CN109257149B - 一种数据接收方法和数据接收装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种数据接收方法和数据接收装置，包括：接收机接收发送端发送的通信信号，所述通信信号通过频域分集方式发送；接收机对接收的通信信号的频段进行划分，对划分的各个频段的通信信号进行信道估计，并根据各个频段的信道估计值计算各个频段的分集权重；接收机利用各个频段的分集权重，对各个频段的通信信号进行最大比合并。本发明根据各个频段的信道估计值计算各个频段的分集权重，计算出的各个频段的分集权重随着不同的信道变化而变化，并利用各个频段的分集权重，对各个频段的通信信号进行最大比合并，获得了更佳的分集合并效果，从而在增加非常有限的计算资源前提下，有效地提升了接收机的系统性能。

Description

一种数据接收方法和数据接收装置

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种数据接收方法和数据接收装置。

背景技术

电力线载波通讯环境中的信道是典型的多径衰落性信道，如图1所示，其信道的多径频率选择性衰落特性非常明显，在实际测量的30MHz带宽内，高频信号比低频信号衰减高30dB，不同频段的衰落起伏也高达20dB。同时，电力线环境噪声也是影响电力线载波通讯质量的一个重要制约因素，电力线上的噪声按性质不同可以分为稳态背景噪声、窄带干扰噪声、周期脉冲噪声和突发性噪声四种。这些噪声在电力线网络的不同位置出现，且与本地接入的电器设备有很大关系，因此存在非常大的随机性，对宽带电力线载波通讯有非常大的影响。

为了对抗这样恶劣的环境，国际宽带电力线载波通讯的相关标准，例如HomePlug、IEEE1901等，提出了使用分集拷贝的方式进行数据发送，以提高一次性数据传输的性能。例如，HomePlug标准明确规定了发送端的数据的分集拷贝数量以及分集拷贝方式，对于越恶劣的环境，通信装置应选用更多拷贝次数的分集方式进行数据传输。

图2为现有宽带电力线通信中的接收机的典型流程图，接收机收到数据包后，首先进行帧同步计算，获得数据包中的前导符号，将前导符号送给信道估计模块进行信道估计，得到信道估计值和当前的信噪比信息；前导符传送完毕后，紧接着是有循环前缀的控制字正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM)符号，将有循环前缀的控制字OFDM符号经过去循环前缀操作，提取到控制字的OFDM符号，将控制字的OFDM符号送给快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform，FFT)模块进行时域数据向频域数据的转变，然后进入信道补偿模块，信道补偿模块根据信道估计模块计算出的信道估计值和信噪比信息进行信道补偿，得到经过信道补偿后的各控制字分集数据，再将各控制字分集数据进行分集合并，得到合并后的一份控制字数据。然后，将控制字数据进行解信道交织、译码、校验后，得到控制字的实际信息，当控制字通过校验后，表明接收机正确接收到了该数据包的控制字信息，译码模块再从控制字携带的数据包信息中分析出数据部分的映射方式、OFDM符号数等映射信息，并将所述映射信息发送给去循环前缀模块进行数据OFDM符号的提取。经过提取的数据OFDM符号进入FFT模块进行数据的时域频域的转换，得到频域的数据报文信息，然后经过信道补偿和分集合并得到合并后的数据信息，最后，将合并后的数据信息进行解信道交织、译码、校验后，得到实际的数据报文信息。

但是，在信道补偿和分集合并的实际实现过程中，存在一些因素使得各频段的分集数据的置信度存在差异。例如，在最小均方误差(Minimum Mean Square Error，MMSE)信道补偿中，采用如下补偿公式：

其中，

为MMSE补偿后的信息，Y为接收到的信息，W_MMSE为最小均方误差系数，H为信道估计值，H^H为信道估计值H的共轭，

为MMSE接收机的噪声统计信息。考虑MMSE信道补偿的公式中的Y是携带噪声的，所以上式可以分解为：

其中，

为理想补偿后的频域信号，Z_MMSE为经过MMSE信道补偿后叠加上的噪声。在MMSE信道补偿中，引入了均一化的加性高斯白噪声(Additive White Gaussian Noise，AWGN)，虽然AWGN噪声在统计上是均一的，但是在每个OFDM符号上，噪声的分布是非常随机的，尤其在噪声功率很高时，每个频点的噪声起伏非常大，从而使得各频段的分集数据的置信度存在差异。

此外，由于接收机的设计成本和功耗限制，信道补偿的数据需要进行定点化设计，即使用有限的比特位宽来表征数据。当带内信号幅度出现20dB乃至30dB的起伏时，有限位宽的定点数对衰减大的数据的表征精度要远低于衰减小的数据；而量化精度过低会导致量化噪声增加，又因为信道的起伏来源于多径频率选择性衰落，所以在不同频点上，量化噪声呈现依赖信道环境的不规律分布特性，即衰减越大的频点，量化噪声越高，从而也使得各频段的分集数据的置信度存在差异。

在经过信道补偿之后，现有宽带OFDM通信系统中的接收机将各频段的分集数据进行分集合并时，采用均衡比合并策略，即各频段的分集数据具有相同的权重，但是，由于各频段的分集数据的置信度存在差异，因此，现有的信道补偿和分集合并方法无法达到最优的分集合并效果。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种数据接收方法和数据接收装置，能够获得更佳的分集合并效果。

为了达到本发明目的，本发明实施例的技术方案是这样实现的：

本发明提供了一种数据接收方法，包括：

接收机接收发送端发送的通信信号，所述通信信号通过频域分集方式发送；

接收机对接收的通信信号的频段进行划分，对划分的各个频段的通信信号进行信道估计，并根据各个频段的信道估计值计算各个频段的分集权重；

接收机利用各个频段的分集权重，对各个频段的通信信号进行最大比合并。

进一步地，所述发送端发送的通信信号包括控制字数据和数据块数据；

所述接收机对接收的通信信号的频段进行划分，具体包括：

对于接收的所述控制字数据，所述接收机按照预先设置的各个频段的控制字子载波数对所述接收的通信信号的频段进行划分；

对于接收的所述数据块数据，所述接收机按照接收的控制字数据中携带的数据块分集拷贝信息，计算各个频段的数据块子载波数，并根据计算出的各个频段的数据块子载波数对所述接收的通信信号的频段进行划分。

进一步地，所述根据各个频段的信道估计值计算各个频段的分集权重，具体包括：

分别根据所述各个频段的信道估计值计算各个频段的信号能量；

计算各个频段的信号能量之和，作为所有频段的总信号能量；

分别计算所述各个频段的信号能量与所有频段的总信号能量的比值，作为所述各个频段的分集权重。

进一步地，所述根据各个频段的信道估计值计算各个频段的分集权重，具体包括：

分别根据各个频段的信道估计值计算各个频段的信号能量；

计算各个频段的信号能量之和，作为所有频段的总信号能量；

分别计算第一阈值至第N阈值，第i阈值＝所有频段的总信号能量*(2*i-1)/(2*N)，其中，*为乘号，N为2的整数倍，i为1至N中的自然数；

分别比较各个频段的信号能量与第一阈值至第N阈值的大小，如果某频段的信号能量小于第一阈值，则该频段的分集权重为0；如果某频段的信号能量在第i阈值至第i+1阈值之间，则该频段的分集权重为(2*i-1)/(2*N)；如果某频段的信号能量大于第N阈值，则该频段的分集权重为(2*N-1)/(2*N)。

本发明还提供了一种数据接收装置，包括信号接收模块、权重计算模块和分集合并模块，其中：

信号接收模块，用于接收发送端发送的通信信号，所述通信信号通过频域分集方式发送；

权重计算模块，用于对接收的通信信号的频段进行划分，对划分的各个频段的通信信号进行信道估计，并根据各个频段的信道估计值计算各个频段的分集权重；

分集合并模块，用于利用各个频段的分集权重，对各个频段的通信信号进行最大比合并。

进一步地，所述发送端发送的通信信号包括控制字数据和数据块数据；

所述权重计算模块对接收的通信信号的频段进行划分，具体包括：

对于接收的所述控制字数据，所述权重计算模块按照预先设置的各个频段的控制字子载波数对所述接收的通信信号的频段进行划分；

对于接收的所述数据块数据，所述权重计算模块按照接收的控制字数据中携带的数据块分集拷贝信息，计算各个频段的数据块子载波数，并根据计算出的各个频段的数据块子载波数对所述接收的通信信号的频段进行划分。

进一步地，所述权重计算模块根据各个频段的信道估计值计算各个频段的分集权重，具体包括：

分别根据所述各个频段的信道估计值计算各个频段的信号能量；

计算各个频段的信号能量之和，作为所有频段的总信号能量；

分别计算所述各个频段的信号能量与所有频段的总信号能量的比值，作为所述各个频段的分集权重。

进一步地，所述权重计算模块根据各个频段的信道估计值计算各个频段的分集权重，具体包括：

分别根据所述各个频段的信道估计值计算各个频段的信号能量；

计算各个频段的信号能量之和，作为所有频段的总信号能量；

分别计算第一阈值至第N阈值，第i阈值＝所有频段的总信号能量*(2*i-1)/(2*N)，其中，*为乘号，N为2的整数倍，i为1至N中的自然数；

分别比较各个频段的信号能量与第一阈值至第N阈值的大小，如果某频段的信号能量小于第一阈值，则该频段的分集权重为0；如果某频段的信号能量在第i阈值至第i+1阈值之间，则该频段的分集权重为(2*i-1)/(2*N)；如果某频段的信号能量大于第N阈值，则该频段的分集权重为(2*N-1)/(2*N)。

本发明的技术方案，具有如下有益效果：

本发明提供的数据接收方法和数据接收装置，通过根据各个频段的信道估计值计算各个频段的分集权重，计算出的各个频段的分集权重随着不同的信道变化而变化，并利用各个频段的分集权重，对各个频段的通信信号进行最大比合并，获得了更佳的分集合并效果，从而在增加非常有限的计算资源前提下，有效地提升了接收机的系统性能。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为现有的电力线信道的幅频响应模型示意图；

图2为现有的宽带电力线通信的典型接收机流程示意图；

图3为本发明实施例的一种数据接收方法的流程示意图；

图4为每个频段只有一个OFDM符号时的控制字分集拷贝后的数据分布情况示意图；

图5为每个频段有两个OFDM符号时的控制字分集拷贝后的数据分布情况示意图；

图6为数据在5份鲁棒复制后生成5个OFDM符号的数据分布情况示意图；

图7为数据在5份鲁棒复制后生成的6个OFDM符号的数据分布情况示意图；

图8为本发明实施例的一种数据接收装置的结构示意图；

图9为本发明第一优选实施例的接收机的设计结构示意图；

图10为本发明第一优选实施例的接收机的具体工作流程示意图；

图11为本发明第二优选实施例的权重计算实现硬件结构示意图；

图12为第一种信道模型下，采用本发明的分集合并方法的接收机和现有的接收机性能对比示意图；

图13为第二种信道模型下，采用本发明的分集合并方法的接收机和现有的接收机性能对比示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

如图3所示，根据本发明的一种数据接收方法，包括如下步骤：

步骤301：接收机接收发送端发送的通信信号，所述通信信号通过频域分集方式发送；

进一步地，所述发送端发送的通信信号包括控制字数据和数据块数据。

需要说明的是，在HomePlug标准中提出了针对控制字(Frame Control)和数据块(Payload Block)不同的频域分集拷贝策略。HomePlug标准使用的频谱资源为2MHz～30MHz，共28MHz带宽，子载波间隔为24.414KHz，最多有1155个子载波可以使用，每个子载波上的数据调制方式为正交相移键控(Quadrature Phase Shift Keyin，QPSK)、正交幅度调制(Quadrature Amplitude Modulation，QAM)16及以上的调制方式，最常用的调制方式为QPSK。

控制字的频域分集拷贝针对控制字进行复制和交织，将控制字复制多份，加载在不同的子载波上，构成一个或两个OFDM符号，进行传输。控制字的比特数规定为256比特，采用QPSK调制时，每个子载波上可以承载2个比特数据，所以每个子载波有两列数据(分布对应I路和Q路)。如图4所示，对于每个频段只有一个OFDM符号的控制字，每128个连续子载波可以表示一个频段，而每个频段中的一个OFDM符号都存放了一份完整的控制字数据；如图5所示，对于每个频段有两个OFDM符号的控制字，每64个连续子载波可以表示一个频段；而每个频段中的两个OFDM符号都存放了一份完整的控制字数据，图中为了表述方便，将每256比特分成4段数据描述，第一段数据为1～64比特数据，第二段为65～128比特数据，第三段为129～192比特数据，第四段为193～256比特数据，例如，图5中的第一个OFDM符号的I路的比特数据从第1个比特开始顺序循环排满所有子载波，Q路数据从第129比特开始顺序循环排满所有子载波；第二个OFDM符号的I路数据从第65个比特开始依次排满所有子载波，Q路从第193个比特开始依次排满所有子载波。

对于数据块的处理上，HomePlug标准采用了鲁棒性交织方式，按照鲁棒复制份数将整个有效载波频段进行划分，每份数据依次映射到各子载波上，并在需要时进行鲁棒交织，避免同一频段上出现相同数据块，并在每份数据不足以填满某一频段时进行补足操作，使得每份数据都能够占用整数个频段。例如，如图6所示，如果鲁棒复制份数为5份，那么有效载波频段就被平均划分为5段，每份数据被依次映射到频段上。假设每份数据可以占用超过5个频段，但不超过6个频段，如图7所示，则在第6段数据上补上一定量数据(padn)，以填满该频段数据，经过如此操作后，可以生成6个OFDM符号，可以看出，经过鲁棒复制和交织以后，每个频段都包含了一个一份完整的数据。

步骤302：接收机对接收的通信信号的频段进行划分，对划分的各个频段的通信信号进行信道估计，并根据各个频段的信道估计值计算各个频段的分集权重；

进一步地，所述接收机对接收的通信信号的频段进行划分，具体包括：

对于接收的所述控制字数据，所述接收机按照预先设置的各个频段的控制字子载波数对所述接收的通信信号的频段进行划分；

对于接收的所述数据块数据，所述接收机按照接收的控制字数据中携带的数据块分集拷贝信息，计算各个频段的数据块子载波数，并根据计算出的各个频段的数据块子载波数对所述接收的通信信号的频段进行划分。

具体地，所述接收机从接收的控制字数据中解析出数据块的分集拷贝次数，根据预先协商的总子载波数，计算各个频段的数据块子载波数为：

其中，

为向下取整的运算符号。

在本发明一实施例中，所述根据各个频段的信道估计值计算各个频段的分集权重，具体包括：

分别计算各个频段的信道估计值的模值之和；

计算所有频段的信道估计值的模值之和；

分别计算各个频段的信道估计值的模值之和与所有频段的信道估计值的模值之和的比值，作为各个频段的分集权重。

在本发明另一实施例中，所述根据各个频段的信道估计值计算各个频段的分集权重，具体包括：

分别根据各个频段的信道估计值计算各个频段的信号能量；

需要说明的是，本申请中所述的各个频段的信号能量即为各个频段的信道估计值的模方值之和。

计算各个频段的信号能量之和，作为所有频段的总信号能量；

分别计算所述各个频段的信号能量与所有频段的总信号能量的比值，作为所述各个频段的分集权重。

在本发明又一实施例中，所述根据各个频段的信道估计值计算各个频段的分集权重，具体包括：

分别根据各个频段的信道估计值计算各个频段的信号能量；

计算各个频段的信号能量之和，作为所有频段的总信号能量；

分别计算第一阈值至第N阈值，第i阈值＝所有频段的总信号能量*(2*i-1)/(2*N)，N为2的整数倍，i为1至N中的自然数；

分别比较各个频段的信号能量与第一阈值至第N阈值的大小，如果某频段的信号能量小于第一阈值，则该频段的分集权重为0；如果某频段的信号能量在第i阈值至第i+1阈值之间，则该频段的分集权重为(2*i-1)/(2*N)；如果某频段的信号能量大于第N阈值，则该频段的分集权重为(2*N-1)/(2*N)。

进一步地，所述N＝16。

步骤303：接收机利用各个频段的分集权重，对各个频段的通信信号进行最大比合并。

需要说明的是，本发明所述的最大比合并，指的是接收机将各个频段的通信信号分别乘以各个频段的分集权重之后，再进行求和，得到接收的通信信号。

如图8所示，根据本发明的一种数据接收装置，包括信号接收模块、权重计算模块和分集合并模块，其中：

信号接收模块，用于接收发送端发送的通信信号，所述通信信号通过频域分集方式发送；

权重计算模块，用于对接收的通信信号的频段进行划分，对划分的各个频段的通信信号进行信道估计，并根据各个频段的信道估计值计算各个频段的分集权重；

分集合并模块，用于利用各个频段的分集权重，对各个频段的通信信号进行最大比合并。

进一步地，所述发送端发送的通信信号包括控制字数据和数据块数据。

进一步地，所述权重计算模块对接收的通信信号的频段进行划分，具体包括：

对于接收的控制字数据，所述权重计算模块按照预先设置的各个频段的控制字子载波数对接收的通信信号的频段进行划分；

对于接收的数据块数据，所述权重计算模块按照接收的控制字数据中携带的数据块分集拷贝信息，计算各个频段的数据块子载波数，并根据计算出的各个频段的数据块子载波数对接收的通信信号的频段进行划分。

具体地，所述权重计算模块从接收的控制字数据中获取数据块的分集拷贝次数，根据预先协商的总子载波数，计算出各个频段的数据块子载波数为：

其中，

为向下取整的运算符号。

在本发明一实施例中，所述权重计算模块根据各个频段的信道估计值计算各个频段的分集权重，具体包括：

分别计算各个频段的信道估计值的模值之和；

计算所有频段的信道估计值的模值之和；

分别计算各个频段的信道估计值的模值之和与所有频段的信道估计值的模值之和的比值，作为各个频段的分集权重。

在本发明另一实施例中，所述权重计算模块根据各个频段的信道估计值计算各个频段的分集权重，具体包括：

分别根据各个频段的信道估计值计算各个频段的信号能量；

需要说明的是，本申请中所述的各个频段的信号能量即为各个频段的信道估计值的模方值之和。

计算各个频段的信号能量之和，作为所有频段的总信号能量；

分别计算所述各个频段的信号能量与所有频段的总信号能量的比值，作为所述各个频段的分集权重。

在本发明又一实施例中，所述权重计算模块根据各个频段的信道估计值计算各个频段的分集权重，具体包括：

分别根据各个频段的信道估计值计算各个频段的信号能量；

计算各个频段的信号能量之和，作为所有频段的总信号能量；

分别计算第一阈值至第N阈值，第i阈值＝所有频段的总信号能量*(2*i-1)/(2*N)，N为2的整数倍，i为1至N中的自然数；

分别比较各个频段的信号能量与第一阈值至第N阈值的大小，如果某频段的信号能量小于第一阈值，则该频段的分集权重为0；如果某频段的信号能量在第i阈值至第i+1阈值之间，则该频段的分集权重为(2*i-1)/(2*N)；如果某频段的信号能量大于第N阈值，则该频段的分集权重为(2*N-1)/(2*N)。

进一步地，所述N＝16。

本发明还提供了几个优选的实施例对本发明进行进一步解释，但是值得注意的是，所述优选实施例只是为了更好的描述本发明，并不构成对本发明不当的限定。下面的各个实施例可以独立存在，且不同实施例中的技术特点可以组合在一个实施例中联合使用。

优选实施例一

如图9所示，根据本发明的一种接收机，其信道估计模块不仅输出信道估计值H和信噪比信息至信道补偿模块，还需要输出各个频段的控制字的分集权重和各个频段的数据帧的分集权重至分集合并模块。所述信道估计模块计算各个频段的分集权重的方法如下：

步骤901：按照子载波数量对频段进行划分(将拥有一份完整数据的最小频段范围作为一个确定的频段，从而确定每个频段中的子载波数目)。

特别的，对于控制字符号和数据符号的分集拷贝策略不同，对分集数据的权重计算也不相同：

对于控制字符号，在协议上是一个确定的方式，同一网络中的控制字方式是预先确定的，不会随意改变。所以对于一个OFDM符号的控制字，固定以每128个子载波作为一个频段；对于两个OFDM符号的控制字，固定以每64个子载波作为一个频段；

对于数据符号，因为分集拷贝的复制份数与频段划分对应，因此，对于不同的分集拷贝方式，将总频段平均分成复制份数个频段，各个频段中的数据块子载波数为：

其中，

为向下取整数的运算符号。同时因为分集拷贝方式对于不同的报文可能不同，其分集拷贝方式信息是包含在控制字数据中的，所以，每帧数据报文的分集拷贝方式需要从控制字中解析得到。因此在控制信号上，需要在对控制字译码完成后，将其中携带的分集拷贝方式信息发送给信道估计模块，如图9中所示，再由信道估计模块根据本帧数据的分集拷贝方式，计算各个频段的子载波数，以及各个频段的分集权重。

步骤902：在完成对信道估计值H的计算以后，对各子载波的H(n)进行模方运算，并对各频段中所有的H模方求和，得到各个频段的信号能量：

其中，n为各个频段的子载波的数目。

对于控制字的分集权重，步骤902的计算是在每次收到数据包后，计算完成信道估计值以后进行；对于数据符号的分集权重，步骤902的计算是在接收机对该数据包的控制字译码完成以后，得到译码模块的反馈信息后进行。

步骤903：将各个频段的信号能量再进行求和，得到总频谱信号能量后，再确定各个频段的分集权重。

因为控制字和数据符号的分集方式不同，有效的子载波数不尽相同，总的频谱能量也有区别，所以对控制字符号和数据符号，总能量也要分开处理，在执行完各自的步骤902后，分别执行步骤903。

步骤904：将各个频段的分集权重发送给分集合并模块。

对于控制字数据的分集权重，要求在经过FFT模块的控制字频域数据进入信道补偿模块之前就能够计算完成，传递给分集合并模块；对于数据符号的分集权重，要求在经过FFT模块的数据符号频域数据进入信道补偿模块之前送给分集合并模块。

步骤905：分集合并模块根据各个频段的分集权重，对各个频段的分集数据Xm进行加权求和，最终合成一个经过优选分集合并的恢复数据X。

如图10所示，本发明的接收机的具体的工作流程如下：

步骤1001：接收机通过功率检测，确定收到数据包；

步骤1002：当确定收到数据包以后，接收机开始工作，进行帧同步计算；

步骤1003：经过帧同步后，首先可以获得数据包中的前导符号；

步骤1004：将前导符号送给信道估计模块进行信道估计计算，得到信道估计值H和当前的信噪比信息；

步骤1005：前导符传送完毕后，紧接着是有循环前缀的控制字OFDM符号，将有循环前缀的控制字OFDM符号经过去循环前缀操作，提取到控制字的OFDM符号；

步骤1006：将控制字的OFDM符号依次送给傅里叶变换FFT模块进行时域数据向频域数据的转变；

步骤1007：在步骤1005和步骤1006的同时，信道估计模块除了完成步骤1004中信道估计的计算以外，还应能够根据固定配置的分集拷贝方式，进行控制字的分集权重的计算，利用信道估计得到的信道估计值H，对各子载波的H(n)进行模方运算，其中n是子载波序号；对各频段中所有的H模方求和，得到各频段的信号能量；将各频段的信号能量再进行求和，得到总频谱信号能量后，再确定各个频段的分集权重，并将各个频段的分集权重发送给分集合并模块；

步骤1008：在主数据通路上，控制字的符号经过傅里叶变换后的数据进入信道补偿模块，信道补偿模块根据信道估计模块计算出的信道频域响应H和信噪比，进行MMSE信道补偿，得到经过信道补偿后的控制字各分集数据；

步骤1009：分集合并模块在得到分集权重及信道补偿模块送来的所有控制字分集数据后，将各个频段中的分集数据乘以各个频段的分集权重，得到加权后的各份数据；再将各份数据对应相加，得到合并后的一份控制字数据；

步骤1010：按照通常方法，将控制字数据进行解信道交织、译码、校验后，得到控制字的实际信息，当控制字通过校验后，表明接收机正确接收到了该数据包的控制字信息，译码模块再从控制字携带的数据包信息中分析出映射方式、分集拷贝方式等信息，将分集拷贝方式发生给信道估计模块进行数据符号的分集权重计算；将数据部分的映射方式信息发送给去循环前缀模块进行数据OFDM符号的提取；

步骤1011：利用得到的分集拷贝次数信息，计算每个频段的数据块子载波数；计算每个频段的数据块信号能量；计算各个频段的数据块分集权重；并将各个频段的数据块分集权重发送给分集合并模块；

步骤1012：经过提取的OFDM符号进入傅里叶变换FFT模块进行数据的时域频域的转换，得到频域的报文数据部分信息。

步骤1013：分集合并模块在得到各个频段的数据块分集权重及信道补偿模块送来的所有报文数据的分集数据后，将各个频段的分集数据乘以各个频段的数据块分集权重，得到加权后的各份数据；再将各份数据对应相加，得到合并后的一份数据信息；

步骤1014：最后将合并后的数据信息，进行解信道交织、译码、校验后，得到实际的报文数据部分。

优选实施例二

本发明的主要内容是增加了分集数据的权重以及权重系数的计算方法，接收机的其他部分不是本发明的重点内容，所以优选实施例二重点说明本发明的权重系数的计算硬件实现方式。

如图11所示，首先各个频段的分集权重的计算受到权重计算触发模块1102控制，按照前述的条件，当计算完信道估计值H后，触发对控制字的权重计算；当译码控制字完成时，触发对数据符号的权重计算。

计算开始时，由权重计算触发模块1102控制，首先触发整数除法器1106的运算，根据总子载波数与分集复制次数，计算出频段数以及各个频段的子载波数，将该数据送给循环控制器1105。

同时，权重计算触发模块1102依次从存储信道估计值的RAM 1101中读取每个子载波的信道估计值(复数)，每个子载波的信道估计值经过模方计算模块1103的计算后得到该子载波的信道估计模方值，送给累加器1104。累加器1104受到循环控制器1105的控制，将同一频段的信道估计的模方值累加，依次存放在各频段能量值的寄存器1107中。

取完所有信道估计值后，完成各频段能量值的计算，将它们送至加法器1108求和，获得总能量。

因为总能量是不定值，受到噪声、信道等多种因素的干扰，因此这里为了避免再次使用除法器进行计算，采用分段比较的方式，将总能量分成16个阈值，第一个阈值为总能量的1/32，第二阈值为总能量的3/32，第三阈值为总能量的5/32.......以此类推，第十六阈值为总能量的31/32。

然后将这些阈值和各份能量送入比较器1110进行比较，如果能量低于第一阈值，则输出权重为0；如果能量高于第一阈值低于第二阈值，输出权重为第一个阈值；如果能量高于第二阈值低于第三阈值，输出权重为第二个阈值；以此类推，如果能量高于第十六阈值，输出权重为第十六个阈值。

在分集合并模块收到这些权重后，以此存储在对应分集拷贝的权重因子寄存器中，待每个OFDM符号的数据到来时，进行优选比的加权分集合并。

因为本发明的分集权重不是事先配置的，而是由信道估计模块根据不同的信道实时计算出来的，所以本发明的计算权重的方式可以称为自适应权重计算。传统的分集合并采用的是固定的均衡比分集合并，因此称为固定权重。

图12和图13显示了在两种多径信道上，对使用均衡比合并策略进行分集数据合并的接收机性能和使用自适应权重进行了性能仿真。其中图中的插图是分别是相应的信道模型的幅频响应曲线，由性能仿真可见，利用本发明的方法可以提高接收机系统误码性能0.3～1dB。

本发明提供的数据接收方法和数据接收装置，通过根据各个频段的信道估计值计算各个频段的分集权重，计算出的各个频段的分集权重随着不同的信道变化而变化，并利用各个频段的分集权重，对各个频段的通信信号进行最大比合并，获得了更佳的分集合并效果，从而在增加非常有限的计算资源前提下，有效地提升了接收机的系统性能。

本领域普通技术人员可以理解上述方法中的全部或部分步骤可通过程序来指令相关硬件完成，所述程序可以存储于计算机可读存储介质中，如只读存储器、磁盘或光盘等。可选地，上述实施例的全部或部分步骤也可以使用一个或多个集成电路来实现，相应地，上述实施例中的各模块/单元可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。本发明不限制于任何特定形式的硬件和软件的结合。

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 (4)

1.一种数据接收方法，其特征在于，包括：

接收机接收发送端发送的通信信号，所述通信信号通过频域分集方式发送；

接收机对接收的通信信号的频段进行划分，对划分的各个频段的通信信号进行信道估计，并根据各个频段的信道估计值计算各个频段的分集权重；

接收机利用各个频段的分集权重，对各个频段的通信信号进行最大比合并；

所述根据各个频段的信道估计值计算各个频段的分集权重，具体包括：

分别根据各个频段的信道估计值计算各个频段的信号能量；

计算各个频段的信号能量之和，作为所有频段的总信号能量；

分别计算第一阈值至第N阈值，第i阈值＝所有频段的总信号能量*(2*i-1)/(2*N)，其中，*为乘号，N为2的整数倍，i为1至N中的自然数；

分别比较各个频段的信号能量与第一阈值至第N阈值的大小，如果某频段的信号能量小于第一阈值，则该频段的分集权重为0；如果某频段的信号能量在第i阈值至第i+1阈值之间，则该频段的分集权重为(2*i-1)/(2*N)；如果某频段的信号能量大于第N阈值，则该频段的分集权重为(2*N-1)/(2*N)。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述发送端发送的通信信号包括控制字数据和数据块数据；

所述接收机对接收的通信信号的频段进行划分，具体包括：

对于接收的所述控制字数据，所述接收机按照预先设置的各个频段的控制字子载波数对所述接收的通信信号的频段进行划分；

对于接收的所述数据块数据，所述接收机按照接收的控制字数据中携带的数据块分集拷贝信息，计算各个频段的数据块子载波数，并根据计算出的各个频段的数据块子载波数对所述接收的通信信号的频段进行划分。

3.一种数据接收装置，其特征在于，包括信号接收模块、权重计算模块和分集合并模块，其中：

信号接收模块，用于接收发送端发送的通信信号，所述通信信号通过频域分集方式发送；

权重计算模块，用于对接收的通信信号的频段进行划分，对划分的各个频段的通信信号进行信道估计，并根据各个频段的信道估计值计算各个频段的分集权重；

分集合并模块，用于利用各个频段的分集权重，对各个频段的通信信号进行最大比合并；

所述权重计算模块根据各个频段的信道估计值计算各个频段的分集权重，具体包括：

分别根据所述各个频段的信道估计值计算各个频段的信号能量；

计算各个频段的信号能量之和，作为所有频段的总信号能量；

分别计算第一阈值至第N阈值，第i阈值＝所有频段的总信号能量*(2*i-1)/(2*N)，其中，*为乘号，N为2的整数倍，i为1至N中的自然数；

分别比较各个频段的信号能量与第一阈值至第N阈值的大小，如果某频段的信号能量小于第一阈值，则该频段的分集权重为0；如果某频段的信号能量在第i阈值至第i+1阈值之间，则该频段的分集权重为(2*i-1)/(2*N)；如果某频段的信号能量大于第N阈值，则该频段的分集权重为(2*N-1)/(2*N)。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述发送端发送的通信信号包括控制字数据和数据块数据；

所述权重计算模块对接收的通信信号的频段进行划分，具体包括：

对于接收的所述控制字数据，所述权重计算模块按照预先设置的各个频段的控制字子载波数对所述接收的通信信号的频段进行划分；

对于接收的所述数据块数据，所述权重计算模块按照接收的控制字数据中携带的数据块分集拷贝信息，计算各个频段的数据块子载波数，并根据计算出的各个频段的数据块子载波数对所述接收的通信信号的频段进行划分。

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