CN111327400B - 基于ofdm的高速无线通信物理层发射信号产生方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于OFDM的高速无线通信物理层发射信号产生方法及系统，包括：根据媒介访问控制层MAC的输出数据确定物理帧头控制字SIG数据、物理帧头PHR数据和物理层服务数据单元PSDU数据；按照预设的处理方式分别对所述SIG数据、PHR数据和PSDU数据进行处理；分别进行星座点映射，并插入经过功率控制后的导频数据，并对插入导频数据后的SIG数据、PHR数据和PSDU数据进行反傅里叶变换，以转换到时域；分别对转换到时域后的SIG数据、PHR数据和PSDU数据添加循环前缀，以分别生成SIG数据、PHR数据和PSDU数据对应的正交频分复用OFDM符号；获取时域前导信号数据；对所述时域前导信号数据以及SIG数据、PHR数据和PSDU数据对应的OFDM符号进行加窗处理，以生成基于OFDM的帧信号进入模拟前端。

Description

基于OFDM的高速无线通信物理层发射信号产生方法及系统
技术领域
本发明涉及无线通信技术领域，并且更具体地，涉及一种基于OFDM的高速无线通信物理层发射信号产生方法及系统。
背景技术
电力线载波通信是利用电力布线来传送和接收通信信号的有线通信技术,是电网以往较常使用的一种重要的用电信息采集通信技术。随着国家发展智能电网的规划和方案的提出、用电信息系统建设地不断推进，智能电能表与采集终端数量的大幅增加，电力电子器件和变频设备的广泛应用，使得电网电磁环境越来越复杂，造成载波的通讯环境更恶劣，智能电能表与采集终端载波通信性能的不稳定。
鉴于电力线的上述干扰及衰减，微功率无线技术开始兴起。无线通信有效地避开了电力线上的干扰和衰减，较高的通信速率使得通信实时性得到了有力保障，但是无线通信又容易受环境干扰，穿透墙体和建筑物时信号衰减较大。由于用电信息采集系统在信息采集过程中必须保证数据传输的可靠性和稳定性，电力线载波通信与无线通信又各有优缺点，只有两者相结合，发挥各自的优点才更具有实际意义，因此双模通信系统成为当前比较流行一种趋势，而作为双模通信系统中的基于OFDM的高速无线通信成为当前的热门研究领域。
正交频分复用技术(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM)是把一组高速传输的串行数据流转化为低速并行的数据流，再将这些并行数据调制在相互正交的子载波上，实现并行数据传输。OFDM技术具有较强的抗码间干扰能力，较强的抗衰落能力、较强的抗突发噪声能力，较高的频谱利用率等优点。针对电力无线信道特点，可在电力无线通信中利用OFDM技术对抗无线信道的衰减以及引入的各种噪声和干扰，以满足智能电网在可靠性、安全性、及时性等方面的要求。
发明内容
本发明提出一种基于OFDM的高速无线通信物理层发射信号产生方法及系统，以解决如何提高高速无线通信的频带效率和抗信道多径衰落能力的问题。
为了解决上述问题，根据本发明的一个方面，提供了一种基于OFDM的高速无线通信物理层发射信号产生方法，其特征在于，所述方法包括：
接收媒介访问控制层MAC的输出数据，根据所述输出数据的PHR数据的调制编码方式确定物理帧头控制字SIG数据，根据所述输出数据的物理层服务数据单元PSDU数据的调制编码方式确定物理帧头PHR数据；
按照预设的处理方式分别对所述SIG数据、PHR数据和PSDU数据进行处理，以获取经过处理的SIG数据、PHR数据和PSDU数据；
按照预设的映射方式对经过处理的SIG数据、PHR数据和PSDU数据分别进行星座点映射，并插入经过功率控制后的导频数据，并对插入导频数据后的SIG数据、PHR数据和PSDU数据进行反傅里叶变换，以转换到时域；
分别对转换到时域后的SIG数据、PHR数据和PSDU数据添加循环前缀，以分别生成SIG数据、PHR数据和PSDU数据对应的正交频分复用OFDM符号；
对在频域产生的前导信号数据进行反傅里叶变换和功率控制，以获取时域前导信号数据；
对所述时域前导信号数据以及SIG数据、PHR数据和PSDU数据对应的正交频分复用OFDM符号进行加窗处理，以生成基于OFDM的帧信号进入模拟前端。
优选地，其中所述按照预设的处理方式分别对所述SIG数据、PHR数据和PSDU数据进行处理，以获取经过处理的SIG数据、PHR数据和PSDU数据，包括：
对所述SIG数据依次进行(36，3)分组编码处理，符号填充处理和加扰处理，以获取经过处理的SIG数据；
对所述PHR数据依次进行Turbo编码处理，信道交织处理和分集拷贝处理，以获取经过处理的PHR数据；
对所述PSDU数据依次进行加扰处理，Turbo编码处理，信道交织处理和分集拷贝处理，以获取经过处理的PSDU数据。
优选地，其中利用Turbo编码器对数据进行Turbo编码，所述Turbo编码器，包括：Turbo交织器、第一分量编码器和第二分量编码器；第二分量编码器的输入信号需要经过Turbo交织；Turbo交织器按照双比特为单位进行交织，交织长度等于原始数据块长度的双比特数量；Turbo交织器根据需求的不同选择不同的码率。
优选地，其中在对PHR数据进行Tuobo编码时，Turbo编码块长度为PB16，支持1/2码率和4/5码率；
PSDU数据支持PB16、PB40、PB72、PB136、PB264和PB520六种模式，每个模式均支持1/2码率和4/5码率，在对PSDU数据进行Turbo编码时，根据不同需求选择不同的数据块大小和码率。
优选地，其中所述方法还包括：
在对经过Turbo编码的PHR数据和PSDU数据进行信道交织处理时，将数据分为信息码和校验码两部分，并分开交织；其中，在对信息位进行交织时，将信息比特按照列进行出的方式，通过读取不同行，将信息位打乱；对校验位交织时与信息位交织方式相同，只是读取时从偏移量地址开始；
对经过交织的信息码和校验码进行交织处理；其中，交织方式根据信息码率确定。
优选地，其中所述分集拷贝处理，包括：对原始信号进行分集和映射处理。
优选地，其中所述导频数据由初始值全是1的PN10序列产生；PN序列的第1个输出比特放在分组1、Pilot Tone为#1所对应的导频子载波上，后续比特依次放置到对应的导频子载波上；导频子载波统一采用BPSK调制方式；
所述基于OFDM的帧信号包括：前导信号数据、SIG数据、PHR数据和PSDU数据，所述前导信号数据包括：短训练域STF数据和长训练域LTF数据。
优选地，其中所述方法还包括：在对插入导频数据后的SIG数据、PHR数据和PSDU数据进行反傅里叶变换前，对插入导频数据后的SIG数据、PHR数据和PSDU数据进行相位转换；参考相位包括：-64号至63号载波。
根据本发明的另一个方面，提供了一种基于OFDM的高速无线通信物理层发射信号产生系统，所述系统包括：
数据接收单元，用于接收媒介访问控制层MAC的输出数据，根据所述输出数据的PHR数据的调制编码方式确定物理帧头控制字SIG数据，根据所述输出数据的物理层服务数据单元PSDU数据的调制编码方式确定物理帧头PHR数据；
数据处理单元，用于按照预设的处理方式分别对所述SIG数据、PHR数据和PSDU数据进行处理，以获取经过处理的SIG数据、PHR数据和PSDU数据；
数据转换单元，用于按照预设的映射方式对经过处理的SIG数据、PHR数据和PSDU数据分别进行星座点映射，并插入经过功率控制后的导频数据，并对插入导频数据后的SIG数据、PHR数据和PSDU数据进行反傅里叶变换，以转换到时域；
OFDM符号生成单元，用于分别对转换到时域后的SIG数据、PHR数据和PSDU数据添加循环前缀，以分别生成SIG数据、PHR数据和PSDU数据对应的正交频分复用OFDM符号；
前导信号数据获取单元，用于对在频域产生的前导信号数据进行反傅里叶变换和功率控制，以获取时域前导信号数据；
基于OFDM的帧信号生成单元，用于对所述时域前导信号数据以及SIG数据、PHR数据和PSDU数据对应的正交频分复用OFDM符号进行加窗处理，以生成基于OFDM的帧信号进入模拟前端。
优选地，其中所述数据处理单元，按照预设的处理方式分别对所述SIG数据、PHR数据和PSDU数据进行处理，以获取经过处理的SIG数据、PHR数据和PSDU数据，包括：
SIG数据处理模块，用于对所述SIG数据依次进行(36，3)分组编码处理，符号填充处理和加扰处理，以获取经过处理的SIG数据；
PHR数据处理模块，用于对所述PHR数据依次进行Turbo编码处理，信道交织处理和分集拷贝处理，以获取经过处理的PHR数据；
PSDU数据处理模块，用于对所述PSDU数据依次进行加扰处理，Turbo编码处理，信道交织处理和分集拷贝处理，获取经过处理的PSDU数据。
优选地，其中所述PHR数据处理模块和PSDU数据处理模块，还包括：
利用Turbo编码器对数据进行Turbo编码，所述Turbo编码器，包括：Turbo交织器、第一分量编码器和第二分量编码器；第二分量编码器的输入信号需要经过Turbo交织；Turbo交织器按照双比特为单位进行交织，交织长度等于原始数据块长度的双比特数量；Turbo交织器根据需求的不同选择不同的码率。
优选地，其中在对PHR数据进行Turbo编码时，Turbo编码块长度为PB16，支持1/2码率和4/5码率；
PSDU数据支持PB16、PB40、PB72、PB136、PB264和PB520六种模式，每个模式均支持1/2码率和4/5码率，在对PSDU数据进行Turbo编码时，根据不同需求选择不同的数据块大小和码率。
优选地，其中所述PHR数据处理模块和PSDU数据处理模块，还用于：
在对经过Turbo编码的PHR数据和PSDU数据进行信道交织处理时，将数据分为信息码和校验码两部分，并分开交织；其中，在对信息位进行交织时，将信息比特按照列进行出的方式，通过读取不同行，将信息位打乱；对校验位交织时与信息位交织方式相同，只是读取时从偏移量地址开始；
对经过交织的信息码和校验码进行交织处理；其中，交织方式根据信息码率确定。
优选地，其中所述PHR数据处理模块和PSDU数据处理模块对数据进行分集拷贝处理，包括：对原始信号进行分集和映射处理。
优选地，其中所述导频数据由初始值全是1的PN10序列产生；PN序列的第1个输出比特放在分组1、Pilot Tone为#1所对应的导频子载波上，后续比特依次放置到对应的导频子载波上；导频子载波统一采用BPSK调制方式；
基于OFDM的帧信号包括：前导信号数据、SIG数据、PHR数据和PSDU数据，所述前导信号数据包括：短训练域STF数据和长训练域LTF数据。
优选地，其中所述数据转换单元，还用于：
在对插入导频数据后的SIG数据、PHR数据和PSDU数据进行反傅里叶变换前，对插入导频数据后的SIG数据、PHR数据和PSDU数据进行相位转换；其中，参考相位包括：-64号载波至63号载波。
本发明提供了一种基于OFDM的高速无线通信物理层发射信号产生方法及系统，采用OFDM技术，提高了高速无线通信的频带效率和抗信道多径衰落能力；同时，通过Turbo编码、信道交织和分集拷贝等技术降低了SIG数据、PHR数据和PSDU数据的误码率，提升了系统的鲁棒性；在星座点映射时加入相位旋转因子，降低了OFDM符号的峰均比，提升了系统的功放效率；基于OFDM技术，能够满足智能电网在可靠性、安全性、及时性等方面的要求。
附图说明
通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本发明的示例性实施方式：
图1为根据本发明实施方式的基于OFDM的高速无线通信物理层发射信号产生方法100的流程图；
图2为根据本发明实施方式的对SIG数据进行处理的示意图；
图3为根据本发明实施方式的对SIG数据进行(36，3)分组编码处理时的生成矩阵图；
图4为根据本发明实施方式的对数据进行加扰处理的示意图；
图5为根据本发明实施方式的对PHR数据进行处理的示意图；
图6为根据本发明实施方式的对PSDU数据进行处理的示意图；
图7为根据本发明实施方式的Turbo编码器的结构示意图；
图8为根据本发明实施方式的Turbo分量编码器的结构示意图；
图9为根据本发明实施方式的STF基础层时域帧格式图；
图10为根据本发明实施方式的STF帧格式图；
图11为根据本发明实施方式的LTF帧格式图；
图12为根据本发明实施方式的带宽200kHz模式下前导序列STF和LTF经功率控制后模的时域图；
图13为根据本发明实施方式的带宽200kHz模式下前导序列中LTF自相关特性图；
图14为根据本发明实施方式的带宽200kHz模式下利用数据相位映射表生成的SIG模的时域图；
图15为根据本发明实施方式的带宽200kHz模式下利用数据相位映射表生成的PHR帧模的时域图；
图16为根据本发明实施方式的帧信号的结构示意图；
图17为根据本发明实施方式的生成帧信号的示意图；
图18为根据本发明实施方式的基于OFDM的高速无线通信物理层发射信号产生系统1800的结构示意图。
具体实施方式
现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。
除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。
图1为根据本发明实施方式的基于OFDM的高速无线通信物理层发射信号产生方法100的流程图。如图1所示，本发明实施方式提供的基于OFDM的高速无线通信物理层发射信号产生方法，采用OFDM技术，提高了高速无线通信的频带效率和抗信道多径衰落能力；同时，通过Turbo编码、信道交织和分集拷贝等技术降低了SIG数据、PHR数据和PSDU数据的误码率，提升了系统的鲁棒性；在星座点映射时加入相位旋转因子，降低了OFDM符号的峰均比，提升了系统的功放效率；基于OFDM技术，能够满足智能电网在可靠性、安全性、及时性等方面的要求。本发明实施方式提供的基于OFDM的高速无线通信物理层发射信号产生方法100，从步骤101处开始，在步骤101接收媒介访问控制层MAC的输出数据，根据所述输出数据的PHR数据的调制编码方式确定物理帧头控制字SIG数据，根据所述输出数据的物理层服务数据单元PSDU数据的调制编码方式确定物理帧头PHR数据。
在本发明实施方式中，物理层接收来自MAC层的输入，将来自MAC层的数据分为SIG数据、PHR数据和PSDU数据，并分开处理SIG数据、PHR数据和PSDU数据的编码。本发明实施方式的物理层OFDM符号有三种模式，Option1的FFT点数为128，Option2的FFT点数为64，Option3的FFT点数为32，三种OFDM模式的符号长度都为122.88微秒。物理层3种通信模式的通信带宽、FFT点数及有效载波等参数如表1所示。所使用的通信频段470MHz-510MHz,各模式详细情况如表2所示。采用的OFDM符号，其时域点数如表3所示。物理帧头控制字(SIG)的调制编码方式及所用的符号个数如表4所示。
表1通信模式和带宽
Figure BDA0002384088510000071
Figure BDA0002384088510000081
表2通信频段、信道数与第一个信道中心频率
Figure BDA0002384088510000082
表3 OFDM符号特性
Figure BDA0002384088510000083
表4 SIG的调制编码方式
Figure BDA0002384088510000084
在步骤102，按照预设的处理方式分别对所述SIG数据、PHR数据和PSDU数据进行处理，以获取经过处理的SIG数据、PHR数据和PSDU数据。
优选地，其中所述按照预设的处理方式分别对所述SIG数据、PHR数据和PSDU数据进行处理，以获取经过处理的SIG数据、PHR数据和PSDU数据，包括：
对所述SIG数据依次进行(36，3)分组编码处理，符号填充处理和加扰处理，以获取经过处理的SIG数据；
对所述PHR数据依次进行Turbo编码处理，信道交织处理和分集拷贝处理，以获取经过处理的PHR数据；
对所述PSDU数据依次进行加扰处理，Turbo编码处理，信道交织处理和分集拷贝处理，以获取经过处理的PSDU数据。
优选地，其中利用Turbo编码器对数据进行Turbo编码，所述Turbo编码器，包括：Turbo交织器、第一分量编码器和第二分量编码器；第二分量编码器的输入信号需要经过Turbo交织；Turbo交织器按照双比特为单位进行交织，交织长度等于原始数据块长度的双比特数量；Turbo交织器根据需求的不同选择不同的码率。
优选地，其中在对PHR数据进行Tuobo编码时，Turbo编码块长度为PB16，支持1/2码率和4/5码率；
PSDU数据支持PB16、PB40、PB72、PB136、PB264和PB520六种模式，每个模式均支持1/2码率和4/5码率，在对PSDU数据进行Turbo编码时，根据不同需求选择不同的数据块大小和码率。
优选地，其中所述方法还包括：在对经过Turbo编码的PHR数据和PSDU数据进行信道交织处理时，将数据分为信息码和校验码两部分，并分开交织；其中，在对信息位进行交织时，将信息比特按照列进行出的方式，通过读取不同行，将信息位打乱；对校验位交织时与信息位交织方式相同，只是读取时从偏移量地址开始；对经过交织的信息码和校验码进行交织处理；其中，交织方式根据信息码率确定。
优选地，其中所述分集拷贝处理，包括：对原始信号进行分集和映射处理。
图2为根据本发明实施方式的对SIG数据进行处理的示意图。如图2所示，对SIG数据进行(36,3)分组编码，信道交织和加扰。首先，要对SIG数据进行(36，3)分组编码，对SIG数据进行(36，3)分组编码处理的生成矩阵图如图3所示。然后，对输出的36比特进行符号填充；SIG在编码后为36比特,在每个Option中，都直接重复到填满所有的OFDM符号。最后，对符号填充后的比特进行加扰。SIG编码和填充符号后的比特需加扰，扰码方法同PSDU加扰方法，初始种子为全1。加扰方式为数据流和一个重复伪随机噪声序列进行“异或”运算。伪随机噪声序列的扰码多项式由本原多项式产生，图4为根据本发明实施方式的对数据进行加扰处理的示意图。如图4所示，扰码多项式为：S(x)＝x10+x3+1；上式表示每输入一个数据，扰码多项式左移一位，并将它的第3位和第10位做异或运算，输出的结果与输入数据再做异或运算，即可得到输出数据。
图5为根据本发明实施方式的对PHR数据进行处理的示意图。如图5所示，对PHR数据依次进行Turbo编码，信道交织和分集拷贝处理。
首先对PHR数据进行Turbo编码，PHR的Turbo编码块长度为PB16，支持1/2和4/5两种码率。其中前128比特是信息码，后面是校验码。具体编码流程参考PSDU数据的编码流程。
然后，对输出的比特进行信道交织。其中，PHR的信道交织单元用来在多次拷贝和传送到信道之前，将Turbo编码器的输出的信息比特和校验比特进行随机化。
在进行信息比特的交织时，将信息比特分成4个子块，每个子块大小为K/4比特。信息比特按列写入K/4行4列的矩阵，按行读出。第一轮读(0,StepSize,2*StepSize…)行直到矩阵尾部；第二轮读(1,1+StepSize,1+2*StepSize…)行直到矩阵尾部；经过StepSize轮后全部行读取完毕。在进行校验比特的交织时，将校验比特分成4个子块，每个子块大小为T＝(N-K)/4比特。校验比特按列写入T行4列的矩阵，按行读出。第一轮读(offset,offset+StepSize,offset+2*StepSize…)mod T行；第二轮读(offset+1,offset+1+StepSize,offset+1+2*StepSize…)mod T行，每轮读T/StepSize行，经过StepSize轮后全部T行读取完毕；其中，信息比特数为K，编码比特数为N，校验比特数为N-K。
最后，对交织后的比特进行分集拷贝。分集拷贝用于将原始信号进行分集和映射。当只有分集次数为1时，可省略该环节。分集拷贝根据所选的模式中不同的拷贝次数，将原始数据按照PSDU数据分集拷贝过程进行处理。如果InData(i)表示信道交织器输出的比特，分集拷贝输出的比特序列OutData(i)将由下面得出。
Figure BDA0002384088510000101
表示x取值为小于等于a的最大整数，即下取整。
在每个分集中，最终没有填满的group用PadBitsNum个比特填充，具体的数据如下：第1个分集的数据来自原始数据的第0～PadBitsNum-1个比特，第2个分集的数据来自原始数据的第PadBitsNum～2*PadBitsNum-1个比特，依次类推至第N个分集。
图6为根据本发明实施方式的对PSDU数据进行处理的示意图。如图6所示，在本发明的实施方式中，依次对PSDU数据进行加扰，Turbo编码，信道交织和分集拷贝处理。其中，在对经过加扰的PSDU数据进行Turbo编码时，PSDU数据支持PB16，PB40，PB72，PB136，PB264，PB520六种模式，每个模式支持1/2和4/5两种码率，只支持1个PB块。Turbo编码过程包括分量编码、比特交织和打孔处理。
在本发明的实施方式中，利用如图7所示的Turbo编码器结构进行编码，Turbo编码由2个相同的分量编码器(ENC1，ENC2)组成，每输入一对信息比特(u1，u2)，输出系统比特(u1，u2)，和校验比特(p，q)。ENC1和ENC2使用8状态编码器，输入数据流的第一个比特位映射到u1，第二个比特位映射到u2，以此类推，在一个ENC中，每一对比特位对应输出一个校验位。经过Turbo编码后输入的[u1,u2]编码为[u1,u2,p,q]。Turbo编码器的分量编码器中的寄存器状态和咬尾矩阵有关，咬尾矩阵由物理块PB的大小和分量编码器的生成多项式决定；其中，分量编码器能够根据不同的编码块长度采用不同的生成多项式。
Turbo交织器用于将原始数据交织后作为第二个分量编码器的输入。Turbo交织按照双比特为单位进行交织，交织长度等于原始数据块长度的双比特数量。将数据通过一定的地址映射关系对PHR数据进行交织。
图8为分量编码器的示范性实施例，其具体流程如下:
步骤1，设置寄存器初始状态S0＝[S01,S02,S03]，为[0,0,0]。
步骤2，输入信息比特至分量编码器(ENC2输入的是交织后的信息比特)，直至最后一位，用于得到编，码结束的末状态SN＝[SN1,SN2,SN3]。
步骤3，定义矩阵M：
PB_Size为520，72，16时：
Figure BDA0002384088510000111
PB_Size为264，40时：
Figure BDA0002384088510000112
PB_Size为136时：
Figure BDA0002384088510000113
令S0'＝SN×M(SN是行向量，实际中用一个查找表实现上式计算)。
步骤4，将输入信息比特重新进入分量编码器，它的初始状态由步骤3算出，再经过一次编码后，他的末状态N'＝S0'，从而可以得出输出的Turbo编码校验位。
Turbo交织器用于将原始数据交织后作为第二个成员码的输入，Turbo交织按照双比特为单位进行，交织器长度等于原始数据块长度的双比特数量，Turbo交织的参数如表5定义，不同的PB长度，采用不同的参数，有PB16，PB40，PB72，PB136，PB264，PB520六种。
表5 Turbo交织参数表
Figure BDA0002384088510000121
首先规定Turbo交织的地址映射I(x)定义如下：
I(x)＝[S(xmodN)-(xdivN)*N+L]modLforx＝0,1,...,L-1,
其中,S()是一个查找表，N是S表长度，M是双比特交织长度除以S表长度，，见表6至表11，div表示整除，mod表示模运算。地址映射I(x)用于Turbo交织的具体算法如下：
Figure BDA0002384088510000122
其中,Data()表示交织器输入，IntData()表示交织器输出，需要注意的是，当交织器输出地址为偶数时，对应的交织后的信息比特对的第0和第1比特要交换一下。
表6 PB16的S查找表
x 0 1 2 3 4 5 6 7
S(x) 53 20 9 32 62 39 51 18
表7 PB40的S查找表
Figure BDA0002384088510000123
Figure BDA0002384088510000131
表8 PB72的S查找表
x 0 1 2 3 4 5 6 7
S(x) 1 200 255 166 221 132 187 98
x 8 9 10 11 12 13 14 15
S(x) 153 64 119 30 85 284 51 250
x 16 17
S(x) 17 216
表9 PB136的S查找表
x 0 1 2 3 4 5 6 7
S(x) 383 68 262 180 484 363 302 152
x 8 9 10 11 12 13 14 15
S(x) 405 529 97 11 333 509 40 198
x 16 17 18 19 20 21 22 23
S(x) 236 454 428 124 273 493 73 389
x 24 25 26 27 28 29 30 31
S(x) 162 293 2 211 467 252 411 183
x 32 33
S(x) 310 86
表10 PB264的S查找表
x 0 1 2 3 4 5 6 7
S(x) 309 175 737 667 1024 224 622 962
x 8 9 10 11 12 13 14 15
S(x) 527 845 926 1052 366 54 249 784
x 16 17 18 19 20 21 22 23
S(x) 108 551 410 479 823 866 442 654
x 24 25 26 27 28 29 30 31
S(x) 321 33 85 610 730 765 1038 352
x 32
S(x) 954
表11 PB520的S查找表
Figure BDA0002384088510000132
Figure BDA0002384088510000141
打孔模块就是根据所需码率，对Turbo编码比特进行打孔输出。信息位不做打孔处理，打孔模块只是对ENC1和ENC2输出的p和q奇偶位做打孔处理，并按原始顺序写入到奇偶输出缓存。对于不同的码率，打孔模式如表12、表13所示。
表12码率为1/2时的打孔模式
p 11111111
q 11111111
表13码率为4/5时的打孔模式
p 10001000
q 10001000
打孔的具体算法流程为：步骤1，根据码率，设置打孔模式；步骤2根据打孔模式，按从右(低位)到左(高位)顺序对Turbo编码比特中的校验比特进行打孔处理，最后将打孔剩下的Turbo编码比特排列输出，先依次输出信息位，再输出校验位。
对PSDU数据进行加扰的方式和对SIG数据进行加扰的方式相同；对PSDU数据进行信道交织的方式和对PHR数据进行信道交织的方式相同；PSDU数据的分集拷贝策略与PHR基本相同，不同之处为PSDU数据的拷贝次数为1次、2次和4次，在此不再赘述。
在步骤103，按照预设的映射方式对经过处理的SIG数据、PHR数据和PSDU数据分别进行星座点映射，并插入经过功率控制后的导频数据，并对插入导频数据后的SIG数据、PHR数据和PSDU数据进行反傅里叶变换，以转换到时域。
优选地，其中所述导频数据由初始值全是1的PN10序列产生；PN序列的第1个输出比特放在分组1、Pilot Tone为#1所对应的导频子载波上，后续比特依次放置到对应的导频子载波上；导频子载波统一采用BPSK调制方式。
优选地，其中所述方法还包括：
在对插入导频数据后的SIG数据、PHR数据和PSDU数据进行反傅里叶变换前，对插入导频数据后的SIG数据、PHR数据和PSDU数据进行相位转换；其中，参考相位包括：-64号载波至63号载波。
在本发明的实施方式中，对经过星座点映射的SIG数据、PHR数据和PSDU信息,插入经功率控制后的导频数据。导频数据由初始值全是1的PN10序列产生的。PN序列的第1个输出比特放在分组1、Pilot Tone为#1所对应的导频子载波上，后续比特依次放置于#2，…，#End对应的导频子载波上。PN序列生成方式与PSDU扰码生成方式相同。导频子载波统一采用BPSK调制方式。对插入导频数据后的SIG数据、PHR数据和PSDU信息进行相位旋转。
本发明对于SIG数据、PHR数据和PSDU数据采用了不同的映射方式，例如，SIG数据可采用BPSK进行映射，PHR数据可采用BPSK、QPSK进行映射，PSDU数据调制方式可扩展，支持BPSK、QPSK、16QAM。对于SIG数据、PHR数据和PSDU数据信息在每个载波调制信号上，不同调制方式能承载的比特数不同。例如，对于QPSK，每载波承载比特数为2，对于BPSK，每载波承载的比特数为1。
调制结束后插入经功率控制后的导频，不同OFDM模式的导频子载波数、空载波数和导频组数如表14所示。
表14不同OFDM模式的导频参数
Parameter OFDM Option 1 OFDM Option 2 OFDM Option 3
可用载波数 104 52 20
导频载波数 8 4 2
数据载波数 96 48 18
直流载波数 1 1 1
导频组数 7 7 3
在LTF帧之后，从SIG开始至PSDU数据帧结束，每个OFDM符号使用一组导频。Option1-Option3模式的子载波加载索引如表15-表17所示。
表15 Option1的导频组
Pilot Tone #1 #2 #3 #4 #5 #6 #7 #8
Pilot set 1 -52 -38 -22 -10 2 14 30 42
Pilot set 2 -49 -34 -18 -6 18 26 34 46
Pilot set 3 -46 -30 -14 -2 6 22 38 49
Pilot set 4 -52 -42 -26 -10 10 26 42 52
Pilot set 5 -49 -38 -22 -6 2 14 30 46
Pilot set 6 -46 -34 -26 -18 6 18 34 49
Pilot set 7 -42 -30 -14 -2 10 22 38 52
表16 Option2的导频组
Pilot Tone #1 #2 #3 #4
Pilot set 1 -26 -6 2 22
Pilot set 2 -18 -10 10 18
Pilot set 3 -22 -2 6 26
Pilot set 4 -14 -6 14 22
Pilot set 5 -26 -18 2 10
Pilot set 6 -10 -2 18 26
Pilot set 7 -22 -14 6 14
表17 Option3的导频组
Pilot Tone #1 #2
Pilot set 1 –10 2
Pilot set 2 –2 10
Pilot set 3 –6 6
对插入导频后的SIG数据、PHR数据和PSDU数据进行相位旋转。参考相位用于对SIG、PHR和PSDU进行相位旋转，从-64号载波到63号载波的参考相位值如下表18所示。实际的相位为对应每个载波的相角参考值乘以π/4。
表18数据映射相位表
Figure BDA0002384088510000161
Figure BDA0002384088510000171
SIG、PHR和PSDU经过IFFT转换到时域，根据调制方式不同功率归一化因子不同。例如，若采用QPSK，则功率归一化因子为
Figure BDA0002384088510000172
在步骤104，分别对转换到时域后的SIG数据、PHR数据和PSDU数据添加循环前缀，以分别生成SIG数据、PHR数据和PSDU数据对应的正交频分复用OFDM符号。
在步骤105，对在频域产生的前导信号数据进行反傅里叶变换和功率控制，以获取时域前导信号数据。优选地，所述前导信号数据包括：短训练域STF数据和长训练域LTF数据。
在本发明的实施方式中，前导信号的STF、LTF格式如图10和图11所示，STF帧由基础层和扰码层两层序列通过点乘得出，扰码层由一个10比特的序列构成，不区分OFDM模式，扰码层序列为[-1-1-1-1 1 1-1-1-1 1].STF基础层时域帧格式示意图如图9所示，STF序列中，一共有4个STF OFDM符号，每个OFDM符号前加入的CP长度为1/4个OFDM符号长度。对于Option1，每个FFT长度的符号内，有8组重复的数据，对于Option2，每个FFT长度的符号内，有4组重复的数据，对于Option3，每个FFT长度的符号内，有2组重复的数据。时域的基础层序列是针对下述表中的数据进行IFFT变换即可。
Figure BDA0002384088510000173
各模式下频域数据如下所示：每个OFDM模式的STF序列不同。对于Option1来说，STF的频域序列如表19所示，归一化因子为sqrt(104/12)。
表19 Option1的STF频域序列
Tone# Value Tone# Value Tone# Value Tone# Value
–64 0 –32 –2.9439 0 0 32 -2.9439
–63 0 –31 0 1 0 33 0
–62 0 –30 0 2 0 34 0
–61 0 –29 0 3 0 35 0
–60 0 –28 0 4 0 36 0
–59 0 –27 0 5 0 37 0
–58 0 –26 0 6 0 38 0
–57 0 –25 0 7 0 39 0
–56 0 –24 -2.9439 8 -2.9439 40 2.9439
–55 0 –23 0 9 0 41 0
–54 0 –22 0 10 0 42 0
–53 0 –21 0 11 0 43 0
–52 0 –20 0 12 0 44 0
–51 0 –19 0 13 0 45 0
–50 0 –18 0 14 0 46 0
–49 0 –17 0 15 0 47 0
–48 –2.9439 –16 2.9439 16 2.9439 48 -2.9439
–47 0 –15 0 17 0 49 0
–46 0 –14 0 18 0 50 0
–45 0 –13 0 19 0 51 0
–44 0 –12 0 20 0 52 0
–43 0 –11 0 21 0 53 0
–42 0 –10 0 22 0 54 0
–41 0 –9 0 23 0 55 0
–40 –2.9439 –8 2.9439 24 2.9439 56 0
–39 0 –7 0 25 0 57 0
–38 0 –6 0 26 0 58 0
–37 0 –5 0 27 0 59 0
–36 0 –4 0 28 0 60 0
–35 0 –3 0 29 0 61 0
–34 0 –2 0 30 0 62 0
–33 0 –1 0 31 0 63 0
对于Option2来说，STF的频域序列如表20所示，归一化因子为：sqrt(52/12)。
表20 Option2的STF频域序列
Figure BDA0002384088510000181
Figure BDA0002384088510000191
对于Option3来说，STF的频域序列如表21所示，归一化因子为：sqrt(20/10)。
表21 Option3的STF频域序列
Tone# Value Tone# Value Tone# Value Tone# Value
–16 0 –8 -1.4142 0 0 8 -1.4142
–15 0 –7 0 1 0 9 0
–14 0 –6 1.4142 2 1.4142 10 -1.4142
–13 0 –5 0 3 0 11 0
–12 0 -4 -1.4142 4 -1.4142 12 0
–11 0 -3 0 5 0 13 0
–10 1.4142 -2 -1.4142 6 -1.4142 14 0
–9 0 -1 0 7 0 15 0
图12为根据本发明实施方式的带宽200kHz模式下前导序列STF和LTF经功率控制后模的时域图。13为根据本发明实施方式的带宽200kHz模式下前导序列中LTF自相关特性图。
图14为根据本发明实施方式的带宽200kHz模式下利用数据相位映射表生成的SIG模的时域图。图15为根据本发明实施方式的带宽200kHz模式下利用数据相位映射表生成的PHR帧模的时域图。
在步骤106，对所述时域前导信号数据以及SIG数据、PHR数据和PSDU数据对应的正交频分复用OFDM符号进行加窗处理，以生成基于OFDM的帧信号进入模拟前端。
优选地，所述基于OFDM的帧信号包括：前导信号数据、SIG数据、PHR数据和PSDU数据。
在本发明的实施方式中，为了抑制带外泄漏，对加了循环前缀CP的OFDM符号进行时域加窗，以生成基于OFDM的帧信号进入模拟前端。Option1-Option3窗函数定义见表22-表24。
表22 Option1窗函数定义
n w<sub>rise</sub>[n] w<sub>fall</sub>[n]
1 0.058824 0.882353
2 0.176471 0.764706
3 0.294118 0.647059
4 0.411765 0.529412
5 0.529412 0.411765
6 0.647059 0.294118
7 0.764706 0.176471
8 0.882353 0.058824
表23 Option2窗函数定义
n w<sub>rise</sub>[n] w<sub>fall</sub>[n]
1 0.111111 0.777778
2 0.333333 0.555556
3 0.555556 0.333333
4 0.777778 0.111111
表24 Option3窗函数定义
n w<sub>rise</sub>[n] w<sub>fall</sub>[n]
1 0.270741 0.879998
2 0.436767 0.672605
3 0.672605 0.436767
4 0.879998 0.270741
STF是对整个数据(5个OFDM符号长度)加窗，加窗后的STF长度为5×IFFT长度+1×滚降间隔，其前部的滚降间隔个数据为STF尾部数据的拷贝，将其乘以wrise[n]不与任何信号重叠，其后部的滚降间隔个数据乘以wfall[n]并与LTF的滚降间隔个数据乘以wrise[n]相加；
LTF是对整个数据(2.5个OFDM符号长度)加窗，加窗后的LTF长度为2.5×IFFT长度+1×滚降间隔，其前部的滚降间隔个数据为LTF尾部数据的拷贝，将其乘以wrise[n]与STF后部的滚降间隔个数据乘以wfall[n]并相加，前导LTF后部的滚降间隔个数据乘以wfall[n]并与第一个OFDM符号的前部的滚降间隔个数据乘以wrise[n]相加；
SIG、PHR和PSDU是每个OFDM符号都要加循环前缀并加窗，每个OFDM符号的前部的滚降间隔个数据乘以wrise[n]和它前面一个OFDM符号的后部的滚降间隔个数据乘以wfall[n]并相加，最后一个OFDM符号的后部的滚降间隔个数据乘以wfall[n]不与任何信号重叠。
生成的基于OFDM的帧信号进入模拟前端，其中帧信号格式如图16所示。物理层的帧结构由前导、SIG数据、PHR数据和PSDU数据组成。物理层OFDM符号特性如表3所示。
图17为根据本发明实施方式的生成帧信号的示意图。如图17所示，本发明实施方式的生成帧信号的过程包括：S1，物理层接收来自媒介访问控制(MAC)子层的输入，将来自MAC子层的数据分为物理帧头控制字SIG数据、物理帧头PHR数据和物理层服务数据单元PSDU数据；S2，对SIG数据进行(36，3)分组编码，符号填充和加扰处理；S3，对PHR数据进行Turbo编码，信道交织和分集拷贝处理；S4，对PSDU数据进行加扰，Turbo编码，信道交织和分集拷贝处理；S5，将SIG数据、PHR数据和载荷一起送入星座点映射,并插入经功率控制后的导频数据；S6，对SIG数据、PHR数据和PSDU数据进行反傅里叶变换(IFFT)转换到时域；S7，对SIG数据、PHR数据及PSDU数据添加循环前缀，生成正交频分复用(OFDM)符号；S8，产生前导信号，经IFFT后并进行功率控制；S9，对整个前导信号，SIG信号、PHR信号及PSDU信号的OFDM符号进行加窗处理；S10，生成OFDM的一帧信号，并进入模拟前端。
本发明实施方式采用OFDM技术，提高了高速无线通信的频带效率和抗信道多径衰落能力。同时本发明通过Turbo编码，信道交织，分集拷贝，分集拷贝等方式降低了SIG数据、PHR数据和PSDU数据的误码率，提升了系统的鲁棒性。星座点映射时加入相位旋转因子，降低了OFDM符号的峰均比，可大幅提升系统的功放效率。
图18为根据本发明实施方式的基于OFDM的高速无线通信物理层发射信号产生系统1800的结构示意图。如图18所示，本发明实施方式提供的基于OFDM的高速无线通信物理层发射信号产生系统1800，包括：数据接收单元1801、数据处理单元1802、数据转换单元1803、OFDM符号生成单元1804、前导信号数据获取单元1805和基于OFDM的帧信号生成单元1806。
优选地，所述数据接收单元1801，用于接收媒介访问控制层MAC的输出数据，根据所述输出数据的PHR数据的调制编码方式确定物理帧头控制字SIG数据，根据所述输出数据的物理层服务数据单元PSDU数据的调制编码方式确定物理帧头PHR数据。
优选地，所述数据处理单元1802，用于按照预设的处理方式分别对所述SIG数据、PHR数据和PSDU数据进行处理，以获取经过处理的SIG数据、PHR数据和PSDU数据。
优选地，其中所述数据处理单元1802，按照预设的处理方式分别对所述SIG数据、PHR数据和PSDU数据进行处理，以获取经过处理的SIG数据、PHR数据和PSDU数据，包括：SIG数据处理模块，用于对所述SIG数据依次进行(36，3)分组编码处理，符号填充处理和加扰处理，以获取经过处理的SIG数据；PHR数据处理模块，用于对所述PHR数据依次进行Turbo编码处理，信道交织处理和分集拷贝处理，以获取经过处理的PHR数据；PSDU数据处理模块，用于对所述PSDU数据依次进行加扰处理，Turbo编码处理，信道交织处理和分集拷贝处理，以获取经过处理的PSDU数据。
优选地，其中所述PHR数据处理模块和PSDU数据处理模块，还包括：利用Turbo编码器对数据进行Turbo编码，所述Turbo编码器，包括：Turbo交织器、第一分量编码器和第二分量编码器；第二分量编码器的输入信号需要经过Turbo交织；Turbo交织器按照双比特为单位进行交织，交织长度等于原始数据块长度的双比特数量；Turbo交织器根据需求的不同选择不同的码率。
优选地，其中在对PHR数据进行Tuobo编码时，Turbo编码块长度为PB16，支持1/2码率和4/5码率；PSDU数据支持PB16、PB40、PB72、PB136、PB264和PB520六种模式，每个模式均支持1/2码率和4/5码率，在对PSDU数据进行Turbo编码时，根据不同需求选择不同的数据块大小和码率。
优选地，其中所述PHR数据处理模块和PSDU数据处理模块，还用于：在对经过Turbo编码的PHR数据和PSDU数据进行信道交织处理时，将数据分为信息码和校验码两部分，并分开交织；其中，在对信息位进行交织时，将信息比特按照列进行出的方式，通过读取不同行，将信息位打乱；对校验位交织时与信息位交织方式相同，只是读取时从偏移量地址开始；对经过交织的信息码和校验码进行交织处理；交织方式根据信息码率确定。
优选地，其中所述PHR数据处理模块和PSDU数据处理模块对数据进行分集拷贝处理，包括：对原始信号进行分集和映射处理。
优选地，所述数据转换单元1803，用于按照预设的映射方式对经过处理的SIG数据、PHR数据和PSDU数据分别进行星座点映射，并插入经过功率控制后的导频数据，并对插入导频数据后的SIG数据、PHR数据和PSDU数据进行反傅里叶变换，以转换到时域。
优选地，其中所述数据转换单元1803，还用于：在对插入导频数据后的SIG数据、PHR数据和PSDU数据进行反傅里叶变换前，对插入导频数据后的SIG数据、PHR数据和PSDU数据进行相位转换；其中，参考相位包括：-64号载波至63号载波。
优选地，所述OFDM符号生成单元1804，用于分别对转换到时域后的SIG数据、PHR数据和PSDU数据添加循环前缀，以分别生成SIG数据、PHR数据和PSDU数据对应的正交频分复用(OFDM)符号。
优选地，所述前导信号数据获取单元1805，用于对在频域产生的前导信号数据进行反傅里叶变换和功率控制，以获取时域前导信号数据。
优选地，所述基于OFDM的帧信号生成单元1806，用于对所述时域前导信号数据以及SIG数据、PHR数据和PSDU数据对应的正交频分复用(OFDM)符号进行加窗处理，以生成基于OFDM的帧信号进入模拟前端。
优选地，其中所述导频数据由初始值全是1的PN10序列产生；PN序列的第1个输出比特放在分组1、Pilot Tone为#1所对应的导频子载波上，后续比特依次放置到对应的导频子载波上；导频子载波统一采用BPSK调制方式；所述基于OFDM的帧信号包括：前导信号数据、SIG数据、PHR数据和PSDU数据，所述前导信号数据包括：短训练域STF数据和长训练域LTF数据。
本发明的实施例的基于OFDM的高速无线通信物理层发射信号产生系统1800与本发明的另一个实施例的基于OFDM的高速无线通信物理层发射信号产生方法100相对应，在此不再赘述。
已经通过参考少量实施方式描述了本发明。然而，本领域技术人员所公知的，正如附带的专利权利要求所限定的，除了本发明以上公开的其他的实施例等同地落在本发明的范围内。
通常地，在权利要求中使用的所有术语都根据他们在技术领域的通常含义被解释，除非在其中被另外明确地定义。所有的参考“一个/所述/该[装置、组件等]”都被开放地解释为所述装置、组件等中的至少一个实例，除非另外明确地说明。这里公开的任何方法的步骤都没必要以公开的准确的顺序运行，除非明确地说明。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (12)

1.一种基于OFDM的高速无线通信物理层发射信号产生方法，其特征在于，所述方法包括：
接收媒介访问控制层MAC的输出数据，根据所述输出数据的PHR数据的调制编码方式确定物理帧头控制字SIG数据，根据所述输出数据的物理层服务数据单元PSDU数据的调制编码方式确定物理帧头PHR数据；
按照预设的处理方式分别对所述SIG数据、PHR数据和PSDU数据进行处理，以获取经过处理的SIG数据、PHR数据和PSDU数据；
按照预设的映射方式对经过处理的SIG数据、PHR数据和PSDU数据分别进行星座点映射，并插入经过功率控制后的导频数据，并对插入导频数据后的SIG数据、PHR数据和PSDU数据进行反傅里叶变换，以转换到时域；
分别对转换到时域后的SIG数据、PHR数据和PSDU数据添加循环前缀，以分别生成SIG数据、PHR数据和PSDU数据对应的正交频分复用OFDM符号；
对在频域产生的前导信号数据进行反傅里叶变换和功率控制，以获取时域前导信号数据；
对所述时域前导信号数据以及SIG数据、PHR数据和PSDU数据对应的正交频分复用OFDM符号进行加窗处理，以生成基于OFDM的帧信号进入模拟前端；
其中，所述导频数据由初始值全是1的PN10序列产生；PN序列的第1个输出比特放在分组1、Pilot Tone为#1所对应的导频子载波上，后续比特依次放置到对应的导频子载波上；导频子载波统一采用BPSK调制方式；物理层OFDM符号有三种模式，Option1的IFFT点数为128，Option2的IFFT点数为64，Option3的IFFT点数为32；在LTF帧之后，从SIG帧开始至载荷数据帧结束，每个OFDM符号依次使用一组导频；
其中，所述基于OFDM的帧信号包括：前导信号数据、SIG数据、PHR数据和PSDU数据，所述前导信号数据包括：短训练域STF数据和长训练域LTF数据；STF数据由基础层和扰码层两层序列通过内积得出，扰码层由一个10比特的序列构成，不区分OFDM模式，扰码层序列为[-1-1 -1 -1 1 1 -1 -1 -1 1]；STF序列中，一共有4个STF OFDM符号，每个OFDM符号前加入的CP长度为1/4个OFDM符号长度；对于Option1，每个DFT长度STF重复8次，对于Option2，每个DFT长度STF重复4次，对于Option3，每个DFT长度STF重复2次；
其中，所述按照预设的处理方式分别对所述SIG数据、PHR数据和PSDU数据进行处理，以获取经过处理的SIG数据、PHR数据和PSDU数据，包括：
对所述SIG数据依次进行(36，3)分组编码处理，符号填充处理和加扰处理，以获取经过处理的SIG数据；
对所述PHR数据依次进行Turbo编码处理，信道交织处理和分集拷贝处理，以获取经过处理的PHR数据；
对所述PSDU数据依次进行加扰处理，Turbo编码处理，信道交织处理和分集拷贝处理，以获取经过处理的PSDU数据。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，利用Turbo编码器对数据进行Turbo编码，所述Turbo编码器，包括：Turbo交织器、第一分量编码器和第二分量编码器；第二分量编码器的输入信号需要经过Turbo交织；Turbo交织器按照双比特为单位进行交织，交织长度等于原始数据块长度的双比特数量；Turbo交织器根据需求的不同选择不同的码率。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在对PHR数据进行Turbo编码时，Turbo编码块长度为PB16，支持1/2码率和4/5码率；
PSDU数据支持PB16、PB40、PB72、PB136、PB264和PB520六种模式，每个模式均支持1/2码率和4/5码率，在对PSDU数据进行Turbo编码时，根据不同需求选择不同的数据块大小和码率。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在对经过Turbo编码的PHR数据和PSDU数据进行信道交织处理时，将数据分为信息码和校验码两部分，并分开交织；其中，在对信息位进行交织时，将信息比特按照列进行出的方式，通过读取不同行，将信息位打乱；对校验位交织时与信息位交织方式相同，只是读取时从偏移量地址开始；
对经过交织的信息码和校验码进行交织处理；其中，交织方式根据信息码率确定。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分集拷贝处理，包括：对原始信号进行分集和映射处理。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在对插入导频数据后的SIG数据、PHR数据和PSDU数据进行反傅里叶变换前，对插入导频数据后的SIG数据、PHR数据和PSDU数据进行相位转换；其中，参考相位包括：-64号载波至63号载波。
7.一种基于OFDM的高速无线通信物理层发射信号产生系统，其特征在于，所述系统包括：
数据接收单元，用于接收媒介访问控制层MAC的输出数据，根据所述输出数据的PHR数据的调制编码方式确定物理帧头控制字SIG数据，根据所述输出数据的物理层服务数据单元PSDU数据的调制编码方式确定物理帧头PHR数据；
数据处理单元，用于按照预设的处理方式分别对所述SIG数据、PHR数据和PSDU数据进行处理，以获取经过处理的SIG数据、PHR数据和PSDU数据；
数据转换单元，用于按照预设的映射方式对经过处理的SIG数据、PHR数据和PSDU数据分别进行星座点映射，并插入经过功率控制后的导频数据，并对插入导频数据后的SIG数据、PHR数据和PSDU数据进行反傅里叶变换，以转换到时域；
OFDM符号生成单元，用于分别对转换到时域后的SIG数据、PHR数据和PSDU数据添加循环前缀，以分别生成SIG数据、PHR数据和PSDU数据对应的正交频分复用OFDM符号；
前导信号数据获取单元，用于对在频域产生的前导信号数据进行反傅里叶变换和功率控制，以获取时域前导信号数据；
基于OFDM的帧信号生成单元，用于对所述时域前导信号数据以及SIG数据、PHR数据和PSDU数据对应的正交频分复用OFDM符号进行加窗处理，以生成基于OFDM的帧信号进入模拟前端；
其中，所述导频数据由初始值全是1的PN10序列产生；PN序列的第1个输出比特放在分组1、Pilot Tone为#1所对应的导频子载波上，后续比特依次放置到对应的导频子载波上；导频子载波统一采用BPSK调制方式；物理层OFDM符号有三种模式，Option1的IFFT点数为128，Option2的IFFT点数为64，Option3的IFFT点数为32；在LTF帧之后，从SIG帧开始至载荷数据帧结束，每个OFDM符号依次使用一组导频；
其中，所述基于OFDM的帧信号包括：前导信号数据、SIG数据、PHR数据和PSDU数据，所述前导信号数据包括：短训练域STF数据和长训练域LTF数据；STF数据由基础层和扰码层两层序列通过内积得出，扰码层由一个10比特的序列构成，不区分OFDM模式，扰码层序列为[-1-1 -1 -1 1 1 -1 -1 -1 1]；STF序列中，一共有4个STF OFDM符号，每个OFDM符号前加入的CP长度为1/4个OFDM符号长度；对于Option1，每个DFT长度STF重复8次，对于Option2，每个DFT长度STF重复4次，对于Option3，每个DFT长度STF重复2次；
其中，所述数据处理单元，按照预设的处理方式分别对所述SIG数据、PHR数据和PSDU数据进行处理，以获取经过处理的SIG数据、PHR数据和PSDU数据，包括：
SIG数据处理模块，用于对所述SIG数据依次进行(36，3)分组编码处理，符号填充处理和加扰处理，以获取经过处理的SIG数据；
PHR数据处理模块，用于对所述PHR数据依次进行Turbo编码处理，信道交织处理和分集拷贝处理，以获取经过处理的PHR数据；
PSDU数据处理模块，用于对所述PSDU数据依次进行加扰处理，Turbo编码处理，信道交织处理和分集拷贝处理，以获取经过处理的PSDU数据。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述PHR数据处理模块和PSDU数据处理模块，还包括：
利用Turbo编码器对数据进行Turbo编码，所述Turbo编码器，包括：Turbo交织器、第一分量编码器和第二分量编码器；第二分量编码器的输入信号需要经过Turbo交织；Turbo交织器按照双比特为单位进行交织，交织长度等于原始数据块长度的双比特数量；Turbo交织器根据需求的不同选择不同的码率。
9.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，在对PHR数据进行Tuobo编码时，Turbo编码块长度为PB16，支持1/2码率和4/5码率；
PSDU数据支持PB16、PB40、PB72、PB136、PB264和PB520六种模式，每个模式均支持1/2码率和4/5码率，在对PSDU数据进行Turbo编码时，根据不同需求选择不同的数据块大小和码率。
10.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述PHR数据处理模块和PSDU数据处理模块，还用于：
在对经过Turbo编码的PHR数据和PSDU数据进行信道交织处理时，将数据分为信息码和校验码两部分，并分开交织；其中，在对信息位进行交织时，将信息比特按照列进行出的方式，通过读取不同行，将信息位打乱；对校验位交织时与信息位交织方式相同，只是读取时从偏移量地址开始；
对经过交织的信息码和校验码进行交织处理；其中，交织方式根据信息码率确定。
11.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述PHR数据处理模块和PSDU数据处理模块对数据进行分集拷贝处理，包括：对原始信号进行分集和映射处理。
12.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述数据转换单元，还用于：
在对插入导频数据后的SIG数据、PHR数据和PSDU数据进行反傅里叶变换前，对插入导频数据后的SIG数据、PHR数据和PSDU数据进行相位转换；其中，参考相位包括：-64号载波至63号载波。
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