WO2015176275A1 - 数据发送、接收方法及装置 - Google Patents

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WO2015176275A1
WO2015176275A1 PCT/CN2014/078127 CN2014078127W WO2015176275A1 WO 2015176275 A1 WO2015176275 A1 WO 2015176275A1 CN 2014078127 W CN2014078127 W CN 2014078127W WO 2015176275 A1 WO2015176275 A1 WO 2015176275A1
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WO
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data
frame
symbol
training sequence
frames
Prior art date
Application number
PCT/CN2014/078127
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English (en)
French (fr)
Inventor
金哲
吴毅凌
Original Assignee
华为技术有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 华为技术有限公司 filed Critical 华为技术有限公司
Priority to PCT/CN2014/078127 priority Critical patent/WO2015176275A1/zh
Priority to CN201480036324.9A priority patent/CN105340207A/zh
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00Arrangements for detecting or preventing errors in the information received

Definitions

  • the present invention relates to the field of communications technologies, and in particular, to a data transmitting and receiving method and apparatus. Background technique
  • Phase-shif t Keying (PSK) modulation technology modulates the information on the phase difference of the carrier, that is, the absolute phase of the carrier at a certain observation time and the absolute carrier of the adjacent previous observation time.
  • the difference in phase characterizes the information received at that time.
  • the existing differential PSK modulation system uses a non-coherent receiver, and does not need to use the training sequence to estimate the carrier absolute phase distortion.
  • the receiver can directly demodulate the information by using only the phase difference of the received adjacent symbols.
  • a typical method is to transmit the same information repeatedly, and the receiver combines multiple copies of the same information received to improve the receiver sensitivity.
  • the soft bit information demodulated by multiple copies is combined and sent. Decoder decoding.
  • the equivalent noise term of the non-coherent demodulation is not Gaussian white noise, demodulating multiple copies and then combining them will have signal noise. The specific loss reduces the performance of the differential PSK system. Summary of the invention
  • the present invention provides a data transmitting and receiving method and apparatus, which can improve the performance of a differential PSK system in a scenario where the sensitivity of the receiver needs to be improved.
  • a first aspect of the present invention provides a data sending method, where the method includes:
  • N times frame level spreading on the data frame to form a repeating frame where the repeating frame includes N
  • the training sequence is a sequence of ⁇ 0, 1 ⁇ ;
  • the data symbol uses a differential modulation method, and specifically includes:
  • the data frame is differentially modulated to generate data symbols and training sequence symbols of the data frame.
  • the training sequence is a multi-phase complex sequence
  • the data symbol uses a differential modulation method, and specifically includes:
  • the differential modulation mode may be DBPSK or DQPSK or ⁇ / 4 QPSK Or D8PSK.
  • the training sequence symbol in the data frame, is located in the In front of the data symbol, or the training sequence symbol is located in the middle of the data symbol, or the training sequence symbol is placed across the data symbol.
  • the mapping the re-frame to the time-frequency resource includes:
  • the present invention further provides a data receiving method, where the method includes: receiving a data frame, where the data frame includes a data symbol and a training sequence symbol, where the data symbol is in a differential modulation manner;
  • the repeating frame includes N data frames, where the N data frames carry the same original data, where N is an integer greater than one;
  • the demodulating the data symbols in the repeated frame by using the training sequence symbol includes:
  • M is an integer greater than or equal to 1 and less than N;
  • a second possible implementation manner of the second aspect when there are X receiving channels receiving the data frame, the receiving for each of the receiving channels Performing, in the data frame, performing frame-level despreading on the N data frames in a repeated frame and performing partial coherent combining on the despread N data frames to obtain M data frames, where X is greater than a positive integer of 1;
  • the performing the differential demodulation on the M data frames comprises: accumulating the X pieces of the M data frames obtained by the X receiving channels, and performing differential decomposition on the accumulated M data frames Tune.
  • the disassembling the N data frames are partially coherently combined to obtain M Data frames, including:
  • the performing phase estimation by using the training sequence symbols in the N data frames, to obtain N estimated phases includes: calculating the N estimated phases according to a formula
  • J' is a data frame index in the repeated frame, which is a bit index in the data frame
  • L is a length of the training sequence symbol in the data frame
  • the index of the data frame in the repeated frame is a bit index in the data frame
  • / m is a search frequency point, which is a symbol period
  • L is the length of the training sequence symbol in the data frame
  • A is the first
  • the compensation frequency offset is the training sequence symbol
  • the despread data symbol is based on 0, l, 2. . - N- l , or, the formula
  • phase is estimated for the j'th.
  • the present invention also provides a transmitter, the transmitter comprising:
  • a coding unit configured to encode data
  • a framing unit configured to form the data frame and the training sequence encoded by the coding unit into a data frame, where the data frame includes a data symbol and a training sequence symbol;
  • a differential modulation unit configured to modulate the data symbols of the data frame by using a differential modulation method
  • a spreading unit configured to perform N-time frame-level spreading on the data frame processed by the differential modulation unit and the framing unit to form a repeating frame, where the repeating frame includes N pieces of the data frame,
  • the N data frames carry the same original data, where N is an integer greater than one;
  • mapping unit configured to perform resource mapping on the repeated frame formed by the spreading unit, map the repeated frame to a time-frequency resource, and transmit the repeated frame.
  • the training sequence is a sequence of ⁇ 0, 1 ⁇ ;
  • the differential modulation unit is located after the framing unit, and the differential modulating unit is configured to perform differential modulation on the data symbol and the training sequence symbol of the data frame obtained by the framing unit to generate the data.
  • the data symbols of the frame and the training sequence symbols are located after the framing unit, and the differential modulating unit is configured to perform differential modulation on the data symbol and the training sequence symbol of the data frame obtained by the framing unit to generate the data.
  • the data symbols of the frame and the training sequence symbols are located after the framing unit, and the differential modulating unit is configured to perform differential modulation on the data symbol and the training sequence symbol of the data frame obtained by the framing unit to generate the data.
  • the data symbols of the frame and the training sequence symbols are configured to perform differential modulation on the data symbol and the training sequence symbol of the data frame obtained by the framing unit to generate the data.
  • the training sequence is a multi-phase complex sequence
  • the differential modulation unit is located before the framing unit, and the differential modulating unit is specifically configured to differentially modulate the data of the coding unit to form a differentially modulated data symbol; the framing unit will pass the The data symbols obtained by the differential modulation unit and the training sequence symbols in the multi-phase complex sequence constitute the data frame.
  • the differential modulation mode may be DBPSK or DQPSK or ⁇ / 4 QPSK Or D8PSK.
  • a fourth possible implementation manner of the third aspect in a data frame that is formed by the framing unit, The training sequence symbol is located in front of the data symbol, or the training sequence symbol is located in the middle of the data symbol, or the training sequence symbol is placed across the data symbol.
  • the mapping unit is specifically configured to map the N data frames of the repeated frame obtained by the spreading unit to different frequency resources; Or, configured to map the N data frames of the repeated frame obtained by the spreading unit to different time domain resources, where the different time domain resources include consecutive or discontinuous time domain locations.
  • the transmitter is a base station or a terminal.
  • the present invention provides a receiver, where the receiver includes:
  • a receiving unit configured to receive a data frame, where the data frame includes a data symbol and a training sequence symbol, where the data symbol is in a differential modulation manner; the receiving unit is further configured to demap the data frame to obtain a repeated frame.
  • One of the repeated frames includes N data frames, and the N data frames carry the same original data, where N is an integer greater than one;
  • a processor configured to demodulate, by using the training sequence symbol, the data symbol in the repeated frame obtained by the receiving unit;
  • the processor specifically includes:
  • a despreading unit configured to perform frame level despreading on the N data frames in the repeated frame obtained by the receiving unit
  • a coherent merging unit configured to perform partial coherent combining on the N data frames despread by the despreading unit, to obtain M data frames, where M is an integer greater than or equal to 1 and less than N;
  • a differential demodulation unit configured to perform differential demodulation on the M data frames obtained by the coherent combining unit.
  • the receiving unit when the receiving unit has X receiving channels to receive the data frame, the receiving is performed for each The data frames received by the channel are respectively subjected to frame-level despreading and partial coherent combining by the despreading unit and the coherent combining unit to obtain M data frames, where X is a positive integer greater than 1.
  • the differential demodulation unit is configured to accumulate the X pieces of the M data frames respectively obtained by the X receiving channels, and perform differential demodulation on the accumulated M data frames.
  • the coherent combining unit specifically includes:
  • phase estimation subunit configured to perform phase estimation by using training sequence symbols in the N data frames, to obtain N estimated phases
  • phase compensation subunit configured to perform phase compensation on the data symbols in the N data frames by using the N estimated phases obtained by the phase estimation subunit;
  • the merging sub-unit is configured to perform weighted combining on the N data frames compensated by the phase compensation sub-unit to obtain M data frames.
  • the phase estimation subunit is specifically used according to a formula Calculating the N estimated phases; or, for
  • J' is a data frame index in the repeated frame, which is a bit index in the data frame
  • L is a length of the training sequence symbol in the data frame
  • a jth estimated phase which is a training sequence symbol.
  • the data symbol after despreading.
  • the coherent combining unit further includes: a frequency offset compensation subunit, wherein the frequency offset compensating subunit is used
  • j' is a data frame index in the repeated frame, is a bit index in the data frame, is a search frequency point, r sym is a symbol period, and L is a length of the training sequence symbol in the data frame, which is Compensation frequency offset, ⁇ is a training sequence symbol, is a despread data symbol; the phase estimation sub-unit is specifically used for the compensation frequency obtained by using the frequency offset compensation sub-unit
  • the first estimated phase the first estimated phase.
  • the receiver is a base station or a terminal.
  • the present invention also provides a transmitter, the transmitter comprising: a processor and a communication interface;
  • the communication interface is configured to interact with a receiver
  • the processor is used to:
  • N times frame-level spreading on the data frame to form a repeating frame where the repeating frame includes N pieces of the data frame, where the N pieces of data frames carry the same original data, where N is greater than An integer of 1;
  • mapping the repeated frames to time-frequency resources and transmitting through the communication interface.
  • the training sequence is a sequence of ⁇ 0, 1 ⁇ ;
  • the processor is specifically configured to perform differential modulation on the data frame after the encoded data and the training sequence form a data frame, to generate data symbols and training sequence symbols of the data frame.
  • the training sequence is a multi-phase complex sequence
  • the processor is specifically configured to form a data frame in the encoded data and the training sequence.
  • the encoded data is differentially modulated, and the differentially modulated data and the training sequence symbols form a data frame.
  • the differential modulation mode may be DBPSK or DQPSK or ⁇ / 4 QPSK Or D8PSK.
  • the training sequence symbol in the data frame, is located in the In front of the data symbol, or the training sequence symbol is located in the middle of the data symbol, or the training sequence symbol is placed across the data symbol.
  • the processor is configured to map the N data frames of the repeated frame to different frequency resources
  • the processor is specifically configured to map the N data frames of the repeated frame to different time domain resources, where the different time domain resources include consecutive or discontinuous time domain locations.
  • the transmitter is a base station or a terminal.
  • the present invention provides a receiver, the receiver comprising: a processor and a communication interface;
  • the communication interface is configured to interact with a transmitter
  • the processor is used to:
  • the repeating frame includes N data frames, where the N data frames carry the same original data, where N is an integer greater than one;
  • M is an integer greater than or equal to 1 and less than N;
  • the processor when the communication interface has X receiving channels and receives the data frame, the processor specifically uses Performing frame-level despreading on the N data frames in one repeated frame and partially coherently merging the despread N data frames, respectively, on the data frames received for each of the receiving channels, Obtaining M data frames, where X is a positive integer greater than one;
  • the processor is further configured to accumulate the X pieces of the M data frames obtained by the X receiving channels, and perform differential demodulation on the accumulated M data frames.
  • the processor is configured to perform partial coherence on the despread N data frames Merging, obtaining M data frames, specifically including:
  • Phase estimation is performed by using training sequence symbols in the N data frames to obtain N estimated phases;
  • the processor is configured to perform phase estimation by using training sequence symbols in the N data frames, to obtain N Estimated phase, specifically for:
  • the bit index in the data frame / m is the search frequency point, which is the symbol period
  • L is the length of the training sequence symbol in the data frame
  • is the first Compensation frequency offset
  • is the training sequence symbol
  • the first estimated phase the first estimated phase.
  • the receiver is a base station or a terminal.
  • the present invention also provides a communication system, the system comprising: a transmitter and a receiver according to an embodiment of the present invention.
  • the data frame is composed of training symbols and data symbols, and the training symbols are used for partial coherent combining and then differential demodulation, which can reduce the multi-frame combining gain loss of the non-coherent receiver of the differential PSK system. At the same time, it can effectively resist the same-frequency interference in the adjacent area, and improve the performance of the differential PSK system in the scenario where multiple signal copies need to be combined to improve the receiver sensitivity.
  • Figure l a is a carrier phase constellation diagram after differential PSK modulation
  • Figure l b is a carrier phase constellation diagram after the distortion of the graph la;
  • FIG. 2 is a schematic structural diagram of a typical differential PSK modulation communication system according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is a flowchart of a data sending method according to an embodiment of the present invention.
  • 4a is a schematic structural diagram of a data frame according to an embodiment of the present invention
  • 4b is a schematic structural diagram of a data frame according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 5 is a flowchart of a specific data sending method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a flowchart of a data receiving method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a flowchart of a specific data receiving method according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 8 is a graph showing performance comparison of a data signal obtained by a receiver using the method of the embodiment of the present invention and a receiver using the prior art method;
  • FIG. 9 is a schematic structural diagram of a transmitter according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 10 is a schematic structural diagram of still another transmitter according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a schematic structural diagram of a receiver according to an embodiment of the present disclosure
  • FIG. 12 is a schematic structural diagram of still another receiver according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 13 is a schematic structural diagram of a transmitter according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 14 is a schematic structural diagram of a receiver according to an embodiment of the present invention. detailed description
  • FIG. It is a partial embodiment of the invention, not all of the embodiments. All other embodiments obtained by those skilled in the art based on the embodiments of the present invention without creative efforts are within the scope of the present invention.
  • the data transmitting and receiving method and device provided by the embodiments of the present invention are applicable to a communication system with a differential PSK modulation mode, and are particularly suitable for a scenario in which a plurality of signal replicas need to be combined to improve receiver sensitivity.
  • the transmitter provided by the embodiment of the present invention may be a base station or a terminal, and the receiver may also be a base station or a terminal.
  • the communication system with differential PSK modulation is the information received at that time by the difference between the absolute phase of the carrier at a certain observation time and the absolute phase of the carrier at the previous observation time.
  • the value of the phase S as a function of time t is written as:
  • is denoted by ⁇ ( ⁇ 0 ), ⁇ ⁇ ), ⁇ ( ⁇ 2 ), ⁇ ⁇ ( ⁇ ⁇ ), then the phase difference of adjacent symbols) - 0(t o ), 0 ⁇ t 2 ) - ⁇ , ), ⁇ 0 ⁇ t N ) - 0 ⁇ t N _, ) Information for N symbols.
  • the 2 bit information is specified to be carried over the four carrier phase differences ⁇ , - ⁇ , 3 ⁇ , - 3 ⁇ , assuming the carrier phase.
  • each symbol carrier absolute phase has eight constellation point positions, and the phase change amount of each constellation point is only ⁇ , - ⁇ , 3 ⁇ , - 3 ⁇ kinds of possibilities (as shown in Figure la), even if the carrier's absolute phase is distorted (for example, the effect of the frequency offset causes the constellation point to rotate), the phase change of each constellation point is still 3 ⁇ 4, -3 ⁇ 4, 3 3 ⁇ 4 , _ 3 3 ⁇ 4 four possibilities (as shown in Figure lb), that is, differential PSK modulation technology can effectively resist the frequency offset effect.
  • the communication system includes a transmitter 1 and a receiver 2.
  • the original data is first encoded, and then the encoded data is differentially modulated, and then the modulated data is mapped to the corresponding time-frequency resource and transmitted to the receiver 2 in the corresponding channel.
  • the receiver 2 will receive multiple copies of the same information.
  • the receiver 2 After receiving the data, the receiver 2 performs differential demodulation (ie, non-coherent demodulation) on the received data, performs demodulation and then combines (soft bit combining), and decodes the combined data to obtain the original. data. If the receiver 2 receives multiple copies of the same information, the received multiple copies of the same information are demodulated and then combined to improve the sensitivity of the receiver.
  • differential demodulation ie, non-coherent demodulation
  • FIG. 3 is a flowchart of a data sending method according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 3, the data sending method of the present invention includes:
  • S 1 0 K combines the encoded data with the training sequence into a data frame, the data frame including a data symbol and a training sequence symbol, and the data symbol is in a differential modulation manner.
  • the training sequence can be a ⁇ 0, 1 ⁇ sequence.
  • the data symbol uses a differential modulation method, and specifically includes: After the training sequence constitutes a data frame, the data frame is differentially modulated to generate data symbols and training sequence symbols of the data frame. At this time, the data frame is composed of the (0, 1) sequence and the data, and differential modulation is performed to generate data symbols and training sequence symbols of the data frame.
  • the training sequence can also be a multi-phase complex sequence, such as a ZC sequence, or other sequences that have been modulated.
  • the data symbol uses a differential modulation method, and specifically includes: performing differential modulation on the encoded data to generate a data symbol of the data frame before the encoded data and the training sequence form a data frame, and The data symbols and the training sequence symbols in the multi-phase complex sequence constitute a data frame.
  • the differentially modulated data and the already modulated training sequence symbols for example, a ZC sequence, or a differentially modulated (-1, 1) sequence of (0, 1) sequences, or It is another sequence symbol) that constitutes a data frame.
  • the differential modulation mode may be DBPSK, or DQPSK, or ⁇ /4 QPSK, or D8PSK, and the like.
  • the data frame (rad io da ta f rame ) is a period of resources including a number of symbols on a certain frequency, including training symbols and data symbols, and the data symbols are differentially modulated.
  • the training sequence symbol is located in front of the data symbol, or the training sequence symbol is located in the middle of the data symbol, or the training sequence symbol is placed across the data symbol.
  • the training symbol can be placed at the beginning of the data frame as a preamble (preamb le ) or in the middle of the data frame as a midamble (midamb le ). It can also be placed across the data symbol.
  • the data symbols and training sequence symbols in the data frame are time divisional.
  • the parameters of the data frame may include: the data frame length is recorded as Tf rame, the total length of the training symbol is recorded as Tp, the total length of the data symbol is recorded as Td, and the frequency interval is recorded as Ftone.
  • the repeating frame includes N pieces of the data frames, and the N pieces of data frames carry the same original data, where N is an integer greater than 1.
  • a plurality of data frames form a repeating frame, for example, a frequency index (Tone
  • Each of the four data frames within the quadruple repeat frame carries data datal, which contains Td*Ftone data symbols.
  • the number of tones of several data frames constituting a repeating frame may be different.
  • the frame number of several data frames constituting a repeating frame may be discontinuous, that is, may be discontinuous in time.
  • a plurality of time-continuous repeating frames may form a repeating frame of a larger multiple.
  • a channel corresponding to an N-fold repeated frame is called an N-fold repeated channel.
  • N 64, or any positive integer.
  • a data frame is multiplied by a spreading code of length N to generate N data frames, and the N data frames are called a repeating frame.
  • the N data frames in a repeated frame may be located in different frequency resources, and the N data frames in the repeated frame may be discontinuous in time, and the original data information carried by the N data frames in the repeated frame is the same.
  • the spreading code can be incremented by ⁇
  • J. For example, when N 4, the spreading code can be ⁇ 1, 2, 3, 4 ⁇ .
  • the spreading code may also be all 1, and the generation of the spreading code may be generated based on a cell identifier (Cell Indicator) and a frame number, and the generation of the spreading code may also be generated based on the cell ID, the frame number, and the symbol index. .
  • Cell Indicator Cell Indicator
  • the generation of the spreading code may also be generated based on the cell ID, the frame number, and the symbol index.
  • the mapping the repetitive frame to the time-frequency resource comprises: mapping the N data frames of the repeated frame to different frequency resources; or mapping the N data frames of the repeated frame to different times Domain resources, the different time domain resources include consecutive or discontinuous time domain locations.
  • the data sending method provided by the embodiment of the present invention includes:
  • S20 encodes the data to generate an encoded data block.
  • the original data bits are encoded to produce an encoded data block bit c.
  • the data block index which is the bit index within the data block.
  • the encoder uses a 1/3 rate convolutional encoder.
  • the encoded data block bit c and the scrambling code b e ⁇ 0, 1 ⁇ are bit-by-bit scrambled, and the scrambled data is recorded as ⁇ , as shown in Equation 1:
  • Equation 2 N data blocks in an N-fold repeat frame, the scrambling code is the same, is the data block index, and k is the bit index in the data block, which is shown in Equation 2:
  • Equation 2 The generation of the scrambling code b can be based on the cell ID , user ID and duplicate frame number generation, as shown in Equation 3:
  • RNTI is the wireless network user identity ( Radio Network Temporary
  • the generation of the scrambling code b can also be generated based on the cell ID, the user identity and the frame number, but the same frame number is used within the N times multiple frames.
  • the scrambled data ⁇ and the training sequence are composed of a data frame /, which is a frame number index, and is a number According to the intra-bit index.
  • the position of the training sequence at the time of framing may be in the front of the data frame or in the middle of the data frame.
  • Generating a training sequence are known, for example: a cell ID may be generated based on a pseudo-random sequence bad 1 J, belonging to the same training sequence on the same cell ID different data frames; may be repeated based on the cell ID and The pseudo-random sequence generated by the multiple is the same for the same cell ID and the training sequence on the same repetition multiple channel.
  • the length of the training sequence conforms to the data frame parameter configuration. For example, under the above parameters, the training sequence is 120 bits.
  • S204 Perform differential modulation on the data frame to generate a modulated data symbol.
  • the framing data frame bit passes through the differential PSK modulator to generate a modulated data frame symbol g, which is a frame number index and is a symbol index within the data frame.
  • S204 can also be performed before S203, that is, differentially modulating the encoded and scrambled data to form differentially modulated data symbols, and then modulating the data symbols and the multi-phase complex sequence training sequence.
  • the symbol is framing to obtain a differentially modulated data frame.
  • Equation 4 The data frame symbol and the spreading code ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ , -1 ⁇ are frame-level spread spectrum, and the spread spectrum is recorded as t, as shown in Equation 4:
  • Equation 4 where the generation of the spreading code ⁇ can be generated based on the cell ID and the frame number, as shown in Equation 5:
  • the data frame symbols are mapped to corresponding time-frequency resources according to the frame number and the frequency index.
  • the specific method can be frequency-shifted by a Numerical Controlled Oscillator (NCO) or by Fast Fourier Transformation (FFT).
  • NCO Numerical Controlled Oscillator
  • FFT Fast Fourier Transformation
  • FIG. 6 is a flowchart of a data receiving method according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 6, the receiving method includes:
  • S30K receives a data frame, the data frame includes a data symbol and a training sequence symbol, and the data symbol is in a differential modulation manner.
  • One of the repeated frames includes N data frames, and the N data frames carry the same original data, where N is an integer greater than one.
  • the de-mapping the data frame to obtain a repeated frame includes: de-mapping according to the frequency index and the frame number index of the data frame to obtain the repeated frame.
  • S302 performs frame level despreading on N data frames in a repeated frame.
  • One of the repeated frames includes N data frames, and the N data frames carry the same original data, where N is an integer greater than one.
  • M is an integer greater than or equal to 1 and less than N.
  • S3021 and S3022 on the data frames received by each of the receiving channels, respectively, Performing frame-level despreading on N data frames in a repeated frame and partially coherently combining the despread N data frames to obtain M data frames.
  • S3023 specifically includes accumulating the M data frames obtained by the X receiving channels, and performing differential demodulation on the accumulated M data frames.
  • the data receiving method provided by the embodiment of the present invention includes: S40 receiving a data frame.
  • the received data frame / and the spreading code ⁇ , . e ⁇ 1, -1 ⁇ are frame-level despread, and the despread data is recorded as ⁇ , as shown in Equation 7: - . a t formula 7
  • the data frame is descrambled, it is sent to the partial coherent combining module to complete the merging of N data frames in an N-fold repeating frame.
  • the partial coherent combining module to complete the merging of N data frames in an N-fold repeating frame.
  • S403K performs phase estimation using the training sequence symbols in the N data frames to obtain N estimated phases.
  • the estimated phase ⁇ , ⁇ is calculated according to Equation 8 or Equation 9 using the training sequence symbols in the data frame.
  • a ⁇ j 0,1,2' ⁇ .
  • the data frame index in one of the repeated frames is a bit index in the data frame, which is a first estimated phase, which is a training sequence symbol, which is a despread data symbol, and L is a training in the data frame.
  • the length of the sequence symbol for example:
  • the method of phase estimation can be divided into two steps:
  • N compensation frequency offsets are calculated according to Equation 10 or Equation 11.
  • the data frame index in one of the repeated frames is a bit index in the data frame
  • / m is the search frequency point
  • r sym is the symbol period
  • L is the length of the training sequence symbol in the data frame
  • is the training sequence symbol
  • is the despread data symbol.
  • S4032 Perform phase compensation on the data symbols in the N data frames by using the N estimated phases.
  • the data symbol ⁇ is performed by using Equation 14. Phase compensation.
  • S4033 Perform weighted combining on the N data frames after phase compensation to obtain M data frames. According to the formula 15, the N data frames in an N-fold repeat frame are compensated for the phase and the symbols between the N data frames are merged.
  • S404 Perform differential demodulation on the combined data symbols to obtain demodulated data.
  • the combined data symbols are sent to the demodulator for differential demodulation, and the demodulated data bits are obtained.
  • the demodulated data bit z and the scrambling code b e ⁇ 0, 1 ⁇ are descrambled bit by bit, and the descrambled data is recorded as shown in Equation 18:
  • Figure 8 is a performance comparison diagram of data signals obtained by a receiver using the method of the embodiment of the present invention and a receiver using the prior art method.
  • the performance comparison of the EPA 1 Hz channel with a 64-fold repeat frame is
  • the abscissa in the figure is the signal-to-noise ratio
  • the ordinate is the block error rate.
  • the method of the embodiment of the present invention can effectively improve the receiver sensitivity and improve the performance of the differential PSK system. For example, at a 10% block error rate, the demodulated signal-to-noise ratio is reduced from -1. 4 dB (using a receiver of the prior art method) to -1 3 dB (a receiver using the method of the embodiment of the present invention) The sensitivity of the receiver is increased by 2. 6dB.
  • the data sending and receiving method provided by the embodiment of the present invention is composed of multiple consecutive time data frames to form a repeating frame, and different repeated frame boundaries are aligned to facilitate synchronization; the data frame is composed of training symbols and data symbols, and is constructed by using training symbols.
  • Partially coherent combining and then performing differential demodulation can reduce the multi-frame combining gain loss of the non-coherent receiver of the differential PSK system and improve the performance; using the partial coherent combining method, the cost is small and the implementation is simple; the repeated frame data transmission and reception introduces bit and The symbol two-stage scrambling can effectively resist the adjacent-channel co-channel interference when partially coherently combined with the receiver.
  • FIG. 9 is a schematic structural diagram of a transmitter according to an embodiment of the present invention.
  • the transmitter of the present invention includes: a coding unit 501, a framing unit 502, a differential modulation unit 503, a spreading unit 504, and a mapping unit 505. .
  • the encoding unit 501 is for encoding data.
  • the framing unit 502 is configured to form the data frame encoded by the coding unit 501 and the training sequence into a data frame.
  • the differential modulation unit 503 is configured to modulate the data symbols of the data frame by using a differential modulation method.
  • the training sequence can be a ⁇ 0, 1 ⁇ sequence.
  • the differential modulation unit 503 is located after the framing unit 502, and the differential modulation unit 503 is specifically configured to differentially modulate the data symbols and the training sequence symbols of the data frame obtained by the framing unit 502 to generate the data frame. Data symbols and training sequence symbols.
  • the training sequence may also be a multi-phase complex sequence, such as a ZC sequence, or other sequences that have been modulated.
  • the differential modulation unit 503 is located before the framing unit 502, and the differential modulation unit 503 is specifically configured to differentially modulate the data of the coding unit 501 to form differentially modulated data symbols.
  • the framing unit 502 composes the data symbols obtained by the differential modulation unit 502 and the training sequence symbols into the data frames.
  • differential modulation differentially modulated data and already modulated training sequence symbols (for example, a ZC sequence, or a differentially modulated (-1, 1) sequence of (0, 1) sequences, or Other sequence symbols) constitute a data frame.
  • the differential modulation mode may be DBPSK or DQPSK or ⁇ /4 QPSK or D8PSK or the like.
  • the data frame (rad io da ta f rame ) is a period of resources including a number of symbols on a certain frequency, including training symbols and data symbols, and the data symbols are differentially modulated.
  • the training sequence symbol is located in front of the data symbol, or the training sequence symbol is located in the middle of the data symbol, or the training sequence symbol is placed across the data symbol.
  • the training symbol may be placed at the beginning of the data frame as a preamble or as a preamble, or may be placed in the middle of the data frame.
  • the midamble symbol (midamb le ) can also be placed across the data symbol.
  • the data symbols and training sequence symbols in the data frame are time divisional.
  • the parameters of the data frame may include: the data frame length is recorded as Tf rame, the total length of the training symbol is recorded as Tp, the total length of the data symbol is recorded as Td, and the frequency interval is recorded as Ftone.
  • one data frame contains 300 symbols, of which 60 symbols are Training symbol, 240 symbols are data
  • the spreading unit 504 is configured to perform frame-level spreading on the data frames processed by the differential modulation unit 503 and the framing unit 502 to form a repeating frame.
  • the repeating frame includes N data frames, and the N data frames carry the same original data, where N is an integer greater than 1.
  • a plurality of data frames form a repeating frame.
  • the four data frames in the quadruple repeat frame each carry data data1, and datal includes Td*Ftone data symbols.
  • the frequency indices of several data frames constituting a repeating frame may be different.
  • the frame number index of several data frames constituting one repeated frame may be discontinuous, that is, may be discontinuous in time.
  • a plurality of time-continuous repeating frames may form a repeating frame of a larger multiple.
  • a channel corresponding to an N-fold repeated frame is called an N-fold repeated channel.
  • N 64, or any positive integer.
  • the spreading unit 504 multiplies a data frame by a spreading code of length N during frame-level spreading to generate N data frames, and the N data frames are called a repeating frame.
  • the N data frames in a repeated frame may be located in different frequency resources, and the N data frames in the repeated frame may be discontinuous in time, and the original data information carried by the N data frames in the repeated frame is the same.
  • the spreading code may also be all 1, and the generation of the spreading code may be generated based on a cell identifier (Cell Indicator) and a frame number, and the generation of the spreading code may also be generated based on the cell ID, the frame number, and the symbol index. .
  • Cell Indicator Cell Indicator
  • the generation of the spreading code may also be generated based on the cell ID, the frame number, and the symbol index.
  • the mapping unit 505 is configured to perform resource mapping on the data frame, map the data frame to a time-frequency resource, and transmit the data frame.
  • the mapping unit 505 maps the data frame to the time-frequency resource, and one data frame occupies a certain frequency. For a period of time, a time domain transmission signal is generated, and the time domain transmission signal is transmitted.
  • the mapping unit 505 is specifically configured to map the N data frames of the repeated frame obtained by the spreading unit to different frequency resources; or N data of the repeated frame obtained by the spreading unit The frames are mapped to different time domain resources, the different time domain resources including consecutive or discontinuous time domain locations.
  • the transmitter provided by the embodiment of the present invention further includes a scrambling unit 506.
  • the scrambling unit 506 is configured to scramble the data after the coding unit code 501 to obtain scrambled data.
  • the framing unit 502 processes the scrambled data.
  • the specific processing procedure of the transmitter includes:
  • the original data bits are encoded by the encoding unit 501 to generate encoded data block bits.
  • it is a data block index, which is a bit index within the data block.
  • the encoder uses a 1 / 3 rate convolutional encoder.
  • the scrambling unit 506 performs bit-by-bit scrambling on the encoded data block bit c and the scrambling code be ⁇ 0, l ⁇ , and the scrambled data is recorded as ⁇ , as shown in Equation 1.
  • N data blocks in an N-fold repeating frame the scrambling code is the same, is the data block index, and k is the bit index in the data block, which is shown in Equation 2.
  • the generation of the scrambling code b can be generated based on the cell ID, the user identification, and the repeated frame number, as shown in Equation 3.
  • the generation of the scrambling code can also be generated based on the cell ID, the user identification, and the frame number, but the same frame number is used within the N-fold repeated frame.
  • the framing unit 503 combines the scrambled data and the training sequence into a data frame /, which is a frame number index and is a bit index in the data frame.
  • the parameter configuration of the data frame includes not limited to the above configuration.
  • the position of the training sequence may be in the front of the data frame or in the middle of the data frame.
  • the generation of the training sequence is known, for example: may be a pseudo-random sequence generated based on the cell ID, the training sequence on different data frames belonging to the same cell ID is the same; or may be generated based on the cell ID and the repetition multiple
  • the pseudo-random sequence, which belongs to the same cell ID and the training sequence on the same repetition multiple channel, is the same.
  • the length of the training sequence conforms to the data frame parameter configuration. For example, under the above parameters, the training sequence is 120 bits.
  • the framing data frame bit is generated by the differential modulation unit 503 to generate a modulated data frame symbol g, which is a frame number index and is a data frame intra-symbol index.
  • differential modulation unit 503 may also be before the framing unit 502, the differential modulation unit 503 first differentially modulates the scrambled data symbols, and the framing unit 502 combines the modulated data symbols with the training sequence symbols. Perform framing.
  • the spreading unit 504 performs frame-level spreading on the data frame symbol and the spreading code ⁇ ⁇ 1, -1 ⁇ , and is spread as ⁇ , as shown in Equation 4.
  • the generation of the spreading code ⁇ can be generated based on the cell ID and the frame number, as shown in Equation 5.
  • the generation of the spreading code can also be generated based on the cell ID, the frame number, and the symbol index, as shown in Equation 6.
  • Mapping unit 505 maps the data frame symbols to corresponding time-frequency resources based on the frame number and frequency index.
  • the specific method can be carried out by NC0 or by FFT.
  • FIG. 11 is a schematic structural diagram of a receiver according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 11, the receiver of the present invention includes: a receiving unit 601, a processor 602, and a decoder 603.
  • the receiving unit 601 is configured to receive a data frame.
  • the data frame includes data symbols and training sequence symbols, and the data symbols are in a differential modulation manner.
  • the data symbols are in a differential modulation manner.
  • the receiving unit 601 is further configured to demap the data frame to obtain a repeated frame.
  • One of the repeated frames includes N data frames, and the N data frames carry the same original data, where N is an integer greater than 1.
  • the receiving unit 601 is specifically configured to perform demapping according to the frequency index and the frame number index of the data frame to obtain the repeated frame.
  • the processor 602 is configured to demodulate the data symbols in the repeated frame obtained by the receiving unit 601 by using the training sequence symbols.
  • the decoder 603 is configured to decode the data symbols demodulated by the processor 602 to obtain original data carried by the data symbols.
  • the processor 602 includes a despreading unit 6021, a coherent combining unit 6022, and a difference decomposing unit 6023.
  • the despreading unit 6021 is configured to perform frame level despreading on the N data frames in the repeated frame obtained by the receiving unit 601.
  • One of the repeated frames includes N data frames, and the N data frames carry the same original data, where N is an integer greater than one.
  • the received data frame / and the spreading code ⁇ , . e ⁇ 1, -1 ⁇ are frame-level despread, and the despread data is denoted by ⁇ , as shown in Equation 7.
  • the coherent combining unit 6022 is configured to perform partial coherent combining on the N data frames despread by the despreading unit 6021 to obtain M data frames.
  • M is an integer greater than or equal to 1 and less than N.
  • the data frame is descrambled and sent to the coherent combining unit 6022 to complete the merging of N data frames within an N-fold repeating frame.
  • the coherent combining unit 6 Q22 specifically includes: a phase estimating subunit, a phase compensating subunit, and a combining subunit.
  • the phase estimation subunit is configured to perform phase estimation using the training sequence symbols in the N data frames to obtain N estimated phases.
  • the phase estimation sub-unit is specifically configured to calculate the estimated phase according to formula 8 or formula 9 by using training sequence symbols in the data frame.
  • the phase estimation sub-unit When there is a frequency offset, the phase estimation sub-unit performs phase estimation in two steps: In the first step, N compensation frequency offsets are calculated according to formula 1 0 or formula 1 1. In the second step, the estimated phase is calculated according to formula 1 2 or formula 13.
  • the phase compensation subunit is configured to perform phase compensation on the data symbols in the N data frames by using the estimated phase obtained by the phase estimation subunit.
  • the merging subunit is configured to perform weighted combining on the N data frames compensated by the phase compensation subunit to obtain M data frames.
  • the merging sub-unit is specifically configured to combine the symbols between the N data frames and the N data frames in an N-fold repeat frame according to the formula 15 5 to obtain the combined data symbols ⁇ .
  • the differential demodulation unit 602 3 is configured to differentially demodulate the M data frames obtained by the coherent combining unit 6022.
  • Differential demodulation unit 6 02 3 performs differential demodulation to obtain the demodulated data bits ⁇ .
  • the receiving unit 601 in the receiver provided by the embodiment of the present invention has X receiving channels (X is a positive integer greater than 1), when the X receiving channels receive the data frame.
  • the data frames received for each of the receiving channels are subjected to frame-level despreading and partial coherent combining through the despreading unit 6021 and the coherent combining unit 6022, respectively, to obtain M data frames respectively.
  • the differential demodulation unit 602 3 is specifically configured to accumulate the X pieces of the M data frames respectively obtained by the X receiving channels, and perform differential demodulation on the accumulated M data frames.
  • a descrambler 604 for descrambling the data symbols.
  • the descrambler 604 is specifically configured to perform bit-by-bit descrambling on the data bit z and the scrambling code b e ⁇ 0, 1 ⁇ demodulated by the differential demodulation unit 6023, and the descrambled data is recorded as shown in Equation 18.
  • the data obtained by the descrambler 604 is decoded by the decoder 603 to obtain the original data carried by the data symbols.
  • the transmitter provided by the embodiment of the present invention is configured to form a repeating frame by arranging a plurality of consecutive time data frames, and different repeated frame boundaries are aligned to facilitate synchronization; the data frame is composed of training symbols and data symbols, and is partially coherently combined by using training symbols.
  • the multi-frame combined gain loss of the non-coherent receiver of the differential PSK system can be reduced, and the performance can be improved.
  • the partial coherent combining method of the receiver provided by the embodiment of the invention has the advantages of low cost and simple implementation; repeated frame data transmission and reception introduces two-stage scrambling of bits and symbols, and can effectively resist the adjacent area when partially coherently combining receivers Co-channel interference.
  • FIG. 13 is a schematic structural diagram of a transmitter according to an embodiment of the present invention.
  • the transmitter of the embodiment of the present invention includes: a processor 701 and a communication interface 702.
  • the processor 701 may be a single-core or multi-core central processing unit (Centre), or a specific integrated circuit (ASIC), or One or more integrated circuits configured to implement embodiments of the present invention.
  • Communication interface 702 is used to interact with the receiver.
  • the processor 701 is used to:
  • N times frame-level spreading on the data frame to form a repeating frame where the repeating frame includes N pieces of the data frame, where the N pieces of data frames carry the same original data, where N is greater than An integer of 1;
  • Resource mapping is performed on the repeated frames, and the repeated frames are mapped to time-frequency resources and transmitted through the communication interface 702.
  • the transmitter provided by the embodiment of the present invention further performs the data sending method shown in the foregoing Figure 3-5 according to the instruction, and details are not described herein.
  • FIG. 14 is a schematic structural diagram of a receiver according to an embodiment of the present invention, as shown in FIG. 14
  • the receiver of the embodiment of the present invention includes: a processor 801 and a communication interface 802.
  • the processor 801 may be a single-core or multi-core central processing unit (Centre), or a specific integrated circuit (ASIC), or One or more integrated circuits configured to implement embodiments of the present invention.
  • Communication interface 802 is used to interact with the transmitter.
  • the processor 801 is used to:
  • the data frame includes a data symbol and a training sequence symbol, and the data symbol is in a differential modulation manner;
  • the repeating frame includes N data frames, where the N data frames carry the same original data, where N is an integer greater than one;
  • the receiver provided by the embodiment of the present invention further performs the data receiving method shown in FIG. 6-7 according to the instruction, and details are not described herein.
  • the data transmitting and receiving method and device provided by the invention utilizes a plurality of time-continuous data frames to form a repeating frame, and uses a partial coherent combining method to perform differential demodulation during reception, which is simple to implement and can reduce the difference PSK system.
  • Coherent receivers combine multi-frame gain loss, and can effectively resist adjacent-channel co-channel interference and improve performance. In the scenario where multiple signal replicas need to be combined to improve receiver sensitivity, the performance of differential PSK system is improved.
  • RAM random access memory
  • ROM read only memory
  • electrically programmable ROM electrically erasable programmable ROM
  • registers hard disk, removable disk, CD-ROM, or any other form of storage known in the art. In the medium.

Abstract

本发明涉及一种数据发送、接收方法及装置,所述方法包括:将编码后的数据与训练序列组成数据帧,所述数据帧包括数据符号和训练序列符号,所述数据符号采用差分调制方式;对所述数据帧进行N倍帧级扩频,形成一个重复帧,所述重复帧中包括N个所述数据帧,所述N个所述数据帧承载相同的原始数据,其中,N为大于1的整数;对所述重复帧进行资源映射,将所述重复帧映射到时频资源并进行发送。本发明实施例提供的数据发送、接收方法及装置,可以在需要提升接收机灵敏度的场景下,改善差分PSK系统的性能。

Description

数据发送、 接收方法及装置
技术领域
本发明涉及通信技术领域, 尤其涉及一种数据发送、 接收方法及装置。 背景技术
在通信系统中, 差分相位键控 ( Phase-shif t Keying , PSK )调制技术是 将信息调制在载波的相位差上, 即某个观测时刻载波的绝对相位和相邻上一 个观测时刻的载波绝对相位之差, 表征了该时刻接收到的信息。
现有的差分 PSK调制系统釆用非相干接收机, 无需利用训练序列估计载波 绝对相位畸变, 接收机仅利用接收的相邻符号的相位差即可直接解调出信息。 在某些覆盖需求突出的场景中, 当发射机功率受限时, 对接收机灵敏度要求 较高。 一种典型的方法是通过重复发射相同的信息, 接收机将接收到的同一 个信息的多个副本合并以提升接收机灵敏度, 通常是将多个副本各自解调后 的软比特信息合并送入译码器译码。 然而, 若重复发射同一信息数据块多次, 接收机收到多个副本, 因为非相干解调的等效噪声项已不是高斯白噪声, 对 多个副本进行解调后再合并会有信噪比损失, 降低了差分 PSK系统的性能。 发明内容
本发明提供一种数据发送、 接收方法及装置, 可以在需要提升接收机灵 敏度的场景下, 改善差分 PSK系统的性能。
本发明第一方面提供了一种数据发送方法, 所述方法包括:
将编码后的数据与训练序列组成数据帧, 所述数据帧包括数据符号和训 练序列符号, 所述数据符号釆用差分调制方式;
对所述数据帧进行 N倍帧级扩频,形成一个重复帧,所述重复帧中包括 N 个所述数据帧, 所述 N个所述数据帧承载相同的原始数据, 其中, N为大于 1 的整数;
对所述重复帧进行资源映射,将所述重复帧映射到时频资源并进行发送。 结合第一方面, 在第一方面的第一种可能的实施方式中, 所述训练序列 是 {0, 1}序列;
所述数据符号釆用差分调制方式, 具体包括:
在所述将编码后的数据与训练序列组成数据帧之后, 对所述数据帧进行 差分调制, 生成所述数据帧的数据符号和训练序列符号。
结合第一方面, 在第一方面的第二种可能的实施方式中, 所述训练序列 是多相位复序列;
所述数据符号釆用差分调制方式, 具体包括:
在所述将编码后的数据与训练序列组成数据帧之前, 对所述编码后的数 据进行差分调制生成所述数据帧的数据符号, 将所述数据符号与所述多相位 复序列中的训练序列符号组成数据帧。
结合第一方面或第一方面的第一种或第二种可能的实施方式, 在第一方 面的第三种可能的实施方式中, 所述差分调制方式可以是 DBPSK 或者 DQPSK 或者 π / 4 QPSK或者 D8PSK。
结合第一方面或第一方面的第一种或第二种可能的实施方式, 在第一方 面的第四种可能的实施方式中, 在一个所述数据帧中, 所述训练序列符号位 于所述数据符号的前面, 或者, 所述训练序列符号位于数据符号的中间, 或 者, 所述训练序列符号与所述数据符号交叉放置。
结合第一方面, 在第一方面的第五种可能的实施方式中, 所述将所述重 复帧映射到时频资源, 具体包括:
将所述重复帧的 N个数据帧映射到不同的频率资源;
或者, 将所述重复帧的 N个数据帧映射到不同的时域资源, 所述不同的 时域资源包括连续或不连续的时域位置。 第二方面, 本发明还提供了一种数据接收方法, 所述方法包括: 接收数据帧, 所述数据帧包括数据符号和训练序列符号, 所述数据符号 釆用差分调制方式;
对所述数据帧进行解映射得到重复帧, 一个所述重复帧中包括 N个数据 帧, 所述 N个数据帧承载相同的原始数据, 其中, N为大于 1的整数;
利用所述训练序列符号对所述重复帧内的数据符号进行解调, 得到所述 数据符号所承载的原始数据。
结合第二方面, 在第二方面的第一种可能的实施方式中, 所述利用所述 训练序列符号对所述重复帧内的数据符号进行解调, 具体包括:
对一个所述重复帧内的 N个数据帧进行帧级解扩;
对解扩后的所述 N个数据帧进行部分相干合并, 得到 M个数据帧, 其中, M为大于等于 1且小于 N的整数;
对所述 M个数据帧进行差分解调。
结合第二方面的第一种可能的实施方式, 在第二方面的第二种可能的实 施方式中, 当存在 X个接收通道接收所述数据帧时, 针对每一个所述接收通 道接收的所述数据帧分别执行所述对一个重复帧内的 N个数据帧进行帧级解 扩以及对解扩后的所述 N个数据帧进行部分相干合并, 得到 M个数据帧, 其 中, X为大于 1的正整数;
所述对所述 M个数据帧进行差分解调, 具体包括: 将所述 X个接收通道 得到的 X个所述 M个数据帧进行累加, 对累加后的所述 M个数据帧进行差分 解调。
结合第二方面第一种或第二种可能的实施方式, 在第二方面的第三种可 能的实施方式中, 所述对解扩后的所述 N个数据帧进行部分相干合并, 得到 M 个数据帧, 具体包括:
利用所述 N个数据帧中的训练序列符号进行相位估计, 得到 N个估计相 位; 利用所述 N个估计相位,对所述 N个数据帧中的数据符号进行相位补偿; 对相位补偿后的所述 N个数据帧进行加权合并, 得到 M个数据帧。
结合第二方面第三种可能的实施方式, 在第二方面的第四种可能的实施 方式中, 所述利用所述 N个数据帧中的训练序列符号进行相位估计, 得到 N 个估计相位, 具体包括: 才艮据公式 ,计算得到所述 N个估计相位;
或者,根 ---N-1 ,计算得到所述 N个估计
Figure imgf000005_0001
相位;
其中, J'为一个所述重复帧内的数据帧索引, 为数据帧内的比特索引, L为所述数据帧中训练序列符号的长度, 为第 个估计相位, 为训练序列 符号, 为解扩后的数据符号。
结合第二方面第三种可能的实施方式, 在第二方面的第五种可能的实施 方式中, 所述利用所述 N个数据帧中的训练序列符号进行相位估计, 得到 N 个估计相位, 具体包括: = 0,l,2---N-l , 或者, 公式
, 计算得到 N个补偿频偏, 其
Figure imgf000005_0002
中, 为一个所述重复帧内的数据帧索引, 为数据帧内的比特索引, /m为搜 索频点, 为符号周期, L为所述数据帧中训练序列符号的长度, A为第 个补偿频偏, 为训练序列符号, 为解扩后的数据符号 根据 0, l, 2. . - N— l , 或者, 公式
<¾■ = angle 算得到所述 N个估计相位 ..
Figure imgf000006_0001
其中, 为第 j'个估计相位。
第三方面, 本发明还提供了一种发射机, 所述发射机包括:
编码单元, 用于对数据进行编码;
组帧单元, 用于将所述编码单元编码后的所述数据与训练序列组成数据 帧, 所述数据帧包括数据符号和训练序列符号;
差分调制单元, 用于对所述数据帧的所述数据符号釆用差分调制方式进 行调制;
扩频单元, 用于对经过所述差分调制单元和组帧单元处理后的所述数据 帧进行 N倍帧级扩频, 形成一个重复帧, 所述重复帧中包括 N个所述数据帧, 所述 N个所述数据帧承载相同的原始数据, 其中, N为大于 1的整数;
映射单元, 用于对所述扩频单元形成的所述重复帧进行资源映射, 将所 述重复帧映射到时频资源并进行发送。
结合第三方面, 在第三方面的第一种可能的实施方式中, 所述训练序列 是 {0, 1}序列;
所述差分调制单元位于所述组帧单元之后, 所述差分调制单元具体用于 对所述组帧单元得到的所述数据帧的所述数据符号和训练序列符号进行差分 调制, 生成所述数据帧的数据符号和训练序列符号。
结合第三方面, 在第三方面的第二种可能的实施方式中, 所述训练序列 是多相位复序列; 所述差分调制单元位于所述组帧单元之前, 所述差分调制单元具体用于 对所述编码单元的所述数据进行差分调制, 形成差分调制的数据符号; 所述 组帧单元将经过所述差分调制单元得到的所述数据符号与所述多相位复序列 中的训练序列符号组成所述数据帧。
结合第三方面或第三方面的第一种或第二种可能的实施方式, 在第三方 面的第三种可能的实施方式中, 所述差分调制方式可以是 DBPSK 或者 DQPSK 或者 π / 4 QPSK或者 D8PSK。
结合第三方面或第三方面的第一种或第二种可能的实施方式, 在第三方 面的第四种可能的实施方式中, 在所述组帧单元组成的一个所述数据帧中, 所述训练序列符号位于所述数据符号的前面, 或者, 所述训练序列符号位于 数据符号的中间, 或者, 所述训练序列符号与所述数据符号交叉放置。
结合第三方面, 在第三方面的第五种可能的实施方式中, 所述映射单元 具体用于将所述扩频单元得到的所述重复帧的 N个数据帧映射到不同的频率 资源; 或者, 用于将所述扩频单元得到的所述重复帧的 N个数据帧映射到不 同的时域资源, 所述不同的时域资源包括连续或不连续的时域位置。
结合第三方面, 在第三方面的第六种可能的实施方式中, 所述发射机为 基站或终端。
第四方面, 本发明还提供了一种接收机, 所述接收机包括:
接收单元, 用于接收数据帧, 所述数据帧包括数据符号和训练序列符号, 所述数据符号釆用差分调制方式; 所述接收单元还用于对所述数据帧进行解 映射得到重复帧, 一个所述重复帧中包括 N个数据帧, 所述 N个数据帧承载 相同的原始数据, 其中, N为大于 1的整数;
处理器, 用于利用所述训练序列符号对所述接收单元得到的所述重复帧 内的所述数据符号进行解调;
译码器, 用于对所述处理器解调得到的数据符号进行译码, 得到所述数 据符号所承载的原始数据。 结合第四方面, 在第四方面的第一种可能的实施方式中, 所述处理器具 体包括:
解扩单元, 用于对所述接收单元得到的所述重复帧内的 N个数据帧进行 帧级解扩;
相干合并单元, 用于对所述解扩单元解扩后的 N个数据帧进行部分相干 合并, 得到 M个数据帧, 其中, M为大于等于 1且小于 N的整数;
差分解调单元, 用于对所述相干合并单元得到的所述 M个数据帧进行差 分解调。
结合第四方面的第一种可能的实施方式, 在第四方面的第二种可能的实 施方式中, 当所述接收单元存在 X个接收通道接收所述数据帧时, 针对每一 个所述接收通道接收的所述数据帧分别经过所述解扩单元和相干合并单元进 行帧级解扩和部分相干合并, 分别得到 M个数据帧, 其中, X为大于 1的正整 数;
所述差分解调单元具体用于将所述 X个接收通道分别得到的 X个所述 M 个数据帧进行累加, 对累加后的所述 M个数据帧进行差分解调。
结合第四方面的第一种或第二种可能的实施方式, 在第四方面的第三种 可能的实施方式中, 所述相干合并单元具体包括:
相位估计子单元, 用于利用所述 N个数据帧中的训练序列符号进行相位 估计, 得到 N个估计相位;
相位补偿子单元, 用于利用所述相位估计子单元得到的所述 N个估计相 位, 对所述 N个数据帧中的数据符号进行相位补偿;
合并子单元, 用于对经过所述相位补偿子单元补偿后的所述 N个数据帧 进行加权合并, 得到 M个数据帧。
结合第四方面的第三种可能的实施方式, 在第四方面的第四种可能的实 施 方 式 中 , 所 述 相 位 估 计 子 单 元 具 体 用 于 根 据 公 式 , 计算得到所述 N个估计相位; 或者, 用于
Figure imgf000009_0001
k
Pi
或者 ,才艮据公式 a . = angle , = 0, 1, 2 · · · N - 1,计算得到所述 N个估计相位;
L
其中, J'为一个所述重复帧内的数据帧索引, 为数据帧内的比特索引, L为所述数据帧中训练序列符号的长度, 为第 j'个估计相位, 为训练序列 符号, 为解扩后的数据符号。 结合第四方面的第三种可能的实施方式, 在第四方面的第五种可能的实 施方式中,
所述相干合并单元还包括: 频偏补偿子单元, 所述频偏补偿子单元用于
根据公 , 或者, 公式
A: = max
N个补偿频偏:
Figure imgf000009_0002
其中, j'为一个所述重复帧内的数据帧索引, 为数据帧内的比特索引, 为 搜索频点, rsym 为符号周期, L为所述数据帧中训练序列符号的长度, 为 第 个补偿频偏, ^为训练序列符号, 为解扩后的数据符号; 所述相位估计子单元具体用于利用所述频偏补偿子单元得到的补偿频
偏, 根据公式 = ^ 或者, 公式
Figure imgf000009_0003
. = = 0, 1, 2… N _ 1,计算得到所述 N个估计相位 :
Figure imgf000010_0001
其中, 为第 个估计相位。
结合第四方面, 在第四方面的第一种可能的实施方式中, 所述接收机为 基站或终端。
第五方面, 本发明还提供了一种发射机, 所述发射机包括: 处理器和通 信接口;
所述通信接口, 用于与接收机进行交互;
所述处理器用于:
将编码后的数据与训练序列组成数据帧, 所述数据帧包括数据符号和训 练序列符号, 所述数据符号釆用差分调制方式;
对所述数据帧进行 N倍帧级扩频,形成一个重复帧,所述重复帧中包括 N 个所述数据帧, 所述 N个所述数据帧承载相同的原始数据, 其中, N为大于 1 的整数;
对所述重复帧进行资源映射, 将所述重复帧映射到时频资源并通过所述 通信接口发送。
结合第五方面, 在第五方面的第一种可能的实施方式中, 所述训练序列 是 {0, 1}序列;
所述处理器具体用于在所述将编码后的数据与训练序列组成数据帧之 后, 对所述数据帧进行差分调制, 生成所述数据帧的数据符号和训练序列符 号。
结合第五方面, 在第五方面的第二种可能的实施方式中, 所述训练序列 是多相位复序列;
所述处理器具体用于在所述将编码后的数据与训练序列组成数据帧之 前, 对所述编码后的数据进行差分调制, 将经过差分调制后的数据与训练序 列符号组成数据帧。
结合第五方面或第五方面的第一种或第二种可能的实施方式, 在第五方 面的第三种可能的实施方式中, 所述差分调制方式可以是 DBPSK 或者 DQPSK 或者 π / 4 QPSK或者 D8PSK。
结合第五方面或第五方面的第一种或第二种可能的实施方式, 在第五方 面的第四种可能的实施方式中, 在一个所述数据帧中, 所述训练序列符号位 于所述数据符号的前面, 或者, 所述训练序列符号位于数据符号的中间, 或 者, 所述训练序列符号与所述数据符号交叉放置。
结合第五方面, 在第五方面的第五种可能的实施方式中, 所述处理器具 体用于将所述重复帧的 N个数据帧映射到不同的频率资源;
或者, 所述处理器具体用于将所述重复帧的 N个数据帧映射到不同的时 域资源, 所述不同的时域资源包括连续或不连续的时域位置。
结合第五方面, 在第五方面的第六种可能的实施方式中, 所述发射机为 基站或终端。
第六方面, 本发明还提供了一种接收机, 所述接收机包括: 处理器和通 信接口;
所述通信接口, 用于与发射机进行交互;
所述处理器用于:
通过所述通信接口接收数据帧, 所述数据帧包括数据符号和训练序列符 号, 所述数据符号釆用差分调制方式;
对所述数据帧进行解映射得到重复帧, 一个所述重复帧中包括 N个数据 帧, 所述 N个数据帧承载相同的原始数据, 其中, N为大于 1的整数;
利用所述训练序列符号对所述重复帧内的数据符号进行解调, 得到所述 数据符号所承载的原始数据。
结合第六方面, 在第六方面的第一种可能的实施方式中, 所述处理器用 于利用所述训练序列符号对所述重复帧内的数据符号进行解调, 具体包括用 于:
对一个所述重复帧内的 N个数据帧进行帧级解扩;
对解扩后的所述 N个数据帧进行部分相干合并, 得到 M个数据帧, 其中, M为大于等于 1且小于 N的整数;
对所述 M个数据帧进行差分解调。
结合第六方面的第一种可能的实施方式, 在第六方面的第二种可能的实 施方式中, 当所述通信接口存在 X个接收通道接收所述数据帧时, 所述处理 器具体用于针对每一个所述接收通道接收的所述数据帧分别执行所述对一个 重复帧内的 N个数据帧进行帧级解扩以及对解扩后的所述 N个数据帧进行部 分相干合并, 得到 M个数据帧, 其中, X为大于 1的正整数;
所述处理器还具体用于将所述 X个接收通道得到的 X个所述 M个数据帧 进行累加, 对累加后的所述 M个数据帧进行差分解调。
结合第六方面的第一种或第二种可能的实施方式, 在第六方面的第三种 可能的实施方式中, 所述处理器用于对解扩后的所述 N个数据帧进行部分相 干合并, 得到 M个数据帧, 具体包括用于:
利用所述 N个数据帧中的训练序列符号进行相位估计, 得到 N个估计相 位;
利用所述 N个估计相位,对所述 N个数据帧中的数据符号进行相位补偿; 对相位补偿后的所述 N个数据帧进行加权合并, 得到 M个数据帧。
结合第六方面的第三种可能的实施方式, 在第六方面的第四种可能的实 施方式中, 所述处理器用于利用所述 N个数据帧中的训练序列符号进行相位 估计, 得到 N个估计相位, 具体包括用于:
L-l
根据公式 aj = angle , j' = 0,l, 2 . N -l ,计算得到所述 Ν个估计相位; ,_i k 或者 ,根据公式 = 0 Pj
angle ,; = 0,1,2---N-1 ,计算得到所述 N个估计
L
相位;
其中, 为一个所述重复帧内的数据帧索引, 为数据帧内的比特索引, L为所述数据帧中训练序列符号的长度, 为第 个估计相位, 为训练序列 符号, 为解扩后的数据符号。 结合第六方面的第三种可能的实施方式, 在第六方面的第五种可能的实 施方式中, 所述处理器用于利用所述 N个数据帧中的训练序列符号进行相位 估计, 得到 N个估计相位, 具体包括用于: , 或者, 公式
补偿频偏, 其
Figure imgf000013_0001
中, 为一个所述重复帧内的数据帧索引, 为数据帧内的比特索引, /m为搜 索频点, 为符号周期, L为所述数据帧中训练序列符号的长度, ^为第 个补偿频偏, ^为训练序列符号, 为解扩后的数据符号; 根据公式 =""g^ Σ J e T j = X2-N-l^ 或者, 公式
、fe=o Pj 〔
<¾■ = angle
Figure imgf000014_0001
= 0, 1, 2… N _ 1,计算得到所述 N个估计相位 :
L
其中, 为第 个估计相位。
结合第六方面, 在第六方面的第六种可能的实施方式中, 所述接收机为 基站或终端。
第七方面, 本发明还提供了一种通信系统, 所述系统包括: 如本发明实 施例所述的发射机和接收机。
本发明提供的数据发送、 接收方法及装置, 数据帧由训练符号和数据符 号组成, 利用训练符号做部分相干合并后再做差分解调, 可以减少差分 PSK 系统非相干接收机多帧合并增益损失, 同时可以有效地抗邻区同频干扰, 在 需要合并多个信号副本以提升接收机灵敏度的场景下, 提升差分 PSK 系统的 性能, 附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案, 下面将对实施例描述 中所需要使用的附图作简单地介绍, 显而易见地, 下面描述中的附图仅仅 是本发明的一些实施例, 对于本领域普通技术人员来讲, 在不付出创造性 劳动性的前提下, 还可以根据这些附图获得其他的附图。
图 l a为差分 PSK调制后的载波相位星座图;
图 l b为图 la发生畸变后的载波相位星座图;
图 2为本发明实施例提供的一种典型的差分 PSK调制通信系统的结构示 意图;
图 3为本发明实施例提供的一种数据发送方法流程图;
图 4a为本发明实施例提供的数据帧结构示意图; 图 4b为本发明实施例提供的数据帧结构示意图;
图 5为本发明实施例提供的一种具体的数据发送方法流程图;
图 6为本发明实施例提供的一种数据接收方法流程图;
图 7为本发明实施例提供的一种具体的数据接收方法流程图;
图 8为釆用本发明实施例的方法的接收机与釆用现有技术的方法的接收 机所得到的数据信号的性能对比图;
图 9为本发明实施例提供的一种发射机的结构示意图;
图 1 0为本发明实施例提供的又一种发射机的结构示意图;
图 1 1为本发明实施例提供的一种接收机的结构示意图;
图 12为本发明实施例提供的又一种接收机的结构示意图;
图 1 3为本发明实施例提供的一种发射机的结构组成示意图;
图 14为本发明实施例提供的一种接收机的结构组成示意图。 具体实施方式
为使得本发明的发明目的、 特征、 优点能够更加的明显和易懂, 下面 将结合本发明实施例中的附图, 对本发明实施例中的技术方案进行描述, 显然, 所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例, 而非全部实施例。 基 于本发明中的实施例, 本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下 所获得的所有其他实施例, 都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供的数据发送、接收方法及装置, 适用于差分 PSK调 制方式的通信系统, 尤其适用于需要通过合并多个信号副本以提升接收机 灵敏度的场景。 本发明实施例提供的发射机可以为基站或终端, 接收机也 可以为基站或终端。
差分 PSK 调制的通信系统是通过某个观测时刻载波的绝对相位和相 邻上一个观测时刻的载波绝对相位之差, 来表示该时刻接收到的信息。 例 如, 相位 S随时间 t变化的值记为 , 记载波频率为 / 的调制信号为: s(t) = cos(2¾rct + θ(ή)。观测时刻 t0 , , t2… ^的载波相位记为 θ(ΐ0 ), θ{ΐγ ), θ(ΐ2 ),··· θ(ΐΝ ), 则相邻符号的相位差 ) - 0(to ), 0{t2 ) - θ 、 ),··· 0{tN ) - 0{tN_, )表征了 N个符号的信 息。 例如: 规定 2 b i t信息承载在四种载波相位差 ^,-^,3^,-3^上, 假 设载波初相 。)=0 ,则差分 P SK调制后的载波相位星座图如下所示: 即每一 个符号载波绝对相位有八种星座点位置, 每个星座点的相位变化量只有 ^,-^,3^,-3^^种可能 (如图 l a所示) , 即便是载波绝对相位发生畸 变至 (例如频偏的影响导致星座点旋转) , 每个星座点的相位变化仍然 是¾,-¾,3¾,_3¾四种可能 (如图 l b所示) , 即差分 PSK调制技术可以 有效的抗频偏影响。
图 2是本发明实施例提供的一种典型的差分 PSK调制的通信系统的结构 示意图, 如图 2所示, 所述通信系统中包括发射机 1和接收机 2。
在发射机 1 中, 先对原始数据进行编码, 再对编码后的数据进行差分调 制, 再将调制后的数据进行资源映射到相应的时频资源, 在相应的信道中传 输给接收机 2。在发射机 1中通过重复发射相同的信息,接收机 2将接收到同 一信息的多个副本。
接收机 2在接收到数据之后, 先对接收到的数据进行差分解调 (即非相 干解调) , 解调后进行合并(软比特合并) , 在对合并后的数据进行译码, 得到原始数据。 如果接收机 2接收到同一信息的多个副本, 则将接收到的同 一个信息的多个副本各自解调后再进行合并, 可以提升接收机的灵敏度。
图 3是本发明实施例提供的数据发送方法流程图, 如图 3所示, 本发明 的数据发送方法包括:
S 1 0 K 将编码后的数据与训练序列组成数据帧, 所述数据帧包括数据符 号和训练序列符号, 所述数据符号釆用差分调制方式。
所述训练序列可以是 {0, 1}序列。
所述数据符号釆用差分调制方式, 具体包括: 在所述将编码后的数据与 训练序列组成数据帧之后, 对所述数据帧进行差分调制, 生成所述数据帧的 数据符号和训练序列符号。 此时, 是利用该 (0, 1 )序列和数据一起组成数 据帧, 再进行差分调制, 生成数据帧的数据符号和训练序列符号。
或者, 训练序列也可以是多相位复序列, 例如 ZC序列, 或者是已经调制 好的其他序列。
所述数据符号釆用差分调制方式, 具体包括: 在所述将编码后的数据与 训练序列组成数据帧之前, 对所述编码后的数据进行差分调制生成所述数据 帧的数据符号, 将所述数据符号与所述多相位复序列中的训练序列符号组成 数据帧。 此时, 只有数据经过差分调制, 经过差分调制的数据和已经调制好 的训练序列符号(例如 ZC序列,或者是由( 0 , 1 )序列经过差分调制后的( -1 , 1 ) 序列, 或者是其他序列符号)组成数据帧。
其中, 所述差分调制方式可以是 DBPSK , 或者 DQPSK , 或者 π /4 QPSK , 或者 D8PSK等等。
在本发明实施例中, 数据帧 (rad io da ta f rame ) 为某个频率上包含若 干个符号的一段时间资源, 包括训练符号和数据符号, 数据符号釆用差分调 制。 在一个所述数据帧中, 所述训练序列符号位于所述数据符号的前面, 或 者, 所述训练序列符号位于数据符号的中间, 或者, 所述训练序列符号与所 述数据符号交叉放置。 如图 4a所示, 在一个数据帧中, 训练符号可以前置放 在数据帧的开始作为前导符号 (preamb le ) , 也可以中置放在数据帧的中间 作为中导符号 (midamb le ) , 也可以和数据符号交叉放置。
所述数据帧中的数据符号和训练序列符号是时分的。 数据帧的参数可以 包括: 数据帧长度记为 Tf rame, 训练符号总长度记为 Tp, 数据符号总长度记 为 Td, 频率间隔记为 Ftone。 上述各个数据帧参数可以配置, 例如配置为 Tsymbo l=266. 7us , Tf rame=80ms , Tp=16ms , Td=64ms , Ftone=5000Hz , 此时 一个数据帧包含 300个符号, 其中 60个符号是训练符号, 240个符号是数据 符号, 或者, 例如 Tsymbo l=200us , Tf rame=100ms , Tp=20ms , Td=80ms , Ftone=7500Hz, 等其他参数配置不再举例。
5102、 对所述数据帧进行 N倍帧级扩频, 形成一个重复帧。
所述重复帧中包括 N个所述数据帧, 所述 N个所述数据帧承载相同的原 始数据, 其中, N为大于 1的整数。
具体如图 4b所示,由若干个数据帧组成一个重复帧,例如,频率索引( Tone
Number, TN ) =1, 帧号 ( Frame Number, FN) = 0, 1, 2, 3这四个数据帧组 成重复帧号 ( Repetition Frame Number, RFN ) WFN4=0的一个四倍重复帧, 该四倍重复帧内的四个数据帧每一帧都承载数据 datal, datal包含 Td*Ftone 个数据符号。 组成一个重复帧的若干个数据帧的频率索引 (tone number)可 以不同。 组成一个重复帧的若干个数据帧的帧号索引 (frame number ) 可以 不连续, 即在时间上可以不连续。
若干个时间连续的重复帧可以组成一个更大倍数的重复帧,例如图 4b中 RFN4=0和 RFN4=1的两个四倍重复帧可以组成一个 RFN8 = 0八倍重复帧, 组成 的八倍重复帧上的八个数据帧承载相同的数据块。
一个 N倍重复帧对应的信道称为 N倍重复信道。 例如: N=64, 或任意的 正整数。
在进行帧级扩频时, 将一个数据帧乘以一个长度为 N的扩频码, 生成 N 个数据帧, 所述 N个数据帧称为一个重复帧。 一个重复帧内的 N个数据帧可 以位于不同的频率资源, 所述重复帧内的 N个数据帧可以时间不连续, 所述 重复帧内的 N个数据帧承载的原始数据信息是相同的。 该扩频码可以递增数 歹 |J, 例如, 当 N=4时, 扩频码可以 { 1, 2, 3, 4}。 扩频码也可以全为 1, 扩频码 的生成可以基于小区标识(Cell Indicator, 即小区 ID)和帧号生成, 所述 扩频码的生成也可以基于小区 ID和帧号和符号索引生成。
5103、 对所述重复帧进行资源映射, 将所述重复帧映射到时频资源并进 行发送。
将数据帧映射到时频资源上,一个数据帧占用某个频率的一段时间资源, 产生时域传输信号, 发送所述时域传输信号。
所述将所述重复帧映射到时频资源, 具体包括: 将所述重复帧的 N个数 据帧映射到不同的频率资源; 或者, 将所述重复帧的 N个数据帧映射到不同 的时域资源, 所述不同的时域资源包括连续或不连续的时域位置。
具体地, 如图 5所示, 本发明实施例提供的数据发送方法, 包括:
S20 对数据进行编码, 生成编码后的数据块。
原始数据比特 经过编码后, 生成编码的数据块比特 c 。 其中, 为数 据块索引, 为数据块内的比特索引。 例如: 编码器釆用 1/3速率卷积编 码器。
S202, 对所述编码后的数据块进行加扰, 得到加扰后的数据。
将编码后的数据块比特 c 和扰码 b e {0,1}进行逐比特加扰, 加扰后的数 据记为 ή, 即如公式 1所示:
S- = C- ® b- 公式 1 一个 N倍重复帧内的 N个数据块, 扰码是相同的, 为数据块索引, k 为数据块内的比特索引, 即公式 2所示:
= b], i = 0,1,2 ···, j = 0,1,2… i≠ j, floor(z /N)= floor(j IN) 公式 2 扰码 b 的生成可以基于小区 ID、 用户标识和重复帧号生成, 例如公式 3所示:
bimt 214 + · 29 + 公式 3 其中, RNTI为无线网络用户标识 ( Radio Network Temporary
Indicator, RNTI )
扰码 b 的生成也可以基于小区 ID、 用户标识和帧号生成, 但在 N倍重 复帧内使用相同的帧号。
S 203、 将所述加扰后的数据与训练序列组成数据帧。
将加扰后的数据 ^与训练序列 组成数据帧/ , 为帧号索引, 为数 据帧内比特索引。
' 口:当数据顿参数酉己置为 Tsymbol=266.7us, Tf rame=80ms , Tp=16ms , Td=64ms, 调制阶数 =2时, 则一个数据帧共有 2*80ms/266.7us = 600比特。 其中训练序列共 2*16ms/266.7us = 120比特, 数据共 2*64ms/266.7us=480 比特。 数据帧的参数配置包括不限于上述配置。
组帧时训练序列的位置可以在数据帧的前部, 也可以在数据帧的中 部。 训练序列的生成是已知的, 例如: 可以是基于小区 ID生成的伪随机序 歹1 J,属于同一个小区 ID的不同数据帧上的训练序列是一样的; 也可以是基 于小区 ID和重复倍数生成的伪随机序列, 属于相同小区 ID和相同重复倍 数信道上的训练序列是一样的。 训练序列 的长度符合数据帧参数配置, 例如在上述参数下, 训练序列为 120比特。
5204、 对所述数据帧进行差分调制, 生成调制后的数据符号。
组帧后的数据帧比特经过差分 PSK调制器, 生成调制后的数据帧符号 g , 为帧号索引, 为数据帧内符号索引。
值得一提的是, S204也可以在 S203之前进行, 即先对编码和加扰后 的数据进行差分调制形成差分调制后的数据符号, 再将调制后的数据符号 与多相位复序列的训练序列符号进行组帧, 得到差分调制后的数据帧。
5205、 利用扩频码对所述数据符号进行帧级扩频。
数据帧符号 和扩频码 Ωί ε{ΐ,-1}进行帧级扩频,扩频后记为 t , 即如公 式 4所示:
= gl - Ω,. 公式 4 其中,扩频码 Ωί的生成可以基于小区 ID和帧号生成,例如公式 5所示:
^ =^.29 + ' 公式 5 或者, 扩频码 的生成也可以基于小区 ID、 帧号和符号索引生成, 例 如: aink =k-214 + FN-29 + 公式 6
S206、 将所述数据符号映射到时频资源并发送。
根据帧号和频率索引将数据帧符号映射到相应的时频资源。 具体的方 法可以是通过数字控制振荡器 ( Numerical Controlled Oscillator, NCO ) 搬频, 也可以通过快速傅里叶变换 ( Fast Fourier Transformation, FFT ) 实现。
图 6是本发明实施例提供的数据接收方法流程图, 如图 6所示, 所述接 收方法包括:
S30K 接收数据帧, 所述数据帧包括数据符号和训练序列符号, 所述数 据符号釆用差分调制方式。
数据帧的结构请参见图 4a和图 4b的描述, 于此不再赘述。
5302、 对所述数据帧进行解映射得到重复帧。
一个所述重复帧中包括 N个数据帧, 所述 N个数据帧承载相同的原始数 据, 其中, N为大于 1的整数。
所述对所述数据帧进行解映射得到重复帧, 具体包括: 根据所述数据帧 的频率索引和帧号索引进行解映射得到所述重复帧。
5303、 利用所述训练序列符号对所述重复帧内的数据符号进行解调, 得 到所述数据符号所承载的原始数据。
所述利用所述训练序列符号对所述重复帧内的数据符号进行解调, 具体 包括:
S302 对一个重复帧内的 N个数据帧进行帧级解扩。
一个所述重复帧中包括 N个数据帧, 所述 N个数据帧承载相同的原始数 据, 其中, N为大于 1的整数。
53022,对解扩后的所述 N个数据帧进行部分相干合并,得到 M个数据帧。 其中, M为大于等于 1且小于 N的整数。
53023, 对所述 M个数据帧进行差分解调。 可选的, 当存在 X个接收通道接收所述数据帧时(X为大于 1的正整数), 则针对每一个所述接收通道接收的所述数据帧分别执行 S3021和 S3022,即分 别执行所述对一个重复帧内的 N个数据帧进行帧级解扩以及对解扩后的所述 N 个数据帧进行部分相干合并, 得到 M个数据帧。 此时, S3023具体包括将所述 X个接收通道得到的所述 M个数据帧进行累加,对累加后的所述 M个数据帧进 行差分解调。
具体地, 如图 7所示, 本发明实施例提供的数据接收方法, 包括: S40 接收数据帧。
5402、 利用扩频码, 对接收到的所述数据帧进行帧级解扩, 得到数据符 号。
接收到的数据帧 / 和扩频码 Ω,. e {1,-1}进行帧级解扩, 解扩后的数据记 为 ^, 即如公式 7所示:
Figure imgf000022_0001
- . at 公式 7
5403、 对解扰后的所述数据帧进行部分相干合并, 得到合并后的数据符 号'
数据帧在解扰后送入部分相干合并模块, 完成一个 N倍重复帧内的 N 个数据帧的合并。 具体包括:
S403K 利用所述 N 个数据帧中的训练序列符号进行相位估计, 得到 N 个估计相位。
利用数据帧中的训练序列符号, 根据公式 8或公式 9, 计算得到所述估 计相位 α,·。 a} j = 0,1,2'·. N— l 公式 8
Figure imgf000022_0002
,_i k
k=o P:
a■ = angle ,;=0,1,2---N-1 公式 9
L 其中, 为一个所述重复帧内的数据帧索引, 为数据帧内的比特索引, 为第 ·个估计相位, 为训练序列符号, 为解扩后的数据符号, L为所述 数据帧中训练序列符号的长度, 例如: 当数据帧的参数配置为 Tsymbol = 266.7us , Tp=16ms时, L= Tp/Tsymbol = 60。
可选的, 当存在频偏时, 进行相位估计的方法可以分为两步:
第一步, 根据公式 10或者公式 11, 计算得到 N个补偿频偏。
A, = max ,j = 0,l,2---N-l 公式 10
公式 11
Figure imgf000023_0001
其中, 为一个所述重复帧内的数据帧索引, 为数据帧内的比特索引,
/m为搜索频点, rsym 为符号周期, L为所述数据帧中训练序列符号的长度, 为第 ·个补偿频偏, ^为训练序列符号, ^为解扩后的数据符号。
第二步, 根据公式 12或公式 13, 计算得到所述 N个估计相位。 i 公式 12
公式 13
Figure imgf000023_0002
S4032、 利用所述 N个估计相位, 对所述 N个数据帧中的数据符号进行相 位补偿。
根据 S4031 中计算得到的估计相位 ^, 利用公式 14对数据符号 ^进行 相位补偿。
qk. =qk..e-ia' 公式 14 其中, 为相位补偿后的数据符号。
S4033、对相位补偿后的所述 N个数据帧进行加权合并,得到 M个数据帧。 根据公式 15, 将一个 N倍重复帧内的 N个数据帧补偿相位后 N个数据帧 之间符号合并。
二 M, J = X2,..,N-l 公式 15 其中, 为各个数据帧的合并加权系数, ^的取值可以为 ^ =1, 也可 以为 =^。 当没有进行最大似然频偏补偿时, ^可由公式 16 或公式 17 计算得到。 公式 16
公式 17
Figure imgf000024_0001
S404、 将合并后的数据符号进行差分解调, 得到解调后的数据。
合并后的数据符号 ^送入解调器进行差分解调, 得到解调后的数据比 特
S405、 对所述解调后的数据进行解扰, 得到解扰后的数据。
将解调后的数据比特 z和扰码 b e {0,1}进行逐比特解扰, 解扰后的数据 记为 , 如公式 18所示:
X- = Z- Θ
Figure imgf000024_0002
公式 18 以蜂窝网络下行链路为例, 位于不同小区的两个终端工作在相同的频 率索引 K上, 符号加扰的效果是, 工作在相同频率索引上的这两条链路的 数据帧符号是不同的。
S406、 对所述解扰后的数据进行译码, 得到原始数据。
图 8是釆用本发明实施例的方法的接收机与釆用现有技术的方法的接收 机所得到的数据信号的性能对比图, 图中以 64倍重复帧 EPA 1 Hz信道的性能 对比为例, 图中的横坐标是信噪比, 纵坐标是误块率, 从图中可以看出, 釆 用本发明实施例的方法可以有效地提升了接收机灵敏度, 改善差分 PSK 系统 的性能。 例如, 以 1 0%误块率看, 解调信噪比从 -1 0. 4dB (釆用现有技术方法 的接收机)降低至 -1 3dB (釆用本发明实施例方法的接收机) , 接收机的灵敏 度提升了 2. 6dB。
本发明实施例提供的数据发送、 接收方法, 通过将多个时间连续的数据 帧组成重复帧, 不同的重复帧边界对齐, 有利于同步; 数据帧由训练符号和 数据符号组成, 利用训练符号做部分相干合并后再做差分解调, 可以减少差 分 PSK 系统非相干接收机多帧合并增益损失, 提升性能; 釆用部分相干合并 方法, 代价较小, 实现简单; 重复帧数据发射接收引入比特和符号两级加扰, 釆用部分相干合并接收机时可以有效的抗邻区同频干扰。
以上是对本发明所提供的数据发送、 接收方法进行的详细描述, 下面对 本发明提供的发射机、 接收机进行详细描述。
图 9是本发明实施例提供的发射机的结构示意图, 如图 9所示, 本发明 的发射机包括: 编码单元 501、 组帧单元 502、 差分调制单元 503、 扩频单元 504和映射单元 505。
编码单元 501用于对数据进行编码。
组帧单元 502用于将编码单元 501编码后的所述数据与训练序列组成数 据帧。
差分调制单元 503用于对所述数据帧的所述数据符号釆用差分调制方式 进行调制。 所述训练序列可以是 {0, 1}序列。 此时, 差分调制单元 503位于组帧单 元 502之后, 差分调制单元 503具体用于对组帧单元 502得到的所述数据帧 的所述数据符号和训练序列符号进行差分调制, 生成所述数据帧的数据符号 和训练序列符号。
或者, 所述训练序列也可以是多相位复序列, 例如 ZC序列, 或者是已经 调制好的其他序列。 此时, 差分调制单元 503位于组帧单元 502之前, 差分 调制单元 503具体用于对编码单元 501 的所述数据进行差分调制, 形成差分 调制的数据符号。 组帧单元 502将经过差分调制单元 502得到的数据符号与 训练序列符号组成所述数据帧。 这里, 只有数据经过差分调制, 经过差分调 制的数据和已经调制好的训练序列符号 (例如 ZC序列, 或者是由 (0, 1 )序 列经过差分调制后的 (-1 , 1 )序列, 或者是其他序列符号)组成数据帧。
其中, 所述差分调制方式可以是 DBPSK或者 DQPSK或者 π /4 QPSK或者 D8PSK等等。
在本发明实施例中, 数据帧 (rad io da ta f rame ) 为某个频率上包含若 干个符号的一段时间资源, 包括训练符号和数据符号, 数据符号釆用差分调 制。 在一个所述数据帧中, 所述训练序列符号位于所述数据符号的前面, 或 者, 所述训练序列符号位于数据符号的中间, 或者, 所述训练序列符号与所 述数据符号交叉放置。 如图 4a所示, 在组帧单元 502组成的一个所述数据帧 中, 训练符号可以前置放在数据帧的开始作为前导符号 (preamb l e ) , 也可 以中置放在数据帧的中间作为中导符号 (midamb le ) , 也可以和数据符号交 叉放置。
数据帧中的数据符号和训练序列符号是时分的。数据帧的参数可以包括: 数据帧长度记为 Tf rame, 训练符号总长度记为 Tp, 数据符号总长度记为 Td, 频率间隔记为 Ftone。 上述各个数据帧参数可以配置, 例如配置为 Tsymbo l=266. 7us , Tf rame=80ms , Tp=16ms , Td=64ms , Ftone=5000Hz , 此时 一个数据帧包含 300个符号, 其中 60个符号是训练符号, 240个符号是数据 符号, 或者, 例如 Tsymbol=200us, Tf rame=100ms , Tp=20ms , Td=80ms , Ftone=7500Hz, 等其他参数配置不再举例。
扩频单元 504用于对经过差分调制单元 503和组帧单元 502处理后的所 述数据帧进行帧级扩频, 形成一个重复帧。
所述重复帧中包括 N个数据帧, 所述 N个数据帧承载相同的原始数据, 其中, N为大于 1的整数。
具体如图 4b所示, 由若干个数据帧组成一个重复帧,例如, TN=1, FN= 0, 1, 2, 3这四个数据帧组成 ?FN4=0的一个四倍重复帧, 该四倍重复帧内的四 个数据帧每一帧都承载数据 datal, datal 包含 Td*Ftone个数据符号。 组成 一个重复帧的若干个数据帧的频率索引可以不同。 组成一个重复帧的若干个 数据帧的帧号索引可以不连续, 即在时间上可以不连续。
若干个时间连续的重复帧可以组成一个更大倍数的重复帧,例如图 4b中 RFN4=0和 RFN4=1的两个四倍重复帧可以组成一个 RFN8 = 0八倍重复帧, 组成 的八倍重复帧上的八个数据帧承载相同的数据块。
一个 N倍重复帧对应的信道称为 N倍重复信道。 例如: N=64, 或任意的 正整数。
扩频单元 504在进行帧级扩频时, 将一个数据帧乘以一个长度为 N的扩 频码, 生成 N个数据帧, 所述 N个数据帧称为一个重复帧。 一个重复帧内的 N 个数据帧可以位于不同的频率资源, 所述重复帧内的 N个数据帧可以时间不 连续, 所述重复帧内的 N个数据帧承载的原始数据信息是相同的。 该扩频码 可以递增数列, 例如, 当 N=4 时, 扩频码可以 { 1, 2, 3,4}。 扩频码也可以全 为 1, 扩频码的生成可以基于小区标识(Cell Indicator, 即小区 ID)和帧 号生成, 所述扩频码的生成也可以基于小区 ID和帧号和符号索引生成。
映射单元 505用于对所述数据帧进行资源映射, 将所述数据帧映射到时 频资源并进行发送。
映射单元 505将数据帧映射到时频资源上, 一个数据帧占用某个频率的 一段时间资源, 产生时域传输信号, 发送所述时域传输信号。
映射单元 505具体用于将所述扩频单元得到的所述重复帧的 N个数据帧 映射到不同的频率资源; 或者, 用于将所述扩频单元得到的所述重复帧的 N 个数据帧映射到不同的时域资源, 所述不同的时域资源包括连续或不连续的 时域位置。
可选的,如图 10所示,本发明实施例提供的发射机还包括加扰单元 506。 加扰单元 506用于对编码单元编码 501后的数据进行加扰, 得到加扰后 的数据。 组帧单元 502则对加扰后的数据进行处理。
具体地, 本发明实施例提供的发射机的具体处理过程包括:
原始数据比特 经过编码单元 501编码后, 生成编码的数据块比特 。 其中, 为数据块索引, 为数据块内的比特索引。 例如: 编码器釆用 1 / 3 速率卷积编码器。
加扰单元 506 将编码后的数据块比特 c 和扰码 b e {0,l}进行逐比特加 扰, 加扰后的数据记为 ^, 即如公式 1所示。
一个 N倍重复帧内的 N个数据块, 扰码是相同的, 为数据块索引, k 为数据块内的比特索引, 即公式 2所示。
扰码 b 的生成可以基于小区 ID、 用户标识和重复帧号生成, 例如公式 3所示。
或者, 扰码 的生成也可以基于小区 ID、 用户标识和帧号生成, 但在 N倍重复帧内使用相同的帧号。
组帧单元 503将加扰后的数据 与训练序列 组成数据帧/ , 为帧 号索引, 为数据帧内比特索引。
' 口:当数据顿参数酉己置为 Tsymbo l=266. 7us , Tf rame=80ms , Tp=16ms , Td=64ms , 调制阶数 =2时, 则一个数据帧共有 2* 80ms / 266. 7us = 600比特。 其中训练序列共 2 * 16ms /266. 7us = 120比特, 数据共 2*64ms /266. 7us=480 比特。 数据帧的参数配置包括不限于上述配置。 组帧单元 503组帧时, 训练序列的位置可以在数据帧的前部, 也可以 在数据帧的中部。 训练序列的生成是已知的, 例如: 可以是基于小区 ID 生成的伪随机序列,属于同一个小区 I D的不同数据帧上的训练序列是一样 的; 也可以是基于小区 I D 和重复倍数生成的伪随机序列, 属于相同小区 ID和相同重复倍数信道上的训练序列是一样的。训练序列 的长度符合数 据帧参数配置, 例如在上述参数下, 训练序列为 120比特。
组帧后的数据帧比特经过差分调制单元 503生成调制后的数据帧符号 g , 为帧号索引, 为数据帧内符号索引。
值得一提的是, 差分调制单元 503也可以在组帧单元 502之前, 差分 调制单元 503先对加扰后的数据符号进行差分调制, 组帧单元 502再将调 制后的数据符号与训练序列符号进行组帧。
扩频单元 504对数据帧符号 和扩频码 ^ {1,-1}进行帧级扩频, 扩频 后记为 ή, 即如公式 4所示。
其中,扩频码 Ω,.的生成可以基于小区 I D和帧号生成,例如公式 5所示。 或者, 扩频码 的生成也可以基于小区 I D、 帧号和符号索引生成, 例如公 式 6所示。
映射单元 505根据帧号和频率索引将数据帧符号映射到相应的时频资 源。 具体的方法可以是通过 NC0搬频, 也可以通过 FFT实现。
图 11是本发明实施例提供的接收机的结构示意图, 如图 11所示, 本 发明的接收机包括: 接收单元 601、 处理器 602和译码器 603。
接收单元 601用于接收数据帧。
所述数据帧包括数据符号和训练序列符号, 所述数据符号釆用差分调制 方式。 具体数据帧的结构请参见图 4a和图 4b的描述, 于此不再赘述。
接收单元 601还用于对所述数据帧进行解映射得到重复帧。
一个所述重复帧中包括 N个数据帧, 所述 N个数据帧承载相同的原始数 据, 其中, N为大于 1的整数。 接收单元 601具体用于根据所述数据帧的频率索引和帧号索引进行解映 射得到所述重复帧。
处理器 602用于利用所述训练序列符号对接收单元 601得到的所述重复 帧内的所述数据符号进行解调。
译码器 603用于对处理器 602解调得到的数据符号进行译码, 得到所述 数据符号所承载的原始数据。
其中, 处理器 602 包括解扩单元 6021、 相干合并单元 6022和差分解 调单元 6023。
解扩单元 6021用于对接收单元 601得到的所述重复帧内的 N个数据帧 进行帧级解扩。
一个所述重复帧中包括 N个数据帧, 所述 N个数据帧承载相同的原始数 据, 其中, N为大于 1的整数。
接收到的数据帧 / 和扩频码 Ω,. e {1,-1}进行帧级解扩, 解扩后的数据记 为 ^, 即如公式 7所示。
相干合并单元 6022用于对解扩单元 6021解扩后的 N个数据帧进行部分 相干合并, 得到 M个数据帧。
其中, M为大于等于 1且小于 N的整数。
数据帧在解扰后送入相干合并单元 6022, 完成一个 N倍重复帧内的 N 个数据帧的合并。
相干合并单元 6 Q22 具体包括: 相位估计子单元、 相位补偿子单元和合 并子单元。
相位估计子单元用于利用所述 N个数据帧中的训练序列符号进行相位估 计, 得到 N个估计相位。
相位估计子单元具体用于利用数据帧中的训练序列符号,根据公式 8或 公式 9, 计算得到所述估计相位 .。
当存在频偏时, 相位估计子单元进行相位估计的方法可以分为两步: 第一步, 根据公式 1 0或者公式 1 1, 计算得到 N个补偿频偏。 第二步, 根据公式 1 2或公式 1 3, 计算得到所述估计相位 。
相位补偿子单元用于利用所述相位估计子单元得到的所述估计相位, 对 所述 N个数据帧中的数据符号进行相位补偿。
根据相位估计子单元计算得到的估计相位 ^, 利用公式 14对数据符号
^进行相位补偿。
合并子单元用于对经过所述相位补偿子单元补偿后的所述 N个数据帧进 行加权合并, 得到 M个数据帧。
合并子单元具体用于根据公式 1 5, 将一个 N倍重复帧内的 N个数据帧补 偿相位后 N个数据帧之间符号合并, 得到合并后的数据符号 ^。
差分解调单元 602 3用于对相干合并单元 6022得到的所述 M个数据帧进 行差分解调。
合并后的数据符号) ^经过差分解调单元 6 02 3 进行差分解调, 得到解 调后的数据比特 ^。
可选的, 如图 1 2所示, 本发明实施例提供的接收机中的接收单元 601 存在 X个接收通道( X为大于 1的正整数), 当 X个接收通道接收所述数据帧 时, 针对每一个所述接收通道接收的所述数据帧分别经过解扩单元 6021和相 干合并单元 6022进行帧级解扩和部分相干合并, 分别得到 M个数据帧。
差分解调单元 602 3具体用于将所述 X个接收通道分别得到的 X个所述 M 个数据帧进行累加, 对累加后的所述 M个数据帧进行差分解调。
该接收机中还包括解扰器 604, 解扰器 604用于对数据符号进行解扰。 解扰器 604具体用于将差分解调单元 6023解调后的数据比特 z和扰码 b e {0,1}进行逐比特解扰, 解扰后的数据记为 , 如公式 1 8所示。
以蜂窝网络下行链路为例, 位于不同小区的两个终端工作在相同的频 率索引 K上, 符号加扰的效果是, 工作在相同频率索引上的这两条链路的 数据帧符号是不同的。
解扰器 604得到的数据再经过译码器 603进行译码, 得到所述数据符号 所承载的原始数据。
本发明实施例提供的发射机通过将多个时间连续的数据帧组成重复帧, 不同的重复帧边界对齐, 有利于同步; 数据帧由训练符号和数据符号组成, 利用训练符号做部分相干合并后再做差分解调, 可以减少差分 PSK 系统非相 干接收机多帧合并增益损失, 提升性能。 本发明实施例提供的接收机釆用部 分相干合并方法, 代价较小, 实现简单; 重复帧数据发射接收引入比特和符 号两级加扰, 釆用部分相干合并接收机时可以有效的抗邻区同频干扰。
图 13是本发明实施例提供的一种发射机的结构组成示意图, 如图 13所 示, 本发明实施例的发射机包括: 处理器 701和通信接口 702。
处理器 701可能为单核或多核中央处理单元 ( Centra l Proces s ing Uni t , CPU ) , 或者为特定集成电路 ( Appl i ca t ion Spec if ic Integra ted Ci rcui t , ASIC ) , 或者为被配置成实施本发明实施例的一个或多个集成电路。
通信接口 702用于与接收机进行交互。
处理器 701用于:
将编码后的数据与训练序列组成数据帧, 所述数据帧包括数据符号和训 练序列符号, 所述数据符号釆用差分调制方式;
对所述数据帧进行 N倍帧级扩频,形成一个重复帧,所述重复帧中包括 N 个所述数据帧, 所述 N个所述数据帧承载相同的原始数据, 其中, N为大于 1 的整数;
对所述重复帧进行资源映射, 将所述重复帧映射到时频资源并通过通信 接口 702发送。
具体地,本发明实施例提供的发射机还根据所述指令执行上述图 3-5所 示的数据发送方法, 具体在此不再赘述。
图 14是本发明实施例提供的一种接收机的结构组成示意图, 如图 14所 示, 本发明实施例的接收机包括: 处理器 801和通信接口 802。
处理器 801可能为单核或多核中央处理单元( Centra l Proces s ing Uni t , CPU ) , 或者为特定集成电路 ( Appl i ca t ion Spec if ic Integra ted Ci rcui t , ASIC ) , 或者为被配置成实施本发明实施例的一个或多个集成电路。
通信接口 802用于与发射机进行交互。
处理器 801用于:
通过通信接口 802接收数据帧, 所述数据帧包括数据符号和训练序列符 号, 所述数据符号釆用差分调制方式;
对所述数据帧进行解映射得到重复帧, 一个所述重复帧中包括 N个数据 帧, 所述 N个数据帧承载相同的原始数据, 其中, N为大于 1的整数;
利用所述训练序列符号对所述重复帧内的数据符号进行解调, 得到所述 数据符号所承载的原始数据。
具体地,本发明实施例提供的接收机还根据所述指令执行上述图 6-7所 示的数据接收方法, 具体在此不再赘述。
本发明提供的数据发送、 接收方法及装置, 利用多个时间连续的数据帧 组成重复帧, 在接收时釆用部分相干合并方法进行处理再做差分解调, 实现 简单, 可以减少差分 PSK 系统非相干接收机多帧合并增益损失, 同时可以有 效地抗邻区同频干扰, 提升性能, 在需要合并多个信号副本以提升接收机灵 敏度的场景下, 改善差分 PSK系统的性能。
专业人员应该还可以进一步意识到, 结合本文中所公开的实施例描述的 各示例的单元及算法步骤, 能够以电子硬件、 计算机软件或者二者的结合来 实现, 为了清楚地说明硬件和软件的可互换性, 在上述说明中已经按照功能 一般性地描述了各示例的组成及步骤。 这些功能究竟以硬件还是软件方式来 执行, 取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。 专业技术人员可以对每 个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能, 但是这种实现不应认为 超出本发明的范围。 结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以用硬件、 处理 器执行的软件模块, 或者二者的结合来实施。 软件模块可以置于随机存储器
( RAM ) 、 内存、 只读存储器(ROM ) 、 电可编程 R0M、 电可擦除可编程 R0M、 寄存器、 硬盘、 可移动磁盘、 CD-R0M、 或技术领域内所公知的任意其它形式 的存储介质中。
以上所述的具体实施方式, 对本发明的目的、 技术方案和有益效果进行 了进一步详细说明, 所应理解的是, 以上所述仅为本发明的具体实施方式而 已, 并不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, 所做 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

权 利 要 求 书
1、 一种数据发送方法, 其特征在于, 所述方法包括:
将编码后的数据与训练序列组成数据帧, 所述数据帧包括数据符号和训 练序列符号, 所述数据符号釆用差分调制方式;
对所述数据帧进行 N倍帧级扩频, 形成一个重复帧, 所述重复帧中包括 N 个所述数据帧, 所述 N个所述数据帧承载相同的原始数据, 其中, N为大于 1 的整数;
对所述重复帧进行资源映射, 将所述重复帧映射到时频资源并进行发送。
2、 根据权利要求 1所述的方法, 其特征在于, 所述训练序列是 {0, 1}序 列;
所述数据符号釆用差分调制方式, 具体包括:
在所述将编码后的数据与训练序列组成数据帧之后, 对所述数据帧进行 差分调制, 生成所述数据帧的数据符号和训练序列符号。
3、 根据权利要求 1所述的方法, 其特征在于, 所述训练序列是多相位复 序列;
所述数据符号釆用差分调制方式, 具体包括:
在所述将编码后的数据与训练序列组成数据帧之前, 对所述编码后的数 据进行差分调制生成所述数据帧的数据符号, 将所述数据符号与所述多相位 复序列中的训练序列符号组成数据帧。
4、 根据权利要求 1 -3任一项所述的方法, 其特征在于, 所述差分调制方 式可以是 DBPSK或者 DQPSK或者 π /4 QPSK或者 D8PSK。
5、 根据权利要求 1 -3任一项所述的方法, 其特征在于, 在一个所述数据 帧中, 所述训练序列符号位于所述数据符号的前面, 或者, 所述训练序列符 号位于数据符号的中间, 或者, 所述训练序列符号与所述数据符号交叉放置。
6、 根据权利要求 1所述的方法, 其特征在于, 所述将所述重复帧映射到 时频资源, 具体包括: 将所述重复帧的 N个数据帧映射到不同的频率资源;
或者, 将所述重复帧的 N个数据帧映射到不同的时域资源, 所述不同的 时域资源包括连续或不连续的时域位置。
7、 一种数据接收方法, 其特征在于, 所述方法包括:
接收数据帧, 所述数据帧包括数据符号和训练序列符号, 所述数据符号 釆用差分调制方式;
对所述数据帧进行解映射得到重复帧, 一个所述重复帧中包括 N个数据 帧, 所述 N个数据帧承载相同的原始数据, 其中, N为大于 1的整数;
利用所述训练序列符号对所述重复帧内的数据符号进行解调, 得到所述 数据符号所承载的原始数据。
8、 根据权利要求 7所述的方法, 其特征在于, 所述利用所述训练序列符 号对所述重复帧内的数据符号进行解调, 具体包括:
对一个所述重复帧内的 N个数据帧进行帧级解扩;
对解扩后的所述 N个数据帧进行部分相干合并, 得到 M个数据帧, 其中, M为大于等于 1且小于 N的整数;
对所述 M个数据帧进行差分解调。
9、 根据权利要求 8所述的方法, 其特征在于, 当存在 X个接收通道接收 所述数据帧时, 针对每一个所述接收通道接收的所述数据帧分别执行所述对 一个重复帧内的 N个数据帧进行帧级解扩以及对解扩后的所述 N个数据帧进 行部分相干合并, 得到 M个数据帧, 其中, X为大于 1的正整数;
所述对所述 M个数据帧进行差分解调, 具体包括: 将所述 X个接收通道 得到的 X个所述 M个数据帧进行累加, 对累加后的所述 M个数据帧进行差分 解调。
10、 根据权利要求 8或 9所述的方法, 其特征在于, 所述对解扩后的所 述 N个数据帧进行部分相干合并, 得到 M个数据帧, 具体包括:
利用所述 N个数据帧中的训练序列符号进行相位估计, 得到 N个估计相 利用所述 N个估计相位, 对所述 N个数据帧中的数据符号进行相位补偿; 对相位补偿后的所述 N个数据帧进行加权合并, 得到 M个数据帧。
11、 根据权利要求 10所述的方法, 其特征在于, 所述利用所述 N个数据 帧中的训练序列符号进行相位估计, 得到 N个估计相位, 具体包括: 才艮据公式 a- = angle , j' = 0, 1, 2… N - 1 ,计算得到所述 N个估计相位; 。 Pj
或者 , 根据公式 . = ; = 0,1,2---N-1, 计算得到所述 N个估计
Figure imgf000037_0001
相位;
其中, J'为一个所述重复帧内的数据帧索引, 为数据帧内的比特索引, L为所述数据帧中训练序列符号的长度, 为第 个估计相位, 为训练序列 符号, 为解扩后的数据符号。
12、 根据权利要求 10所述的方法, 其特征在于, 所述利用所述 N个数据 帧中的训练序列符号进行相位估计, 得到 N个估计相位, 具体包括: 根据公式 = max ,j = 0,l,2---N-l , 或者, 公式
Figure imgf000037_0002
A. = max ,j = ,\,2---N-\
L , 计算得到 N个补偿频偏, 其
中, 为一个所述重复帧内的数据帧索引, 为数据帧内的比特索引, /m为搜 索频点, 为符号周期, L为所述数据帧中训练序列符号的长度, ^为第 个补偿频偏, ^为训练序列符号, ^为解扩后的数据符号; 根据 , j = 0, l, 2 . N— l , 或者, 公式
a . = angle 1,计算得到所述 N个估计相位 ..
Figure imgf000038_0001
其中, 为第 j'个估计相位。
1 3、 一种发射机, 其特征在于, 所述发射机包括:
编码单元, 用于对数据进行编码;
组帧单元, 用于将所述编码单元编码后的所述数据与训练序列组成数据 帧, 所述数据帧包括数据符号和训练序列符号;
差分调制单元, 用于对所述数据帧的所述数据符号釆用差分调制方式进 行调制;
扩频单元, 用于对经过所述差分调制单元和组帧单元处理后的所述数据 帧进行 N倍帧级扩频, 形成一个重复帧, 所述重复帧中包括 N个所述数据帧, 所述 N个所述数据帧承载相同的原始数据, 其中, N为大于 1的整数;
映射单元, 用于对所述扩频单元形成的所述重复帧进行资源映射, 将所 述重复帧映射到时频资源并进行发送。
14、 根据权利要求 1 3所述的发射机, 其特征在于, 所述训练序列是 {0,
1}序列;
所述差分调制单元位于所述组帧单元之后, 所述差分调制单元具体用于 对所述组帧单元得到的所述数据帧的所述数据符号和训练序列符号进行差分 调制, 生成所述数据帧的数据符号和训练序列符号。
15、 根据权利要求 1 3所述的发射机, 其特征在于, 所述训练序列是多相 位复序列;
所述差分调制单元位于所述组帧单元之前, 所述差分调制单元具体用于 对所述编码单元的所述数据进行差分调制, 形成差分调制的数据符号; 所述 组帧单元将经过所述差分调制单元得到的所述数据符号与所述多相位复序列 中的训练序列符号组成所述数据帧。
16、 根据权利要求 1 3-15任一项所述的发射机, 其特征在于, 所述差分 调制方式可以是 DBPSK或者 DQPSK或者 π /4 QPSK或者 D8PSK。
17、 根据权利要求 1 3-15任一项所述的发射机, 其特征在于, 在所述组 帧单元组成的一个所述数据帧中, 所述训练序列符号位于所述数据符号的前 面, 或者, 所述训练序列符号位于数据符号的中间, 或者, 所述训练序列符 号与所述数据符号交叉放置。
18、 根据权利要求 1 3所述的发射机, 其特征在于, 所述映射单元具体用 于将所述扩频单元得到的所述重复帧的 N个数据帧映射到不同的频率资源; 或者, 用于将所述扩频单元得到的所述重复帧的 N个数据帧映射到不同的时 域资源, 所述不同的时域资源包括连续或不连续的时域位置。
19、 根据权利要求 1 3所述的发射机, 其特征在于, 所述发射机为基站或 终端。
20、 一种接收机, 其特征在于, 所述接收机包括:
接收单元, 用于接收数据帧, 所述数据帧包括数据符号和训练序列符号, 所述数据符号釆用差分调制方式; 所述接收单元还用于对所述数据帧进行解 映射得到重复帧, 一个所述重复帧中包括 N个数据帧, 所述 N个数据帧承载 相同的原始数据, 其中, N为大于 1的整数;
处理器, 用于利用所述训练序列符号对所述接收单元得到的所述重复帧 内的所述数据符号进行解调;
译码器, 用于对所述处理器解调得到的数据符号进行译码, 得到所述数 据符号所承载的原始数据。
21、根据权利要求 20所述的接收机, 其特征在于, 所述处理器具体包括: 解扩单元, 用于对所述接收单元得到的所述重复帧内的 N个数据帧进行 帧级解扩;
相干合并单元, 用于对所述解扩单元解扩后的 N个数据帧进行部分相干 合并, 得到 M个数据帧, 其中, M为大于等于 1且小于 N的整数;
差分解调单元, 用于对所述相干合并单元得到的所述 M个数据帧进行差 分解调。
22、 根据权利要求 21所述的接收机, 其特征在于, 当所述接收单元存在 X个接收通道接收所述数据帧时,针对每一个所述接收通道接收的所述数据帧 分别经过所述解扩单元和相干合并单元进行帧级解扩和部分相干合并, 分别 得到 M个数据帧, 其中, X为大于 1的正整数;
所述差分解调单元具体用于将所述 X个接收通道分别得到的 X个所述 M 个数据帧进行累加, 对累加后的所述 M个数据帧进行差分解调。
23、 根据权利要求 21或 22所述的接收机, 其特征在于, 所述相干合并 单元具体包括:
相位估计子单元, 用于利用所述 N个数据帧中的训练序列符号进行相位 估计, 得到 N个估计相位;
相位补偿子单元, 用于利用所述相位估计子单元得到的所述 N个估计相 位, 对所述 N个数据帧中的数据符号进行相位补偿;
合并子单元, 用于对经过所述相位补偿子单元补偿后的所述 N个数据帧 进行加权合并, 得到 M个数据帧。
24、 根据权利要求 23所述的接收机, 其特征在于, 所述相位估计子单元 具体用于根据公式 a) = angle j = 0,1, 2 ' · . N— l 计算得到所述 N个估计
Figure imgf000040_0001
k 相位; 或者, 用于或者, 根据公式《 Pj
,. = Ω^^ , ; = 0, 1, 2- - - N - 1, 计算得到
L
所述 N个估计相位; 其中, J'为一个所述重复帧内的数据帧索引, 为数据帧内的比特索引, L为所述数据帧中训练序列符号的长度, 为第 j'个估计相位, 为训练序列 符号, 为解扩后的数据符号。
25、 要求 23所述的接收机, 其特征在于,
所述相干合并单元还包括: 频偏补偿子单元, 所述频偏补偿子单元用于 根据公式 , 或者, 公式
, 计算得到 N个补偿频偏:
Figure imgf000041_0001
其中, j'为一个所述重复帧内的数据帧索引, 为数据帧内的比特索引, 为 搜索频点, ? m 为符号周期, L为所述数据帧中训练序列符号的长度, A为 第 J'个补偿频偏, ^为训练序列符号, 为解扩后的数据符号;
所述相位估计子单元具体用于利用所述频偏补偿子单元得到的补偿频 偏, 根据 j = , l, 2- N - l 7 或者, 公式
a . = angle = 0, 1, 2… N _ 1,计算得到所述 N个估计相位 :
Figure imgf000041_0002
其中, ^为第 j'个估计相位。
26、 根据权利要求 20所述的接收机, 其特征在于, 所述接收机为基站或 终端。
27、 一种通信系统, 其特征在于, 所述系统包括:
如权利要求 1 3-19任一权项所述的发射机和如权利要求 20-26任一权项 所述的接收机。
28、 一种发射机, 其特征在于, 所述发射机包括: 处理器和通信接口; 所述通信接口, 用于与接收机进行交互;
所述处理器用于:
将编码后的数据与训练序列组成数据帧, 所述数据帧包括数据符号和训 练序列符号, 所述数据符号釆用差分调制方式;
对所述数据帧进行 N倍帧级扩频, 形成一个重复帧, 所述重复帧中包括 N 个所述数据帧, 所述 N个所述数据帧承载相同的原始数据, 其中, N为大于 1 的整数;
对所述重复帧进行资源映射, 将所述重复帧映射到时频资源并通过所述 通信接口发送。
29、 根据权利要求 28所述的发射机, 其特征在于, 所述训练序列是 {0, 1}序列;
所述处理器具体用于在所述将编码后的数据与训练序列组成数据帧之 后, 对所述数据帧进行差分调制, 生成所述数据帧的数据符号和训练序列符 号。
30、 根据权利要求 28所述的发射机, 其特征在于, 所述训练序列是多相 位复序列;
所述处理器具体用于在所述将编码后的数据与训练序列组成数据帧之 前, 对所述编码后的数据进行差分调制, 将经过差分调制后的数据与训练序 列符号组成数据帧。
31、 根据权利要求 28-31 任一项所述的发射机, 其特征在于, 所述差分 调制方式可以是 DBPSK或者 DQPSK或者 π /4 QPSK或者 D8PSK。
32、 根据权利要求 28-31 任一项所述的发射机, 其特征在于, 在一个所 述数据帧中, 所述训练序列符号位于所述数据符号的前面, 或者, 所述训练 序列符号位于数据符号的中间, 或者, 所述训练序列符号与所述数据符号交 叉放置。
33、 根据权利要求 28所述的发射机, 其特征在于, 所述处理器具体用于 将所述重复帧的 N个数据帧映射到不同的频率资源; 或者, 所述处理器具体 用于将所述重复帧的 N个数据帧映射到不同的时域资源, 所述不同的时域资 源包括连续或不连续的时域位置。
34、 根据权利要求 28所述的发射机, 其特征在于, 所述发射机为基站或 终端。
35、 一种接收机, 其特征在于, 所述接收机包括: 处理器和通信接口; 所述通信接口, 用于与发射机进行交互;
所述处理器用于:
通过所述通信接口接收数据帧, 所述数据帧包括数据符号和训练序列符 号, 所述数据符号釆用差分调制方式;
对所述数据帧进行解映射得到重复帧, 一个所述重复帧中包括 N个数据 帧, 所述 N个数据帧承载相同的原始数据, 其中, N为大于 1的整数;
利用所述训练序列符号对所述重复帧内的数据符号进行解调, 得到所述 数据符号所承载的原始数据。
36、 根据权利要求 35所述的接收机, 其特征在于, 所述处理器用于利用 所述训练序列符号对所述重复帧内的数据符号进行解调, 具体包括用于: 对一个所述重复帧内的 N个数据帧进行帧级解扩;
对解扩后的所述 N个数据帧进行部分相干合并, 得到 M个数据帧, 其中, M为大于等于 1且小于 N的整数;
对所述 M个数据帧进行差分解调。
37、 根据权利要求 36所述的接收机, 其特征在于, 当所述通信接口存在
X个接收通道接收所述数据帧时,所述处理器具体用于针对每一个所述接收通 道接收的所述数据帧分别执行所述对一个重复帧内的 N个数据帧进行帧级解 扩以及对解扩后的所述 N个数据帧进行部分相干合并, 得到 M个数据帧, 其 中, X为大于 1的正整数;
所述处理器还具体用于将所述 X个接收通道得到的 X个所述 M个数据帧 进行累加, 对累加后的所述 M个数据帧进行差分解调。
38、 根据权利要求 36或 37所述的接收机, 其特征在于, 所述处理器用 于对解扩后的所述 N个数据帧进行部分相干合并, 得到 M个数据帧, 具体包 括用于:
利用所述 N个数据帧中的训练序列符号进行相位估计, 得到 N个估计相 位;
利用所述 N个估计相位, 对所述 N个数据帧中的数据符号进行相位补偿; 对相位补偿后的所述 N个数据帧进行加权合并, 得到 M个数据帧。
39、 根据权利要求 38所述的接收机, 其特征在于, 所述处理器用于利用 所述 N个数据帧中的训练序列符号进行相位估计, 得到 N个估计相位, 具体 包括用于:
L-l
根据公式 aj = angle j' = 0, 1, 2… N - 1 ,计算得到所述 N个估计相位;
或者 , 根据公式 . = 0,1, 2- - - N -1, 计算得到所述 N个估计
Figure imgf000044_0001
相位;
其中, j'为一个所述重复帧内的数据帧索引, 为数据帧内的比特索引, L为所述数据帧中训练序列符号的长度, 为第 j'个估计相位, 为训练序列 符号, 为解扩后的数据符号。
40、 根据权利要求 38所述的接收机, 其特征在于, 所述处理器用于利用 所述 N个数据帧中的训练序列符号进行相位估计, 得到 N个估计相位, 具体 包括用于:
,j = 0,l,2---N-l , 或者, 公式
, 计算得到 N个补偿频偏, 其
Figure imgf000045_0001
中, J'为一个所述重复帧内的数据帧索引, 为数据帧内的比特索引, /m为搜 索频点, 为符号周期, L为所述数据帧中训练序列符号的长度, ^为第 个补偿频偏, 为训练序列符号, 为解扩后的数据符号;
,7 = 0,l,2- V-l, 或者, 公式
(Xj = 1,计算得到所述 N个估计相位:
Figure imgf000045_0002
其中, 为第 个估计相位。
41、 根据权利要求 35所述的接收机, 其特征在于, 所述接收机为基站或 终端。
42、 一种通信系统, 其特征在于, 所述系统包括:
如权利要求 28-34任一权项所述的发射机和如权利要求 35-41任一权项 所述的接收机。
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