專利名稱：：利用差分?jǐn)?shù)據(jù)作為導(dǎo)頻的ofdm信號收發(fā)方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及信號傳輸
技術(shù)領(lǐng)域：
，尤其涉及一種利用差分?jǐn)?shù)據(jù)作為導(dǎo)頻的OFDM信號收發(fā)方法及其裝置。
背景技術(shù)：
：近二十年來，隨著現(xiàn)代通信技術(shù)的飛速發(fā)展以及人們對無線通信業(yè)務(wù)需求的日益增長，傳輸各種業(yè)務(wù)的數(shù)字信號傳輸系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于無線局域網(wǎng)、固定無線接入、有線無線數(shù)字音頻和視頻廣播傳輸標(biāo)準(zhǔn)(數(shù)字電視地面廣播標(biāo)準(zhǔn)DigitalTelevisionTerrestrialBroadcasting,DTTB)，如歐洲標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字視頻地面廣播(DigitalVideoTerrestrialBroadcasting-Terrestrial,DVB-T)禾口中國國家標(biāo)準(zhǔn)(DigitalTelevisionTerrestrialMultimediaBroadcast,DTMB)同時隨著標(biāo)準(zhǔn)的演進，多級傳輸?shù)男枨笠苍絹碓蕉?。日本?shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)使用One-Segment方式達到多級傳輸?shù)哪康?。同時，歐洲也推出了DVB-H技術(shù)支持手機電視業(yè)務(wù)。這些標(biāo)準(zhǔn)的共同點是，新的移動電視傳輸標(biāo)準(zhǔn)兼容原有的地面數(shù)字電視傳輸標(biāo)準(zhǔn)，是原有地面數(shù)字電視傳輸標(biāo)準(zhǔn)的補充。同時，新的業(yè)務(wù)不可避免的增加了系統(tǒng)設(shè)計的復(fù)雜性。在當(dāng)前無線通信系統(tǒng)中，面臨著兩個矛盾，一個是日益增長的用戶數(shù)和有限頻譜資源的矛盾，另一個是用戶對業(yè)務(wù)質(zhì)量的需求和無線傳播環(huán)境的矛盾。其中，寬帶無線通信傳輸技術(shù)面臨的最大問題是，單載波或多載波調(diào)制系統(tǒng)在多徑傳輸信道下，會發(fā)生頻率選擇性衰落，即符號間干擾(InterSymbolInterference，ISI)。同時，用戶的需求使通信系統(tǒng)需要支持越來越多的業(yè)務(wù)。所以支持多種業(yè)務(wù)的多級傳輸就成為通信系統(tǒng)必須具備的要素。多業(yè)務(wù)的多級傳輸，要求一個通信系統(tǒng)能夠傳輸服務(wù)質(zhì)量、接收場景、數(shù)據(jù)率和接收復(fù)雜度等方面各不相同的業(yè)務(wù)。這就更增加了系統(tǒng)設(shè)計的難度和復(fù)雜度。例如，兼容手機電視的數(shù)字電視地面?zhèn)鬏斚到y(tǒng)，就既要求系統(tǒng)能夠傳輸固定接收的高數(shù)據(jù)率的高清晰數(shù)字電視節(jié)目，又要求系統(tǒng)能夠支持對數(shù)據(jù)率要求相對較低，但要移動環(huán)境下接收的手機電視業(yè)務(wù)。如何能夠降低多業(yè)務(wù)多級傳輸系統(tǒng)的復(fù)雜度，成為一個亟需解決的問題。OFDM(OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing,iE^^S^Mffl)^ηΤ^,在頻率選擇性衰落信道中可靠地實現(xiàn)高速率傳輸，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于如無線局域網(wǎng)、固定無線接入、數(shù)字音頻和視頻廣播等無線通信系統(tǒng)中。OFDM技術(shù)是一種有效的塊傳輸技術(shù)，其技術(shù)核心是由傳輸符號組成頻域數(shù)據(jù)塊的塊調(diào)制技術(shù)。OFDM塊調(diào)制首先將待傳輸符號組合成頻域數(shù)據(jù)塊，經(jīng)過離散傅立葉反變換后得到時域數(shù)據(jù)塊。時域數(shù)據(jù)塊和頻域數(shù)據(jù)塊是數(shù)據(jù)塊的兩種表現(xiàn)形式，二者互為離散傅立葉變換或反變換。頻域符號定義為子載波，可以是待傳輸數(shù)據(jù)符號(有效子載波)，也可以是零符號(虛擬子載波)，或者是待傳輸已知符號(導(dǎo)頻)。根據(jù)傳輸符號和子載波之間的映射關(guān)系，存在多種OFDM塊調(diào)制技術(shù)，如子載波全部為有效子載波、部分子載波為虛擬子載波、部分子載波為導(dǎo)頻、有效子載波數(shù)目可配置、和有效子載波中心位置可移動等。為準(zhǔn)確地估計信道信息以對抗信道衰落，OFDM傳輸系統(tǒng)中會按特定的插入規(guī)則，插入一些訓(xùn)練符號作為導(dǎo)頻。這些導(dǎo)頻能夠?qū)剐诺浪ヂ浜推渌蓴_，從而幫助接收端恢復(fù)信號。導(dǎo)頻的密度和性能直接決定系統(tǒng)消除ISI和跟蹤信道動態(tài)變化等的信道估計能力。但密集的導(dǎo)頻數(shù)據(jù)，會導(dǎo)致頻譜利用率降低。傳統(tǒng)的傳輸系統(tǒng)中，導(dǎo)頻不攜帶數(shù)據(jù)，這就導(dǎo)致隨著系統(tǒng)導(dǎo)頻數(shù)目的增加，系統(tǒng)的效率會出現(xiàn)很大的下降。
發(fā)明內(nèi)容(一)要解決的技術(shù)問題本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出了一種能夠提高系統(tǒng)的傳輸效率和頻譜利用率的利用差分?jǐn)?shù)據(jù)作為導(dǎo)頻的OFDM信號傳輸方案。(二)技術(shù)方案為達到上述目的，本發(fā)明提供了一種利用差分?jǐn)?shù)據(jù)作為導(dǎo)頻的OFDM信號發(fā)送方法，包括以下步驟Al，接收待傳輸?shù)闹魍ǖ罃?shù)據(jù)和附加數(shù)據(jù)；A2，對所述附加數(shù)據(jù)依次進行交織、信道編碼和差分調(diào)制運算，得到差分星座映射符號；A3，對所述主通道數(shù)據(jù)依次進行交織、信道編碼和相干調(diào)制運算，得到相干星座映射符號；A4，按照OFDM的幀結(jié)構(gòu)和預(yù)設(shè)的插入圖樣，將所述差分星座映射符號作為導(dǎo)頻數(shù)據(jù)插入到所述相干星座映射符號中，并構(gòu)成OFDM信號幀，然后發(fā)送該OFDM信號幀。其中，所述主通道數(shù)據(jù)和附加數(shù)據(jù)分別為寬帶數(shù)據(jù)和窄帶數(shù)據(jù)，二者均由外部輸入。其中，在所述步驟A2中，所述差分調(diào)制運算為兩幀之間的差分運算或者多幀之間的差分運算。其中，在所述步驟A2中，所述差分調(diào)制運算為相位運算的差分調(diào)制和幅度運算的差分調(diào)制。其中，在所述步驟A4中，將所述差分星座映射符號作為導(dǎo)頻插入到所述相干星座映射符號中，并構(gòu)成OFDM信號幀的步驟具體為A41，將所述差分星座映射符號進行逆傅立葉變換，構(gòu)成插入序列，同時將所述相干星座映射符號進行逆傅立葉變換，構(gòu)成數(shù)據(jù)體后將所述插入序列插入到所述數(shù)據(jù)體的頭部或尾部，合成TDS-OFDM信號幀；或者A42，將所述差分星座映射符號離散地插入到所述相干星座映射符號中之后進行逆傅立葉變換，并插入循環(huán)前綴，得到CP-OFDM信號幀?；蛘逜43，將所述差分星座映射符號進行逆傅立葉變換并插入循環(huán)前綴，構(gòu)成導(dǎo)頻信號幀，將所述差分星座映射符號進行逆傅立葉變換并插入循環(huán)前綴，構(gòu)成數(shù)據(jù)信號幀，兩者混合構(gòu)成OFDM信號幀。本發(fā)明還提供了一種利用差分?jǐn)?shù)據(jù)作為導(dǎo)頻的OFDM信號發(fā)送裝置，包括數(shù)據(jù)接收模塊，接收待傳輸?shù)闹魍ǖ罃?shù)據(jù)和附加數(shù)據(jù)；差分星座映射符號計算模塊，對所述附加數(shù)據(jù)依次進行交織、信道編碼和差分調(diào)制運算，得到差分星座映射符號；相干星座映射符號計算模塊，對所述主通道數(shù)據(jù)依次進行交織、信道編碼和相干調(diào)制運算，得到相干星座映射符號；組幀模塊，按照OFDM的幀結(jié)構(gòu)和預(yù)設(shè)的插入圖樣，將所述差分星座映射符號作為導(dǎo)頻數(shù)據(jù)插入到所述相干星座映射符號中，并構(gòu)成OFDM信號幀，然后發(fā)送該OFDM信號幀。本發(fā)明還提供了一種利用差分?jǐn)?shù)據(jù)作為導(dǎo)頻的OFDM信號接收方法，包括以下步驟Bi，通過傅立葉變換恢復(fù)OFDM符號，并從中提取出差分星座映射符號和相干星座映射符號；B2，對差分星座映射符號，通過解差分運算將差分?jǐn)?shù)據(jù)解調(diào)，得到恢復(fù)后的差分?jǐn)?shù)據(jù)符號，并將所述恢復(fù)后的差分?jǐn)?shù)據(jù)符號依次進行信道解碼和解交織，以恢復(fù)調(diào)制在所述差分星座映射符號上的附加數(shù)據(jù)；B3，利用恢復(fù)后的前幾幀差分星座映射符號和恢復(fù)后的當(dāng)前幀的準(zhǔn)確差分?jǐn)?shù)據(jù)符號，得到恢復(fù)后的當(dāng)前幀的差分星座映射符號，并利用恢復(fù)后的當(dāng)前幀的差分星座映射符號作為已知數(shù)據(jù)，得到相應(yīng)的導(dǎo)頻位置的信道估計值；其中，所述恢復(fù)后的當(dāng)前幀的準(zhǔn)確差分?jǐn)?shù)據(jù)符號通過將恢復(fù)后的當(dāng)前幀的差分?jǐn)?shù)據(jù)符號進行硬判決并將恢復(fù)后的附加數(shù)據(jù)重新依次進行交織和信道編碼之后得出；B4，利用得到的導(dǎo)頻位置的信道估計值對所述相干星座映射符號進行信道估計，得到針對相干星座映射符號的當(dāng)前幀的信道估計值，并將該當(dāng)前幀的信道估計值進行后處理之后應(yīng)用于相干星座映射符號解調(diào)，得到解調(diào)后的數(shù)據(jù)。其中，所述解差分運算為兩幀之間的解差分運算或者多幀之間的聯(lián)合解差分運笪弁。其中，在步驟B3中，所述導(dǎo)頻位置的信道估計的獲取途徑為將附加數(shù)據(jù)符號硬判決后與前面的多幀已恢復(fù)的導(dǎo)頻進行差分編碼得到，或者將附加數(shù)據(jù)符號通過糾錯碼解碼后重新編碼，得到經(jīng)過糾錯的附加數(shù)據(jù)星座圖，再與前面多幀已恢復(fù)的導(dǎo)頻進行差分編碼得到。本發(fā)明還提供了一種利用差分?jǐn)?shù)據(jù)作為導(dǎo)頻的OFDM信號接收裝置，包括數(shù)據(jù)提取模塊，通過傅立葉變換恢復(fù)OFDM符號，并從中提取出差分星座映射符號和相干星座映射符號；附加數(shù)據(jù)恢復(fù)模塊，對差分星座映射符號，通過解差分運算將差分?jǐn)?shù)據(jù)解調(diào)，得到恢復(fù)后的差分?jǐn)?shù)據(jù)符號，并將所述恢復(fù)后的差分?jǐn)?shù)據(jù)符號依次進行信道解碼和解交織，以恢復(fù)調(diào)制在所述差分星座映射符號上的附加數(shù)據(jù)；信道估計模塊，利用恢復(fù)后的前幾幀差分星座映射符號和恢復(fù)后的當(dāng)前幀的準(zhǔn)確差分?jǐn)?shù)據(jù)符號，得到恢復(fù)后的當(dāng)前幀的差分星座映射符號，并利用恢復(fù)后的當(dāng)前幀的差分星座映射符號作為已知數(shù)據(jù)，得到相應(yīng)的導(dǎo)頻位置的信道估計值；其中，所述恢復(fù)后的當(dāng)前幀的準(zhǔn)確差分?jǐn)?shù)據(jù)符號通過將恢復(fù)后的當(dāng)前幀的差分?jǐn)?shù)據(jù)符號進行硬判決并將恢復(fù)后的附加數(shù)據(jù)重新依次進行交織和信道編碼之后得出；主通道數(shù)據(jù)恢復(fù)模塊，利用得到的導(dǎo)頻位置的信道估計值對所述相干星座映射符號進行信道估計，得到針對相干星座映射符號的當(dāng)前幀的信道估計值，并將該當(dāng)前幀的信道估計值進行后處理之后應(yīng)用于相干星座映射符號解調(diào)，得到解調(diào)后的主通道數(shù)據(jù)。上述技術(shù)方案采用差分調(diào)制數(shù)據(jù)來代替?zhèn)鹘y(tǒng)OFDM傳輸中的已知導(dǎo)頻，進而能夠在不損失傳輸質(zhì)量的前提下提高系統(tǒng)容量。(三)有益效果本發(fā)明技術(shù)方案提出的信號傳輸方案采用了將有效數(shù)據(jù)作為附加數(shù)據(jù)，并對其處理之后作為導(dǎo)頻數(shù)據(jù)來組幀的方式，并在數(shù)據(jù)處理過程中結(jié)合了相干調(diào)制和差分調(diào)制的各自的特點，從而提高了系統(tǒng)的傳輸效率和頻譜利用率；本發(fā)明的接收算法簡單靈活且不增加主通道數(shù)據(jù)傳輸?shù)男阅芎蛷?fù)雜性，其中的附加數(shù)據(jù)接收算法適應(yīng)性強，可用于移動信道的多媒體數(shù)據(jù)接收，同時，附加數(shù)據(jù)調(diào)制方式可靈活調(diào)整，增加了系統(tǒng)多級接收的性能；本發(fā)明可擴展應(yīng)用范圍，且可應(yīng)用于單載波或多載波傳輸系統(tǒng)。圖1為運用本發(fā)明實施例的傳輸方法的CP-OFDM數(shù)據(jù)體差分符號插入圖樣；圖2為運用本發(fā)明的傳輸方法的TDS-OFDM幀結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為運用本發(fā)明的傳輸方法的CP-OFDM幀結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明實施例在CP-OFDM下的數(shù)字信號傳輸方法示意框圖；圖5為本發(fā)明實施例在TDS-OFDM下的數(shù)字信號傳輸方法示意框圖；圖6A為本發(fā)明實施例的發(fā)送方法流程圖；圖6B為本發(fā)明實施例的接收方法流程圖；圖7為本發(fā)明實施例的傳輸方法在CP-OFDM下DQPSK(差分正交相移鍵控)差分調(diào)制的性能；圖8為本實施例的傳輸方法在CP-OFDM下相干調(diào)制的性能，調(diào)制方式為16QAM(正交幅度調(diào)制)。具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例，對本發(fā)明的具體實施方式作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。在現(xiàn)有的無線傳輸?shù)腛FDM系統(tǒng)中，為滿足接收機同步和信道估計的需求，傳輸信號需要攜帶大量的訓(xùn)練信息作為導(dǎo)頻，占用了寶貴的頻譜資源。為能夠提高頻譜利用率，同時能夠支持多級傳輸?shù)囊?，本發(fā)麻的方案提出對導(dǎo)頻調(diào)制附加數(shù)據(jù)來提高頻譜利用率，同時導(dǎo)頻調(diào)制的數(shù)據(jù)可用于傳輸手機電視業(yè)務(wù)或其它數(shù)據(jù)率較低的業(yè)務(wù)，增加系統(tǒng)的傳輸效率。本發(fā)明提供了一種結(jié)合相干調(diào)制和差分調(diào)制的OFDM傳輸方式。在發(fā)送端(調(diào)制端)，附加數(shù)據(jù)在調(diào)制端可通過多幀差分方式調(diào)制，并作為導(dǎo)頻數(shù)據(jù)插入到主通道數(shù)據(jù)中，然后按照規(guī)則進行組幀，然后傳出。在接收端，首先按照特定的運算恢復(fù)信號幀。然后對在解調(diào)并恢復(fù)其中的附加數(shù)據(jù)，然后恢復(fù)作信道估計的數(shù)據(jù)的真實值，最后使對數(shù)據(jù)體進行信道估計，得到當(dāng)前幀的信道估計，并進行信道估計的后處理，從而進行整個信號幀的數(shù)據(jù)解調(diào)。以下詳細說明本發(fā)明實施例的傳輸方法(其中包括了發(fā)送方法和接收方法)。如
背景技術(shù)：
所述，OFDM系統(tǒng)包含了多種OFDM塊調(diào)制技術(shù)和保護間隔填充技術(shù)。本發(fā)明實施例中兩個實例分別是差分調(diào)制數(shù)據(jù)作導(dǎo)頻的TDS-OFDM傳輸技術(shù)和固定位置插入的差分?jǐn)?shù)據(jù)作導(dǎo)頻的CP-OFDM傳輸技術(shù)(可參考圖23)。步驟Al，接收待傳輸?shù)闹魍ǖ罃?shù)據(jù)和附加數(shù)據(jù)；，該附加數(shù)據(jù)可用于傳輸手機電視業(yè)務(wù)或其它的與主通道數(shù)據(jù)相比數(shù)據(jù)率較低的業(yè)務(wù)；步驟A2對附加數(shù)據(jù)進行交織和信道編碼，然后進行差分調(diào)制，得到差分星座映射符號；經(jīng)過交織和信道編碼后，長度為M的差分序列，附加數(shù)據(jù)為MkiK=廣i。差分的初始頻域訓(xùn)練序列為{C。(k)}k=廣1，則第一幀的頻域?qū)ьl序列為二={C0m^{4(明二，隨后差分的初始訓(xùn)練序列調(diào)制為丨⑷丨二=ICmW^-1{4-,wCo。步驟A3對主通道數(shù)據(jù)進行交織、信道編碼和相干調(diào)制，得到相干星座映射符號；經(jīng)過交織和信道編碼后，第i幀待傳輸頻域符號為{XjkMk=；"，可以選擇任意的符號調(diào)制技術(shù)。步驟A4按照OFDM的幀結(jié)構(gòu)和預(yù)先確定的特定圖樣(本實施例中如圖1所示)，將差分星座映射符號插入到相干星座映射符號中構(gòu)成OFDM信號幀后發(fā)送，發(fā)送時的傳輸模式包括但不限于單用戶、多用戶、單天線和多天線等傳輸模式；對TDS-OFDM系統(tǒng)，頻域數(shù)據(jù)塊經(jīng)離散傅立葉反變換后得到時域數(shù)據(jù)塊Ixi(k)}k=cT，時域數(shù)據(jù)塊之間的保護間隔填充長度為M的差分序列。差分后的頻域差分調(diào)制序列ICi(kMk=/-1經(jīng)離散傅立葉反變換后，可得到時域填充序列Ic1GOΚ=/-1。將時域數(shù)據(jù)塊(幀體)和填充序列(幀頭)一起組成信號幀。對TDS-OFDM系統(tǒng)，將(Xi(k)}k=廣1與Ic1(k)}k=廣1按照圖2的方式放置，得至Ij{Si(k)}k=廣1，經(jīng)過IFFT變換得到Isi(k)}k=廣1，然后將Isi(k)}k=廣1的后M個時域數(shù)據(jù)填充到保護間隔，得到信號幀。如圖4所示，本實例中，編碼與交織器1首先對數(shù)據(jù)編碼后進行深交織，以保證在快時變信道下附加數(shù)據(jù)接收的準(zhǔn)確性。同時，編碼與交織器2對每幀附加數(shù)據(jù)編碼后進行交織，以保證導(dǎo)頻的實時性。接收空中信號，假設(shè)本地接收機時間和頻率完全同步，則本發(fā)明在接收端的方法為步驟Bl在接收端，恢復(fù)OFDM符號。分別獲得經(jīng)過信道的差分星座映射符號和相干星座映射符號。對實例1的TDS-OFDM結(jié)構(gòu)，分別取出差分序列和相干調(diào)制序列的時域值并作FFT變換，得到{如)}二和{友(幻}二ta\M-I對實例2的CP-OFDM結(jié)構(gòu)，接收機首先對數(shù)據(jù)體進行FFTW)4=0,并分別抽取相應(yīng)的差分符號和主數(shù)據(jù)符號，即I(^Ot)I:1和·[友(幻步驟B2對差分星座映射符號部分，通過解差分運算，將差分?jǐn)?shù)據(jù)解調(diào)，得到恢復(fù)的差分?jǐn)?shù)據(jù)符號，并將解調(diào)后的差分?jǐn)?shù)據(jù)進行信道解碼和解交織，恢復(fù)調(diào)制在差分星座映射符號上的附加數(shù)據(jù)。ια、Λ/~1(A\Ar-I假設(shè)頻域?qū)ьl和數(shù)據(jù)星座點分別為，(C,(A)Ih和l^^lu^llC,W=C,(A:)^(Α:)+(Λ)(J)Xi(k)=Xi(Jc)Hi(k)+n(k)(2)獲得多幀接收信號幀的訓(xùn)練序列，通過解差分運算將附加數(shù)據(jù)解調(diào)，并進行解映ra\M-I射，對|(Α:<=?！蠧i(k)=Ci^1(k)Ai^1(k)，在接收端，可以通過解頻域差分運算得到調(diào)制的附加數(shù)據(jù)，兩幀之間解差分運算原理上可以寫成剛Li調(diào)=機⑶對附加數(shù)據(jù)符號進行糾錯碼解碼和解交織以后，就可以得到恢復(fù)的附加數(shù)據(jù)。步驟B3利用恢復(fù)的前幾幀差分星座映射符號和當(dāng)前幀恢復(fù)的準(zhǔn)確差分?jǐn)?shù)據(jù)符號，得到恢復(fù)的當(dāng)前幀差分星座映射符號。并利用恢復(fù)的當(dāng)前幀差分星座映射符號作為已知數(shù)據(jù)，得到相應(yīng)的導(dǎo)頻位置的信道估計。將得到糾錯碼解碼后恢復(fù)的數(shù)據(jù)再進行糾錯碼編碼和交織，得到新的^^幻。假設(shè)此時信噪比在接收門限之上，則可以認為又,⑷近似等于Ah(k)，則可以重構(gòu)Ci(k)。即CXk)=Ci^k)Ai^k)。如果接收機知道{CqGOK=；1-1，則可以恢復(fù)出⑷丨二1,只要記住上一幀的訓(xùn)練序列并得到當(dāng)前幀的訓(xùn)練序列，就可以得到(幻。步驟B4:利用得到的導(dǎo)頻位置的信道估計，對相干星座映射符號進行信道估計。得到針對相干星座映射符號的當(dāng)前幀的信道估計值，并利用當(dāng)前幀的信道估計值進行后處理(包括通常的濾波、去噪等)，應(yīng)用于相干星座映射符號解調(diào)，得到解調(diào)的數(shù)據(jù)。由于·[(,.⑷1二可近似認為等于ICi(k)}k=ο""1，可以得到H(k)^C,(k)/CXk)+n(k)(4)由LS準(zhǔn)則可得信道估計的估計值々(幻。得到該信道估計值以后，可以根據(jù)傳統(tǒng)方法來對數(shù)據(jù)部分進行信道估計后處理和均衡等。針對例2的CP-OFDM系統(tǒng)，對本發(fā)明提出的用于OFDM系統(tǒng)的信道估計方法進行了計算機仿真，主要仿真參數(shù)如表1所示，兩種信道模型如表2所示。所示信道I是巴西(Brazil)實驗場地測試使用的信道模型B，信道II是巴西實驗場地測試使用的信道模型A，表1符號率7.56M符號/秒子載波符號調(diào)制DQPSK,16QAMOFDM子載波數(shù)M7778保護間隔長度L972<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>表2<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>圖6禾Π7中，AWGN(AdditiveWhiteGaussionNoise)表示加性高斯白噪聲。本發(fā)明還提供了一種利用差分?jǐn)?shù)據(jù)作為導(dǎo)頻的OFDM信號發(fā)送裝置，包括數(shù)據(jù)劃分模塊，接收待傳輸?shù)闹魍ǖ罃?shù)據(jù)和附加數(shù)據(jù)；差分星座映射符號計算模塊，對所述附加數(shù)據(jù)依次進行交織、信道編碼和差分調(diào)制運算，得到差分星座映射符號；相干星座映射符號計算模塊，對所述主通道數(shù)據(jù)依次進行交織、信道編碼和相干調(diào)制運算，得到相干星座映射符號；組幀模塊，按照OFDM的幀結(jié)構(gòu)和預(yù)設(shè)的圖樣，將所述差分星座映射符號作為導(dǎo)頻數(shù)據(jù)插入到所述相干星座映射符號中，并構(gòu)成OFDM信號幀，然后發(fā)送該OFDM信號幀。本發(fā)明還提供了一種利用差分?jǐn)?shù)據(jù)作為導(dǎo)頻的OFDM信號接收裝置，包括數(shù)據(jù)提取模塊，通過傅立葉變換恢復(fù)OFDM符號，并從中提取出差分星座映射符號和相干星座映射符號；附加數(shù)據(jù)恢復(fù)模塊，對差分星座映射符號，通過解差分運算將差分?jǐn)?shù)據(jù)解調(diào)，得到恢復(fù)后的差分?jǐn)?shù)據(jù)符號，并將所述恢復(fù)后的差分?jǐn)?shù)據(jù)符號依次進行信道解碼和解交織，以恢復(fù)調(diào)制在所述差分星座映射符號上的附加數(shù)據(jù)；信道估計模塊，利用恢復(fù)后的前幾幀差分星座映射符號和恢復(fù)后的當(dāng)前幀的準(zhǔn)確差分?jǐn)?shù)據(jù)符號，得到恢復(fù)后的當(dāng)前幀的差分星座映射符號，并利用恢復(fù)后的當(dāng)前幀的差分星座映射符號作為已知數(shù)據(jù)，得到相應(yīng)的導(dǎo)頻位置的信道估計值；其中，所述恢復(fù)后的當(dāng)前幀的準(zhǔn)確差分?jǐn)?shù)據(jù)符號通過將恢復(fù)后的當(dāng)前幀的差分?jǐn)?shù)據(jù)符號進行硬判決并將恢復(fù)后的附加數(shù)據(jù)重新依次進行交織和信道編碼之后得出；主通道數(shù)據(jù)恢復(fù)模塊，利用得到的導(dǎo)頻位置的信道估計值對所述相干星座映射符號進行信道估計，得到針對相干星座映射符號的當(dāng)前幀的信道估計值，并將該當(dāng)前幀的信道估計值進行后處理之后應(yīng)用于相干星座映射符號解調(diào)，得到解調(diào)后的主通道數(shù)據(jù)。由以上實施例可以看出，本發(fā)明的實施例使用差分?jǐn)?shù)據(jù)作信道估計，充分利用了差分調(diào)制和相干調(diào)制各自的特點，增加了傳輸效率，使系統(tǒng)兼容窄帶移動接收和寬帶無線傳輸，有利于降低現(xiàn)有系統(tǒng)的復(fù)雜性，提高頻譜效率。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本
技術(shù)領(lǐng)域：
的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。權(quán)利要求一種利用差分?jǐn)?shù)據(jù)作為導(dǎo)頻的OFDM信號發(fā)送方法，其特征在于，包括以下步驟A1，接收待傳輸?shù)闹魍ǖ罃?shù)據(jù)和附加數(shù)據(jù)；A2，對所述附加數(shù)據(jù)依次進行交織、信道編碼和差分調(diào)制運算，得到差分星座映射符號；A3，對所述主通道數(shù)據(jù)依次進行交織、信道編碼和相干調(diào)制運算，得到相干星座映射符號；A4，按照OFDM的幀結(jié)構(gòu)和預(yù)設(shè)的插入圖樣，將所述差分星座映射符號作為導(dǎo)頻數(shù)據(jù)插入到所述相干星座映射符號中，并構(gòu)成OFDM信號幀，然后發(fā)送該OFDM信號幀。2.如權(quán)利要求1所述的利用差分?jǐn)?shù)據(jù)作為導(dǎo)頻的OFDM信號發(fā)送方法，其特征在于，所述主通道數(shù)據(jù)和附加數(shù)據(jù)分別為寬帶數(shù)據(jù)和窄帶數(shù)據(jù)，二者均由外部輸入。3.如權(quán)利要求1所述的利用差分?jǐn)?shù)據(jù)作為導(dǎo)頻的OFDM信號發(fā)送方法，其特征在于，在所述步驟A2中，所述差分調(diào)制運算為兩幀之間的差分運算或者多幀之間的差分運算。4.如權(quán)利要求1所述的利用差分?jǐn)?shù)據(jù)作為導(dǎo)頻的OFDM信號發(fā)送方法，其特征在于，在所述步驟A2中，所述差分調(diào)制運算為相位運算的差分調(diào)制和幅度運算的差分調(diào)制。5.如權(quán)利要求1所述的利用差分?jǐn)?shù)據(jù)作為導(dǎo)頻的OFDM信號發(fā)送方法，其特征在于，在所述步驟A4中，將所述差分星座映射符號作為導(dǎo)頻插入到所述相干星座映射符號中，并構(gòu)成OFDM信號幀的步驟具體為A41，將所述差分星座映射符號進行逆傅立葉變換，構(gòu)成插入序列，同時將所述相干星座映射符號進行逆傅立葉變換，構(gòu)成數(shù)據(jù)體后將所述插入序列插入到所述數(shù)據(jù)體的頭部或尾部，合成TDS-OFDM信號幀；或者A42，將所述差分星座映射符號離散地插入到所述相干星座映射符號中之后進行逆傅立葉變換，并插入循環(huán)前綴，得到CP-OFDM信號幀?；蛘逜43，將所述差分星座映射符號進行逆傅立葉變換并插入循環(huán)前綴，構(gòu)成導(dǎo)頻信號幀，將所述差分星座映射符號進行逆傅立葉變換并插入循環(huán)前綴，構(gòu)成數(shù)據(jù)信號幀，兩者混合構(gòu)成OFDM信號幀。6.一種利用差分?jǐn)?shù)據(jù)作為導(dǎo)頻的OFDM信號發(fā)送裝置，其特征在于，包括數(shù)據(jù)接收模塊，接收待傳輸?shù)闹魍ǖ罃?shù)據(jù)和附加數(shù)據(jù)；差分星座映射符號計算模塊，對所述附加數(shù)據(jù)依次進行交織、信道編碼和差分調(diào)制運算，得到差分星座映射符號；相干星座映射符號計算模塊，對所述主通道數(shù)據(jù)依次進行交織、信道編碼和相干調(diào)制運算，得到相干星座映射符號；組幀模塊，按照OFDM的幀結(jié)構(gòu)和預(yù)設(shè)的插入圖樣，將所述差分星座映射符號作為導(dǎo)頻數(shù)據(jù)插入到所述相干星座映射符號中，并構(gòu)成OFDM信號幀，然后發(fā)送該OFDM信號幀。7.一種利用差分?jǐn)?shù)據(jù)作為導(dǎo)頻的OFDM信號接收方法，其特征在于，包括以下步驟Bi，通過傅立葉變換恢復(fù)OFDM符號，并從中提取出差分星座映射符號和相干星座映射符號；B2，對差分星座映射符號，通過解差分運算將差分?jǐn)?shù)據(jù)解調(diào)，得到恢復(fù)后的差分?jǐn)?shù)據(jù)符號，并將所述恢復(fù)后的差分?jǐn)?shù)據(jù)符號依次進行信道解碼和解交織，以恢復(fù)調(diào)制在所述差分星座映射符號上的附加數(shù)據(jù)；B3，利用恢復(fù)后的前幾幀差分星座映射符號和恢復(fù)后的當(dāng)前幀的準(zhǔn)確差分?jǐn)?shù)據(jù)符號，得到恢復(fù)后的當(dāng)前幀的差分星座映射符號，并利用恢復(fù)后的當(dāng)前幀的差分星座映射符號作為已知數(shù)據(jù)，得到相應(yīng)的導(dǎo)頻位置的信道估計值；其中，所述恢復(fù)后的當(dāng)前幀的準(zhǔn)確差分?jǐn)?shù)據(jù)符號通過將恢復(fù)后的當(dāng)前幀的差分?jǐn)?shù)據(jù)符號進行硬判決并將恢復(fù)后的附加數(shù)據(jù)重新依次進行交織和信道編碼之后得出；B4，利用得到的導(dǎo)頻位置的信道估計值對所述相干星座映射符號進行信道估計，得到針對相干星座映射符號的當(dāng)前幀的信道估計值，并將該當(dāng)前幀的信道估計值進行后處理之后應(yīng)用于相干星座映射符號解調(diào)，得到解調(diào)后的數(shù)據(jù)。8.如權(quán)利要求7所述的利用差分?jǐn)?shù)據(jù)作為導(dǎo)頻的OFDM信號接收方法，其特征在于，所述解差分運算為兩幀之間的解差分運算或者多幀之間的聯(lián)合解差分運算。9.如權(quán)利要求7所述的利用差分?jǐn)?shù)據(jù)作為導(dǎo)頻的OFDM信號接收方法，其特征在于，在步驟B3中，所述導(dǎo)頻位置的信道估計的獲取途徑為將附加數(shù)據(jù)符號硬判決后與前面的多幀已恢復(fù)的導(dǎo)頻進行差分編碼得到，或者將附加數(shù)據(jù)符號通過糾錯碼解碼后重新編碼，得到經(jīng)過糾錯的附加數(shù)據(jù)星座圖，再與前面多幀已恢復(fù)的導(dǎo)頻進行差分編碼得到。10.一種利用差分?jǐn)?shù)據(jù)作為導(dǎo)頻的OFDM信號接收裝置，其特征在于，包括數(shù)據(jù)提取模塊，通過傅立葉變換恢復(fù)OFDM符號，并從中提取出差分星座映射符號和相干星座映射符號；附加數(shù)據(jù)恢復(fù)模塊，對差分星座映射符號，通過解差分運算將差分?jǐn)?shù)據(jù)解調(diào)，得到恢復(fù)后的差分?jǐn)?shù)據(jù)符號，并將所述恢復(fù)后的差分?jǐn)?shù)據(jù)符號依次進行信道解碼和解交織，以恢復(fù)調(diào)制在所述差分星座映射符號上的附加數(shù)據(jù)；信道估計模塊，利用恢復(fù)后的前幾幀差分星座映射符號和恢復(fù)后的當(dāng)前幀的準(zhǔn)確差分?jǐn)?shù)據(jù)符號，得到恢復(fù)后的當(dāng)前幀的差分星座映射符號，并利用恢復(fù)后的當(dāng)前幀的差分星座映射符號作為已知數(shù)據(jù)，得到相應(yīng)的導(dǎo)頻位置的信道估計值；其中，所述恢復(fù)后的當(dāng)前幀的準(zhǔn)確差分?jǐn)?shù)據(jù)符號通過將恢復(fù)后的當(dāng)前幀的差分?jǐn)?shù)據(jù)符號進行硬判決并將恢復(fù)后的附加數(shù)據(jù)重新依次進行交織和信道編碼之后得出；主通道數(shù)據(jù)恢復(fù)模塊，利用得到的導(dǎo)頻位置的信道估計值對所述相干星座映射符號進行信道估計，得到針對相干星座映射符號的當(dāng)前幀的信道估計值，并將該當(dāng)前幀的信道估計值進行后處理之后應(yīng)用于相干星座映射符號解調(diào)，得到解調(diào)后的主通道數(shù)據(jù)。全文摘要本發(fā)明公開了一種利用差分?jǐn)?shù)據(jù)作為導(dǎo)頻的OFDM信號收發(fā)方法及其裝置，該發(fā)送方法包括以下步驟A1，接收待傳輸?shù)闹魍ǖ罃?shù)據(jù)和附加數(shù)據(jù)；A2，對所述附加數(shù)據(jù)依次進行交織、信道編碼和差分調(diào)制運算，得到差分星座映射符號；A3，對所述主通道數(shù)據(jù)依次進行交織、信道編碼和相干調(diào)制運算，得到相干星座映射符號；A4，按照OFDM的幀結(jié)構(gòu)和預(yù)設(shè)的插入圖樣，將所述差分星座映射符號作為導(dǎo)頻數(shù)據(jù)插入到所述相干星座映射符號中，并構(gòu)成OFDM信號幀，然后發(fā)送該OFDM信號幀。本發(fā)明的技術(shù)方案能夠提高系統(tǒng)的傳輸效率和頻譜利用率。文檔編號H04L1/00GK101808067SQ20101011858公開日2010年8月18日申請日期2010年3月4日優(yōu)先權(quán)日2010年3月4日發(fā)明者張超,楊知行,潘長勇,王軍,王昭誠,路冠平申請人:清華大學(xué)