本發(fā)明屬于無線通信
技術(shù)領(lǐng)域：
，特別涉及一種分組碼OFDM(正交頻分復(fù)用，OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)短數(shù)據(jù)包超寬帶發(fā)送的方法。
背景技術(shù)：
：隨著智能手機(jī)技術(shù)和無線通信技術(shù)的發(fā)展，越來越多因特網(wǎng)業(yè)務(wù)被移植到手機(jī)上，其中具有代表性的是即時(shí)聊天應(yīng)用，微型博客等，這類業(yè)務(wù)共有的特點(diǎn)是：數(shù)據(jù)包的長度很短，但是會在一段時(shí)間內(nèi)以較高的頻率發(fā)包。由于現(xiàn)有無線網(wǎng)絡(luò)針對的主要是長數(shù)據(jù)包業(yè)務(wù)(比如視頻業(yè)務(wù))，在應(yīng)對短數(shù)據(jù)包業(yè)務(wù)時(shí)會出現(xiàn)一些問題。OFDM技術(shù)將信道的傳輸帶寬劃分為若干個(gè)子頻帶，在每個(gè)子頻帶上并行地用互相正交的子載波傳輸數(shù)據(jù)信息，在接收端利用其各個(gè)子載波間的正交性，分離出并行傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信息。OFDM技術(shù)已經(jīng)成功應(yīng)用于許多通信系統(tǒng)中比如無線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)IEEE802.11。IEEE802.11n標(biāo)準(zhǔn)采用LDPC(低密度奇偶校驗(yàn)碼，LowDensityParityCheckCode)，信息比特和校驗(yàn)比特相連生成的碼字就是LDPC編碼器的輸出編碼比特，通常，特別是信道帶寬很大(未來通信系統(tǒng)的帶寬可能是數(shù)百兆或者數(shù)吉赫茲)的情況下，它并不等于用來填充OFDM碼元的總比特?cái)?shù)，需要根據(jù)已經(jīng)分配的OFDM符號數(shù)進(jìn)行刪余或者重復(fù)操作，而當(dāng)發(fā)送短數(shù)據(jù)包時(shí)，通常只需要一個(gè)OFDM符號中的極小部分子載波進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，而其他子載波需要采用相應(yīng)的方法進(jìn)行數(shù)據(jù)填充。現(xiàn)有技術(shù)往往采取將短數(shù)據(jù)包和校驗(yàn)比特相連再簡單的重復(fù)數(shù)次，進(jìn)而封裝成OFDM符號的方案，導(dǎo)致了時(shí)域信號較高的PAPR(峰值平均功率比，PeaktoAveragePowerRatio)，影響功率放大器操作。另一方面，在信息傳輸過程中，為了獲得分集增益，常常采用重復(fù)傳輸?shù)姆绞?。已被廣泛采用的DS-CDMA(直接序列-碼分多址，DirectSequence-CodeDivisionMultipleAccess)多址傳輸技術(shù)就可以看作這方面的一個(gè)應(yīng)用。專利CN200710080146和CN200910204164簡單對發(fā)送信息進(jìn)行重復(fù)和相位旋轉(zhuǎn)，現(xiàn)有技術(shù)通常僅考慮對單一數(shù)據(jù)進(jìn)行簡單重復(fù)或者相位旋轉(zhuǎn)的發(fā)送方法，而并沒有結(jié)合信道編碼(如LDPC)以及結(jié)合OFDM技術(shù)的具體約束機(jī)制。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：發(fā)明目的：針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供一種基于分組碼(BlockCodes)的OFDM系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)短數(shù)據(jù)包超寬帶(UltraWideBand,UWB)發(fā)送的設(shè)計(jì)方法，彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的不足，而且方法實(shí)現(xiàn)簡單，運(yùn)用靈活。技術(shù)方案：為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供分組碼OFDM系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)短數(shù)據(jù)包超寬帶發(fā)送的方法，包括如下步驟：步驟一：首先在發(fā)送端，短數(shù)據(jù)包經(jīng)過分組編碼后引入校驗(yàn)信息；步驟二：將原短數(shù)據(jù)包和引入校驗(yàn)信息的短數(shù)據(jù)包兩者經(jīng)過星座映射后使用擴(kuò)頻序列進(jìn)行擴(kuò)頻；步驟三：經(jīng)過擴(kuò)頻后再經(jīng)過多載波調(diào)制形成OFDM符號的發(fā)送圖案進(jìn)行發(fā)射；步驟四：在接收端，對多載波解調(diào)后的OFDM符號進(jìn)行解擴(kuò)頻；步驟五：對解擴(kuò)頻后的OFDM符號進(jìn)行軟解調(diào)；步驟六：對軟解調(diào)后的信息進(jìn)行信道譯碼，最終得到短數(shù)據(jù)包。其中，所述步驟二中進(jìn)行擴(kuò)頻的具體步驟如下：短數(shù)據(jù)包的信息比特序列為m，m經(jīng)過分組編碼后引入的校驗(yàn)比特序列為p。m經(jīng)過星座映射后，變?yōu)殚L度為N1的符號序列M；p經(jīng)過星座映射后，變?yōu)殚L度為N2的符號序列P，需要發(fā)送的的符號序列的長度為N1+N2；超寬帶通信系統(tǒng)中一個(gè)OFDM符號可以承載的調(diào)制符號數(shù)目為Ns，而且滿足Ns＞N1+N2。M使用擴(kuò)頻序列S1進(jìn)行a倍擴(kuò)頻的結(jié)果如下：P使用擴(kuò)頻序列S2進(jìn)行b倍擴(kuò)頻的結(jié)果如下：其中a≥1,b≥1分別表示擴(kuò)頻序列S1和S2的長度，擴(kuò)頻倍數(shù)a,b滿足條件：aN1+bN2≤Ns(a+1)N1+bN2>NsaN1+(b+1)N2>Ns.]]>其中，所述步驟三中形成OFDM符號的發(fā)送圖案的具體步驟如下：擴(kuò)頻操作后OFDM符號中aN1個(gè)子載波承載M的擴(kuò)頻結(jié)果，bN2個(gè)子載波承載P的擴(kuò)頻結(jié)果，Nrest表示剩余沒有利用的子載波數(shù)且Nrest＝Ns-(aN1+bN2)。剩余的Nrest個(gè)子載波填充M(0),M(1),...,M(Nrest-1)，然后形成發(fā)送端短數(shù)據(jù)包的OFDM符號的發(fā)送圖案如下：RM,M(0),M(1),...,M(Nrest-1),RP其中，所述步驟四中對多載波解調(diào)后的OFDM符號進(jìn)行解擴(kuò)頻的具體步驟如下：首先對接收到的OFDM符號進(jìn)行信道均衡，得到符號序列Y，令yM＝[Y(0),Y(1),...,Y(N1a-1)]為M的擴(kuò)頻序列的均衡值；令yP＝[Y(N1a+Nrest),Y(N1a+Nrest+1),...,Y(N1a+Nrest+N2b-1)]為P的擴(kuò)頻序列的均衡值；令yrest＝[Y(N1a),Y(N1a+1),...,Y(N1a+Nrest-1)]為OFDM符號中其他Nrest個(gè)調(diào)制符號的數(shù)目的均衡值，將yM變?yōu)榫仃囆问剑篩M=Y(0)Y(a)...Y((N1-1)a)Y(1)Y(a+1)...Y((N1-1)a+1)............Y(a-1)Y(2a-1)...Y(N1a-1)]]>得到M的解擴(kuò)頻結(jié)果M′＝S1YM；由于yrest中包含M的一部分信息，將其與解擴(kuò)頻結(jié)果M′中的對應(yīng)部分疊加，得到包含M全部信息的M″：M′′(0)=M′(0)+Y(N1a)M′′(1)=M′(1)+Y(N1a+1)...M′′(Nrest-1)=M′(Nrest-1)+Y(N1a+Nrest-1)M′′(Nrest)=M′(Nrest)...M′′(N1-1)=M′(N1-1)]]>將yP變?yōu)榫仃囆问剑篩P=Y(N1a+Nrest)Y(N1a+Nrest+b)...Y(N1a+Nrest+(N2-1)b)Y(N1a+Nrest+1)Y(N1a+Nrest+b+1)...Y(N1a+Nrest+(N2-1)b+1)............Y(N1a+Nrest+b-1)Y(N1a+Nrest+2b-1)...Y(N1a+Nrest+N2b-1)]]>得到P的解擴(kuò)頻結(jié)果P′＝S2YP。其中，所述步驟五中對解擴(kuò)頻后的OFDM符號進(jìn)行軟解調(diào)得到的結(jié)果為最大對數(shù)似然比軟信息。步驟六中通過分組碼譯碼器進(jìn)行信道譯碼。即對M″，P′進(jìn)行軟解調(diào)，得到最大對數(shù)似然比(Log-LikelihoodRatio,_LLR)軟信息LM,Lp。將LM,Lp輸入分組碼譯碼器，得到短數(shù)據(jù)包m的估計(jì)值m'。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：本發(fā)明以使用擴(kuò)頻序列進(jìn)行擴(kuò)頻代替簡單的重復(fù)發(fā)送和相位旋轉(zhuǎn)，將原信息碼字映射到一個(gè)具有良好PAPR特性的碼集上，避開出現(xiàn)信號峰值的碼字并且不會使信號產(chǎn)生畸變從而導(dǎo)致BER性能下降；擴(kuò)頻方案靈活，根據(jù)擴(kuò)頻倍數(shù)的不同可以在對信息符號進(jìn)行擴(kuò)頻和對信息符號與校驗(yàn)符號的組合進(jìn)行擴(kuò)頻之間相互切換，而且可以推廣至多個(gè)短數(shù)據(jù)包超寬帶發(fā)送的應(yīng)用場景。附圖說明圖1是本發(fā)明發(fā)送端的工作流程圖；圖2是本發(fā)明接收端的工作流程圖。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式，進(jìn)一步闡明本發(fā)明。本發(fā)明的具體實(shí)現(xiàn)方法如下：OFDM高頻段通信系統(tǒng)中，一個(gè)OFDM符號可以承載的調(diào)制符號的數(shù)目Ns＝760。要發(fā)送的短數(shù)據(jù)包的信息比特序列m長度N1＝80，采用碼長為672、碼率為3/4的LDPC編碼，m經(jīng)過LDPC編碼后引入的校驗(yàn)比特序列p長度N2＝168。星座調(diào)制為BPSK調(diào)制，m經(jīng)過調(diào)制后是長度仍為N1的符號序列M，p經(jīng)過星座映射后是長度仍為N2的符號序列P，這樣，需要發(fā)送的符號序列長度為N1+N2＝248。在發(fā)送端，對M和P分別使用長度分別為5和2的Barker序列S1和S2作為擴(kuò)頻序列進(jìn)行擴(kuò)頻，得到RM和RP：其中M(k),P(k)是星座調(diào)制點(diǎn)，S1＝[+1,+1,+1,-1,+1],S2＝[+1,-1]。OFDM符號中剩余的子載波數(shù)Nrest＝760-5×80-2×168＝24，填充M(0),M(1),...,M(23)，形成發(fā)送端短數(shù)據(jù)包的OFDM符號的發(fā)送圖案：RM,M(0),M(1),...,M(23),RP\*MERGEFORMAT(11)在接收端，對接收到的OFDM符號進(jìn)行信道均衡，得到符號序列Y。令yM＝[Y(0),Y(1),...,Y(399)]為M的擴(kuò)頻序列的均衡值；令yP＝[Y(424),Y(425),...,Y(759)]為P的擴(kuò)頻序列的均衡值；令yrest＝[Y(400),Y(401),...,Y(423)]為OFDM符號中其他Nrest個(gè)調(diào)制符號的數(shù)目的均衡值。將yM變?yōu)榫仃囆问剑篩M=Y(0)Y(5)...Y(395)Y(1)Y(6)...Y(396)............Y(4)Y(9)...Y(399)\*MERGEFORMAT(12)]]>得到M的解擴(kuò)頻結(jié)果M′＝S1YM。由于yrest中包含M的一部分信息，將其與解擴(kuò)頻結(jié)果M′中的對應(yīng)部分疊加，得到包含M全部信息的M″：M′′(0)=M′(0)+Y(400)M′′(1)=M′(1)+Y(401)...M′′(23)=M′(23)+Y(423)\*MERGEFORMATM′′(24)=M′(24)...M′′(79)=M′(79)---(13)]]>將yP變?yōu)榫仃囆问剑篩P=Y(424)Y(426)...Y(758)Y(425)Y(427)...Y(759)\*MERGEFORMAT---(14)]]>得到P的解擴(kuò)頻結(jié)果P′＝S2YP。對M″，P′進(jìn)行軟判決，得到最大對數(shù)似然比(Log-LikelihoodRatio,LLR)軟信息LM,Lp。將LM,Lp輸入LDPC譯碼器，得到短數(shù)據(jù)包m的估計(jì)值m'。以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施例子而已，并不用于限制本發(fā)明。凡在本發(fā)明的原則之內(nèi)，所作的等同替換，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。本發(fā)明未作詳細(xì)闡述的內(nèi)容屬于本專業(yè)領(lǐng)域技術(shù)人員公知的已有技術(shù)。當(dāng)前第1頁1 2 3