[发明专利]无线通信系统中的信号发送和接收方法与装置

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，特别涉及一种无线通信系统中的信号发送和接收方法与装置。

背景技术

均衡技术通常可分为线性均衡和非线性均衡两类。线性均衡器相对简单，信道衰落不严重时可以较好地消除信道影响，常用的算法有迫零(ZF)算法和最小均方误差(MMSE)算法。当无线信道多径衰落严重时，信道频域响应中会出现很深的零点。为了补偿零点附近的幅度衰落，线性均衡器必须对该段频谱进行放大，从而也使该频段的噪声增强(特别是ZF均衡器)，降低系统的信噪比。而非线性均衡器在这种恶劣的信道下会有较好的效果，判决反馈均衡器(DFE)是非线性均衡器中常见的一种。

多载波正交频分复用(OFDM)是一种用于频率选择性信道的调制方式，它采用K个等间隔的子载波，每个子载波被单独调制，符号周期是同速率单载波系统的K倍，可以有效地对抗多径干扰。同时，OFDM系统在各个符号间插入保护间隔来消除跨符号干扰。OFDM信号的调制和解调可采用IFFT和FFT实现。由于部分子信道也会面临深衰落而产生高误码率，会对OFDM系统造成误码平台，一般采用强的纠错编码来纠正错误。但是长信道纠错编码会导致系统处理时延很大。故也采用频域的分集来改善信道。即在不同的子载波上发送相同的信息符号，当各个子载波的衰落独立的时候可以获取分集增益，避免深衰落造成的子载波上的数据高误码率。

采用非ZF算法的线性均衡器，如MMSE均衡器会降低对频域零点的噪声放大。但是将带来均衡器残余跨符号干扰的问题，该残余跨符号干扰会显著降低调制系统的性能，导致误码率的平台。非线性均衡器DFE在数据速率较高时的处理复杂度较高，也有稳定性和判决误码传播的问题。因此线性或者非线性的均衡器都有一些缺点，尤其是信道比较恶劣的时候，信道时延比较长，导致了较大跨符号干扰和较多的频域零点，MMSE均衡器和DFE均衡器此时的性能都会较差。

OFDM的分集技术可以改善信道响应，这和信道均衡方式不同。不论是线性还是非线性的均衡都是去适应比较差的信道条件，但是比较严重的信道跨符号干扰这时已经形成，单靠均衡器去纠正则为时已晚。但是OFDM的硬件结构很复杂，耗能也高。由于信号被割裂为多个子载波，当所有子载波信号的符号都相同的时候，就会有信号的幅度叠加问题，称之为峰均功率比问题(PAPR)。峰均功率比问题使得发射耗能增加数dB，也对自动电平控制(AGC)控制以及高频部分电路的线性提出了较高的要求。所以OFDM的复杂度、功耗和成本都相对较高。

发明内容

在下文中给出了关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。但是，应当理解，这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图用来确定本发明的关键性部分或重要部分，也不是意图用来限定本发明的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出关于本发明的某些概念，以此作为稍后给出的更详细描述的前序。

本发明提出一种时频域交织的频域分集线性均衡处理(TFI-FD-LE)技术。通过在发端将原始数据块进行数据顺序重排，再在收端进行频域最大比合并，可以获得和OFDM频分系统相同的子载波频域分集增益，在长时延信道下显著改进信道深衰落的状况。

根据本发明的TFI-FD-LE技术的频域分集增益要求信道的相干带宽要远小于通信系统传输频带。一般来说，在室内的RMS时延为50ns，对应3MHz的相干带宽；在室外是RMS时延为30us，对应5KHz的相干带宽。而很多信道，比如说超宽带室内信道，占用了500MHz带宽；室外无线蜂窝3GPP的LTE有高达20MHz带宽，远远高于响应的相干带宽。故本发明的使用范围很广。

根据本发明的TFI-FD-LE技术借助了频率选择性信道中内在的分集特性来完成该时频交织。因此，根据本发明的TFI-FD-LE技术并不要求如背景技术中描述的那样利用多天线分集所需的额外RF前端、多天线、单个终端间的中继操作。这样，根据本发明的TFI-FD-LE技术的功率消耗和终端的大小得以降低。

根据本发明的一方面，提供了一种无线通信系统中的信号发送方法，其包括如下步骤：接收将要发送的原始数据块，所述原始数据块的长度为M，其中M为整数；对所述原始数据块进行一次或多次扰乱，使得在所述一次或多次扰乱中的每一次扰乱中，所述原始数据块中的M个数据符号被重新排列，从而得到一个或多个长度为M的乱序数据块；使用循环前缀连接所述原始数据块和所述一个或多个乱序数据块，以形成时频域交织的频域分集均衡信号；以及通过单载波发送所述频域分集均衡信号。