[发明专利]一种无线通信帧结构信号处理方法

说明书

本发明公开了一种无线通信帧结构信号处理方法，该帧结构为上行帧，由导频码元序列、同步码元序列和数据码元序列组成；输入数据首先经过信道编码，得到编码序列，将编码序列进行交织，得到交织之后的编码序列，将交织序列进行打孔得到打孔之后的序列，将打孔之后的序列与扰码序列进行异或，得到加扰序列，将加扰序列映射为数据码元序列，按照上述帧结构将数据码元序列、导频码元序列和同步码元序列进行组合形成上行帧，对上行帧的码元序列进行码元上采样得到待发送的上行信号。本发明设计的交织法能够实现更好的随机程度和均匀程度，在交织之后简单去掉开头或末尾一组码元，缩短数据帧长度，提高信道资源利用效率。

技术领域

本发明属于无线通信领域，涉及一种无线通信帧结构信号处理方法，具体涉及一种多终端发射和基站多天线接收的无线通信的上行通信的帧结构及其信号处理方法及在发射机中打孔和块交织的方法。

背景技术

多终端发射和基站多天线接收是一种典型的MIMO通信系统，这里MIMO指多输入多输出天线系统。对于这种通信系统，一个关键是随机接入，随机接入指终端随机地向基站发送上行数据包。为了在随机接入的过程中，充分利用MIMO系统的空间分辨能力，成功接收同时发送的多个终端的上行信号，需要特殊的帧结构设计。其中一个难点是：MIMO对信道状态信息的精度要求很高，而信道状态在接收过程中是不断变化的，如何设计导频以及在帧结构上保障通过导频获取的信道状态信息的有效性是一个难点。再者，如何从多个终端的导频信号中提取终端的信道状态信息，也是一个难点。此外，在MIMO系统中终端和基站的通信过程需要频率同步、信道估计和时间同步，这些需要通过导频信号和同步信号实现，因此导频信号和同步信号的设计也是一个难点。

还有就是目前的无线通信系统中发射机中的交织方案通用性的问题，目前的交织方法面临一个问题就是一种交织方法针对特定的数据长度的随机程度均匀程度很好，数据长度变了之后随机程度和均匀程度及就会变差。交织器基本可以分为两类，一类是随机交织，而另一类则是确定性交织。随机交织是指交织方式是随机产生的，从理论上讲随机交织的性能是最优的，但是由于需要将全部交织器信息传送到解码器，才能实现正确译码，因而占用了系统带宽，降低了编码及传输效率，不太适宜实际应用。确定性交织是指交织方式是确定性的，收发双方均可预先知晓交织方案，无需要收发双方交互交织方式信息，因而具有较高的编码及转输效率，适合在无线通信系统中使用。

最简单的确定性交织方案是块交织，即通常所说的简单的行写列读方式，虽然实现起来简单，但是随机程度均匀程度不足，解码效果很差。通常的打孔方法是根据数据长度来计算打孔间隔，并且打孔间隔固定或者趋于均匀设置，每种不同的数据长度对应不同的打孔间隔，因此通常的打孔方法实现起来比较复杂。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中的问题，提供一种无线通信系统中帧结构及其信号处理方法和打孔交织方法，保障通过导频获取的信道状态信息的有效性，充分利用信道资源，减少发送导频和同步信号的开销，同时保证交织方法良好的随机程度和均匀程度。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种无线通信系统中帧结构，其特征在于：该帧结构为上行帧，由导频码元序列、同步码元序列和数据码元序列组成，所述数据码元序列长度为L2，在数据码元序列前面插入长度为L1的同步码元序列和长度为LP的导频码元序列。

一种无线通信帧结构信号处理方法，其特征在于，该方法主要包括以下步骤：

步骤一、上行待发送信号的生成：输入数据首先经过信道编码，得到编码序列；

步骤二、将编码序列进行交织，得到交织序列；

步骤三、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。

步骤四、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；

步骤五、将加扰序列映射为数据码元序列；