一種mimo無(wú)線通信系統(tǒng)中的幀加擾和解擾方法及其通信裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種MIMO無(wú)線通信系統(tǒng)中的幀加擾和解擾方法，包括以下步驟：生成包括訓(xùn)練序列、信令字段和數(shù)據(jù)部分的幀，將所述信令字段和數(shù)據(jù)部分分別輸入到擾碼器中進(jìn)行加擾，其中，信令字段中包括擾碼器的初始化狀態(tài)子字段；發(fā)射機(jī)將幀發(fā)送給接收機(jī)，接收機(jī)根據(jù)接收到信令字段中的初始化狀態(tài)子字段對(duì)信令字段和數(shù)據(jù)部分進(jìn)行解擾。本發(fā)明還提供了一種采用上述MIMO無(wú)線通信系統(tǒng)中單用戶MIMO通信系統(tǒng)或者多用戶MIMO通信系統(tǒng)的幀加擾和解擾的通信裝置。本發(fā)明能有效降低基帶信號(hào)峰均功率比，從而降低功率放大器的設(shè)計(jì)難度并增大線性輸出功率，擴(kuò)大無(wú)線通信系統(tǒng)的覆蓋范圍。
【專利說(shuō)明】—種MIMO無(wú)線通信系統(tǒng)中的幀加擾和解擾方法及其通信裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于無(wú)線通信【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種MIMO無(wú)線通信系統(tǒng)中的幀加擾和解擾方法及其通信裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]無(wú)線通信頻譜資源日益稀缺及超高速數(shù)據(jù)傳輸速率的需求，毫米波頻段超高速無(wú)線通信技術(shù)越來(lái)越受到關(guān)注，成為未來(lái)無(wú)線通信技術(shù)中最具潛力的技術(shù)之一。
[0003]45GHz 頻段 MIMO (Multiple Input Multiple Output,ΜΙΜΟ)無(wú)線通信技術(shù)屬于毫米波通信技術(shù)，面向超高速無(wú)線接入等應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)備間IOGbps的超高速無(wú)線傳輸。毫米波與低頻段相比，其特點(diǎn)包括:一是可利用的頻譜范圍寬，信道容量大；二是易實(shí)現(xiàn)窄波束和高增益的天線，因而分辨率高，抗干擾性能好。
[0004]OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM)通信系統(tǒng)的發(fā)送信號(hào)是多個(gè)子載波信號(hào)的疊加，當(dāng)多個(gè)子載波信號(hào)的相位一致時(shí)，所得到的疊加信號(hào)的瞬時(shí)功率會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于信號(hào)的平均功率，導(dǎo)致出現(xiàn)較大的峰均功率比(Peak to Average PowerRatio, PAPR)。一般OFDM通信系統(tǒng)只會(huì)在數(shù)據(jù)傳輸時(shí)會(huì)在信源和前向糾錯(cuò)編碼器之間插入一個(gè)擾碼器單元，其作用是避免出現(xiàn)長(zhǎng)串的I或0，這有助于改善峰均功率比。
[0005]IEEE802.1ln 可工作在 2.4GHz 和 5GHz 頻段，IEEE802.1lac 工作在 5GHz 頻段。IEEE802.1ln和IEEE802.1lac的最大發(fā)射功率不允許超過(guò)100mW。IEEE802.1ln的帶寬為20MHz 或 40MHz。IEEE802.1lac 的帶寬有四種，分別為 20MHz、40MHz、80MHz 和 160MHz。以上的頻率和帶寬配置以及最大發(fā)射功率限制，使得IEEE802.1 In和IEEE802.1lac的功率效率問(wèn)題不是非常突出，因此上述系統(tǒng)的信令字段發(fā)送時(shí)沒(méi)有經(jīng)過(guò)擾碼器單元，信令字段中不包括擾碼初始化狀態(tài)子字段。
[0006]但在毫米波頻段，空口信號(hào)頻率很高及承載信號(hào)的帶寬很寬，使得IOOmW輸出功率的線性放大器設(shè)計(jì)非常困難。因此，迫切需要研究進(jìn)一步降低基帶輸出信號(hào)峰均功率比的方法，以減輕功率放大器的設(shè)計(jì)難度。工作在60GHz的IEEE802.1lad在頭部字段包括擾碼初始化字段，但I(xiàn)EEE802.1Iad無(wú)線通信系統(tǒng)僅實(shí)現(xiàn)波束成形技術(shù)，不包括MMO多空間流傳輸技術(shù)，不包括單用戶MIMO或多用戶ΜΙΜ0。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]發(fā)明目的:本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種能夠有效降低MIMO無(wú)線通信系統(tǒng)中基帶信號(hào)峰均功率比的MMO無(wú)線通信系統(tǒng)中的幀加擾及解擾方法。
[0008]技術(shù)方案:本發(fā)明提供了一種MMO無(wú)線通信系統(tǒng)中的幀加擾和解擾方法，包括以下步驟:生成包括訓(xùn)練序列、信令字段和數(shù)據(jù)部分的幀，將所述信令字段和數(shù)據(jù)部分分別輸入到擾碼器中進(jìn)行加擾，其中，信令字段中包括擾碼器的初始化狀態(tài)子字段；發(fā)射機(jī)將幀發(fā)送給接收機(jī)，接收機(jī)根據(jù)接收到信令字段中的初始化狀態(tài)子字段對(duì)信令字段和數(shù)據(jù)部分進(jìn)行解擾，
[0009]所述MMO無(wú)線通信系統(tǒng)為單用戶MMO通信系統(tǒng)時(shí)，信令字段為信令字段A ;所述MIMO無(wú)線通信系統(tǒng)為多用戶MMO通信系統(tǒng)時(shí)，信令字段為信令字段A和信令字段B。
[0010]其中，針對(duì)單用戶MIMO的無(wú)線通信系統(tǒng)中，對(duì)所述信令字段和數(shù)據(jù)部分進(jìn)行加擾的方法為:
[0011]步驟101:信令字段A的第8位輸入擾碼器，擾碼器隨機(jī)產(chǎn)生初始化狀態(tài)，所述隨機(jī)產(chǎn)生初始化狀態(tài)的值寫(xiě)入信令字段A中的擾碼器初始化子字段；
[0012]步驟102:信令字段A加擾結(jié)束后，擾碼器暫停工作，并保存當(dāng)前狀態(tài)，發(fā)送加擾后的信令字段A ；
[0013]步驟103:插入波束成形序列字段發(fā)送，所述波束成形序列字段不加擾；
[0014]步驟104:發(fā)送完波束成形序列字段后，根據(jù)之前保存的擾碼器狀態(tài)繼續(xù)對(duì)數(shù)據(jù)部分進(jìn)行加擾，并發(fā)送所生成的加擾數(shù)據(jù)。
[0015]進(jìn)一步，針對(duì)多用戶MMO的無(wú)線通信系統(tǒng)中，對(duì)所述信令字段和數(shù)據(jù)部分進(jìn)行加擾的方法為:
[0016]步驟201:信令字段A的第8位輸入擾碼器，擾碼器隨機(jī)產(chǎn)生初始化狀態(tài)，所述隨機(jī)產(chǎn)生初始化狀態(tài)的值寫(xiě)入信令字段A中的擾碼器初始化子字段；
[0017]步驟202:信令字段A加擾結(jié)束后，擾碼器停止工作，不保存當(dāng)前狀態(tài)，發(fā)送加擾后的信令字段A ；
[0018]步驟203:插入波束成形序列字段發(fā)送，所述波束成形序列字段不加擾；
[0019]步驟204:發(fā)送波束成形序列字段后，所述信令字段B的第8位輸入擾碼器，擾碼器初始化狀態(tài)隨機(jī)產(chǎn)生，隨機(jī)產(chǎn)生的擾碼器初始化狀態(tài)值寫(xiě)入信令字段B的擾碼器初始化子字段；
[0020]步驟205:信令字段B加擾結(jié)束后，擾碼器繼續(xù)對(duì)數(shù)據(jù)部分進(jìn)行加擾，并發(fā)送加擾后的信令字段B及數(shù)據(jù)部分。
[0021]進(jìn)一步，針對(duì)單用戶MMO的無(wú)線通信系統(tǒng)中，對(duì)信令字段和數(shù)據(jù)部分進(jìn)行解擾的方法為:
[0022]步驟301:信令字段A從第8位輸入解擾器，解擾器的初始化狀態(tài)根據(jù)接收信令字段A前7位擾碼器初始化字段產(chǎn)生；
[0023]步驟302:信令字段A解擾結(jié)束后，解擾器暫停工作，并保存當(dāng)前狀態(tài)；
[0024]步驟303:接收波束成形序列字段，所述波束成形序列字段不解擾；
[0025]步驟304:接收完波束成形序列字段后，根據(jù)之前保存的解擾器狀態(tài)繼續(xù)對(duì)數(shù)據(jù)部分進(jìn)行解擾，并接收所生成的解擾數(shù)據(jù)。
[0026]進(jìn)一步，針對(duì)多用戶MMO的無(wú)線通信系統(tǒng)中，對(duì)信令字段和數(shù)據(jù)部分進(jìn)行解擾的方法為:
[0027]步驟401:信令字段A從第8位輸入解擾器，解擾器的初始化狀態(tài)根據(jù)接收信令字段A的前7位擾碼器初始化字段產(chǎn)生；
[0028]步驟402:信令字段A解擾結(jié)束后，解擾器停止工作，不保存當(dāng)前狀態(tài)；
[0029]步驟403:接收波束成形序列字段；
[0030]步驟404:接收完波束成形序列字段后，信令字段B的第8位輸入解擾器，解擾器初始化狀態(tài)根據(jù)接收信令字段B的前I位擾碼器初始化字段產(chǎn)生；
[0031]步驟405:信令字段B解擾結(jié)束后，解擾器不停止工作，繼續(xù)對(duì)數(shù)據(jù)部分進(jìn)行解擾，并接收所生成的解擾數(shù)據(jù)。
[0032]本發(fā)明還提供了一種采用MMO無(wú)線通信系統(tǒng)中的幀加擾和解擾方法的通信裝置，包括:處理系統(tǒng)，發(fā)射機(jī)和接收機(jī)，其中，
[0033]所述處理系統(tǒng)分為發(fā)射機(jī)端的處理系統(tǒng)和接收機(jī)端的處理系統(tǒng)；其中所述發(fā)射機(jī)端的處理系統(tǒng)用于生成包括訓(xùn)練序列、信令字段和數(shù)據(jù)部分的幀，并將所述信令字段和數(shù)據(jù)部分分別輸入到擾碼器中進(jìn)行加擾；所述接收機(jī)端的處理系統(tǒng)用于將接收的信令字段和數(shù)據(jù)部分分別輸入到解擾器中進(jìn)行解擾；
[0034]所述發(fā)射機(jī)，用于將經(jīng)過(guò)加擾的幀通過(guò)信道發(fā)送給所述接收機(jī)；
[0035]所述接收機(jī)，用于接收所述發(fā)射機(jī)發(fā)送的幀；
[0036]進(jìn)一步，所述擾碼器包含7位移位寄存器及兩個(gè)異或模塊。
[0037]更進(jìn)一步，所述擾碼器的加擾方法為:首先擾碼器隨機(jī)產(chǎn)生7位移位寄存器初始化狀態(tài)，7位初始狀態(tài)的值寫(xiě)入信令字段中的擾碼器的初始化狀態(tài)子字段；然后7位移位寄存器初始化狀態(tài)中的第4位和第7位進(jìn)行異或，產(chǎn)生的數(shù)據(jù)輸入移位寄存器第I位，并且和輸入的信令字段其它字段或數(shù)據(jù)部分進(jìn)行異或后產(chǎn)生加擾后的信令字段的其它字段或數(shù)據(jù)部分。
[0038]有益效果:與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明能有效降低基帶信號(hào)峰均功率比，從而降低功率放大器的設(shè)計(jì)難度并增大線性輸出功率，擴(kuò)大無(wú)線通信系統(tǒng)的覆蓋范圍。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0039]圖1為MMO無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)的示意圖；
[0040]圖2為在MIMO系統(tǒng)中的接入點(diǎn)和兩個(gè)用戶終端的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0041]圖3為給信令字段A進(jìn)行加擾所采用擾碼器的發(fā)送框圖；
[0042]圖4為給信令字段B進(jìn)行加擾所采用擾碼器的發(fā)送框圖；
[0043]圖5為單用戶MIMO系統(tǒng)的前導(dǎo)碼部分的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0044]圖6為多用戶MIMO系統(tǒng)的前導(dǎo)碼部分的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0045]圖7為本發(fā)明中信令字段A的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0046]圖8為本發(fā)明中信令字段B的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0047]圖9為本發(fā)明采用的擾碼器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0048]圖10為本發(fā)明在單用戶MMO通信系統(tǒng)中加擾及解擾的流程圖；
[0049]圖11為本發(fā)明在多用戶MMO通信系統(tǒng)中加擾及解擾的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0050]本發(fā)明的技術(shù)可以用于各種寬帶無(wú)線通信系統(tǒng)，這種通信系統(tǒng)的例子包括毫米波無(wú)線多輸入多輸出通信系統(tǒng)等。
[0051 ] 本發(fā)明的方法可實(shí)現(xiàn)在各種有線或無(wú)線通信裝置中，根據(jù)本發(fā)明中的方法實(shí)現(xiàn)的無(wú)線節(jié)點(diǎn)可以包括接入點(diǎn)或接入終端。
[0052]接入點(diǎn)(Access Point1AP)可以包括、被實(shí)現(xiàn)為、或稱為基站收發(fā)機(jī)、基站、收發(fā)機(jī)功能、無(wú)線路由器、無(wú)線收發(fā)機(jī)、基本服務(wù)集(Basic Service Set, BSS)、擴(kuò)展服務(wù)集(Extended Service Set, ESS)或某些其它術(shù)語(yǔ)。
[0053]用戶終端(User Terminal，UT)可以包括、被實(shí)現(xiàn)為、或稱為接入終端、用戶站、用戶單元、移動(dòng)站、用戶終端、用戶裝置、用戶設(shè)備、或某些其它術(shù)語(yǔ)。在某些實(shí)現(xiàn)方式中，接入終端可以包括具備無(wú)線連接能力的電話、手機(jī)、電腦等
[0054]如圖1所示，具有接入點(diǎn)和用戶終端的多址MMO系統(tǒng)。在任何給定的時(shí)刻，接入點(diǎn)可以在下行鏈路和上行鏈路上與一個(gè)或多個(gè)用戶終端進(jìn)行通信。下行鏈路是從接入點(diǎn)到用戶終端的通信鏈路，上行鏈路是從用戶終端到接入點(diǎn)的通信鏈路。用戶終端還可以與另一用戶終端點(diǎn)對(duì)點(diǎn)地通信。系統(tǒng)接入控制器連接到接入點(diǎn)，并向接入點(diǎn)提供協(xié)調(diào)和控制。
[0055]系統(tǒng)可以采用多個(gè)發(fā)射天線和多個(gè)接收天線用于在下行鏈路和上行鏈路上的數(shù)據(jù)傳輸。用戶終端可以配有一個(gè)或多個(gè)天線。
[0056]MIMO系統(tǒng)可以是時(shí)分雙工(Time Division Duplexing, TDD)系統(tǒng)或頻分雙工(Frequency Division Duplexing, FDD)系統(tǒng)。對(duì)于TDD系統(tǒng),下行鏈路和上行鏈路共享相同的頻帶。對(duì)于FDD系統(tǒng)，下行鏈路和上行鏈路使用不同的頻帶。MMO系統(tǒng)還可以利用單載波或多載波來(lái)進(jìn)行傳輸。
[0057]如圖2所示，在MIMO系統(tǒng)中的接入點(diǎn)和兩個(gè)用戶終端的結(jié)構(gòu)示意圖，接入點(diǎn)配有N個(gè)天線，用戶終端I配有N個(gè)天線，用戶終端2配有N個(gè)天線。接入點(diǎn)是針對(duì)下行鏈路的發(fā)射實(shí)體和針對(duì)上行鏈路的接收實(shí)體。如本文中使用的“發(fā)射實(shí)體”是能夠通過(guò)無(wú)線信道發(fā)送數(shù)據(jù)的獨(dú)立操作的裝置或設(shè)備，“接收實(shí)體”是能夠通過(guò)無(wú)線信道接收數(shù)據(jù)的獨(dú)立操作的裝置或設(shè)備。
[0058]在上行鏈路上，在針對(duì)上行鏈路傳輸所選擇的每個(gè)用戶終端，發(fā)射基帶信號(hào)處理器接收來(lái)自數(shù)據(jù)源的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和來(lái)自控制器的控制數(shù)據(jù)。發(fā)射基帶信號(hào)處理器基于與針對(duì)用戶終端所選擇的速率相關(guān)聯(lián)的編碼和調(diào)制方案對(duì)用戶終端的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理(例如，擾碼，編碼，交織和調(diào)制)，并提供數(shù)據(jù)符號(hào)流，然后對(duì)數(shù)據(jù)符號(hào)流執(zhí)行空間處理，并為N個(gè)天線提供N個(gè)發(fā)射符號(hào)流。數(shù)字模擬變換器將發(fā)射符號(hào)流數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬基帶信號(hào)，每個(gè)毫米波收發(fā)信機(jī)的發(fā)射機(jī)單元接收并處理(例如，放大、濾波、和頻率上變換、功率放大)各自的發(fā)射符號(hào)流以生成上行鏈路信號(hào)。
[0059]在接收點(diǎn)處，N個(gè)天線接收所有的用戶終端在上行鏈路上發(fā)射的上行鏈路信號(hào)，每個(gè)天線將接收的信號(hào)提供給各自的毫米波收發(fā)信機(jī)的接收機(jī)單元。每個(gè)接收機(jī)單元執(zhí)行與用戶終端發(fā)射單元所執(zhí)行的過(guò)程互補(bǔ)的過(guò)程，接收的信號(hào)經(jīng)過(guò)模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器后提供接收的數(shù)字符號(hào)流。接入點(diǎn)的接收基帶信號(hào)處理器對(duì)接收的符號(hào)流執(zhí)行接收機(jī)空間處理，并且提供N個(gè)恢復(fù)的上行鏈路符號(hào)流。根據(jù)信道相關(guān)矩陣求逆、最小均方差、軟干擾消除、或某些其它技術(shù)來(lái)執(zhí)行接收機(jī)空間處理。每個(gè)恢復(fù)的上行鏈路數(shù)據(jù)信號(hào)符號(hào)流是對(duì)由相應(yīng)的用戶終端發(fā)送的數(shù)據(jù)符號(hào)流的估計(jì)。然后根據(jù)針對(duì)每個(gè)恢復(fù)的上行鏈路數(shù)據(jù)符號(hào)流使用的速率對(duì)該流進(jìn)行處理，以獲得解碼數(shù)據(jù)?？梢詫⑨槍?duì)每個(gè)用戶終端的解碼數(shù)據(jù)提供給數(shù)據(jù)宿以供存儲(chǔ)和/或控制器以供進(jìn)一步處理。
[0060]在下行鏈路上，在接入點(diǎn)處，發(fā)射基帶信號(hào)處理器接收來(lái)自針對(duì)下行鏈路傳輸而調(diào)度的用戶終端的數(shù)據(jù)源的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和來(lái)自控制器的控制數(shù)據(jù)?？梢栽诓煌膫鬏斝诺郎习l(fā)送各種類型的數(shù)據(jù)。發(fā)射基帶信號(hào)處理器基于針對(duì)每個(gè)用戶終端而選擇的速率進(jìn)行處理(例如，擾碼，編碼，交織和調(diào)制)該用戶終端的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。發(fā)射基帶信號(hào)處理器提供下行鏈路數(shù)據(jù)符號(hào)流，然后對(duì)數(shù)據(jù)符號(hào)流執(zhí)行空間處理，并為N個(gè)天線提供N個(gè)發(fā)射符號(hào)流。數(shù)字模擬變換器將發(fā)射符號(hào)流數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬基帶信號(hào)，每個(gè)毫米波收發(fā)信機(jī)的發(fā)射機(jī)單元接收并處理(例如，放大、濾波、和頻率上變換、功率放大)各自的發(fā)射符號(hào)流以生成下行鏈路信號(hào)。
[0061]在每個(gè)用戶終端處，N個(gè)天線從接入點(diǎn)接收下行鏈路信號(hào)。每個(gè)天線將接收的信號(hào)提供給各自的毫米波收發(fā)信機(jī)的接收機(jī)單元。接收機(jī)單元輸出的信號(hào)經(jīng)過(guò)模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器后提供接收的數(shù)字符號(hào)流。用戶終端的接收基帶信號(hào)處理器對(duì)接收的符號(hào)流執(zhí)行接收機(jī)空間處理，并且為用戶終端提供N個(gè)恢復(fù)的下行鏈路符號(hào)流。根據(jù)信道相關(guān)矩陣求逆、最小均方差、軟干擾消除、或某些其它技術(shù)來(lái)執(zhí)行接收機(jī)空間處理。接收基帶信號(hào)處理器對(duì)每個(gè)恢復(fù)的下行鏈路數(shù)據(jù)符號(hào)流使用的速率對(duì)該流進(jìn)行處理(例如，解調(diào)、解交織和解碼)以獲得用于用戶終端的解碼數(shù)據(jù)。
[0062]在每個(gè)用戶終端處，接收基帶信號(hào)處理器包含信道估計(jì)器，信道估計(jì)器估計(jì)下行鏈路信道響應(yīng)并提供下行鏈路信道估計(jì)，下行鏈路信道估計(jì)可以包括信道增益估計(jì)、信噪比估計(jì)、噪聲方差等。類似地，接入點(diǎn)接收基帶信號(hào)處理器包含信道估計(jì)器，信道估計(jì)器估計(jì)上行鏈路信道響應(yīng)并提供上行鏈路信道估計(jì)?？刂破鬟€分別在接入點(diǎn)處和用戶終端處控制各個(gè)處理單元的操作。
[0063]如圖3所示，本發(fā)明中MMO無(wú)線通信系統(tǒng)中采用的給幀中的信令字段A進(jìn)行加擾所采用的擾碼器的發(fā)送框圖，其中包含如下模塊:
[0064]I) PHY padding 物理層補(bǔ)零；
[0065]2) Scrambler 擾碼；
[0066]3) FEC (LDPC) encoders前向糾錯(cuò)碼(低密度奇偶校驗(yàn)碼)編碼器；
[0067]4)Constellation mapper 星座圖映射器；
[0068]5) LDPC tone mapping低密度奇偶檢驗(yàn)編碼子載波映射；
[0069]6)Replicate over multiple540MHz forl080MHz 頻帶復(fù)制；
[0070]7) Inverse discrete Fourier transform(IDFT)逆離散傅里葉變換；
[0071]8) Cyclic shift diversity (CSD)per STS insertion 插入每空時(shí)流循環(huán)移位分集;
[0072]9)Guard interval (GI) insertion and window 插入保護(hù)間隔和加窗；
[0073]10) Analog and RF 模擬和射頻段；
[0074]如圖4所示，本發(fā)明中MMO無(wú)線通信系統(tǒng)中采用的給幀中的信令字段B進(jìn)行加擾所采用的擾碼器的發(fā)送框圖，其包含模塊如下:
[0075]I) PHY padding 物理層補(bǔ)零；
[0076]2) Scrambler 擾碼；
[0077]3)Replicate over multiple540MHz forl080MHz 頻帶復(fù)制；
[0078]4) FEC (LDPC) encoders前向糾錯(cuò)碼(低密度奇偶校驗(yàn)碼)編碼器；
[0079]5)Constellation mapper 星座圖映射器；
[0080]6) LDPC tone mapping低密度奇偶檢驗(yàn)編碼子載波映射；
[0081]7)Multiple the first column of P 乘 P 矩陣第一列；[0082]8) Cyclic shift diversity (CSD)per STS insertion 插入每空時(shí)流循環(huán)移位分集;
[0083]9) Spatial mapping 空間映射；
[0084]10) Inverse discrete Fourier transform(IDFT)逆離散傅里葉變換；
[0085]11) Guard interval (GI) insertion and window 插入保護(hù)間隔和加窗；
[0086]12) Analog and RF 模擬和射頻段。
[0087]本發(fā)明所提供的一種MMO無(wú)線通信系統(tǒng)中的幀加擾方法，主要包括以下步驟:生成包括訓(xùn)練序列、信令字段和數(shù)據(jù)部分的信令字段，將所述信令字段和數(shù)據(jù)部分分別輸入到擾碼器中進(jìn)行加擾，其中，信令字段中包括擾碼器的初始化狀態(tài)子字段用于存儲(chǔ)擾碼數(shù)據(jù)，；發(fā)射機(jī)將幀發(fā)送給接收機(jī)，接收機(jī)根據(jù)接收到信令字段中的初始化子字段送入解擾器中對(duì)信令字段和數(shù)據(jù)部分進(jìn)行解擾。在圖1中所示的MIMO系統(tǒng)中，系統(tǒng)從接入點(diǎn)向用戶終端發(fā)送訓(xùn)練序列和信令字段。其中，訓(xùn)練序列和信令字段在單用戶的MIMO系統(tǒng)中和多用戶的MMO系統(tǒng)中的結(jié)構(gòu)是不同的。
[0088]其中，發(fā)射機(jī)配置為通過(guò)信道發(fā)送所述信令字段，其中，所述信道的帶寬為540MHz或1080MHz。所述信道的帶寬為540MHz時(shí)，所述子載波的數(shù)量是179，包括8個(gè)導(dǎo)頻子載波、3個(gè)直流子載波和168個(gè)數(shù)據(jù)子載波。
[0089]發(fā)射機(jī)配置為通過(guò)信道發(fā)送所述信令字段，其中，所述信道的帶寬還可以為1080MHz，并且其中，所述子載波的數(shù)量是355，包括16個(gè)導(dǎo)頻子載波、3個(gè)直流子載波和336個(gè)數(shù)據(jù)子載波。
[0090]如圖5所示，單用戶MIMO前導(dǎo)碼結(jié)構(gòu)，即為訓(xùn)練序列和信令字段的結(jié)構(gòu)，其可以包含毫米波短訓(xùn)練序列(Millimeter Wave Short Train Field,簡(jiǎn)稱為MSTF)字段，信令字段A,毫米波長(zhǎng)訓(xùn)練序列(簡(jiǎn)稱為MBTF)字段，其中信令字段A是72個(gè)比特位，占用2個(gè)OFDM符號(hào)。
[0091]如圖6所示，多用戶MIMO前導(dǎo)碼結(jié)構(gòu)，即為訓(xùn)練序列和信令字段的結(jié)構(gòu)，其可以包含MSTF字段，信令字段A，MBTF字段，信令字段B，其中信令字段A是72個(gè)比特位，占用2個(gè)OFDM符號(hào)。其中信令字段B是40個(gè)比特位，占用2個(gè)OFDM符號(hào)。
[0092]如圖7所示，本發(fā)明中信令字段A (簡(jiǎn)稱為SIG-A)的結(jié)構(gòu)，信令字段A可以包括擾碼器初始化狀態(tài)子字段，7個(gè)比特位?？梢园⊿C/0FDM字段，I個(gè)比特位，指示單載波傳輸還是OFDM傳輸?？梢园◣捴甘咀侄?，I個(gè)比特位，指示系統(tǒng)空口傳輸帶寬是540MHz還是1080MHz ο可以包括Dynamic Bandwidth (動(dòng)態(tài)帶寬)字段，I個(gè)比特位,指示是否允許動(dòng)態(tài)帶寬設(shè)置；可以包括Sub-Band(子帶寬)字段，2個(gè)比特位，在允許動(dòng)態(tài)帶寬情況下，使用主540MHz信道則可以設(shè)置為10，使用次540MHz信道則設(shè)置為01 ;使用整個(gè)帶寬則設(shè)置為11 ；否則設(shè)置為00。可以包括Length (長(zhǎng)度)字段，18個(gè)比特位，指示PSDU承載數(shù)據(jù)的最大長(zhǎng)度。可以包括STBC字段，I個(gè)比特位，指示系統(tǒng)是否使用空時(shí)編碼。可以包括GroupID(分組號(hào))字段，6個(gè)比特位，指示PPDU(物理層協(xié)議數(shù)據(jù)單元，簡(jiǎn)稱為PPDU)是單用戶MMO還是多用戶ΜΙΜ0?？梢园ˋggregation (聚合)字段，I個(gè)比特位,指示數(shù)據(jù)包中的數(shù)據(jù)PPDU是否包含A-MPDU?？梢园∟STS/PartialAID(空時(shí)流數(shù)及局部關(guān)聯(lián)標(biāo)示符)字段，11個(gè)比特位，多用戶MMO時(shí)前面8個(gè)比特位指示每個(gè)用戶的空間流數(shù)目，后面3個(gè)比特位預(yù)留；單用戶MMO時(shí)前面2個(gè)比特位指示空間流數(shù)目，后面9個(gè)比特位指示PAID?？梢园⊿U MCS字段，3個(gè)比特位，指示單用戶MMO時(shí)MCS索引?？梢园≒recoded (預(yù)編碼)字段，I個(gè)比特位，指示單用戶MIMO系統(tǒng)PPDU是否對(duì)發(fā)送數(shù)據(jù)進(jìn)行了相應(yīng)的波束預(yù)編碼?？梢园═X0P_PS_N0T_ALL0WED (功率節(jié)省)字段，I個(gè)比特位，指示是否允許非AP-STA在TXOP功率節(jié)省模式進(jìn)入睡眠狀態(tài)?？梢园℉CS字段，16個(gè)比特位，信令字段A的校驗(yàn)序列。其B71-B79，5個(gè)比特位預(yù)留。總的信令字段A的長(zhǎng)度是72個(gè)比特位。
[0093]如圖8所示，本發(fā)明中信令字段B (簡(jiǎn)稱為SIG-B)的結(jié)構(gòu)，信令字段B可以包括擾碼器初始化狀態(tài)7個(gè)比特位?？梢园∕CS字段長(zhǎng)度18個(gè)比特位，指示MCS的值?？梢园↙ength字段長(zhǎng)度18個(gè)比特位，指示PSDU的字節(jié)數(shù)，范圍1-162143。信令字段B中28至31位預(yù)留。可以包括HCS字段長(zhǎng)度16個(gè)比特位，信令字段B的校驗(yàn)序列。總的信令字段B的長(zhǎng)度是40個(gè)比特位。
[0094]下文描述示例性信令字段擾碼器初始化字段，單用戶MIMO系統(tǒng)信令字段A發(fā)射機(jī)擾碼器初始化狀態(tài)隨機(jī)產(chǎn)生，產(chǎn)生后的狀態(tài)值寫(xiě)入信令字段A擾碼器初始化字段，占用7個(gè)比特位。
[0095]多用戶MMO通信系統(tǒng)的信令字段A發(fā)射機(jī)擾碼器初始化字段隨機(jī)產(chǎn)生，產(chǎn)生后的狀態(tài)值寫(xiě)入信令字段A擾碼器初始化字段，占用7個(gè)比特位。
[0096]多用戶MMO通信系統(tǒng)信令字段B發(fā)射機(jī)擾碼器初始化字段隨機(jī)產(chǎn)生，產(chǎn)生后的狀態(tài)值寫(xiě)入信令字段B擾碼器初始化字段，占用7個(gè)比特位。
[0097]如圖9所示，發(fā)明采用的擾碼器包含7位移位寄存器及兩個(gè)異或模塊。首先隨機(jī)產(chǎn)生7位移位寄存器初始化狀態(tài)，7位初始狀態(tài)的值會(huì)寫(xiě)入信令字段的擾碼初始化字段。然后第4位和第7位進(jìn)行異或，產(chǎn)生的數(shù)據(jù)輸入移位寄存器第I位，并且和輸入的信令字段其它字段或數(shù)據(jù)部分進(jìn)行異或后產(chǎn)生擾碼后的信令字段其它字段或數(shù)據(jù)部分。
[0098]如圖10所示，本發(fā)明在單用戶MMO通信系統(tǒng)中加擾及解擾的具體方法為:
[0099]步驟10:信令字段A第8位首先輸入擾碼器進(jìn)行加擾，擾碼器的初始狀態(tài)隨機(jī)產(chǎn)生，產(chǎn)生的值寫(xiě)入信令字段A擾碼初始化字段；
[0100]步驟11:信令字段A加擾結(jié)束后擾碼器暫停工作，保存擾碼器當(dāng)前工作狀態(tài)，即保存7位移位寄存器的值，發(fā)送擾碼后的信令字段A ;
[0101]步驟12:發(fā)射機(jī)插入MBTF字段進(jìn)行發(fā)送；
[0102]步驟13:發(fā)送完MBTF字段后，將數(shù)據(jù)部分輸入擾碼器，擾碼器的7位移位寄存器的值為之前保存的值，根據(jù)該值對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加擾，然后發(fā)送加擾后數(shù)據(jù)；
[0103]步驟14:接收機(jī)解擾模塊在收到信令字段A時(shí)根據(jù)接收到的信令字段A擾碼器初始化字段進(jìn)行解擾；
[0104]步驟15:解擾完信令字段A后，解擾器暫停工作，保存解擾器當(dāng)前工作狀態(tài)；
[0105]步驟16:接收MBTF字段，該字段不經(jīng)過(guò)解擾器，接收完MBTF字段后開(kāi)始接收數(shù)據(jù)部分，數(shù)據(jù)部分輸入解擾器，解擾器的狀態(tài)為之前保存的工作狀態(tài)，這樣就能接收到解擾后的數(shù)據(jù)。
[0106]如圖11所示，本發(fā)明在多用戶MMO通信系統(tǒng)中加擾及解擾的具體方法為:
[0107]步驟20:信令字段A第8位首先輸入擾碼器進(jìn)行加擾，擾碼器的初始狀態(tài)隨機(jī)產(chǎn)生，產(chǎn)生的值寫(xiě)入信令字段A擾碼器初始化字段；
[0108]步驟21:信令字段A加擾結(jié)束后擾碼器停止工作，不保存擾碼器當(dāng)前工作狀態(tài)，SP不保存7位移位寄存器的值，發(fā)送加擾后的信令字段A ;
[0109]步驟22:發(fā)射機(jī)插入MBTF字段進(jìn)行發(fā)送；
[0110]步驟23:發(fā)送完MBTF字段后，將信令字段B第8位輸入擾碼器進(jìn)行加擾，擾碼器的初始狀態(tài)隨機(jī)產(chǎn)生，產(chǎn)生的值寫(xiě)入信令字段B擾碼器初始化字段；
[0111]步驟24:信令字段B加擾結(jié)束后，擾碼器繼續(xù)工作，將數(shù)據(jù)部分輸入擾碼器進(jìn)行加擾，然后發(fā)送加擾后數(shù)據(jù)；
[0112]步驟25:接收機(jī)解擾模塊在收到信令字段A時(shí)根據(jù)接收到的信令字段A擾碼器初始化字段進(jìn)行解擾；
[0113]步驟26:解擾完信令字段A后，解擾器停止工作，不保存解擾器當(dāng)前工作狀態(tài)；
[0114]步驟27:接收機(jī)接收MBTF字段，該字段不經(jīng)過(guò)解擾器；
[0115]步驟28:接收完MBTF字段后接收機(jī)開(kāi)始接收信令字段B，解擾器根據(jù)接收到的信令字段B擾碼器初始化字段進(jìn)行解擾；
[0116]步驟29:解擾完信令字段B后，解擾器繼續(xù)工作接收數(shù)據(jù)部分，數(shù)據(jù)部分輸入解擾器，這樣就能接收到解擾后的數(shù)據(jù)。
【權(quán)利要求】
1.一種MMO無(wú)線通信系統(tǒng)中的幀加擾和解擾方法，其特征在于:包括以下步驟:生成包括訓(xùn)練序列、信令字段和數(shù)據(jù)部分的幀，將所述信令字段和數(shù)據(jù)部分分別輸入到擾碼器中進(jìn)行加擾，其中，信令字段中包括擾碼器的初始化狀態(tài)子字段；發(fā)射機(jī)將幀發(fā)送給接收機(jī)，接收機(jī)根據(jù)接收到信令字段中的初始化狀態(tài)子字段對(duì)信令字段和數(shù)據(jù)部分進(jìn)行解擾。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的MIMO無(wú)線通信系統(tǒng)中的幀加擾和解擾方法，其特征在于:所述MMO無(wú)線通信系統(tǒng)為單用戶MMO通信系統(tǒng)時(shí)，信令字段為信令字段A ;所述MMO無(wú)線通信系統(tǒng)為多用戶MMO通信系統(tǒng)時(shí)，信令字段為信令字段A和信令字段B。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的MIMO無(wú)線通信系統(tǒng)中的幀加擾和解擾方法，其特征在于:在單用戶MIMO通信系統(tǒng)中，對(duì)信令字段和數(shù)據(jù)部分進(jìn)行加擾的方法為: 步驟101:信令字段A的第8位輸入擾碼器，擾碼器隨機(jī)產(chǎn)生初始化狀態(tài)，所述隨機(jī)產(chǎn)生初始化狀態(tài)的值寫(xiě)入信令字段A中的擾碼器初始化子字段； 步驟102:信令字段A加擾結(jié)束后，擾碼器暫停工作，并保存當(dāng)前狀態(tài)，發(fā)送加擾后的信令子段A ； 步驟103:插入波束成形序列字段發(fā)送，所述波束成形序列字段不加擾； 步驟104:發(fā)送完波束成形序列字段后，根據(jù)之前保存的擾碼器狀態(tài)繼續(xù)對(duì)數(shù)據(jù)部分進(jìn)行加擾，并發(fā)送所生成的加擾數(shù)據(jù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的MIMO無(wú)線通信系統(tǒng)中的幀加擾和解擾方法，其特征在于:在多用戶MIMO通信系統(tǒng)中，對(duì)所述信令字段和數(shù)據(jù)部分進(jìn)行加擾的方法為: 步驟201:信令字段A的第8位輸入擾碼器，擾碼器隨機(jī)產(chǎn)生初始化狀態(tài)，所述隨機(jī)產(chǎn)生初始化狀態(tài)的值寫(xiě)入信令字段A中的擾碼器初始化子字段； 步驟202:信令字段A加擾結(jié)束后，擾碼器停止工作，不保存當(dāng)前狀態(tài)，發(fā)送加擾后的信令子段A ； 步驟203:插入波束成形序列字段發(fā)送，所述波束成形序列字段不加擾； 步驟204:發(fā)送波束成形序列字段后，所述信令字段B的第8位輸入擾碼器，擾碼器初始化狀態(tài)隨機(jī)產(chǎn)生，隨機(jī)產(chǎn)生的擾碼器初始化狀態(tài)值寫(xiě)入信令字段B的擾碼器初始化子字段； 步驟205:信令字段B加擾結(jié)束后，擾碼器繼續(xù)對(duì)數(shù)據(jù)部分進(jìn)行加擾，并發(fā)送加擾后的信令字段B及數(shù)據(jù)部分。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的MIMO無(wú)線通信系統(tǒng)中的幀加擾和解擾方法，其特征在于:在單用戶MIMO通信系統(tǒng)中，對(duì)信令字段和數(shù)據(jù)部分進(jìn)行解擾的方法為: 步驟301:信令字段A從第8位輸入解擾器，解擾器的初始化狀態(tài)根據(jù)接收信令字段A前7位擾碼器初始化字段產(chǎn)生； 步驟302:信令字段A解擾結(jié)束后，解擾器暫停工作，并保存當(dāng)前狀態(tài)； 步驟303:接收波束成形序列字段，所述波束成形序列字段不解擾； 步驟304:接收完波束成形序列字段后，根據(jù)之前保存的解擾器狀態(tài)繼續(xù)對(duì)數(shù)據(jù)部分進(jìn)行解擾，并接收所生成的解擾數(shù)據(jù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的MMO無(wú)線通信系統(tǒng)中的幀加擾和解擾方法，其特征在于:在多用戶MIMO通信系統(tǒng)中，對(duì)信令字段和數(shù)據(jù)部分進(jìn)行解擾的方法為: 步驟401:信令字段A從第8位輸入解擾器，解擾器的初始化狀態(tài)根據(jù)接收信令字段A的前7位擾碼器初始化字段產(chǎn)生； 步驟402:信令字段A解擾結(jié)束后，解擾器停止工作，不保存當(dāng)前狀態(tài)； 步驟403:接收波束成形序列字段； 步驟404:接收完波束成形序列字段后，信令字段B的第8位輸入解擾器，解擾器初始化狀態(tài)根據(jù)接收信令字段B的前7位擾碼器初始化字段產(chǎn)生； 步驟405:信令字段B解擾結(jié)束后，解擾器不停止工作，繼續(xù)對(duì)數(shù)據(jù)部分進(jìn)行解擾，并接收所生成的解擾數(shù)據(jù)。
7.一種采用如權(quán)利要求1-6任意一項(xiàng)所述的MIMO無(wú)線通信系統(tǒng)中的幀加擾和解擾方法的通信裝置，其特征在于:包括:處理系統(tǒng)，發(fā)射機(jī)和接收機(jī)，其中， 所述處理系統(tǒng)為發(fā)射機(jī)端的處理系統(tǒng)和接收機(jī)端的處理系統(tǒng)；其中所述發(fā)射機(jī)端的處理系統(tǒng)用于生成包括訓(xùn)練序列、信令字段和數(shù)據(jù)部分的幀，并將所述信令字段和數(shù)據(jù)部分分別輸入到擾碼器中進(jìn)行加擾，所述接收機(jī)端的處理系統(tǒng)用于將接收的信令字段和數(shù)據(jù)部分分別輸入到解擾器中進(jìn)行解擾； 所述發(fā)射機(jī)，用于將幀通過(guò)信道發(fā)送給所述接收機(jī)； 所述接收機(jī)，用于接收所述發(fā)射機(jī)發(fā)送的幀。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的降低MIMO無(wú)線通信系統(tǒng)中的通信裝置，其特征在于:所述擾碼器包含7位移位寄存器及兩個(gè)異或模塊。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的降低MIMO無(wú)線通信系統(tǒng)中的通信裝置，其特征在于:所述擾碼器的加擾方法為:首先擾碼器隨機(jī)產(chǎn)生7位移位寄存器初始化狀態(tài)，7位初始狀態(tài)的值寫(xiě)入信令字段中的擾碼器的初始化狀態(tài)子字段；然后7位移位寄存器初始化狀態(tài)中的第4位和第7位進(jìn)行異或，產(chǎn)生的數(shù)據(jù)輸入移位寄存器第I位，并且和輸入的信令字段其它字段或數(shù)據(jù)部分進(jìn)行異或后產(chǎn)生加擾后的信令字段的其它字段或數(shù)據(jù)部分。
【文檔編號(hào)】H04W52/04GK103986684SQ201410240504
【公開(kāi)日】2014年8月13日 申請(qǐng)日期:2014年5月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月30日
【發(fā)明者】黃永明, 姚雄生, 何世文, 王海明, 洪偉, 張軍 申請(qǐng)人:江蘇中興微通信息科技有限公司