本發(fā)明涉及寬帶移動(dòng)通信領(lǐng)域，具體涉及下行發(fā)射機(jī)系統(tǒng)及工作方法。
背景技術(shù)：
：LTE(長(zhǎng)期演進(jìn))系統(tǒng)包含兩種雙工方式，分別是FDD(頻分雙工)和TDD(時(shí)分雙工)。頻分雙工的收發(fā)系統(tǒng)工作于不同頻率，而時(shí)分雙工的收發(fā)系統(tǒng)則工作于不同時(shí)間。其中，TD-LTE(時(shí)分雙工長(zhǎng)期演進(jìn))是目前移動(dòng)通信領(lǐng)域最為熱門(mén)的研究和應(yīng)用方向之一，而TD-LTE物理層下行發(fā)射機(jī)系統(tǒng)是eNodeB(基站)到UE(終端)通信方向的基帶信號(hào)處理過(guò)程，是TD-LTE基帶系統(tǒng)的重要組成部分。現(xiàn)階段，TD-LTE下行基帶發(fā)射機(jī)系統(tǒng)復(fù)雜，成本高，因此對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化以降低系統(tǒng)復(fù)雜度并節(jié)省硬件資源開(kāi)銷(xiāo)顯得很有必要。根據(jù)3GPP(第三代合作伙伴計(jì)劃)R9相關(guān)協(xié)議，對(duì)于兩路碼字、雙天線的傳統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方案來(lái)說(shuō)，兩路碼字首先分別進(jìn)行加循環(huán)冗余校驗(yàn)和信道編碼，再分別通過(guò)加擾和調(diào)制的處理，兩根天線上的數(shù)據(jù)需要在預(yù)編碼之后分別經(jīng)過(guò)資源映射、OFDM(正交頻分復(fù)用技術(shù))信號(hào)產(chǎn)生模塊的處理，因此兩路碼字雙天線的下行發(fā)射機(jī)處理過(guò)程相當(dāng)于兩倍的一路碼字單天線的下行開(kāi)銷(xiāo)。這種傳統(tǒng)的并行結(jié)構(gòu)資源開(kāi)銷(xiāo)大，并且并行處理兩路碼字在控制層非常復(fù)雜，在完成一路碼字單天線傳輸時(shí)有較多浪費(fèi)的空閑資源，尤其是在本發(fā)明所應(yīng)用的項(xiàng)目開(kāi)發(fā)中，其巨大的資源開(kāi)銷(xiāo)為FPGA(現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列)驗(yàn)證和VLSI(超大規(guī)模集成電路)實(shí)現(xiàn)帶來(lái)一定挑戰(zhàn)。因此，針對(duì)TD-LTE下行基帶發(fā)射機(jī)VLSI實(shí)現(xiàn)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化以降低鏈路復(fù)雜度并節(jié)省硬件資源開(kāi)銷(xiāo)顯得很有必要。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：(一)要解決的技術(shù)問(wèn)題本發(fā)明的目的在于提供一種下行發(fā)射機(jī)系統(tǒng)及工作方法，以解決上述的至少一項(xiàng)技術(shù)問(wèn)題。(二)技術(shù)方案本發(fā)明的一方面，提供了一種下行發(fā)射機(jī)系統(tǒng)，用于支持兩路碼字在雙天線信道中的傳輸，包括：處理模塊，用于對(duì)輸入的兩路碼字進(jìn)行一路碼字方向的分時(shí)串行處理，得到碼字串行數(shù)據(jù)流；層映射模塊，用于對(duì)所述碼字串行數(shù)據(jù)流進(jìn)行分層處理，輸出兩層數(shù)據(jù)流；預(yù)編碼模塊，用于將所述兩層數(shù)據(jù)流進(jìn)行預(yù)處理并分配至不同天線端口；資源映射模塊，用于將所述兩層數(shù)據(jù)流進(jìn)行存儲(chǔ)、讀取以及相加操作。進(jìn)一步地，所述處理模塊包含頻率加倍的時(shí)鐘模塊；優(yōu)選地，所述一路碼字方向的分時(shí)串行處理為信道編碼、加擾、調(diào)制和擴(kuò)頻復(fù)用。進(jìn)一步地，所述層映射模塊包括選擇器和第一控制單元；所述處理模塊輸出的碼字串行數(shù)據(jù)流通過(guò)所述選擇器后，在所述第一控制單元的控制下，根據(jù)層映射的工作模式，進(jìn)行分層處理，得到并輸出兩層數(shù)據(jù)流。進(jìn)一步地，所述層映射模塊有一個(gè)輸入端和三種工作模式：一路碼字單天線的單天線透?jìng)鲗佑成?、兩路碼字雙天線的空間復(fù)用層映射、和一路碼字雙天線的發(fā)射分集層映射；其中，空間復(fù)用層映射和單天線透?jìng)鲗佑成涠紴橥競(jìng)髂Ｊ?。進(jìn)一步地，所述預(yù)編碼模塊包括：第二控制單元，用于根據(jù)預(yù)編碼的三種模式進(jìn)行預(yù)編碼處理；SFBC編碼器，用于完成SFBC編碼的空間分集處理；兩層數(shù)據(jù)流經(jīng)過(guò)所述選擇器和乘法器組后，通過(guò)兩個(gè)天線輸出。進(jìn)一步地，所述預(yù)編碼模塊包括三種工作模式：一路碼字單天線的單天線透?jìng)黝A(yù)編碼、兩路碼字雙天線的空間復(fù)用預(yù)編碼和一路碼字雙天線的發(fā)射分集預(yù)編碼，且分別與單天線透?jìng)鲗佑成?、空間復(fù)用層映射和發(fā)射分集層映射對(duì)應(yīng)。進(jìn)一步地，當(dāng)層映射模塊和預(yù)編碼模塊處于單天線透?jìng)髂Ｊ胶涂臻g復(fù)用模式時(shí)，所述兩層數(shù)據(jù)流為兩層串行數(shù)據(jù)流；當(dāng)層映射模塊和預(yù)編碼模塊處于發(fā)射分集模式時(shí)，所述兩層數(shù)據(jù)流為經(jīng)過(guò)層映射模塊串并轉(zhuǎn)換的兩層并行數(shù)據(jù)流。進(jìn)一步地，所述資源映射模塊包括：第三控制單元，用于控制所述資源映射模塊內(nèi)部的其他單元；存儲(chǔ)器為時(shí)頻資源的實(shí)體，用于按要求寫(xiě)入存儲(chǔ)物理信道和物理信號(hào)的復(fù)值調(diào)制符號(hào)并讀取輸出；交織器在PDCCH進(jìn)行資源映射前對(duì)PDCCH的QPSK復(fù)值調(diào)制符號(hào)做交織和循環(huán)移位，以降低復(fù)值調(diào)制符號(hào)的相關(guān)性；加法器組用于對(duì)輸入天線端口的數(shù)據(jù)進(jìn)行相加操作；讀地址生成模塊用于根據(jù)第三控制單元的請(qǐng)求生成讀地址供存儲(chǔ)器進(jìn)行讀出操作；寫(xiě)地址生成模塊由一系列寫(xiě)地址生成子模塊組成，用于產(chǎn)生各物理信道和物理信號(hào)的映射地址，供存儲(chǔ)器進(jìn)行寫(xiě)入操作。基于同一發(fā)明構(gòu)思，本發(fā)明還提供了一種下行發(fā)射機(jī)系統(tǒng)的工作方法，用于支持兩路碼字在雙天線信道中的傳輸，其特征在于，包括：S1、對(duì)輸入的兩路碼字進(jìn)行一路碼字方向的分時(shí)串行處理，得到碼字串行數(shù)據(jù)流；S2、對(duì)所述碼字串行數(shù)據(jù)流進(jìn)行分層處理，輸出兩層數(shù)據(jù)流；S3、將所述兩層數(shù)據(jù)流進(jìn)行預(yù)處理并分配至不同天線端口；S4、將所述兩層數(shù)據(jù)流進(jìn)行存儲(chǔ)、讀取以及相加操作。進(jìn)一步地，當(dāng)所述下行發(fā)射機(jī)系統(tǒng)處于發(fā)射分集模式時(shí)，所述兩層數(shù)據(jù)流為經(jīng)過(guò)串并轉(zhuǎn)換的兩層并行數(shù)據(jù)流；當(dāng)所述下行發(fā)射機(jī)系統(tǒng)處于空間復(fù)用和透?jìng)髂Ｊ綍r(shí)，所述兩層數(shù)據(jù)流為兩層串行數(shù)據(jù)流。(三)有益效果與傳統(tǒng)下行發(fā)射機(jī)系統(tǒng)相比，本發(fā)明提供的下行發(fā)射機(jī)系統(tǒng)及工作方法具有以下有益效果：1、資源開(kāi)銷(xiāo)小、邏輯控制簡(jiǎn)單、通用性好且可擴(kuò)展性強(qiáng)，支持下行所有信道傳輸，支持多種兩路碼字傳輸模式，同時(shí)兼容單天線傳輸模式，可廣泛適用于兩路碼字雙天線下行發(fā)射機(jī)系統(tǒng)。2、對(duì)相關(guān)模塊進(jìn)行改進(jìn)和重新設(shè)計(jì)，使得并在實(shí)際電路中實(shí)現(xiàn)的方案，為L(zhǎng)TE下行的實(shí)現(xiàn)提供了一種更為快捷有效準(zhǔn)確的實(shí)現(xiàn)方式，有效的降低了下行系統(tǒng)的處理復(fù)雜度。3、從實(shí)現(xiàn)角度考慮了系統(tǒng)開(kāi)銷(xiāo)和實(shí)時(shí)性，具備很好的實(shí)用價(jià)值。4、本發(fā)明目前支持雙天線，支持3GPPR9相關(guān)協(xié)議規(guī)定的全部?jī)陕反a字傳輸模式，兼容單天線傳輸模式，可以擴(kuò)展至四天線和多種傳輸模式，以實(shí)現(xiàn)針對(duì)特定系統(tǒng)應(yīng)用場(chǎng)景的多種應(yīng)用。附圖說(shuō)明圖1為本發(fā)明實(shí)施例的下行發(fā)射機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例的層映射模塊硬件實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)框圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施例的預(yù)編碼模塊硬件實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)框圖；圖4為本發(fā)明實(shí)施例的資源映射模塊硬件實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)框圖；圖5為本發(fā)明實(shí)施例的步驟流程圖。具體實(shí)施方式針對(duì)現(xiàn)有下行發(fā)射機(jī)系統(tǒng)的問(wèn)題，本發(fā)明提出并具體描述了一種下行發(fā)射機(jī)系統(tǒng)及其工作方法，并對(duì)其涉及的下行關(guān)鍵模塊進(jìn)行改進(jìn)和重新設(shè)計(jì)，提出的方案資源開(kāi)銷(xiāo)小、邏輯控制簡(jiǎn)單、通用性好且可擴(kuò)展性強(qiáng)，并在FPGA上得到實(shí)現(xiàn)，對(duì)基帶芯片開(kāi)發(fā)具有借鑒意義。本發(fā)明實(shí)施例提供了一種下行發(fā)射機(jī)系統(tǒng)，用于支持兩路碼字在雙天線信道中的傳輸，包括處理模塊、層映射模塊、預(yù)編碼模塊和資源遠(yuǎn)射模塊。處理模塊，用于對(duì)輸入的兩路碼字進(jìn)行一路碼字方向的分時(shí)串行處理，得到碼字串行數(shù)據(jù)流；更進(jìn)一步地，所述處理模塊可以包含頻率加倍的時(shí)鐘模塊，從而加倍處理模塊的工作時(shí)鐘頻率。處理模塊還可以包含編碼、加擾、調(diào)制和擴(kuò)頻復(fù)用處理。層映射模塊，用于對(duì)所述碼字串行數(shù)據(jù)流進(jìn)行分層處理，輸出兩層數(shù)據(jù)流；具體地，所述層映射模塊包括選擇器和第一控制單元；所述處理模塊輸出的碼字串行數(shù)據(jù)流通過(guò)所述選擇器后，在所述第一控制單元的控制下，根據(jù)層映射的工作模式，進(jìn)行分層處理，得到并輸出兩層數(shù)據(jù)流。所述層映射模塊有一個(gè)輸入端和三種工作模式：一路碼字單天線的單天線透?jìng)鲗佑成?、兩路碼字雙天線的空間復(fù)用層映射、和一路碼字雙天線的發(fā)射分集層映射；其中，空間復(fù)用層映射和單天線透?jìng)鲗佑成涠紴橥競(jìng)髂Ｊ剑斎霐?shù)據(jù)透?jìng)鹘o輸出數(shù)據(jù)。預(yù)編碼模塊，用于將所述兩層數(shù)據(jù)流進(jìn)行預(yù)處理并分配至不同天線端口。具體地，所述預(yù)編碼模塊包括：第二控制單元，用于根據(jù)預(yù)編碼的三種模式進(jìn)行預(yù)編碼處理；SFBC編碼器，用于完成SFBC編碼的空間分集處理；兩層數(shù)據(jù)流經(jīng)過(guò)所述選擇器和乘法器組后，通過(guò)兩個(gè)天線輸出。所述預(yù)編碼模塊包括三種工作模式：一路碼字單天線的單天線透?jìng)黝A(yù)編碼、兩路碼字雙天線的空間復(fù)用預(yù)編碼和一路碼字雙天線的發(fā)射分集預(yù)編碼，且分別與單天線透?jìng)鲗佑成?、空間復(fù)用層映射和發(fā)射分集層映射對(duì)應(yīng)。資源映射模塊，用于將所述兩層數(shù)據(jù)流進(jìn)行存儲(chǔ)、讀取以及相加操作。其中，當(dāng)層映射模塊和預(yù)編碼模塊處于單天線透?jìng)髂Ｊ胶涂臻g復(fù)用模式，即兩種透?jìng)髂Ｊ綍r(shí)，所述兩層數(shù)據(jù)流為兩層串行數(shù)據(jù)流；當(dāng)層映射模塊和預(yù)編碼模塊處于發(fā)射分集模式時(shí)，所述兩層數(shù)據(jù)流為經(jīng)過(guò)層映射模塊串并轉(zhuǎn)換的兩層并行數(shù)據(jù)流。具體地，所述資源映射模塊包括：第三控制單元，用于控制所述資源映射模塊內(nèi)部的其他單元；存儲(chǔ)器為時(shí)頻資源的實(shí)體，用于按要求寫(xiě)入存儲(chǔ)物理信道和物理信號(hào)的復(fù)值調(diào)制符號(hào)并讀取輸出；交織器在PDCCH進(jìn)行資源映射前對(duì)PDCCH的QPSK復(fù)值調(diào)制符號(hào)做交織和循環(huán)移位，以降低復(fù)值調(diào)制符號(hào)的相關(guān)性；加法器組用于對(duì)輸入天線端口的數(shù)據(jù)進(jìn)行相加操作；讀地址生成模塊用于根據(jù)第三控制單元的請(qǐng)求生成讀地址供存儲(chǔ)器進(jìn)行讀出操作；寫(xiě)地址生成模塊由一系列寫(xiě)地址生成子模塊組成，用于產(chǎn)生各物理信道和物理信號(hào)的映射地址，供存儲(chǔ)器進(jìn)行寫(xiě)入操作?；谕话l(fā)明構(gòu)思，本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種下行發(fā)射機(jī)系統(tǒng)的工作方法，用于支持兩路碼字在雙天線信道中的傳輸，包括：S1、對(duì)輸入的兩路碼字進(jìn)行一路碼字方向的分時(shí)串行處理，得到碼字串行數(shù)據(jù)流；S2、對(duì)所述碼字串行數(shù)據(jù)流進(jìn)行分層處理，輸出兩層數(shù)據(jù)流；S3、將所述兩層數(shù)據(jù)流進(jìn)行預(yù)處理并分配至不同天線端口；S4、將所述兩層數(shù)據(jù)流進(jìn)行存儲(chǔ)、讀取以及相加操作。更具體地，當(dāng)所述下行發(fā)射機(jī)系統(tǒng)處于發(fā)射分集模式時(shí)，所述兩層數(shù)據(jù)流為經(jīng)過(guò)串并轉(zhuǎn)換的兩層并行數(shù)據(jù)流；當(dāng)所述下行發(fā)射機(jī)系統(tǒng)處于空間復(fù)用和透?jìng)髂Ｊ綍r(shí)，所述兩層數(shù)據(jù)流為兩層串行數(shù)據(jù)流。為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施例，并參照附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。圖1為本發(fā)明實(shí)施例的下行發(fā)射機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，如圖1所示，該下行發(fā)射機(jī)系統(tǒng)主要包括處理模塊、層映射模塊、預(yù)編碼模塊和資源映射模塊。處理模塊，用于對(duì)輸入的兩路碼字進(jìn)行一路碼字方向的分時(shí)串行處理，得到碼字串行數(shù)據(jù)流；層映射模塊，用于對(duì)所述碼字串行數(shù)據(jù)流進(jìn)行分層處理，輸出兩層數(shù)據(jù)流；預(yù)編碼模塊，用于將所述兩層數(shù)據(jù)流進(jìn)行預(yù)處理并分配至不同天線端口；資源映射模塊，用于將所述兩層數(shù)據(jù)流進(jìn)行存儲(chǔ)、讀取以及相加操作，最終實(shí)現(xiàn)將物理信號(hào)與預(yù)編碼模塊輸出的物理信道映射在對(duì)應(yīng)天線段接口的時(shí)頻資源上。其中，處理模塊對(duì)兩路碼字先后經(jīng)過(guò)信道編碼、加擾、調(diào)制和擴(kuò)頻復(fù)用處理，得到碼字串行數(shù)據(jù)流。下行發(fā)射機(jī)系統(tǒng)定義了四種信道編碼方式：PBCH(物理廣播信道)和PDCCH(物理下行控制信道)采用了咬尾卷積編碼方式，即卷積編碼器的初始狀態(tài)和結(jié)束狀態(tài)相同；PDSCH(物理下行共享信道)采用了Turbo編碼；PHICH(物理HARQ指示信道)采用了重復(fù)編碼，PCFICH(物理控制格式指示信道)采用了加擾編碼的方式。加擾是為了降低不同小區(qū)之間的信號(hào)干擾，通過(guò)將干擾信號(hào)隨機(jī)化，基站對(duì)發(fā)送的下行信號(hào)加擾后，終端只能對(duì)本小區(qū)的有用信號(hào)進(jìn)行解擾和處理，從而降低臨近小區(qū)信號(hào)間的干擾。在每個(gè)子幀上最多可以傳輸2個(gè)碼字，對(duì)碼字q∈{0，1}的每一個(gè)比特(其中為一個(gè)子幀中碼字q所包含的二進(jìn)制信息比特個(gè)數(shù))通過(guò)下式生成加擾二進(jìn)制數(shù)據(jù)位其中，cq(i)為偽隨機(jī)序列，通過(guò)偽隨機(jī)種子cinit進(jìn)行初始化，各個(gè)物理信道和物理信號(hào)的偽隨機(jī)種子從表1中選取。表1在雙天線下行發(fā)射機(jī)中使用的調(diào)制方式有BPSK(二進(jìn)制相移鍵控)，QPSK(四相相移鍵控)，16QAM(正交幅度調(diào)制)，64QAM。對(duì)于通過(guò)加擾模塊之后的碼字q二進(jìn)制信息比特根據(jù)不同的物理信道和物理信號(hào)選擇不同的調(diào)制方式，對(duì)應(yīng)關(guān)系如表2所示。表2物理信道/信號(hào)調(diào)制方式PDSCHQPSK，16QAM，64QAMPDCCHQPSKPCFICHQPSKPBCHQPSKPHICHBPSKCRSQPSK根據(jù)下行系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，PHICH經(jīng)過(guò)加擾、調(diào)制之后形成的3個(gè)BPSK符號(hào)通過(guò)正交沃什序列碼進(jìn)行擴(kuò)頻處理，進(jìn)而獲得頻率分集增益；為了增加資源的利用率，TD-LTE中將多個(gè)PHICH組成一個(gè)PHICH組，同組內(nèi)的PHICH使用相同的時(shí)頻資源傳輸。因此，針對(duì)PHICH信道需要進(jìn)行擴(kuò)頻和復(fù)用的操作，這便是擴(kuò)頻復(fù)用模塊的功能。擴(kuò)頻操作所需要的正交沃什序列碼字在表3中給出。復(fù)用操作可以將同組內(nèi)的PHICH信道用加法操作實(shí)現(xiàn)。表3在不同信道的質(zhì)量和用戶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量情況下，下行發(fā)射機(jī)系統(tǒng)最多可支持兩個(gè)碼字傳輸，碼字?jǐn)?shù)目不能超過(guò)層數(shù)。層映射可以將每個(gè)碼字串行數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)化為兩層傳輸數(shù)據(jù)流，以便于進(jìn)行預(yù)編碼，然后再映射到不同天線端口p上。層映射實(shí)現(xiàn)了碼字?jǐn)?shù)據(jù)流的再次分配和重塑，以適應(yīng)預(yù)編碼模塊所采用的預(yù)編碼技術(shù)。具體實(shí)現(xiàn)中，層映射將各個(gè)碼字的復(fù)值調(diào)制符號(hào)分配到層x(i)＝[x(0)(i)...x(υ-1)(i)]T上，其中q為碼字號(hào)。由于下行發(fā)射機(jī)系統(tǒng)最多支持兩個(gè)碼字，所以q∈{0，1}；為碼字q的復(fù)值調(diào)制符號(hào)個(gè)數(shù)；為層數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)，v為層數(shù)，有0、1兩層數(shù)據(jù)層。層映射模塊的工作模式有三種，一路碼字單天線的單天線透?jìng)鲗佑成?、兩路碼字雙天線的空間復(fù)用層映射、和一路碼字雙天線的發(fā)射分集層映射；其中，空間復(fù)用層映射和單天線透?jìng)鲗佑成涠紴橥競(jìng)髂Ｊ健１?為兩路碼字、雙天線層映射模式，如表4所示，表4對(duì)于串行結(jié)構(gòu)，兩路碼字分時(shí)串行處理，因此層映射模塊的輸入僅有一個(gè)，因此上表中的前兩種情況可以合并成一種透?jìng)髂Ｊ?，而?duì)于第三種模式做串并轉(zhuǎn)換的單獨(dú)處理。具體地，當(dāng)輸入模式為一路碼字單天線和兩路碼字雙天線時(shí)，輸入數(shù)據(jù)透?jìng)鹘o輸出數(shù)據(jù)，串行的一路碼字轉(zhuǎn)換成串行的兩路數(shù)據(jù)層0和數(shù)據(jù)層1；當(dāng)輸入模式為一路碼字雙天線時(shí)，輸入數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)串并轉(zhuǎn)換由串行的一路碼字轉(zhuǎn)換成并行的兩路數(shù)據(jù)層0和數(shù)據(jù)層1。圖2為本發(fā)明實(shí)施例的層映射模塊硬件實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)框圖，如圖2所示，層映射模塊主要包括選擇器、控制單元，碼字串行數(shù)據(jù)流通過(guò)選擇器后，在控制單元的控制下，根據(jù)層映射的三種模式，進(jìn)行分層處理，得到兩層數(shù)據(jù)流，最后兩層輸出層輸出兩層數(shù)據(jù)流。在下行發(fā)射機(jī)系統(tǒng)中，根據(jù)下行MIMO(多輸入多輸出)的傳輸方式，預(yù)編碼模塊可選擇的方式包括單天線預(yù)編碼、空間分集預(yù)編碼和空間復(fù)用預(yù)編碼。下行發(fā)射機(jī)系統(tǒng)的預(yù)編碼模塊對(duì)傳輸用戶業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的信道使用空間復(fù)用方式的預(yù)編碼方案。通過(guò)空間復(fù)用技術(shù)結(jié)合信道的狀態(tài)保證發(fā)射機(jī)發(fā)射信號(hào)的空間特性和當(dāng)前信道相匹配，從而有效的提高下行峰值數(shù)據(jù)，增大數(shù)據(jù)吞吐量。預(yù)編碼模塊對(duì)控制信道使用發(fā)射分集方式的預(yù)編碼方案。發(fā)射分集是利用空間信道的弱相關(guān)性，結(jié)合時(shí)間/頻率上的選擇性，為信號(hào)的傳遞提供更多的副本，提高信號(hào)傳輸?shù)目煽啃?，從而改善接收信?hào)的信噪比。預(yù)編碼模塊的輸入來(lái)自于層映射模塊輸出的各個(gè)層數(shù)據(jù)x(i)＝[x(0)(i)...x(υ-1)(i)]T，其輸出為y(i)＝[...y(p)(i)...]T，y(p)(i)為天線端口p上的數(shù)據(jù)，為層數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù)，為天線端口上數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù)。預(yù)編碼模塊包括三種模式：一路碼字單天線的單天線透?jìng)黝A(yù)編碼、兩路碼字雙天線的空間復(fù)用預(yù)編碼和一路碼字雙天線的發(fā)射分集預(yù)編碼，且分別與單天線透?jìng)鲗佑成?、空間復(fù)用層映射和發(fā)射分集層映射對(duì)應(yīng)。發(fā)射分集預(yù)編碼的實(shí)現(xiàn)：預(yù)編碼采用SFBC編碼方式，如下式所示，其中，y(0)(i)和y(1)(i)表示預(yù)編碼處理后天線端口0和1上的數(shù)據(jù)，x(0)(i)和x(1)(i)表示層映射輸出的層0和1上經(jīng)過(guò)層映射模塊串并轉(zhuǎn)換的兩層并行數(shù)據(jù)?？臻g復(fù)用預(yù)編碼的實(shí)現(xiàn)：空間復(fù)用預(yù)編碼包含閉環(huán)空間復(fù)用和開(kāi)環(huán)空間復(fù)用。閉環(huán)空間復(fù)用預(yù)編碼可以定義為下式。其中，W(i)為2×2的預(yù)編碼矩陣，從2天線碼本中選取。y(0)(i)和y(1)(i)表示預(yù)編碼處理后天線端口0和1上的數(shù)據(jù)，x(0)(i)和x(1)(i)表示層映射輸出的層0和1上的數(shù)據(jù)。開(kāi)環(huán)空間復(fù)用預(yù)編碼可以定義為下式。其中，W(i)是預(yù)編碼矩陣，大小為2×2，從2天線碼本中選取索引號(hào)為0的矩陣。D(i)表示循環(huán)延遲分集，為2×2的對(duì)角陣，U的大小也是2×2。D(i)和U從大延遲CDD的延遲矩陣中選取。統(tǒng)一式(3)和式(4)，空間復(fù)用預(yù)編碼算法可以表示為下式。其中，N為2×2的矩陣，當(dāng)表示開(kāi)環(huán)空間復(fù)用時(shí)，N＝W(i)D(i)U；當(dāng)表示閉環(huán)空間復(fù)用時(shí)，N＝W(i)。由于W(i)、D(i)和U根據(jù)與編碼模塊的輸入模式均可提前獲取，因此，N相當(dāng)于已知量。此時(shí)，層映射模塊處理為透?jìng)髂Ｊ?。因此，?jīng)過(guò)層映射模塊處理后的數(shù)據(jù)與碼字對(duì)應(yīng)的關(guān)系表示如(6)和式(7)。x(0)(i)＝d(0)(i)(6)x(1)(i)＝d(1)(i)(7)其中，d(0)為碼字0的數(shù)據(jù)，d(1)為碼字1的數(shù)據(jù)。整理可得：令代入得：進(jìn)一步計(jì)算得到：通過(guò)變換后，預(yù)編碼得兩層串行數(shù)據(jù)流，將碼字0與碼字1的處理分開(kāi)，剝離出兩者的加法操作，這樣便不需要兩個(gè)碼字的數(shù)據(jù)同時(shí)到達(dá)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)兩個(gè)碼字的分時(shí)串行處理。接下來(lái)，令代入得到：圖3為本發(fā)明實(shí)施例的預(yù)編碼模塊硬件實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)框圖，如圖3所示，預(yù)編碼模塊主要由控制單元、SFBC編碼器、乘法器組、加法器組和緩存等模塊組成?？刂茊卧糜诳刂普麄€(gè)預(yù)編碼模塊功能的正常運(yùn)行?？刂茊卧鶕?jù)輸入的預(yù)編碼模式，將經(jīng)過(guò)層映射模塊處理的輸入數(shù)據(jù)分情況進(jìn)行預(yù)編碼處理。當(dāng)控制信息為透?jìng)髂Ｊ綍r(shí)，預(yù)編碼模塊直接將輸入透?jìng)鹘o輸出；當(dāng)控制信息為空間復(fù)用預(yù)編碼時(shí)，將輸入的數(shù)據(jù)進(jìn)行空間復(fù)用預(yù)編碼處理；當(dāng)控制信息為發(fā)射分集預(yù)編碼時(shí)，將輸入的數(shù)據(jù)進(jìn)行發(fā)射分集預(yù)編碼處理。SFBC編碼器完成SFBC編碼的空間分集處理。乘法器組、加法器組和緩存一起組成了預(yù)編碼模塊的空間復(fù)用預(yù)編碼處理模式。在傳統(tǒng)模式下，預(yù)編碼模塊將經(jīng)過(guò)層映射之后串行而來(lái)的碼字通過(guò)選擇器進(jìn)行分配，如果是碼字0，則將其存入緩存中；如果是碼字1，則直接將其送入乘法器與系數(shù)b和e相乘，同時(shí)將緩存中的碼字0取出送入乘法器與系數(shù)a和c相乘。最后將結(jié)果分別送入加法器0和1進(jìn)行加法操作，最終輸出得到天線端口0和1上的數(shù)據(jù)。本發(fā)明的預(yù)編碼模塊去掉了緩存單元和最終的加法器，結(jié)構(gòu)得到簡(jiǎn)化。碼字0、碼字1經(jīng)過(guò)選擇器分別乘以系數(shù)a、c和b、e，得到天線端口0和1上的中間變量和然后再經(jīng)過(guò)選擇器輸出。碼字間的加法操作將會(huì)被移植在隨后的資源映射模塊進(jìn)行。下行發(fā)射機(jī)系統(tǒng)采用OFDMA(正交頻分多址)。多址接入是指在遠(yuǎn)端共享固定的通信資源。對(duì)無(wú)線通信來(lái)說(shuō)，共享的資源包括頻率、時(shí)間和空間。在多用戶通信系統(tǒng)中，有許多用戶要同時(shí)通過(guò)一個(gè)基站和其他用戶進(jìn)行通信，這就需要一種技術(shù)既能夠使基站從眾多用戶的信號(hào)中區(qū)分出是哪一個(gè)用戶發(fā)來(lái)的信號(hào)，又能使用戶識(shí)別出基站發(fā)出的信號(hào)中哪一個(gè)是發(fā)給自己的信號(hào)，解決這一問(wèn)題的辦法稱(chēng)為多址方式，它是無(wú)線通信的關(guān)鍵技術(shù)之一。下行發(fā)射機(jī)系統(tǒng)中的資源映射模塊便是實(shí)現(xiàn)OFDMA的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。資源映射將物理信號(hào)和預(yù)編碼輸出的物理信道按照各自的規(guī)則及時(shí)有效地映射在對(duì)應(yīng)天線端接口的OFDM時(shí)、頻二維資源(k，1)上。每個(gè)子幀內(nèi)的第一個(gè)時(shí)隙作為起始位置，在一個(gè)可以使用的資源塊內(nèi)，按照時(shí)域優(yōu)先的原則，即先在k方向映射，然后在l方向映射。下行發(fā)射機(jī)中資源映射模塊需要處理的信號(hào)和信道包括CRS(小區(qū)專(zhuān)用參考信號(hào))、PSS(主同步信號(hào))、SSS(輔同步信號(hào))、PHICH(物理HARQ指示信道)、PCFICH(物理控制格式指示信道)、PDCCH(物理下行控制信道)、PBCH(物理廣播信道)、PDSCH(物理下行共享信道)。資源映射模塊的主要功能是將各個(gè)物理信道和信號(hào)的復(fù)值調(diào)制符號(hào)映射到時(shí)頻資源上。因此，用一塊存儲(chǔ)器作為時(shí)頻資源的實(shí)體，這樣資源映射模塊的功能就抽象成對(duì)該存儲(chǔ)器的寫(xiě)入/讀出操作。由于需要支持八種數(shù)據(jù)映射模式，而各個(gè)數(shù)據(jù)映射地址之前又存在相互制約的關(guān)系，因此設(shè)計(jì)各個(gè)數(shù)據(jù)映射模式的地址生成模塊和整個(gè)資源映射模塊的控制單元成為該模塊的難點(diǎn)。資源映射模塊中特有的存儲(chǔ)器資源可以作為分時(shí)串行處理兩個(gè)碼字所需的緩存。圖4為本發(fā)明實(shí)施例的資源映射模塊硬件實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)框圖，如圖4所示，資源映射模塊主要?jiǎng)澐譃槲鍌€(gè)部分，分別是交織器、存儲(chǔ)器、控制單元、讀地址生成模塊以及寫(xiě)地址生成模塊，各個(gè)模塊相互獨(dú)立，這種層次化的劃分條理清晰，便于功能實(shí)現(xiàn)和協(xié)同管理。交織器的作用是在PDCCH進(jìn)行資源映射前對(duì)PDCCH的QPSK復(fù)值調(diào)制符號(hào)做交織和循環(huán)移位，以降低復(fù)值調(diào)制符號(hào)的相關(guān)性。存儲(chǔ)器作為T(mén)D-LTE時(shí)頻資源的實(shí)體，按要求寫(xiě)入存儲(chǔ)各個(gè)物理信道和物理信號(hào)的復(fù)值調(diào)制符號(hào)，并按要求進(jìn)行讀出輸出?？刂茊卧鳛檎麄€(gè)資源映射模塊的總控制單元，其他幾個(gè)獨(dú)立的模塊在此模塊的協(xié)調(diào)下共同完成資源映射的過(guò)程。讀地址生成模塊接收控制單元的控制，當(dāng)控制單元發(fā)出讀請(qǐng)求時(shí)，按要求生成讀地址供存儲(chǔ)器做讀出操作。寫(xiě)地址生成模塊是一系列寫(xiě)地址生成子模塊的集合，包括CRS、PSS、SSS、PBCH、PHICH、PCFICH、PDCCH和PDSCH的寫(xiě)地址生成子模塊。各個(gè)子模塊根據(jù)控制單元產(chǎn)生各物理信道和物理信號(hào)的映射地址，供存儲(chǔ)器做寫(xiě)入操作。鑒于各個(gè)物理信道和物理信號(hào)的映射規(guī)則相互制約以及存儲(chǔ)器寫(xiě)地址的獲取具有實(shí)時(shí)性要求，寫(xiě)地址生成模塊的設(shè)計(jì)是整個(gè)資源映射模塊的難點(diǎn)所在。當(dāng)層映射模塊和預(yù)編碼模塊工作在發(fā)射分集模式時(shí)，資源映射模塊的輸入是預(yù)編碼模塊輸出并行的天線端口0和1上的中間變量。當(dāng)中間變量是由碼字0產(chǎn)生時(shí)，將其寫(xiě)入對(duì)應(yīng)天線的緩存；當(dāng)中間變量為碼字1時(shí)，將緩存中碼字0的中間變量取出，與碼字1的中間變量對(duì)應(yīng)相加，此時(shí)的相加結(jié)果即為預(yù)編碼的完整輸出，完成預(yù)編碼的操作，最后將此結(jié)果寫(xiě)入對(duì)應(yīng)緩存，完成資源映射操作。由于需要處理兩根天線上的并行數(shù)據(jù)，因此寫(xiě)地址生成模塊、交織器、存儲(chǔ)器中的緩存模塊需要加倍以保證兩根天線上的數(shù)據(jù)的并行處理。當(dāng)層映射模塊和預(yù)編碼模塊工作在空間復(fù)用或透?jìng)髂Ｊ綍r(shí)，預(yù)編碼模塊輸出串行的兩層數(shù)據(jù)流至資源映射模塊，進(jìn)行存儲(chǔ)、讀取和相加，完成資源映射的操作。其中，預(yù)編碼模塊不僅實(shí)現(xiàn)了對(duì)兩個(gè)碼字的分時(shí)處理，同時(shí)節(jié)省了傳統(tǒng)預(yù)編碼模塊的額外存儲(chǔ)器開(kāi)銷(xiāo)以及一半的交織器開(kāi)銷(xiāo)。圖5為本發(fā)明實(shí)施例的步驟流程圖，用于支持兩路碼字在雙天線信道中的傳輸，如圖5所示，所述下行發(fā)射機(jī)系統(tǒng)的工作方法包括以下步驟：S1、對(duì)輸入的兩路碼字進(jìn)行一路碼字方向的分時(shí)串行處理，得到碼字串行數(shù)據(jù)流；S2、對(duì)所述碼字串行數(shù)據(jù)流進(jìn)行分層處理，輸出兩層數(shù)據(jù)流；S3、將所述兩層數(shù)據(jù)流進(jìn)行預(yù)處理并分配至不同天線端口；S4、將所述兩層數(shù)據(jù)流進(jìn)行存儲(chǔ)、讀取以及相加操作。其中，當(dāng)所述下行發(fā)射機(jī)系統(tǒng)處于發(fā)射分集模式時(shí)，所述兩層數(shù)據(jù)流為經(jīng)過(guò)串并轉(zhuǎn)換的兩層并行數(shù)據(jù)流；當(dāng)所述下行發(fā)射機(jī)系統(tǒng)處于空間復(fù)用和透?jìng)髂Ｊ綍r(shí)，所述兩層數(shù)據(jù)流為兩層串行數(shù)據(jù)流。本設(shè)計(jì)采用基于AlteraStratixIV系列的EP4SGX530KH40C3FPGA芯片平臺(tái)進(jìn)行綜合。系統(tǒng)采用的工作時(shí)鐘頻率為122.88MHz，調(diào)制符號(hào)位寬為16位，分別對(duì)傳統(tǒng)和的空間復(fù)用預(yù)編碼、資源映射模塊進(jìn)行綜合并將其資源開(kāi)銷(xiāo)進(jìn)行比較。結(jié)果如表5所示，表5從表中可以看出，改進(jìn)后的實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)相較傳統(tǒng)實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)在組合邏輯和寄存器邏輯開(kāi)銷(xiāo)上有略微減小，而存儲(chǔ)器開(kāi)銷(xiāo)顯著降低了16.4％。為驗(yàn)證設(shè)計(jì)的功能與性能，搭建了硬件驗(yàn)證平臺(tái)，采用了Altera公司StratixIV系列的FPGA芯片EP4SGX230KF40C3，同時(shí)為下行發(fā)射機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)了基于AD9361芯片的射頻系統(tǒng)，并設(shè)計(jì)了整體系統(tǒng)的測(cè)試軟件，通過(guò)TD-LTE協(xié)議框架下多種業(yè)務(wù)層面的系統(tǒng)級(jí)測(cè)試項(xiàng)，完成了對(duì)該下行發(fā)射機(jī)系統(tǒng)的功能和性能的驗(yàn)證，系統(tǒng)指標(biāo)完全滿足協(xié)議36.141的測(cè)試指標(biāo)要求。以上所述的具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3