CN112039570B - 一种导频发送和检测方法、发送端及接收端 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种导频发送和检测方法、发送端及接收端，导频发送方法包括：在每个时隙发送导频和数据码元序列给接收端，以供接收端进行导频检测，确定终端的数据码元序列信号的中心频率；其中，奇数时隙发送的导频信号频率为数据码元序列信号的中心频率加上第一预设频率，偶数时隙发送的导频信号频率为数据码元序列信号的中心频率加上第二预设频率，第一预设频率不等于第二预设频率。本发明实施例提供的一种导频发送和检测方法、发送端及接收端，能够在发送端不同时隙构造不同导频频率，使得接收端容易识别哪些单一频率信号是导频，并在接收端进行接收检测识别，确认导频频率以及终端的数据码元序列信号的中心频率，完成高质量的终端无线通信。
Description
技术领域
本发明涉及无线通信技术领域，更具体地，涉及一种导频发送和检测方法、发送端及接收端。
背景技术
在无线通信系统中,很多通信系统采用单一频率信号作为导频信号。但是，空中存在很多单一频率干扰信号，在检测中容易将这些干扰误认为是导频信号，增加了接收处理的压力。在接收处理能力有限的情况下，需要比较可靠地识别哪些单一频率信号是导频，哪些是干扰。
因此，现在亟需一种新的导频发送和检测方法来解决上述问题。
发明内容
本发明提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种导频发送和检测方法、发送端及接收端，根据本发明提供的第一方面，本发明提供一种导频发送方法，包括：
在每个时隙发送导频和数据码元序列给接收端，以供所述接收端进行导频检测，确定终端的数据码元序列信号的中心频率；
其中，奇数时隙发送的导频信号频率为所述数据码元序列信号的中心频率加上第一预设频率，偶数时隙发送的导频信号频率为所述数据码元序列信号的中心频率加上第二预设频率，所述第一预设频率不等于所述第二预设频率。
其中，所述方法还包括：
周期性按照不同的导频频率发射导频信号，每个周期包括N个时隙，在时隙n中导频信号的发射频率为数据码元序列信号的中心频率加上第n预设频率，其中1≤n≤N。
其中，所述方法还包括：
对输入数据进行信道编码，得到编码序列；
对所述编码序列进行交织，得到交织序列；
对所述交织序列进行打孔，得到打孔后的交织序列；
将所述打孔后的交织序列与扰码序列进行异或，得到加扰序列；
将所述加扰序列映射为所述数据码元序列；
终端随机确定数据码元序列信号的中心频率。
其中，所述数据码元序列包含同步码元，所述时隙包括同步码元序列、所述数据码元序列以及所述导频；
对所述时隙的码元序列进行码元上采样得到待发送的信号。
根据本发明提供的第二方面，本发明提供一种导频检测方法，包括：
接收到发送端发送的信号；
从所述信号中提取导频信号、检测所述导频信号的频率，并判断若当前时隙是奇数时隙，则将导频频率减去第一预设频率得到终端的数据码元序列信号的中心频率，或当前时隙是偶数时隙，则将导频频率减去第二预设频率得到终端的数据码元序列信号的中心频率。
其中，所述检测所述导频信号的频率，包括：
对所述导频信号进行J点离散傅里叶变换，J是离散傅里叶变换的长度，得到每个天线的傅里叶变换结果Si，i表示天线支路；
对所述每个天线的傅里叶变换结果取绝对值并进行平方，矢量求和得到矢量
根据系统设定的门限值，判断出E中的峰值的位置，记为n1,n2…,nK，K为被检测出的峰值个数；
根据公式计算所述导频信号的频率，fs为系统采样率。
其中，所述方法还包括：
获取终端的信道状态信息，其中，
根据第k个终端对应在E中峰值的位置，对所有天线支路的傅里叶变换结果取第nk个元素，并合并为矢量hk，hk为终端k对基站各天线的信道状态信息。
其中，所述方法还包括：
在接收过程中，根据终端的信道响应进行波束赋形，以实现对多个终端的MIMO接收。
根据本发明提供的第三方面，本发明实施例提供一种发送端，包括：
发送模块，用于在每个时隙发送导频和数据码元序列给接收端，以供所述接收端进行导频检测，确定终端的数据码元序列信号的中心频率；
其中，奇数时隙发送的导频信号频率为所述数据码元序列信号的中心频率加上第一预设频率，偶数时隙发送的导频信号频率为所述数据码元序列信号的中心频率加上第二预设频率，所述第一预设频率不等于所述第二预设频率。
根据本发明提供的第四方面，本发明实施例提供一种接收端，包括：
接收模块，用于接收到发送端发送的信号；
检测模块，用于从所述信号中提取导频信号、检测所述导频信号的频率，并判断若当前时隙是奇数时隙，则将导频频率减去第一预设频率得到终端的数据码元序列信号的中心频率，或当前时隙是偶数时隙，则将导频频率减去第二预设频率得到终端的数据码元序列信号的中心频率。
本发明实施例提供的一种导频发送和检测方法、发送端及接收端，能够在发送端不同时隙构造不同导频频率，使得接收端容易识别哪些单一频率信号是导频，并在接收端进行接收检测识别，确认导频频率以及终端的数据码元序列信号的中心频率，完成高质量的终端无线通信。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种导频发送方法流程示意图；
图2是本发明实施例提供的发射频率示意图；
图3是本发明实施例提供的导频检测方法流程示意图；
图4是本发明实施例提供的一种发送端结构示意图；
图5是本发明实施例提供的一种接收端结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
图1是本发明实施例提供的一种导频发送方法流程示意图，如图1所示，包括：
S1、在每个时隙发送导频和数据码元序列给接收端，以供所述接收端进行导频检测，确定终端的数据码元序列信号的中心频率；
其中，奇数时隙发送的导频信号频率为所述数据码元序列信号的中心频率加上第一预设频率，偶数时隙发送的导频信号频率为所述数据码元序列信号的中心频率加上第二预设频率，所述第一预设频率不等于所述第二预设频率。
需要说明的是，本发明实施例的执行主体为发送端，可以理解的是，对于每次无线通信的发送过程，均可以采用本发明实施例提供的方法，从而在接收端能够准确检测识别。
具体的，在步骤S1中，发送端会在在每个时隙发送端发送导频和数据码元序列，然后发送端在奇数时隙选择频率f+f1作为导频信号的发射频率，在偶数时隙选择频率f+f2作为导频信号的发射频率，其中f1和f2不相等。f1即本发明实施例中的第一预设频率，f2即本发明实施例中的第二预设频率，图2是本发明实施例提供的发射频率示意图，如图2所示，该种情况是f1＝-f2时，那么在奇数时隙的用户导频为f+f1，比中心频率略大，而在偶数时隙的用户导频为f+f2，比中心频率略小。
在上述实施例的基础上，所述方法还包括：
周期性按照不同的导频频率发射导频信号，每个周期包括N个时隙，在时隙n中导频信号的发射频率为数据码元序列信号的中心频率加上第n预设频率，其中1≤n≤N。
例如：以N个时隙为一个周期，在一个周期内，在时隙1中发送端发送的导频信号发射频率为第一预设频率，在时隙2中导频信号的发射频率为第二预设频率，以此类推，在时隙N中导频信号的发射频率为数据码元序列的中心频率加上第N预设频率。
在上述实施例的基础上，所述方法还包括：
对输入数据进行信道编码，得到编码序列；
对所述编码序列进行交织，得到交织序列；
对所述交织序列进行打孔，得到打孔后的交织序列；
将所述打孔后的交织序列与扰码序列进行异或，得到加扰序列；
将所述加扰序列映射为所述数据码元序列；
终端随机确定数据码元序列信号的中心频率。
具体的，当发送端在时隙发送的信号是通过如下过程生成的：
1.输入数据首先经过信道编码，得到编码序列；
2.将编码序列进行交织，得到交织序列；
3.保留交织序列的前N个比特或者保留交织序列的后N个比特，去除交织序列的其他比特，得到打孔之后的交织序列；
4.将打孔之后的交织序列与扰码序列进行异或，得到加扰序列；
5.将加扰序列映射为数据码元序列；
6.数据码元中包含同步码元，时隙由数据码元序列、同步码元序列和导频进行组合形成；
7.对时隙的码元序列进行码元上采样得到待发送的信号。
在上述实施例的基础上，所述数据码元序列包含同步码元，所述时隙包括同步码元序列、所述数据码元序列以及所述导频；
对所述时隙的码元序列进行码元上采样得到待发送的信号。所述码元上采样采用的滤波器为平方根升余弦滚降滤波器和/或正弦滤波器。将每个码元替换成码元波形，也即将码元上采样，并用码元波形滤波器进行滤波，得到待发送的信号。具体过程包括对码元进行M倍上采样，再用滤波器进行滤波。典型的滤波器包括平方根升余弦滚降滤波器和正弦滤波器。正弦滤波器的冲击响应是g(m)＝sin(0.5πm/M)，其中m表示滤波器采样点序号，且1≤m≤2M-1。
需要说明的是，导频码元序列是{-1,+i,+1,-i,-1,+i,+1,-i....,-1,+i,+1,-i}或{+1,+i,-1,-i,+1,+i,-1,-i....,+1,+i,-1,-i}经过M倍上采样和正弦滤波器后，在输出波形的中间部分，恰好是一个复正弦波，即单一频率信号，其正弦波周期是4M个采样点，设采样点间隔是Ts秒，那么导频频率比数据码元序列信号的中心频率高1/(4mTs)Hz或低1/(4mTs)Hz。
图3是本发明实施例提供的导频检测方法流程示意图，如图3所示，包括：
301、接收到发送端发送的信号；
302、从所述信号中提取导频信号、检测所述导频信号的频率，并判断若当前时隙是奇数时隙，则将导频频率减去第一预设频率得到终端的数据码元序列信号的中心频率，或当前时隙是偶数时隙，则将导频频率减去第二预设频率得到终端的数据码元序列信号的中心频率。
需要说明的是，本发明实施例的执行主体为接收端，可以理解的是，对于每次无线通信的接收过程，均可以采用本发明实施例提供的方法，从而在接收端能够准确检测识别。
具体的，在步骤301中，接收端在时隙的传输时间范围内接收信号，然后在步骤302中，提取导频信号，检测导频信号的频域峰值位置，根据频域峰值位置计算导频的频率，并存储检测到的导频的频率。
然后判断当前时隙是奇数时隙，那么某个导频对应的终端中心频率为该导频的频率减去f1，如果当前时隙是偶数时隙，那么某个导频对应的终端中心频率为该导频的频率减去f2，f1即第一预设频率，f2即第二预设频率。
在上述实施例的基础上，所述检测所述导频信号的频率，包括：
对所述导频信号进行J点离散傅里叶变换，J是离散傅里叶变换的长度，得到每个天线的傅里叶变换结果Si，i表示天线支路；
对所述每个天线的傅里叶变换结果取绝对值并进行平方，矢量求和得到矢量
根据系统设定的门限值，判断出E中的峰值的位置，记为n1,n2…,nK，K为被检测出的峰值个数；
根据公式计算所述导频信号的频率，fs为系统采样率。
具体的，对导频频率进行检测时采用如下步骤：
基站对所有天线接收到的导频信号做J点离散傅里叶变换，J是离散傅里叶变换的长度，结果记为矢量Si，Si代表第i个天线支路的傅里叶变换结果，将每个天线接收的傅里叶变换结果取绝对值再进行平方，之后将所有天线支路的结果相加记为矢量其中，ABS2(Si)表示将Si中的所有元素取绝对值后再平方；然后根据系统设定的门限值，判断出E中的峰值的位置，记为n1,n2…,nK，K为被检测出的峰值个数，每个峰值对应一个发射信号的终端，之后根据下面公式得到各发送终端的导频频率；
fs为系统采样率。
在上述实施例的基础上，所述方法还包括：
获取终端的信道状态信息，其中，
根据第k个终端对应在E中峰值的位置，对所有天线支路的傅里叶变换结果取第nk个元素，并合并为矢量hk，hk为终端k对基站各天线的信道状态信息。
具体的，基站获取终端的信道状态信息的方法如下：
根据第k个终端对应在E中峰值的位置nk，k＝1,2,…,K，k为自然数，K为检测到的终端总数，对所有天线支路的傅里叶变换结果：S1,S2,…SM，取第nk个元素，并合并为矢量hk，即为终端k对基站各天线的信道状态信息，hk维度为：M行，1列，M为基站接收天线数，/>表示矢量Si的第nk个元素。
在上述实施例的基础上，所述方法还包括：
在接收过程中，根据终端的信道响应进行波束赋形，以实现对多个终端的MIMO接收。
具体的，基站对终端进行波束成形接收过程中，根据此终端的信道响应采用共轭、迫零或者最小均方误差方法进行波束赋形，从而实现对多个终端的MIMO接收。
图4是本发明实施例提供的一种发送端结构示意图，如图4所示，包括：发送模块401，其中：
发送模块401用于在每个时隙发送导频和数据码元序列给接收端，以供所述接收端进行导频检测，确定终端的数据码元序列信号的中心频率；
其中，奇数时隙发送的导频信号频率为所述数据码元序列信号的中心频率加上第一预设频率，偶数时隙发送的导频信号频率为所述数据码元序列信号的中心频率加上第二预设频率，所述第一预设频率不等于所述第二预设频率。
具体的如何利用发送模块401进行发送可参见如图1所示的实施例，本发明实施例在此不再赘述。
图5是本发明实施例提供的一种接收端结构示意图，如图5所示，包括：接收模块501和检测模块502，其中：
接收模块501用于接收到发送端发送的信号；
检测模块502用于从所述信号中提取导频信号、检测所述导频信号的频率，并判断若当前时隙是奇数时隙，则将导频频率减去第一预设频率得到终端的数据码元序列信号的中心频率，或当前时隙是偶数时隙，则将导频频率减去第二预设频率得到终端的数据码元序列信号的中心频率。
具体的如何利用接收模块501和检测模块502进行接收可参见如图3所示的实施例，本发明实施例在此不再赘述。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后，本申请的方法仅为较佳的实施方案，并非用于限定本发明的保护范围。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 (10)
1.一种导频发送方法，其特征在于，包括：
在每个时隙发送导频和数据码元序列给接收端，以供所述接收端进行导频检测，确定终端的数据码元序列信号的中心频率；
其中，奇数时隙发送的导频信号频率为所述数据码元序列信号的中心频率加上第一预设频率，偶数时隙发送的导频信号频率为所述数据码元序列信号的中心频率加上第二预设频率，所述第一预设频率不等于所述第二预设频率。
2.根据权利要求1所述导频发送方法，其特征在于，所述方法还包括：
周期性按照不同的导频频率发射导频信号，每个周期包括N个时隙，在时隙n中导频信号的发射频率为数据码元序列信号的中心频率加上第n预设频率，其中1≤n≤N。
3.根据权利要求1所述导频发送方法，其特征在于，所述方法还包括：
对输入数据进行信道编码，得到编码序列；
将所述编码序列映射为所述数据码元序列；
终端随机确定数据码元序列的中心频率。
4.根据权利要求3所述导频发送方法，其特征在于，所述数据码元序列包含同步码元，所述时隙包括同步码元序列、所述数据码元序列以及所述导频；
对所述时隙的码元序列进行码元上采样得到待发送的信号。
5.一种导频检测方法，其特征在于，包括：
接收到发送端发送的信号；
从所述信号中提取导频信号、检测所述导频信号的频率，并判断若当前时隙是奇数时隙，则将导频频率减去第一预设频率得到终端的数据码元序列信号的中心频率，或当前时隙是偶数时隙，则将导频频率减去第二预设频率得到终端的数据码元序列信号的中心频率，所述第一预设频率不等于所述第二预设频率。
6.根据权利要求5所述的导频检测方法，其特征在于，所述检测所述导频信号的频率，包括：
对所述导频信号进行J点离散傅里叶变换，J是离散傅里叶变换的长度，得到每个天线的傅里叶变换结果Si，i表示天线支路，M为天线数量；
对所述每个天线的傅里叶变换结果取绝对值并进行平方，矢量求和得到矢量
根据系统设定的门限值，判断出E中的峰值的位置，记为n1,n2…,nK，K为被检测出的峰值个数；
根据公式计算所述导频信号的频率，fs为系统采样率。
7.根据权利要求6所述的导频检测方法，其特征在于，所述方法还包括：
获取终端的信道状态信息，其中，
根据第k个终端对应在E中峰值的位置，对所有天线支路的傅里叶变换结果取第nk个元素，并合并为矢量hk，hk为终端k对基站各天线的信道状态信息。
8.根据权利要求7所述的导频检测方法，其特征在于，所述方法还包括：
在接收过程中，根据终端的信道响应进行波束赋形，以实现对多个终端的MIMO接收。
9.一种发送端，其特征在于，包括：
发送模块，用于在每个时隙发送导频和数据码元序列给接收端，以供所述接收端进行导频检测，确定终端的数据码元序列信号的中心频率；
其中，奇数时隙发送的导频信号频率为所述数据码元序列信号的中心频率加上第一预设频率，偶数时隙发送的导频信号频率为所述数据码元序列信号的中心频率加上第二预设频率，所述第一预设频率不等于所述第二预设频率。
10.一种接收端，其特征在于，包括：
接收模块，用于接收到发送端发送的信号；
检测模块，用于从所述信号中提取导频信号、检测所述导频信号的频率，并判断若当前时隙是奇数时隙，则将导频频率减去第一预设频率得到终端的数据码元序列信号的中心频率，或当前时隙是偶数时隙，则将导频频率减去第二预设频率得到终端的数据码元序列信号的中心频率，所述第一预设频率不等于所述第二预设频率。
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