一种MIMO无线通信系统中的帧加扰和解扰方法及其通信装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种MIMO无线通信系统中的帧加扰和解扰方法，包括以下步骤：生成包括训练序列、信令字段和数据部分的帧，将所述信令字段和数据部分分别输入到扰码器中进行加扰，其中，信令字段中包括扰码器的初始化状态子字段；发射机将帧发送给接收机，接收机根据接收到信令字段中的初始化状态子字段对信令字段和数据部分进行解扰。本发明专利技术还提供了一种采用上述MIMO无线通信系统中单用户MIMO通信系统或者多用户MIMO通信系统的帧加扰和解扰的通信装置。本发明专利技术能有效降低基带信号峰均功率比，从而降低功率放大器的设计难度并增大线性输出功率，扩大无线通信系统的覆盖范围。

【技术实现步骤摘要】
一种MIMO无线通信系统中的帧加扰和解扰方法及其通信装置
本专利技术属于无线通信
，特别涉及一种MIMO无线通信系统中的帧加扰和解扰方法及其通信装置。
技术介绍
无线通信频谱资源日益稀缺及超高速数据传输速率的需求，毫米波频段超高速无线通信技术越来越受到关注，成为未来无线通信技术中最具潜力的技术之一。45GHz频段MIMO(MultipleInputMultipleOutput，MIMO)无线通信技术属于毫米波通信技术，面向超高速无线接入等应用，能够实现设备间10Gbps的超高速无线传输。毫米波与低频段相比，其特点包括：一是可利用的频谱范围宽，信道容量大；二是易实现窄波束和高增益的天线，因而分辨率高，抗干扰性能好。OFDM(OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing,OFDM)通信系统的发送信号是多个子载波信号的叠加，当多个子载波信号的相位一致时，所得到的叠加信号的瞬时功率会远远大于信号的平均功率，导致出现较大的峰均功率比(PeaktoAveragePowerRatio,PAPR)。一般OFDM通信系统只会在数据传输时会在信源和前向纠错编码器之间插入一个扰码器单元，其作用是避免出现长串的1或0，这有助于改善峰均功率比。IEEE802.11n可工作在2.4GHz和5GHz频段，IEEE802.11ac工作在5GHz频段。IEEE802.11n和IEEE802.11ac的最大发射功率不允许超过100mW。IEEE802.11n的带宽为20MHz或40MHz。IEEE802.11ac的带宽有四种，分别为20MHz、40MHz、80MHz和160MHz。以上的频率和带宽配置以及最大发射功率限制，使得IEEE802.11n和IEEE802.11ac的功率效率问题不是非常突出，因此上述系统的信令字段发送时没有经过扰码器单元，信令字段中不包括扰码初始化状态子字段。但在毫米波频段，空口信号频率很高及承载信号的带宽很宽，使得100mW输出功率的线性放大器设计非常困难。因此，迫切需要研究进一步降低基带输出信号峰均功率比的方法，以减轻功率放大器的设计难度。工作在60GHz的IEEE802.11ad在头部字段包括扰码初始化字段，但IEEE802.11ad无线通信系统仅实现波束成形技术，不包括MIMO多空间流传输技术，不包括单用户MIMO或多用户MIMO。
技术实现思路
专利技术目的：本专利技术的目的在于针对现有技术的不足，提供了一种能够有效降低MIMO无线通信系统中基带信号峰均功率比的MIMO无线通信系统中的帧加扰及解扰方法。技术方案：本专利技术提供了一种MIMO无线通信系统中的帧加扰和解扰方法，包括以下步骤：生成包括训练序列、信令字段和数据部分的帧，将所述信令字段和数据部分分别输入到扰码器中进行加扰，其中，信令字段中包括扰码器的初始化状态子字段；发射机将帧发送给接收机，接收机根据接收到信令字段中的初始化状态子字段对信令字段和数据部分进行解扰,所述MIMO无线通信系统为单用户MIMO通信系统时，信令字段为信令字段A；所述MIMO无线通信系统为多用户MIMO通信系统时，信令字段为信令字段A和信令字段B。其中，针对单用户MIMO的无线通信系统中，对所述信令字段和数据部分进行加扰的方法为：步骤101：信令字段A的第8位输入扰码器，扰码器随机产生初始化状态，所述随机产生初始化状态的值写入信令字段A中的扰码器初始化子字段；步骤102：信令字段A加扰结束后，扰码器暂停工作，并保存当前状态，发送加扰后的信令字段A；步骤103：插入毫米波长训练序列发送，所述毫米波长训练序列不加扰；步骤104：发送完毫米波长训练序列后，根据之前保存的扰码器状态继续对数据部分进行加扰，并发送所生成的加扰数据。进一步，针对多用户MIMO的无线通信系统中，对所述信令字段和数据部分进行加扰的方法为：步骤201：信令字段A的第8位输入扰码器，扰码器随机产生初始化状态，所述随机产生初始化状态的值写入信令字段A中的扰码器初始化子字段；步骤202：信令字段A加扰结束后，扰码器停止工作，不保存当前状态，发送加扰后的信令字段A；步骤203：插入毫米波长训练序列发送，所述毫米波长训练序列不加扰；步骤204：发送毫米波长训练序列后，所述信令字段B的第8位输入扰码器，扰码器初始化状态随机产生，随机产生的扰码器初始化状态值写入信令字段B的扰码器初始化子字段；步骤205：信令字段B加扰结束后，扰码器继续对数据部分进行加扰，并发送加扰后的信令字段B及数据部分。进一步，针对单用户MIMO的无线通信系统中，对信令字段和数据部分进行解扰的方法为：步骤301：信令字段A从第8位输入解扰器，解扰器的初始化状态根据接收信令字段A前7位扰码器初始化字段产生；步骤302：信令字段A解扰结束后，解扰器暂停工作，并保存当前状态；步骤303：接收毫米波长训练序列，所述毫米波长训练序列不解扰；步骤304：接收完毫米波长训练序列后，根据之前保存的解扰器状态继续对数据部分进行解扰，并接收所生成的解扰数据。进一步，针对多用户MIMO的无线通信系统中，对信令字段和数据部分进行解扰的方法为：步骤401：信令字段A从第8位输入解扰器，解扰器的初始化状态根据接收信令字段A的前7位扰码器初始化字段产生；步骤402：信令字段A解扰结束后，解扰器停止工作，不保存当前状态；步骤403：接收毫米波长训练序列；步骤404：接收完毫米波长训练序列后，信令字段B的第8位输入解扰器，解扰器初始化状态根据接收信令字段B的前7位扰码器初始化字段产生；步骤405：信令字段B解扰结束后，解扰器不停止工作，继续对数据部分进行解扰，并接收所生成的解扰数据。本专利技术还提供了一种采用MIMO无线通信系统中的帧加扰和解扰方法的通信装置，包括：处理系统，发射机和接收机，其中，所述处理系统分为发射机端的处理系统和接收机端的处理系统；其中所述发射机端的处理系统用于生成包括训练序列、信令字段和数据部分的帧，并将所述信令字段和数据部分分别输入到扰码器中进行加扰；所述接收机端的处理系统用于将接收的信令字段和数据部分分别输入到解扰器中进行解扰；所述发射机，用于将经过加扰的帧通过信道发送给所述接收机；所述接收机，用于接收所述发射机发送的帧；进一步，所述扰码器包含7位移位寄存器及两个异或模块。更进一步，所述扰码器的加扰方法为：首先扰码器随机产生7位移位寄存器初始化状态，7位初始状态的值写入信令字段中的扰码器的初始化状态子字段；然后7位移位寄存器初始化状态中的第4位和第7位进行异或，产生的数据输入移位寄存器第1位，并且和输入的信令字段其它字段或数据部分进行异或后产生加扰后的信令字段的其它字段或数据部分。有益效果：与现有技术相比，本专利技术能有效降低基带信号峰均功率比，从而降低功率放大器的设计难度并增大线性输出功率，扩大无线通信系统的覆盖范围。附图说明图1为MIMO无线通信网络的示意图；图2为在MIMO系统中的接入点和两个用户终端的结构示意图；图3为给信令字段A进行加扰所采用扰码器的发送框图；图4为给信令字段B进行加扰所采用扰码器的发送框图；图5为单用户MIMO系统的前导码部分的结构示意图；图6为多用户MIMO系统的前导码部分的结构示意图；图7为本专利技术中信本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种MIMO无线通信系统中的帧加扰和解扰方法，其特征在于：包括以下步骤：生成包括训练序列、信令字段和数据部分的帧，将所述信令字段和数据部分分别输入到扰码器中进行加扰，其中，信令字段中包括扰码器的初始化状态子字段；发射机将帧发送给接收机，接收机根据接收到信令字段中的初始化状态子字段对信令字段和数据部分进行解扰。

【技术特征摘要】
1.一种MIMO无线通信系统中的帧加扰和解扰方法，其特征在于：包括以下步骤：生成包括训练序列、信令字段和数据部分的帧，将所述信令字段和数据部分分别输入到扰码器中进行加扰，其中，信令字段中包括扰码器的初始化状态子字段；发射机将帧发送给接收机，接收机根据接收到信令字段中的初始化状态子字段对信令字段和数据部分进行解扰；所述MIMO无线通信系统为单用户MIMO通信系统时，信令字段为信令字段A；所述MIMO无线通信系统为多用户MIMO通信系统时，信令字段为信令字段A和信令字段B；所述信令字段A包括扰码器初始化状态子字段、SC/OFDM字段、带宽指示字段、动态带宽字段、子带宽字段、长度字段、STBC字段、分组号字段、聚合字段、空时流数及局部关联标示符字段、SUMCS字段、预编码字段、功率节省字段、HCS字段和预留字段；信令字段B包括扰码器初始化状态字段；MCS字段；Length字段，预留字段和HCS字段。2.根据权利要求1所述的MIMO无线通信系统中的帧加扰和解扰方法，其特征在于：在单用户MIMO通信系统中，对信令字段和数据部分进行加扰的方法为：步骤101：信令字段A的第8位输入扰码器，扰码器随机产生初始化状态，所述随机产生初始化状态的值写入信令字段A中的扰码器初始化子字段；步骤102：信令字段A加扰结束后，扰码器暂停工作，并保存当前状态，发送加扰后的信令字段A；步骤103：插入毫米波长训练序列发送，所述毫米波长训练序列不加扰；步骤104：发送完毫米波长训练序列后，根据之前保存的扰码器状态继续对数据部分进行加扰，并发送所生成的加扰数据。3.根据权利要求1所述的MIMO无线通信系统中的帧加扰和解扰方法，其特征在于：在多用户MIMO通信系统中，对所述信令字段和数据部分进行加扰的方法为：步骤201：信令字段A的第8位输入扰码器，扰码器随机产生初始化状态，所述随机产生初始化状态的值写入信令字段A中的扰码器初始化子字段；步骤202：信令字段A加扰结束后，扰码器停止工作，不保存当前状态，发送加扰后的信令字段A；步骤203：插入毫米波长训练序列发送，所述毫米波长训练序列不加扰；步骤204：发送毫米波长训练序列后，所述信令字段B的第8位输入扰码器，扰码器初始化状态随机产生，随机产生的扰码器初始化状态值写入信令字段B的扰码器初始化子字段；步骤205：信令字段B加扰结束后，扰码器继续对数据部分进行加扰，并发送加扰后的信令字段B及数据部分。4.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄永明，姚雄生，何世文，王海明，洪伟，张军，
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