分组码OFDM系统中实现短数据包超宽带发送的方法技术方案

本发明专利技术公开一种基于分组码的OFDM系统实现短数据包超宽带发送的设计方法。在发送端，短数据包经过分组编码引入校验信息，经过星座映射后将两者使用扩频序列进行扩频从而形成OFDM符号的发送图案。在接收端，对信道均衡后的OFDM符号进行解扩频，然后软判决获得对数似然比软信息，将其输入分组编码译码器得到短数据包。本发明专利技术将原信息码字映射到一个具有良好PAPR特性的码集上；同时扩频方案灵活，根据扩频倍数的不同可以在对信息符号进行扩频和对信息符号与校验符号的组合进行扩频之间相互切换，而且可以推广至多个短数据包超宽带发送的应用场景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于无线通信
，特别涉及一种分组码OFDM(正交频分复用，Orthogonal Frequency Division Multiplexing)系统中实现短数据包超宽带发送的方法。
技术介绍
随着智能手机技术和无线通信技术的发展，越来越多因特网业务被移植到手机上，其中具有代表性的是即时聊天应用，微型博客等，这类业务共有的特点是：数据包的长度很短，但是会在一段时间内以较高的频率发包。由于现有无线网络针对的主要是长数据包业务(比如视频业务)，在应对短数据包业务时会出现一些问题。OFDM技术将信道的传输带宽划分为若干个子频带，在每个子频带上并行地用互相正交的子载波传输数据信息，在接收端利用其各个子载波间的正交性，分离出并行传输的数据信息。OFDM技术已经成功应用于许多通信系统中比如无线局域网标准IEEE 802.11。IEEE 802.11n标准采用LDPC(低密度奇偶校验码，Low Density Parity Check Code)，信息比特和校验比特相连生成的码字就是LDPC编码器的输出编码比特，通常，特别是信道带宽很大(未来通信系统的带宽可能是数百兆或者数吉赫兹)的情况下，它并不等于用来填充OFDM码元的总比特数，需要根据已经分配的OFDM符号数进行删余或者重复操作，而当发送短数据包时，通常只需要一个OFDM符号中的极小部分子载波进行数据传输，而其他子载波需要采用相应的方法进行数据填充。现有技术往往采取将短数据包和校验比特相连再简单的重复数次，进而封装成OFDM符号的方案，导致了时域信号较高的PAPR(峰值平均功率比，Peak toAverage Power Ratio)，影响功率放大器操作。另一方面，在信息传输过程中，为了获得分集增益，常常采用重复传输的方式。已被广泛采用的DS-CDMA(直接序列-码分多址，Direct Sequence-Code Division Multiple Access)多址传输技术就可以看作这方面的一个应用。专利CN200710080146和CN200910204164简单对发送信息进行重复和相位旋转，现有技术通常仅考虑对单一数据进行简单重复或者相位旋转的发送方法，而并没有结合信道编码(如LDPC)以及结合OFDM技术的具体约束机制。
技术实现思路
专利技术目的：针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种基于分组码(Block Codes)的OFDM系统中实现短数据包超宽带(UltraWide Band,UWB)发送的设计方法，弥补现有技术的不足，而且方法实现简单，运用灵活。技术方案：为解决上述技术问题，本专利技术提供分组码OFDM系统中实现短数据包超宽带发送的方法，包括如下步骤：步骤一：首先在发送端，短数据包经过分组编码后引入校验信息；步骤二：将原短数据包和引入校验信息的短数据包两者经过星座映射后使用扩频序列进行扩频；步骤三：经过扩频后再经过多载波调制形成OFDM符号的发送图案进行发射；步骤四：在接收端，对多载波解调后的OFDM符号进行解扩频；步骤五：对解扩频后的OFDM符号进行软解调；步骤六：对软解调后的信息进行信道译码，最终得到短数据包。其中，所述步骤二中进行扩频的具体步骤如下：短数据包的信息比特序列为m，m经过分组编码后引入的校验比特序列为p。m经过星座映射后，变为长度为N1的符号序列M；p经过星座映射后，变为长度为N2的符号序列P，需要发送的的符号序列的长度为N1+N2；超宽带通信系统中一个OFDM符号可以承载的调制符号数目为Ns，而且满足Ns＞N1+N2。M使用扩频序列S1进行a倍扩频的结果如下：P使用扩频序列S2进行b倍扩频的结果如下：其中a≥1,b≥1分别表示扩频序列S1和S2的长度，扩频倍数a,b满足条件： aN 1 + bN 2 ≤ N s ( a + 1 ) N 1 + bN 2 > N s aN 1 + ( b + 1 ) N 2 > N s . ]]>其中，所述步骤三中形成OFDM符号的发送图案的具体步骤如下：扩频操作后OFDM符号中aN1个子载波承载M的扩频结果，bN2个子载波承载P的扩频结果，Nrest表示剩余没有利用的子载波数且Nrest＝Ns-(aN1+bN2)。剩余的Nrest个子载波填充M(0),M(1),...,M(Nrest-1)，然后形成发送端短数据包的OFDM符号的发送图案如下：RM,M(0),M(1),...,M(Nrest-1),RP其中，所述步骤四中对多载波解调后的OFDM符号进行解扩频的具体步骤如下：首先对接收到的OFDM符号进行信道均衡，得到符号序列Y，令yM＝[Y(0),Y(1),...,Y(N1a-1)]为M的扩频序列的均衡值；令yP＝[Y(N1a+Nrest),Y(N1a+Nrest+1),...,Y(N1a+Nrest+N2b-1)]为P的扩频序列的均衡值；令yres本文档来自技高网...

【技术保护点】
分组码OFDM系统中实现短数据包超宽带发送的方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一：首先在发送端，短数据包经过分组编码后引入校验信息；步骤二：将原短数据包和引入校验信息的短数据包两者经过星座映射后使用扩频序列进行扩频；步骤三：经过扩频后再经过多载波调制形成OFDM符号的发送图案进行发射；步骤四：在接收端，对多载波解调后的OFDM符号进行解扩频；步骤五：对解扩频后的OFDM符号进行软解调；步骤六：对软解调后的信息进行信道译码，最终得到短数据包。

【技术特征摘要】
1.分组码OFDM系统中实现短数据包超宽带发送的方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一：首先在发送端，短数据包经过分组编码后引入校验信息；步骤二：将原短数据包和引入校验信息的短数据包两者经过星座映射后使用扩频序列进行扩频；步骤三：经过扩频后再经过多载波调制形成OFDM符号的发送图案进行发射；步骤四：在接收端，对多载波解调后的OFDM符号进行解扩频；步骤五：对解扩频后的OFDM符号进行软解调；步骤六：对软解调后的信息进行信道译码，最终得到短数据包。2.根据权利要求1所述的分组码OFDM系统中实现短数据包超宽带发送的方法，其特征在于：所述步骤二中进行扩频的具体步骤如下：短数据包的信息比特序列为m，m经过分组编码后引入的校验比特序列为p。m经过星座映射后，变为长度为N1的符号序列M；p经过星座映射后，变为长度为N2的符号序列P，需要发送的的符号序列的长度为N1+N2；超宽带通信系统中一个OFDM符号可以承载的调制符号的数目为Ns，而且满足Ns＞N1+N2。M使用扩频序列S1进行a倍扩频的结果如下：P使用扩频序列S2进行b倍扩频的结果如下：其中a≥1,b≥1分别表示扩频序列S1和S2的长度，扩频倍数a,b满足条件： aN 1 + bN 2 ≤ N s ( a + 1 ) N 1 + bN 2 > N s aN 1 + ( b + 1 ) N 2 > N s . ]]>3.根据权利要求1所述的分组码OFDM系统中实现短数据包超宽带发送的方法，其特征在于：所述步骤三中形成OFDM符号的发送图案的具体步骤如下：扩频操作后OFDM符号中aN1个子载波承载M的扩频结果，bN2个子载波承载P的扩频结果，Nrest表示剩余没有利用的子载波数且Nrest＝Ns-(aN1+bN2)。剩余的Nrest个子载波填充M(0),M(1),...,M(Nrest-1)，然后形成发送端短数据包的OFDM符号的发送图案如下：RM,M(0),M(1),...,M(Nrest-1),RP4.根据权利要求1所述的分组码OFDM系统中实现短数据包超宽带发送的方法，其特征在于：所述步骤四中对多载波解调后的OFDM符号进行解扩频的具体步骤如下：首先对接收到的OFDM符号进行信道均衡，得到符号序列Y，令yM＝[Y(0),Y(1),...,Y(N1a-1)]为M的扩频序列的均衡值；令yP＝[Y(N1a+Nrest),Y(N1a+Nrest+1),...,Y(N1a+Nrest+N2b-1)]为P的扩频序列的均衡值；令yrest＝[Y(N1a),Y(N1a+1),...,Y(N1a+Nrest-1)]为OFDM符号中其他Nrest个调制符号的数目的均衡值，将yM变为矩阵形式： Y M = Y ( 0 ) Y ( a ) ... Y ( ( N 1 - 1 ) a ) Y ( 1 ) Y ( a + 1 ) ... Y ( ( N 1 - 1 ) a + 1 ) ... ... ... ... Y ( a - 1 ) Y ( 2 a - 1 ) ... Y ( N 1 a - 1 ) ]]>得到M的解扩频结果M′＝S1YM；由于yrest中包含M的一部分信息，将其与解扩频结果M′中的对应部分叠加，得到包含M全部信息的M″： M ′ ′ ( 0 ) = M ′ ( 0 ) + Y ( N 1 a ) M ′ ′ ( 1 ) = M ′ ( 1 ) + Y ( N 1 a + 1 ) ... M ′ ′ ( N r e s t - 1 ) = M ′ ( N r e s t - 1 ) + Y ( N 1 a + N r e s t - 1 ) M ′ ′ ...

【专利技术属性】
技术研发人员：何世文，王文正，张国玉，王海明，洪伟，张军，江华，
申请(专利权)人：江苏中兴微通信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32