC合并的最佳分集阶数。因而，相对于现有技术，本实施例可以在接收端避免多天线系统的多射频、多ADC(模数变换器，Analog to DigitalConverter)等附件，从而降低传输系统的复杂度和功耗。

本实施例在发送端对原始数据块进行N次发送，每发送一个数据重排的数据块，在频域上，相当于增加一个分集支路，即多天线系统的一个天线支路或OFDM频分系统的一个子载波；由于L_shift在频域等效于子载波的间隔，而该间隔大于通信系统的相干带宽，所以等效子信号(也即所述N个数据块的信号)之间的衰落为独立，在MRC合并下的分集增益为最大。

为使本领域技术人员更好地理解本发明，以下对N＝2时的接收端解调算法进行详细说明，该示例参照图3所示的解调算法，其中省去了射频前端、ADC采样和数字滤波和循环前缀移除的操作，具体可以包括：

步骤S1、线性合并；

在ADC采样并在时域中移除CP后，在只有一根发送和接收天线的TFI-FDE收发器上，第1个数据块和第2个数据块可以视作一个向量且采用如下表达式：

$y=\left[\begin{array}{c}{y}^{\left(k\right)}\\ y^{(k+1)}\end{array}\right]$

$=H_{0}s+n$

$=\left[\begin{array}{c}{H}_1\\ H_2\end{array}\right]s+\left[\begin{array}{c}{n}_1\\ n_2\end{array}\right]---\left(5\right)$

其中，向量y^(k)、y^(k+1)、y分别表示第1个数据块、第2个数据块以及合并数据块的向量；H₁是一个M×M循环的信道矩阵；H₂＝H₁A是一个H₁列重新排列过的信道矩阵；H₀是一个2M×M复合的信道矩阵，其包括H₁和H₂；n、n₁、n₂分别代表噪声向量。

假设在每两个连续的数据块，信道脉冲响应是静态不变的；基于矩阵操作和该设想，可以得到下式：

$H_0^H{H}_0=\left[{H_1}^H{H_2}^H\right]\left[\begin{array}{c}{H}_1\\ H_2\end{array}\right]$

$=[H_1^H{H}_1+{\left(H_{1}A\right)}^H{H}_{1}A]---\left(6\right)$

因为L_shift是一个素数，根据A的置换矩阵特性，所述(H₁A)^HH₁A也是一个循环矩阵，它有和H₁矩阵相似的特征值分解特性；同时，

是一个循环矩阵也意味着

也是一个循环矩阵。

步骤S2、FFT变换；

在线性合并的计算之后，FFT变换(左乘Q)的结果是频域响应Y：

其中，是滤波后的频域噪声；

步骤S3、FDE均衡；

在该线性合并之后，进行第i次频率分量的Y_i第i次TFI-FDE的MMSE系数均衡的表达式为：

在具体实现中，所述FDE均衡可以采用各种线性均衡算法，如ZF，或者MMSE算法等，这里以MMSE算法为例进行原理说明。

由于

是一个循环矩阵，基于循环矩阵的特性，可以得到如下MMSE-FDE均衡系数的逆矩阵快速算法：

${(H_0^H{H}_0+\frac{I_M}{\mathrm{SNR}})}^{-1}=Q^H{({\mathrm{\Λ}}_0^H{\mathrm{\Λ}}_0+\frac{I_M}{\mathrm{SNR}})}^{-1}Q$

$=Q^H{({\left|{\mathrm{\Λ}}_0\right|}^2+\frac{I_M}{\mathrm{SNR}})}^{-1}Q$

$=Q^H{({\left|{\mathrm{\Λ}}_1\right|}^2+{\left|{\mathrm{\Λ}}_2\right|}^2+\frac{I_M}{\mathrm{SNR}})}^{-1}Q---\left(9\right)$

其中，SNR是接收机收到信号的信噪比；Q是傅里叶正交变换矩阵；Λ₁是一个M×M对角矩阵，其元素(k，k)等于H₁矩阵首列的第k个FFT系数；|Λ₂|²是一个排列A|Λ₁|²A^H，该排列的结果正好是对|Λ₁|²以L_shift为间隔取值，并以模M进行循环遍历；而且|Λ₀|²是一个对角矩阵，其元素|Λ₀(i，i)|²＝|Λ₁(i，i)|²|Λ₂(i，i)|²因此是复合信道冲击响应的FFT变换频域分量。|A₂|²的参数L_shift可以选择成最大化原始|Λ₁(i，i)|²分量间的频域间隔，这也是H₁的频域分量。因此，如果L_shift大于频域选择性信道H₁的相干带宽，频域信道衰落|Λ₂|²和|Λ₁|²的分量可以视作非相关的。这里的分集合并过程等效为一个频域最大比(MRC)的分集合并。因此该分集支路为2的TFI-FDE获得了MRC合并的2阶频率分集。

步骤S4、IFFT变换；

在上述的MMSE均衡系数的TFI-FDE之后，通过一个反FFT变换矩阵，可以将所述

到变换时域：

步骤S5、在检测所述时域信号后，进行数据输出。

另外，步骤S1得到线性合并结果

为一个循环矩阵，由于该循环矩阵能够使得(9)式的求逆运算变得简单，也即，只需对其进行正交化后得到|Λ₂|²即可，因而本示例可以降低TFI-FDE收端的解调复杂度，在高速的数字传输系统中尤其重要。

再者，由于A₂|²以素数L_shift为间隔，具有分集特性，也即，本示例的时域线性合并可以等效为频域的分集合并，故可以获得与OFDM频分系统相同的子载波频域分集增益，在长时延信道下显著改进信道深衰落的状况

上面对N＝2时(分集支路为2时的情形)接收端解调算法的实例进行了详细介绍，由于本实施例的线性合并是将两个数据块合并为一个，可以理解，上述示例同样适用于N＞2的情形，例如，在N＝3时，在式(5)中，可以将前两个数据块得到的y作为y^(k)的输入向量，而第3个数据块的向量则用y^(k+1)表示。

当然，图3所示的接收端解调算法流程仅仅作为示例，本领域技术人员可以根据实际情况，采用其它算法流程，例如，在步骤S4得到时域信号后，进行信道编码，等等，本发明对此不加以限制。

为满足本实施例的频域分集增益要求，信道的相干带宽应远小于通信系统传输频带；一般来说，在室内的RMS(有效值，root mean square)一般的时延为50ns，对应3MHz的相干带宽；在室外的RMS时延一般为30us，对应5KHz的相干带宽。

而在实际中通信系统传输频带高于相干带宽，例如，超宽带室内信道，占用了500MHz带宽；又如，室外无线蜂窝3GPP(第三代合作伙伴计划，3rd Generation Partnership Project)的LTE(长期演进，Long Term Evolution)有高达20MHz带宽，这些都远远高于上述3MHz、5KHz等典型响应的相干带宽；因而本发明具有较广的使用范围。

本发明具有如下优点：

1、无需多天线的多射频前端，能够降低设备成本和硬件复杂度；且相对有高峰均比的OFDM方式，能够显著降低无线通信的射频部分功耗，特别适合电池供电的手持超宽带无线设备，因此具有广阔的应用前景；

2、通过时频域的交织和收端的最大比合并方式，频域均衡可以取得最佳分集合并效果；在有深衰落的宽带无线通信传输，可以改善信道，提高接收端的频域线性均衡器的性能；而且无需多天线和多射频，TFI-FDE系统的功率消耗和设备的体积同时得以降低。

与前述方法实施例相对应，本发明还给出了一种单载波频域均衡系统，具体可以包括发送装置和接收装置，其中，所述发送装置可以包括：

数据重排模块，用于依据原始数据块进行数据重排，获得N个数据块，其中，第1个数据块为原始数据块，N为自然数；

传送模块，用于从第1个数据块起，依次传送所述N个数据块，其中，每个数据块的传送过程为，将循环前缀加入该数据块并传送；

所述接收装置具体可以包括：

移除模块，用以对于接收到的N个数据块，移除其循环前缀；

线性合并模块，用于在时域对所述移除前缀后的N个数据块进行线性合并。

下面分别对所述发送装置和接收装置进行详细说明。

发送装置、

在具体实现中，其中的数据重排模块和传送模块应配合工作，也即，数据重排模块每重排得到一个数据块，传送模块即可对该数据块进行传送工作。

再者，为消除跨数据块的多径干扰，所述循环前缀的长度应大于信道时延传播的长度。

接收装置、

由于所述线性合并模块的功能是将所述N个数据块合并为一个，故可在其中设计如下子模块：

合并子模块，用于将所述N个数据块中的两个数据块合并为一个；

判断子模块，用于判断接收端中数据块的数目M，若M≥2，则触发合并子模块。

以N＝3为例，由于所述3个数据块在时间上是有延迟的，所以，可以在接收到前两个数据块后，即将其进行合并得到一个新数据块；而在接收到第3个数据块后，只需将该新数据块与第3个数据块进行合并即可。

在本发明的一种优选实施例中，为获得MRC合并的最佳分集阶数，可以采用最大比算法对所述N个数据块进行合并。

可以理解，除了移除模块和线性合并模块外，所述接收装置在解调时还可以包括其它模块，如FFT模块，FDE模块等，本发明对此不加以限制。

对于本实施例而言，由于其与图1所示的方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

参照图4，示出了本发明一种发送装置实施例的结构图，具体可以包括：

数据重排模块401，用于依据原始数据块进行数据重排，获得N个数据块，其中，第1个数据块为原始数据块，N为自然数；

传送模块402，用于从第1个数据块起，依次传送所述N个数据块，其中，每个数据块的传送过程为，将循环前缀加入该数据块并传送。

在实际中，所述发送装置可以作为一个独立的设备，如发送器，也可以集成在其它宽带设备中，如手持超宽带无线设备等，本发明对此不加以限制。

另外，所述数据重排模块401和传送模块402应配合工作，也即，数据重排模块401每重排得到一个数据块，传送模块402即可对该数据块进行传送工作。

再者，为消除跨数据块的多径干扰，所述循环前缀的长度应大于信道时延传播的长度。

对于本实施例而言，由于其与图1所示的方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

参照图5，示出了本发明一种接收装置实施例的结构图，具体可以包括：

移除模块501，用以对于接收到的N个数据块，移除其循环前缀；

线性合并模块502，用于在时域对移除前缀后的N个数据块进行线性合并。

在实际中，所述发送装置可以作为一个独立的设备，如接收机，也可以集成在其它宽带设备中，如手持超宽带无线设备等，本发明对此不加以限制。

由于所述线性合并模块502的功能是将所述N个数据块合并为一个，故可在其中设计如下子模块：

合并子模块，用于将所述N个数据块中的两个数据块合并为一个；

判断子模块，用于判断接收端中数据块的数目M，若M≥2，则触发合并子模块。

以N＝3为例，由于所述3个数据块在时间上是有延迟的，所以，可以在接收到前两个数据块后，即将其进行合并得到一个新数据块；而在接收到第3个数据块后，只需将该新数据块与第3个数据块进行合并即可。

在本发明的一种优选实施例中，为获得MRC合并的最佳分集阶数，可以采用最大比算法对所述N个数据块进行合并。

可以理解，除了移除模块501和线性合并模块502外，所述接收装置在解调时还可以包括其它模块，如FFT模块，FDE模块等；参照图6，示出一种将上述接收装置在解调中的应用示例，具体可以包括：

移除模块601，用以对于接收到的N个数据块，移除其循环前缀；

线性合并模块602，用于在时域对移除前缀后的N个数据块进行线性合并；

FFT模块603，用于将所述线性合并后的信号变换到频域；

FDE模块604，用于对所述频谱进行均衡，其中，可以采用线性均衡算法，如ZF，或者MMSE算法等；

IFFT模块605，用于将均衡后的信号变换到频域。

在实际中，可以将最终得到的时域信号送往检测或信道解码，或者，在移除循环前缀前，还可以将接收信号进行ADC采样和数字滤波；可以理解，上述功能均可以模块的形式集成到所述接收装置中，本发明对此不加以限制。

对于本实施例而言，由于其与图1所示的方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

本发明可以应用于宽带无线设备中，例如，适合电池供电的手持超宽带无线设备等，用以减少设备中频域均衡的复杂度和功耗，同时可以减少设备的体积。

以上对本发明所提供的一种单载波频域均衡方法和系统、一种发送和接收装置，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (15)

1.一种单载波频域均衡方法，其特征在于，包括：

依据原始数据块进行数据重排，获得N个数据块，其中，第1个数据块为原始数据块，N为自然数；

从第1个数据块起，依次传送所述N个数据块，其中，每个数据块的传送过程为，将循环前缀加入该数据块并传送；

对于接收到的N个数据块，移除其循环前缀；

在时域对所述移除前缀后的N个数据块进行线性合并。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在时域对移除前缀后的N个数据块进行线性合并的步骤，包括：

合并子步骤：将所述N个数据块中的两个数据块合并为一个；

判断子步骤：判断接收端中数据块的数目M，若M≥2，则返回合并子步骤。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在时域对移除前缀后的N个数据块进行线性合并的步骤，包括：

采用最大比算法对所述N个数据块进行合并。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，依据第1个数据块，重排得到第2个数据块s^k+1＝As^k；

其中，k表示第1个数据块的传送时间，k＝2p，p为整数，且P≥0，s表示k时刻传送的第1个数据块，s^k+1表示k+1时刻传送的第2个数据块，A为M×M的s^k置换矩阵，A＝I_M((mL_shift)_M，0：M-1)，m＝0，1，...，M-1，M表示原始数据块的长度，I_M为M×M的单位对角矩阵，L_shift为大于相干带宽的素数，(·)_M代表对M的取模操作。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，依据第1个数据块，重排得到第3个数据块s^k+2＝A′s^k；

其中，s^k+2表示k+2时刻传送的第3个数据块，A′＝A([M-1，0：M-2]，0：M-1)。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述循环前缀的长度大于信道时延传播的长度。

7.一种单载波频域均衡系统，其特征在于，包括发送装置和接收装置，其中，所述发送装置包括：

数据重排模块，用于依据原始数据块进行数据重排，获得N个数据块，其中，第1个数据块为原始数据块，N为自然数；

传送模块，用于从第1个数据块起，依次传送所述N个数据块，其中，每个数据块的传送过程为，将循环前缀加入该数据块并传送；

所述接收装置包括：

移除模块，用以对于接收到的N个数据块，移除其循环前缀；

线性合并模块，用于在时域对所述移除前缀后的N个数据块进行线性合并。

8.如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述线性合并模块包括：

合并子模块，用于将所述N个数据块中的两个数据块合并为一个；

判断子模块，用于判断接收端中数据块的数目M，若M≥2，则触发合并子模块。

9.如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述线性合并模块，用于采用最大比算法对所述N个数据块进行合并。

10.如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述循环前缀的长度大于信道时延传播的长度。

11.一种发送装置，其特征在于，包括：

数据重排模块，用于依据原始数据块进行数据重排，获得N个数据块，其中，第1个数据块为原始数据块，N为自然数；

传送模块，用于从第1个数据块起，依次传送所述N个数据块，其中，每个数据块的传送过程为，将循环前缀加入该数据块并传送。

12.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述循环前缀的长度大于信道时延传播的长度。

13.一种接收装置，其特征在于，包括：

移除模块，用以对于接收到的N个数据块，移除其循环前缀；

线性合并模块，用于在时域对移除前缀后的N个数据块进行线性合并。

14.如权利要求13所述的装置，其特征在于，所述线性合并模块包括：

合并子模块，用于将所述N个数据块中的两个数据块合并为一个；

判断子模块，用于判断接收端中数据块的数目M，若M≥2，则触发合并子模块。

15.如权利要求13所述的装置，其特征在于，所述线性合并模块，用于采用最大比算法对所述N个数据块进行合并。

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