[发明专利]一种混合载波调制MIMO系统的数据收发方法与装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种同时实现单载波和正交频分多址调制机制的混合数据发送帧格式及其相应的数据收发方法与装置，属于无线通信技术领域。

背景技术

由于无线频谱资源的日益紧张，毫米波通信受到了广泛的关注。高吞吐率的毫米波通信技术成为无线通信技术最为活跃的领域之一。在毫米波频段，迫切需要降低基带信号的峰均比，以减轻功率放大器的设计难度。相对于正交频分复用(OFDM:Orthogonal Frequency Division Multiplexing)系统，单载波调制方式具有低峰均比优势的同时，仍然具有与OFDM相似的接收机复杂度及通信系统性能。因此，单载波系统在毫米波通信中被广泛采用。但是，单载波系统实现预编码和多用户的复杂性比较高，而OFDM系统则能以较低的复杂度进行预编码设计，并对发送数据进行预编码操作，进而增强系统的可靠性和吞吐率。

基于上述发现，单载波调制和OFDM调制联合使用是毫米波通信的关键之技术之一。IEEE 802.11ad和IEEE 802.11aj两种无线局域网标准圴采用单载波调制方式发送前导码序列及信令字段，而数据字段则采用OFDM方式发送。采用单载波发送主要原因是降低发送信号的峰均比(PAR：Peak to average ratio)，进而降低功率放大器的设计难度与硬件实现成本。而采用OFDM发送的主要原因是降低接收机制复杂度及提高系统吞吐率。但采用的阵列天线技术设计IEEE 802.11ad标准的帧格式及发送方式无法直接应用于多输入多输出(MIMO：Multiple Input Multiple Output)通信系统。基于上述发现，本发明提出一种可同时支持单载波调制和OFDM载波调制MIMO系统的混合数据发送帧格式及其相应的收发方法与装置。

发明内容

发明目的：本发明提供了一种可同时支持单载波调制和OFDM载波调制MIMO系统的混合数据发送帧格式及其相应的数据收发方法与装置，进一步提高通信系统的兼容性。

技术方案：为了实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种混合单载波调制和OFDM载波调制MIMO系统的数据发送方法，包括以下步骤：

(A1)产生MIMO发送装置各个发送链路上的采样率为X的单载波发送序列；

(A2)将各个发送链路上的单载波发送符号序列进行升降采样处理形成采样率为Y的单载波发送序列；

(A3)产生MIMO发送装置各个发送链路上的采样率为Y的OFDM载波发送序列；

(A4)各个发送链路上将步骤(A2)和(A3)的发送序列合成，再进行数模转换，通过射频模块发送；

其中，单载波发送序列包括同步训练字段、信道估计训练字段和信令字段A(SIG-A)；OFDM载波发送序列包括用于估计OFDM-MIMO发送的等效信道的长训练字段和数据字段，在多用户模式下在长训练字段与数据字段之间还包括信令字段B(SIG-B)；

所述步骤(A1)的具体步骤包括：

(A11)生成MIMO发送装置的第i_TX条发送链路上的同步训练字段和信道估计训练字段i_TX＝1,…,N_TX，N_TX表示发射天线数；

(A12)生成SIG-A字段，对SIG-A进行基本基带信号处理之后，再进行循环移位分集(CSD:Cyclic Shift Diversity)运算将SIG-A映射到各发送链路，在各发送链路上分别对CSD之后的SIG-A进行成块和插入保护间隔操作合并在链路的信道估计训练字段之后，得到采样率为X的序列i_TX＝1,…,N_TX。

所述步骤(A2)的具体步骤包括：

(A21)对步骤(A12)产生的采用脉冲成形多相滤波器进行升采样和脉冲成型操作，得到采样率为Z的序列Z＝[X,Y]，[X,Y]表示X和Y的最小公倍数，i_TX＝1,…,N_TX；

(A22)对步骤(A21)所得的进行Z/Y倍降采样处理，得到采样率为Y的单载波发送序列i_TX＝1,…,N_TX。

所述步骤(A3)的具体步骤包括：