[发明专利]一种无线通信的帧结构及其信号处理方法

说明书

本发明公开了一种无线通信的帧结构及其信号处理方法，帧结构由数据码元序列、导频码元序列和同步码元序列组成，在两段数据码元序列之间插入长度为LP的导频码元序列，在数据码元序列第一段和导频序列之间插入长度为LS1的同步码元序列第一段，导频码元序列的前LS2个码元同时也是同步码元序列第二段。首先输入数据首先经过信道编码，得到编码序列；将编码序列与扰码序列进行异或，得到加扰序列；加扰序列经过交织，得到交织序列；将交织序列映射为数据码元序列；按照上述帧结构将码元序列组合形成上行帧；对上行帧的码元序列进行码元上采样得到待发送的上行信号。本发明充分利用信道资源，减少发送导频和同步信号的开销。

技术领域

本发明属于无线通信领域，涉及一种无线通信的帧结构及其信号处理方法，具体涉及一种多终端发射和基站多天线接收的无线通信的上行通信的帧结构及其信号处理方法。

背景技术

多终端发射和基站多天线接收是一种典型的MIMO通信系统，这里MIMO指多输入多输出天线系统。对于这种通信系统，一个关键是随机接入，随机接入指终端随机地向基站发送上行数据包。为了在随机接入的过程中，充分利用MIMO系统的空间分辨能力，成功接收同时发送的多个终端的上行信号，需要特殊的帧结构设计。其中一个难点是：MIMO对信道状态信息的精度要求很高，而信道状态在接收过程中是不断变化的，如何设计导频以及在帧结构上保障通过导频获取的信道状态信息的有效性是一个难点。再者，如何从多个终端的导频信号中提取终端的信道状态信息，也是一个难点。此外，帧结构设计中还要求充分利用信道资源，减少发送导频和同步信号的开销。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中的问题，提供一种无线通信的帧结构及其信号处理方法，保障通过导频获取的信道状态信息的有效性，充分利用信道资源，减少发送导频和同步信号的开销。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种无线通信的帧结构，其特征在于：该帧结构为上行帧，其由数据码元序列、导频码元序列和同步码元序列组成，所述数据码元序列拆分为长度为L1及L2的两段，在两段数据码元序列之间插入长度为LP的导频码元序列，在数据码元序列第一段和导频序列之间插入长度为LS1的同步码元序列第一段，导频码元序列的前LS2个码元同时也是同步码元序列第二段，同步码元序列第一段和第二段合在一起构成完整的同步码元序列。

一种上述无线通信的帧结构信号处理方法，其特征在于，该方法主要包括以下步骤：

步骤一、上行待发送信号的生成：输入数据首先经过信道编码，得到编码序列；

步骤二、将编码序列与扰码序列进行异或，得到加扰序列；

步骤三、加扰序列经过交织，得到交织序列；

步骤四、将交织序列映射为数据码元序列；

步骤五、按照上述帧结构将数据码元序列、导频码元序列和同步码元序列进行组合形成上行帧；

步骤六、对上行帧的码元序列进行码元上采样得到待发送的上行信号。

作为优选，步骤一中信道编码采用卷积码、turbo码、LDPC码和极化码中的任意一种或几种组合。

作为优选，步骤三中，交织序列的序列元素的取值为0或者1，交织的输入序列的第m个元素记为x_m，m＝0...L-1，其中L是序列的长度，输出序列的第m个元素序号是y_m，交织表示为：y_mod(am，L)＝x_m，其中mod(am，L)表示取am/L的余数，a和L为公式mod(am，L)的参数，a为常数，且a和L的最大公约数为1。

作为优选，所述步骤四中，交织序列映射为数据码元序列采用调整映射，具体过程为：序列奇数位置的0和1映射为+1和-1，序列偶数位置的0和1映射为+i和-i。