专利名称：基于ofdm的信号收发方法及设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及无线通信领域，特别涉及基于OFDM的信号传输技术。
技术背景近些年来,以正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, 简称"OFDM")为代表的多载波传输技术受到了人们的广泛关注。多载波 传输技术把数据流分解为若干个独立的子数据流，在总的数据传输速率不变 的情况下，每个子数据流将具有低得多的比特速率。用这样低比特率形成的 低速率多状态符号去调制相应的子载波，就构成了多个低速率符号并行发送 的传输系统。OFDM作为一种多载波数字调制技术，将待传输数据作为频域信息，对 数据经编码后将其调制为时域信号在频域传输。在接收端则进行逆过程解调， 得到传输的数据。OFDM系统的调制和解调可以分别由逆离散傅立叶变换 (Inverse Discrete Fourier Transform,简称"IDFT")和离散傅立叶变换 (Discrete Fourier Transform,简称"DFT，，)来代替。在发送端，可以通过 N点IDFT运算，把频域数据符号变换为时域数据符号，经过载波调制之后， 发送到信道中。在接收端，将接收信号进行相干解调，然后将基带信号进行 N点DFT运算，即可获得发送的数据符号。在实际应用中，IDFT/DFT采用 逆快速傅立叶变换(Inverse Fast Fourier Transform,简称"IFFT")和快速 傅立叶变换(Fast Fourier Transform,简称"FFT")来实现。FFT技术的采 用使得OFDMA系统的复杂度大大降低，再加上高性能信息处理器件，比如 可编程逻辑器件(Programmable Logic Device,简称"PLD")、数字信号处
理器(Digital Signal Processor,简称"DSP")、微处理器(Microprocessor, 简称"nP")等的发展和应用，使得OFDM系统的实现更加容易，成为应 用最广的一种多栽波传输方案。在有些采用OFDM技术的场景中，需要将正交码序列作为信息比特调制 在OFDM符号上传输。第三代合作伙伴项目2 (3rd Generation Partnership Project 2,简称"3GPP2")空中接口演进项目(Air Interface Evolution,简 称"AIE")的前向物理信道中的超帧的前导即需要根据正交码序列进行调 制后在OFDM符号上传输。正交码序列包括Walsh码序列，DFT码序列等 等。具体地说，3GPP2 AIE的前向物理信道由超帧构成，每个超帧有一个 preamble (前导)，用于进行前向同步捕获，识别小区，广播系统参数等。 Preamble由8个OFDM符号组成，其中后3个OFDM符号分别称为TDMl， TDM2, TDM3。其中TDMl用于传输同步捕获序列。而TDM2, TDM3传输 Walsh码序列，用来识别不同的小区，传输一些系统比特等。不同小区可以 通过选择不同的Walsh码来标识区分小区号等信息。对于5MHz的OFDM系统，OFDM调制时采用的IFFT的点l史为512点， 而TDM2需要传输的Walsh码序列的长度为512。在现有技术中，先将长度 为512的Walsh码序列作512点的DFT变换为频域信号，然后通过子载波映 射到调制到OFDM符号的子载波上，如图1所示。对于一定带宽的OFDM 系统，频带的两边通常需要保留一定数量的保护子载波，以防止发送信号的 频谱外泄，干扰其他频带。设保护子载波个数为Ng,则，有用子栽波为512-Ng。 也就是说，做完512点的DFT的Walsh码序列频谱信号在映射时只能映射到 512-Ng个有效子栽波上，需要在频语两端分别截短Ng/2个点，才能够映射 到OFDM符号上。Walsh码序列的频域信号映射到OFDM符号的子载波上之 后，经过OFDM调制(IFFT变换)，通过天线发送出去。 接收端对接收到的时域信号进行相关4企测，判断所发送的Walsh码的序 号，以识别不同的小区。在实际应用中，现有技术存在以下问题在接收端，映射在OFDM子载 波上的Walsh码的误检率较高。造成这种情况的主要原因在于，由于保护子载波的影响，完成DFT变换 后的Walsh码序列的频域信号在进行子栽波映射时会有一部分频谱被截掉， 影响了 Walsh码的频域完整性，且这部分频i普往往可能携带Walsh码检测所 需的最主要的特性，缺少这部分频谱使得接收端检测的性能大大降低，误检 率较高。发明内容本发明各实施方式要解决的主要技术问题是提供一种基于OFDM的信 号收发方法及设备，使得信号码序列的频域信号无法被完整地发送时，提高 信号码检测的性能。为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种基于OFDM的信号 发送方法，包含以下步骤对待发送的信号码序列进行交织或加扰后进行离散傅立叶变换DFT变 换，将该DFT变换的部分结果映射到OFDM符号的子载波上，经OFDM调 制后发送。本发明的实施方式还提供了一种基于OFDM的信号接收方法，包含以下 步骤对接收到的信号进行解交织或解扰，再通过相关检测判定发送端所发信 号码的序号。本发 明的实施方式还提供了一种基于OFDM的信号发送设备，包含 对待发送的信号码序列进行交织或加扰的单元；对经交织或加护L的序列进4于DFT变换的单元；将DFT变换的部分结果映射到OFDM符号的子栽波的单元；对OFDM符号的子载波进行OFDM调制后发送的单元。本发明的实施方式还提供了 一种基于OFDM的信号接收设备，包含接收OFDM信号的单元；对接收到的信号进行解交织或解扰的单元；对经解交织或解扰的信号进行相关检测并判定相应信号码的序号的单元。本发明各实施方式与现有技术相比，主要区别及其效果在于如果无法在OFDM符号的子载波将DFT产生的所有频域信号发送出去， 则在DFT之前先对待发送的信号码进行交织或加扰。通过交织或加扰，可以 使信号码的频语更为"平坦，，，在失去部分频域信号时产生的失真较小，从 而可以被较为准确地识别出来。正交码通常是有一定规律的，例如Walsh是对称或反对称的，所以正交 码经DFT变换之后产生的频域信号比较规则， 一些重要特征可能只出现在少 数几个频域信号上，如果这些频域信号没有能发送出去，则会失去这些重要 特征，从而无法被接收端正确识别。对待发送的正交码进行交织或加扰之后 再进DFT，整个频域信号显得"平坦"了，或者说重要特征被散布到整个频 傳，此时即使失去部分频域信号，也只相当于引入了一些噪声，不会导致接 收端完全无法识别。只有部分频域信号被OFDM符号的子载波发送的情况是较常见的，例如 有保护带时，保护带所在的子载波会被置零，相应位置的频域信号就没有了， 又如需要打孔时，被打孔的位置上的频域信号也会丢失。通过在DFT之前先
对待发送的正交码进行交织或加扰，可以在需要设保护带或打孔时有效地提 高接收端的正交码检测性能。
图1是现有技术中发送端的操作示意图；图2是根据本发明第一实施方式的基于OFDM的信号发送方法流程图；图3是根据本发明第一实施方式的基于OFDM的信号发送方法中的发送 端的搡作示意图；图4是根据本发明第二实施方式的基于OFDM的信号发送方法中的发送 端的操作示意图；图5是根据本发明第一第二实施方式的发送方法获得的仿真性能曲线；图6是根据本发明第四实施方式的基于OFDM的信号发送设备中包含交 织单元和保护带设置模块的设备结构图；图7是根据本发明第四实施方式的基于OFDM的信号发送设备中包含交 织单元和打孔模块的设备结构图；图8是根据本发明第四实施方式的基于OFDM的信号发送设备中包含加 扰单元和保护带设置模块的设备结构图；图9是根据本发明第四实施方式的基于OFDM的信号发送设备中包含加 扰单元和打孔模块的设备结构图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发 明作进一步地详细描述。
在本发明各实施方式中，首先对待发送的信号码序列进4亍交织或加扰，之后再进行DFT变换，将DFT变换得到的结果映射到OFDM符号的子载波 上，经OFDM调制后发送。本发明对频谱"起伏"较剧烈的情况信号码序列效果较好，例如正交码 序列，当然也可以是其它的信号码序列，如GCL序列等。以下的实施方式以 正交码序列为例进行说明，不过本发明并不限于正交码序列。由于正交码在DFT变换前先通过交织或加扰操作，使得正交码经DFT 变换之后产生的频域信号不会过于规则， 一些重要特征被散布到整个频谱， 不会集中在少数几个频域信号上，从而即使无法通过OFDM符号的子载波将 DFT产生的所有频域信号发送出去，也不会因为缺少少数几个频域信号而失 去这些重要特征，使得接收端无法正确识别。本发明第一实施方式涉及一种基于OFDM的信号发送接收方法，在发送 端如图2所示，在步骤210中，首先对待发送的正交码序列进行交织。该待 发送的正交码序列可以是Walsh码序列，通常用于传输小区系统信息或控制 信道中的控制信息，如AIE系统前向物理信道的前导中的TDM2和TDM3， 也可以是其它正交码序列或其它频谱"起伏"较剧烈的信号码序列。接着进入步骤220，对交织后的Walsh码序列进行DFT变换。由于正交 码通常是有一定M^律的，例如Walsh是对称或反对称的，所以正交码经DFT 变换之后产生的频域信号比较规则， 一些重要特征可能只出现在少数几个频 域信号上，如果这些频域信号没有能发送出去，则会失去这些重要特征，从 而无法被接收端正确识别。通过在DFT变换前首先对Walsh码序列进行交织， 使得该Walsh码序列重要特征被散布到整个频语，此时即使失去部分频域信 号，也只相当于引入了一些噪声，不会导致接收端完全无法识别。接着进入步骤230，将DFT变换的全部结果映射到OFDM符号的子载 波上。 4妻着进入步骤240， ^夸用作i呆护带的子载波上映射的DFT变4吳的结果i殳 置为零。接着进入步骤250，对映射后的OFDM符号进行OFDM调制后，通过天 线向接收端发送。举例而言，如在5MHz带宽的OFDM系统(512点的IFFT )的前向信道 的前导中，TDM2或TDM3需要发送512比特的Walsh码序列，如图3所示， 长度为512的Walsh码序列经过交织器交织后，再经过512点的DFT变换， 成为频域信号，通过子载波映射到OFDM符号上，其中保护子载波对应的子 载波置零。经过OFDM调制后，通过天线发送出去。在接收端，首先对接收到的信号进行解交织，再通过相关检测判定发送 端所发Walsh码的序号。本发明第二实施方式与第一实施方式大致相同，其区别仅在于，在第一 实施方式中，在进行DFT变换前，首先对待发送的正交码序列进行交织；而 在本实施方式中，在进行DFT变换前，首先对待发送的正交码序列进行加扰。 通过加扰，同样可以使得正交码的一些重要特征被散布到整个频语，不会集 中在少数几个频域信号上，从而即使无法通过OFDM符号的子载波将DFT 产生的所有频域信号发送出去，也不会因为缺少少数几个频域信号而失去这 些重要特征，使得接收端无法正确识别该正交码序列。具体例子如图4所示，长度为512的Walsh码序列首先经过扰码器加扰， 之后再经过512点的DFT变换，成为频域信号，并通过子载波映射到调制到 OFDM符号上，其中保护子载波对应的子载波置零。经过OFDM调制后，通 过天线向接收端发送。在接收端，首先对接收到的信号进行解扰，再通过相关检测判定发送端 所发Walsh码的序号。图5示出的是第一实施方式和第二实施方式中两种改进后的发送方法获
-彈的仿真性能曲线。其中标有圆形的曲线为现有4支术的性能曲线，在-10dB的地方出现地板效应(Floor),误包率为5x l(T2。标有菱形的曲线为加交织 的曲线，在-8dB的地方出现地板效应，误包率为2xi0—3。标有三角的曲线 为加扰码的曲线。可见，采用本发明中基于OFDM的信号发送方法，使得接 收端的检测成功率大大增加。本发明第三实施方式与第一第二实施方式大致相同，其区别仅在于，在 第一第二实施方式中，由于存在OFDM保护带而使得发送端无法将DFT变 换的全部结果映射到OFDM符号的子载波上；而在本实施方式中，需要对 DFT变换结果进行打孔，去除打孔位置的DFT变换结果。与设置OFDM保护带相同，打孔同样会影响待发送的Walsh码的频域完 整性，为了避免接收端完全无法识别该Walsh码序列，同样需要在进行DFT 变换之前，先对待发送的Walsh码序列进行交织或加扰，使得正交码的一些 重要特征被散布到整个频谱。接着再对交织或加扰后的Walsh码序列进行 DFT变换，对DFT变换结果进行打孔，将打孔后剩余的DFT变换结果映射 到OFDM符号的有效子载波上，经过OFDM调制后向接收端发送。例如， DFT变换后有512个变换结果，对其中的32个指定位置进行打孔(如编号 为16n的位置，n为0至31的整数)，剩余512-32 = 480个变换结果。再将 这480个变换结果分别映射到OFDM符号的480个有效子载波上(原本 OFDM符号有512个子载波，去掉两边保护子载波和零频后还有480个有效 子载波)，经过OFDM调制后向接收端发送。通过对待发送的正交码序列进 行交织或加扰，Walsh码序列最重要的特征不会集中在少数几个频域信号上， 接收端虽然无法收到完整的Walsh码序列，但由于其最重要的特征并没有完 全失去，只相当于在接收到的信号中引入了一些噪声，不会导致接收端完全 无法识别该Walsh码序列，提高了接收端的检测效率。本发明第四实施方式涉及一种基于OFDM的信号发送设备，包含交织
单元，用于对待发送的正交码序列进行交织，如图6或图7所示，或加扰单 元，用于对待发送的正交码序列进行加扰，如图8或图9所示；还包含DFT 变换单元，用于对经交织或加扰的序列进行DFT变换；子载波映射单元，用 于将DFT变换的部分结果映射到OFDM符号的子载波；OFDM调制单元， 对OFDM符号的子载波进行OFDM调制后向接收端发送。其中的待发送的 正交码序列可以是Walsh码序列，通常用于传输小区系统信息或控制信道中 的控制信息，如AIE系统前向物理信道的前导中的TDM2和TDM3，也可以 是其它正交码序列或其它频谱"起伏"较剧烈的信号码序列。另外，子载波映射单元还进一步包含第一映射模块，将DFT变换的全 部结果映射到OFDM符号的子载波上；还包含保护带设置模块，用于将用作 保护带的子载波上的DFT变换的结果设置为零；如图6或图8所示。或者，该子载波映射单元进一步包含打孔模块，用于对DFT变换结果 进行打孔，去除打孔位置的DFT变换结果；第二映射模块，用于将打孔后剩 余的DFT变换结果映射到OFDM符号的有效子载波上；如图7或图9所示。通过对待发送的正交码序列进行交织或加扰，使得Walsh码序列最重要 的特征不会集中在少数几个频域信号上，即使保护带所在的子载波被置零， 相应位置的频域信号缺失，或经过打孔，被打孔的位置上的频域信号被丢失， Walsh码序列最重要的特征也不会完全失去，只相当于在接收到的信号中引 入了一些噪声，不会导致接收端完全无法识别该Walsh码序列，提高了接收 端的4企测效率。本发明第五实施方式涉及一种基于OFDM的信号接收设备，包含接收 OFDM信号的单元；对接收到的信号进行解交织或解扰的单元；对经解交织 或解扰的信号进行相关检测并判定相应正交码的序号的单元。接收设备虽然 无法收到完整的Walsh码序列，但由于在发送时对Walsh码序列进行了交织 或加扰，Walsh码序列最重要的特征不会集中在少数几个频域信号上，因此 即使接收到的频域信号中有几个是错误的，也不会完全失去该Walsh码序列 最重要的特性，只相当于在接收到的信号中引入了一些噪声，不会导致接收 设备完全无法识别该Walsh码序列，提高了接收设备的检测效率。在本发明的各实施方式中，DFT均可由快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform,简称"FFT")实现。虽然通过参照本发明的某些优选实施方式，已经对本发明进行了图示和 描述，但本领域的普通^支术人员应该明白，可以在形式上和细节上对其作各 种改变，而不偏离本发明的精神和范围。
权利要求
1.一种基于OFDM的信号发送方法，其特征在于，包含以下步骤对待发送的信号码序列进行交织或加扰后进行离散傅立叶变换DFT变换，将该DFT变换的部分结果映射到OFDM符号的子载波上，经OFDM调制后发送。
2. 根据权利要求1所述的基于OFDM的信号发送方法，其特征在于，通过 以下步骤将所述DFT变换的部分结果映射到OFDM符号的子载波上将所述DFT变换的全部结果映射到OFDM符号的子载波上；将用作保护带的子载波上的所述DFT变换的结果设置为零。
3. 根据权利要求1所述的基于OFDM的信号发送方法，其特征在于，通过 以下步骤将所述DFT变换的部分结果映射到OFDM符号的子载波上对所述DFT变换结果进行打孔，去除打孔位置的DFT变换结果；将所述打孔后剩余的所述DFT变换结果映射到OFDM符号的有效子载波上。
4. 根据权利要求1至3中任一项所述的基于OFDM的信号发送方法，其特 征在于，所述信号码序列为正交码序列。
5. 根据权利要求4所述的基于OFDM的信号发送方法，其特征在于，所述 正交码序列包含Walsh码序列。
6. 根据权利要求4所述的基于OFDM的信号发送方法，其特征在于，所述 待发送的正交码序列用于传输小区系统信息或控制信道中的控制信息。
7. 根据权利要求6所述的基于OFDM的信号发送方法，其特征在于，所述 待发送的正交码序列所传输的小区系统信息包括空中接口演进系统前向物理 信道的前导中的TDM2和TDM3 。
8. —种基于OFDM的4言号4妻收方法，其iHM正在于，包含以下步骤对接收到的信号进行解交织或解扰,再通过相关检测判定发送端所发信号码 的序号。
9. 一种基于OFDM的信号发送设备，其特征在于，包含 对待发送的信号码序列进行交织或加扰的单元； 对经交织或加扰的序列进行DFT变换的单元；将DFT变换的部分结果映射到OFDM符号的子载波的单元； 对OFDM符号的子载波进行OFDM调制后发送的单元。
10. 根据权利要求9所述的基于OFDM的信号发送设备，其特征在于，所 述将DFT变换的部分结果映射到OFDM符号的子载波的单元进一步包含将用作保护带的子载波上的所述DFT变换的结果设置为零的模块。
11. 根据权利要求9所述的基于OFDM的信号发送设备，其特征在于，所 述将DFT变换的部分结果映射到OFDM符号的子载波的单元进一步包含对所述DFT变换结果进行打孔，去除打孔位置的DFT变换结果的模块；将所述打孔后剩余的所述DFT变换结果映射到OFDM符号的有效子载波上 的模块。
12. 根据权利要求9所述的基于OFDM的信号发送设备，其特征在于，所 述信号码序列为正交码序列。
13. —种基于OFDM的信号接收设备，其特征在于，包含 接收OFDM信号的单元； 对接收到的信号进行解交织或解扰的单元； 对经解交织或解4尤的信号进行相关4企测并判定相应信号码的序号的单元。
全文摘要
本发明涉及无线通信领域，公开了一种基于OFDM的信号收发方法及设备，使得信号序列的频域信号无法被完整地发送时，提高信号码检测的性能。本发明中，对待发送的信号码序列进行交织或加扰后进行离散傅立叶变换DFT变换，将该DFT变换的部分结果映射到OFDM符号的子载波上，经OFDM调制后发送。接收端对接收到的信号进行解交织或解扰，再通过相关检测判定发送端所发信号码的序号。
文档编号H04L27/26GK101119352SQ20061017134
公开日2008年2月6日 申请日期2006年12月19日 优先权日2006年12月19日
发明者夏林峰, 斌 李, 卫 阮 申请人:华为技术有限公司