CN109743088B - 一种无线发送的接入方法及接入系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种无线发送的接入方法及接入系统，其中，该接入系统包括：应用模块，用于将待发送的应用数据传输至接入模块；接入模块，用于将所述应用数据拆分成多个分包数据；无线波形生成模块，用于对每个分包数据，经过编码、调制、组帧后，生成无线波形，其中，所述无线波形中，采用大于30kHz的载波频率间隔的多载波信号；天线模块，用于将所述无线波形发送出去，进而大幅度的降低波形的时延。

Description

一种无线发送的接入方法及接入系统

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种无线发送的接入方法及接入系统。

背景技术

一直以来移动技术、网络技术都是美国最先开发成功的，而且几乎全部网络服务器都设在美国，因此美国可谓掌握着全球网络的命门。而且，为了控制和应对其他国家的挑战，美国还专门成立了网军，用于在网络上的攻防战。但美军控制着互联网的命脉，而网络的神经却正在逐渐被中国所掌控，这就是中国正在制定5G的国际标准。5G的最大特征是无与伦比的快，大约是4G速度的100倍。5G网络不仅速度快，还具有高连接数、低时延、高可靠性和低功耗等多项优点。在5G的军事应用中，军队指挥官可以实时看到前方战场的真实打击效果画面，后方指挥官可以越过驾驶员或飞行员直接控制前方的作战平台，每个作战平台上的人员都能看到友军其他平台的分享画面，甚至可以通过网络来控制敌方的卫星，5G成为世界标准可以大大提升国家综合竞争力。

针对5G的研究已成为近年来通信业界共同关注的热点，业界致力于2020年全面开展5G商用。目前已经有多个论坛和专项提出了5G的大概轮廓，并开展相关关键技术的研究。欧盟第七科技框架计划(FP7)中，欧盟设置了多个面向5G的研究课题5G NOW、METIS。英国创立5G创新中心，致力于未来用户需求、5G网络关键性能指标、核心技术的研究与评估验证。韩国科技部、ICT和未来计划部(MSIP)共同推动成立了韩国“5G Forum”，旨在推动其国内5G进展。日本电波产业协会(ARIB)在高级无线通信研究委员会(ADWICS)内成立了“2020andBeyond Ad Hoc”特别讨论会,其旨在研究用于2020年及以后的无线通信系统。中国工业和信息化部、发改委和科技部共同成立IMT-2020推进组，作为5G推进工作的平台，推动国内自主研发的5G技术成为国际标准，并首次提出了我国要在5G标准制定中起到引领作用的宏伟目标。

毫秒级低时延通信技术，是5G未来愿景的四大场景之一，

然而，目前无线通信的时延大多在10毫秒以上，在低时延无线领域的设计与应用还方兴未艾。

因此，如何实现低时延无线信号的传输是目前亟待解决的一个问题。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的无线发送的接入方法及接入系统。

本发明实施例提供一种无线发送的接入系统，包括：

应用模块，用于将待发送的应用数据传输至接入模块；

接入模块，用于将所述应用数据拆分成多个分包数据；

无线波形生成模块，用于对每个分包数据，经过编码、调制、组帧后，生成无线波形，其中，所述无线波形中，采用大于30kHz的载波频率间隔的多载波信号；

天线模块，用于将所述无线波形发送出去。

进一步地，所述无线波形生成模块包括：

编码单元，用于将所述每个分包数据进行编码，获得编码比特信号；

调制单元，用于将所述编码比特信号进行调制，获得调制信号；

多天线MIMO单元，用于将所述调制信号经过分解或者复用，获得多路信号，每路信号映射至一天线上；

波形映射单元，用于将所述多路信号分别转换为时域信号；

组帧单元，用于将所述时域信号进行组帧，获得无线波形。

进一步地，所述多天线MIMO单元具体包括：

分解子单元，用于将所述调制信号分解为多个不同的子信号；

第一映射子单元，用于将每个子信号映射至一天线上，获得多路信号。

进一步地，所述多天线MIMO单元具体包括：

复用子单元，用于将所述调制信号复制为多个相同的信号；

第二映射子单元，用于将每个相同的信号映射至一天线上，获得多路信号。

进一步地，所述波形映射单元具体包括：

复制子单元，用于将所述多路信号中的每路信号进行复制，获得每路信号的多个符号；

载波映射子单元，用于将所述每路信号的多个符号映射至不同的载波上，获得多载波的频域信号；

正交频分复用子单元，用于将所述多载波的频域信号转换成时域信号。

进一步地，所述组帧单元具体用于：

将所述时域信号进行组帧，使得每个时域信号经过组帧后形成包含子帧头、子帧发送控制字、子帧发送数据、子帧保护间隔、子帧接收应答的子帧，获得上述帧结构的无线波形。

另一方面，本发明还提供一种无线发送的接入方法，包括：

接收待发送的应用数据；

将所述应用数据拆分为多个分包数据；

将每个分包数据进行编码、调制、组帧后，生成无线波形，其中，所述无线波形中，采用大于30kHz的载波频率间隔的多载波信号；

将所述无线波形发送出去。

进一步地，所述将每个分包数据进行编码、调制、组帧后，生成无线波形，具体包括：

将所述每个分包数据进行编码，获得编码比特信号；

将所述编码比特信号进行调制，获得调制信号；

将所述调制信号经过分解或者复用，获得多路信号，每路信号映射至一天线上；

将所述多路信号分别转换为时域信号；

将所述时域信号进行组帧，获得无线波形。

进一步地，所述将所述调制信号经过分解或者复用，获得多路信号，每路信号映射至一天线上，具体包括：

将所述调制信号分解为多个不同的子信号；

将每个子信号映射至一天线上，获得多路信号；或者

将所述调制信号复制为多个相同的信号；

将每个相同的信号映射至一天线上，获得多路信号。

进一步地，所述将所述多路信号分别转换为时域信号，具体包括：

将所述多路信号中的每路信号进行复制，获得每路信号的多个符号；

将所述每路信号的多个符号映射至不同的载波上，获得多载波的频域信号；

将所述多载波的频域信号转换成时域信号。

本发明实施例中的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本发明提供的一种无线发送的接入系统，包括应用模块、接入模块、无线波形生成模块以及天线模块，应用模块将待发送的应用数据传输至接入模块，接入模块用于将应用数据拆分成多个分包数据，无线波形生成模块用于对每个分包数据经过编码、调制、组帧后，生成无线波形，其中，无线波形中，采用大于30kHz的载波频率间隔的多载波信号，最终由天线模块将该无线波形发送出去，其中，在无线波形生成模块中，采用频率较高的采样时钟，使得预设时间内包含大于预设数量的子帧数据，从而大幅度的降低波形的时延。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考图形表示相同的部件。在附图中：

图1示出了本发明实施例中无线发送的接入系统的模块示意图；

图2示出了本发明实施例中无线波形生成模块的模块示意图；

图3示出了本发明实施例中编码过程的结构示意图；

图4示出了本发明实施例中波形映射模块的示意图；

图5示出了本发明实施例中一个子帧结构的示意图；

图6示出了本发明实施例中1ms中包含的多个帧的示意图；

图7示出了本发明实施例中无线发送的接入方法的步骤流程示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

本发明实施例提供了一种无线发送的接入系统，如图1所示，包括：应用模块101、接入模块102、无线波形生成模块103、无线模块104，其中，该应用模块101用于将待发送的应用数据传输至接入模块102，该接入模块102用于将应用数据拆分成多个分包数据，该无线波形生成模块103用于对每个分包数据，经过编码、调制、组帧后，生成无线波形，其中，该无线波形中，采用大于30kHz的载波频率间隔的多载波信号，最后，该天线模块用于将该无线波形发送出去。

在具体的实施方式中，该接入系统不仅可以实现上述的发送功能，还具有接收功能。因此，对于天线模块104而言，不仅可以将无线波形发送出去，还可以接收外界的无线波形；无线波形生成模块103不仅可以对每个分包数据经过编码、调制、组帧后，生成无线波形，还可以将接收到的外界的无线波形经过解析、解调、解码，获得对应的分包数据；接入模块102不仅可以将应用数据拆分为多个分包数据，而且，还可以将获得的多个分包数据合成应用数据；应该模块101不仅可以将待发送的应用数据传输至接入模块102，还可以用于提供各种应用接口，如网络配置接口、系统数据接口、用户数据接口等，通过这些应用接口将应用数据输出给外部应用。

关于该接入系统的接收功能就不再详细赘述了，接收功能的具体过程相当于发送过程的逆过程。

具体地，如图2所示，该无线波形生成模块103包括编码单元1031、调制单元1032、多天线MIMO单元1033，以及波形映射单元1034和组帧单元1035。该编码单元1031用于将每个分包数据进行编码，获得编码比特信号，具体编码可采用递归系统卷积码编码方式，进而可以降低时延。当然，还可以采用其他的编码方式，例如Turbo编码(并行级联递归系统卷积码编码)、LDPC编码(低密度奇偶校验编码)、Polar编码(极化编码)等。

在采用递归系统卷积码编码的过程中，如图3所示，具体是将每个分包数据编码成3个子码，实际操作中，将分包数据中每个比特映射成一个长序列码0扩展成子码0，将分包数据通过一个递归系统卷积码编码器1进行编码后，再将该编码后的比特映射成一个长序列码1扩展成子码1，将分包数据通过交织器进行交织，然后再通过一个递归系统卷积码编码器2进行编码后，最后再经过长序列码2扩展成子码2，最后，将这3个子码逐个比特排列成码序列，获得编码比特信号。

接着，将该编码比特信号进行调制，获得调制信号，具体可以采用的调制方式，如QAM、PSK等，其中，QAM调制方式的效率最高。

然后，采用多天线MIMO单元1033将调制信号经过分解或者复用，获得多路信号，并将每路信号映射至一天线上。

具体地，该多天线MIMO单元1033具体包括：分解子单元，用于将调制信号分解为多个不同的子信号；第一映射子单元，用于将每个子信号映射至一天线上，获得多路信号。

另一种方式中，该多天线MIMO单元1033具体包括：复用子单元，用于将调制信号复制为多个相同的信号；第二映射子单元，用于将每个相同的信号映射至一天线上，获得多路信号。该复用的过程实现了空间分集，提高了空间增益

具体的实施方式中，当在低速传输信号时，将调制信号进行复用编码，生成多路复用符号，即获得多路信号，从而实现信号的空间分集；当在高速传输信号时，将调制信号进行符号分解编码，生成多路分解符号，即获得多路信号，然后将每路信号映射至一天线上，由于该多天线MIMO单元1033上有多个天线，因此，使得多天线上的多个天线上均携带有信号。

接着，将映射至每个天线上的信号进行波形映射，从而提高信号增益，具体地，如图4所示，该波形映射单元1034具体包括：复制子单元401，用于将多路信号中的每路信号进行复制，获得每路信号的多个符号；载波映射子单元402，用于将每路信号的多个符号映射至不同的载波上，获得多载波的频域信号403；正交频分复用子单元，用于将多载波的频域信号转换成时域信号。

其中，该复制子单元401将多路信号中的每路信号进行复制，实现了信号的频率分集，从而提高了频谱增益。

该载波映射子单元402将每路信号的多个符号映射至不同的载波上，从而构成一个OFDM频域的多载波输入信号，采用多个频点的信号共同给同一个符号提供信息，能够防止一些子载波衰落较严重时，影响接收解码，进而提高符号的增益，以及接收信号。

该正交频分复用子单元403将多载波的频域信号转换为时域信号，进而转换为可在空间传输的信号。

最后，该组帧单元1035中，将该时域信号进行组帧，使得每个时域信号经过组帧后形成包含子帧头、子帧发送控制字、子帧发送数据、子帧保护间隔、子帧接收应答的子帧，从而获得上述帧结构的无线波形。具体如图5所示。

其中，该子帧发送数据即为上述获得的时域信号。每个子帧结构中，将子帧发送数据和子帧接收应答集中在一起，避免现有将数据与接收应答分别置于不同的子帧中进行发送造成波形时延较大的问题，进而使得波形时延大大降低。而且，在生成的无线波形中，采用频率较高的采样时钟，具体是采用大于30kHz的载波频率间隔的多载波信号，使得多载波信号中每个子帧的时间小于0.25ms，从而实现亚毫秒级短帧，可以在预设时间内包含大于预设数量的子帧数据，大幅度降低了无线波形的时延。具体地，在每1ms时间内包含多个子帧，这样，每个子帧的时间都比较短，每个子帧的时间小于0.25ms，实现了低时延的帧结构。如图6所示。

当然，上述过程为该接入系统的发送功能，由此可见发送无线波形时，能够降低波形时延，同理，当该接入系统在实现接收功能时，也可以降低接收波形的时延。

基于相同的发明构思，本发明实施例还提供一种无线发送的接入方法，如图7所示，包括：

S701，接收待发送的应用数据；

S702，将所述应用数据拆分为多个分包数据；

S703，将每个分包数据进行编码、调制、组帧后，生成无线波形，其中，所述无线波形中，采用大于预设频率的采样时钟，使得在预设时间内包含大于预设数量的子帧；

S704，将所述无线波形发送出去。

优选地，所述将每个分包数据进行编码、调制、组帧后，生成无线波形，具体包括：

将所述每个分包数据进行编码，获得编码比特信号；

将所述编码比特信号进行调制，获得调制信号；

将所述调制信号经过分解或者复用，获得多路信号，每路信号映射至一天线上；

将所述多路信号分别转换为时域信号；

将所述时域信号进行组帧，获得无线波形。

优选地，所述将所述调制信号经过分解或者复用，获得多路信号，每路信号映射至一天线上，具体包括：

将所述调制信号分解为多个不同的子信号；

将每个子信号映射至一天线上，获得多路信号；或者

将所述调制信号复制为多个相同的信号；

将每个相同的信号映射至一天线上，获得多路信号。

优选地，所述将所述多路信号分别转换为时域信号，具体包括：

将所述多路信号中的每路信号进行复制，获得每路信号的多个符号；

将所述每路信号的多个符号映射至不同的载波上，获得多载波的频域信号；

将所述多载波的频域信号转换成时域信号。

优选地，组帧的过程具体是将上述获得的时域信号进行组帧，使得每个时域信号经过组帧后形成包含子帧头、子帧发送控制字、子帧发送数据、子帧保护间隔、子帧接收应答的子帧，获得上述帧结构的无线波形。

采用上述的帧结构，可有效降低波形时延。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种无线发送的接入系统，其特征在于，包括：

应用模块，用于将待发送的应用数据传输至接入模块；

接入模块，用于将所述应用数据拆分成多个分包数据；

无线波形生成模块，用于对每个分包数据，经过编码、调制、组帧后，生成无线波形，其中，所述无线波形中，采用大于30kHz的载波频率间隔的多载波信号；

天线模块，用于将所述无线波形发送出去；

其中，所述无线波形生成模块对每个分包数据进行编码的步骤包括：

将分包数据中每个比特映射成一个长序列码0扩展成子码0；

将分包数据通过一个递归系统卷积码编码器1进行编码后，再将编码后的比特映射成一个长序列码1扩展成子码1；

将分包数据通过交织器进行交织，然后再通过一个递归系统卷积码编码器2进行编码后，最后再经过长序列码2扩展成子码2；

将子码0、子码1以及子码2逐个比特排列成码序列，获得编码比特信号；

其中，所述无线波形生成模块还用于当在低速传输信号时，将调制信号进行复用编码，生成多路复用符号；当在高速传输信号时，将调制信号进行符号分解编码，生成多路分解符号；并依据多路复用符号或多路分解符号生成无线波形；其中，调制信号是对分包数据进行编码、调制之后获得的。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述无线波形生成模块包括：

编码单元，用于将所述每个分包数据进行编码，获得编码比特信号；

调制单元，用于将所述编码比特信号进行调制，获得调制信号；

多天线MIMO单元，用于将所述调制信号经过分解或者复用，获得多路信号，每路信号映射至一天线上；

波形映射单元，用于将所述多路信号分别转换为时域信号；

组帧单元，用于将所述时域信号进行组帧，获得无线波形。

3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述多天线MIMO单元具体包括：

分解子单元，用于将所述调制信号分解为多个不同的子信号；

第一映射子单元，用于将每个子信号映射至一天线上，获得多路信号。

4.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述多天线MIMO单元具体包括：

复用子单元，用于将所述调制信号复制为多个相同的信号；

第二映射子单元，用于将每个相同的信号映射至一天线上，获得多路信号。

5.如权利要求3或4所述的系统，其特征在于，所述波形映射单元具体包括：

复制子单元，用于将所述多路信号中的每路信号进行复制，获得每路信号的多个符号；

载波映射子单元，用于将所述每路信号的多个符号映射至不同的载波上，获得多载波的频域信号；

正交频分复用子单元，用于将所述多载波的频域信号转换成时域信号。

6.如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述组帧单元具体用于：

将所述时域信号进行组帧，使得每个时域信号经过组帧后形成包含子帧头、子帧发送控制字、子帧发送数据、子帧保护间隔、子帧接收应答的子帧，获得上述帧结构的无线波形。

7.一种无线发送的接入方法，其特征在于，包括：

接收待发送的应用数据；

将所述应用数据拆分为多个分包数据；

将每个分包数据进行编码、调制、组帧后，生成无线波形，其中，所述无线波形中，采用大于30kHz的载波频率间隔的多载波信号；

将所述无线波形发送出去；

其中，将每个分包数据进行编码的步骤包括：

将分包数据中每个比特映射成一个长序列码0扩展成子码0；

将分包数据通过一个递归系统卷积码编码器1进行编码后，再将编码后的比特映射成一个长序列码1扩展成子码1；

将分包数据通过交织器进行交织，然后再通过一个递归系统卷积码编码器2进行编码后，最后再经过长序列码2扩展成子码2；

将子码0、子码1以及子码2逐个比特排列成码序列，获得编码比特信号；

其中，将每个分包数据进行编码、调制、组帧后，生成无线波形，具体包括：

当在低速传输信号时，将调制信号进行复用编码，生成多路复用符号；当在高速传输信号时，将调制信号进行符号分解编码，生成多路分解符号；并依据多路复用符号或多路分解符号生成无线波形；其中，调制信号是对分包数据进行编码、调制之后获得的。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述将每个分包数据进行编码、调制、组帧后，生成无线波形，具体包括：

将所述每个分包数据进行编码，获得编码比特信号；

将所述编码比特信号进行调制，获得调制信号；

将所述调制信号经过分解或者复用，获得多路信号，每路信号映射至一天线上；

将所述多路信号分别转换为时域信号；

将所述时域信号进行组帧，获得无线波形。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述将所述调制信号经过分解或者复用，获得多路信号，每路信号映射至一天线上，具体包括：

将所述调制信号分解为多个不同的子信号；

将每个子信号映射至一天线上，获得多路信号；或者

将所述调制信号复制为多个相同的信号；

将每个相同的信号映射至一天线上，获得多路信号。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述将所述多路信号分别转换为时域信号，具体包括：

将所述多路信号中的每路信号进行复制，获得每路信号的多个符号；

将所述每路信号的多个符号映射至不同的载波上，获得多载波的频域信号；

将所述多载波的频域信号转换成时域信号。

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