一種雙選信道的補償方法、系統(tǒng)及相關裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及通信技術領域，特別涉及雙選信道的補償方法、系統(tǒng)及相關裝置。
【背景技術】
[0002] 時間和頻率選擇性衰落信道，即時頻雙選信道（以下簡稱"雙選信道"）是近來 研究的熱點，例如水聲通信、低軌衛(wèi)星通信、數(shù)字視頻廣播（Digitalvideobroadcasting, DVB)、微波存取全球互通（WorldwideInteroperabilityforMicrowaveAccess，WiMAX)等， 這些通信應用領域傳輸時的信道均為雙選信道，而雙選衰落信道對通信質量的影響是巨大 的，如何對雙選信道進行補償已經成為迫切需要解決的問題。
[0003] 為了進行雙選信道的補償，現(xiàn)有技術中一種方法是將部分快速傅里葉變換（Fast FourierTransform，F(xiàn)FT)解調應用到了正交頻分復用（OrthogonalFrequencyDivision Multiplexing，OFDM)系統(tǒng)中，但是由于OFDM系統(tǒng)在快速時變的雙選信道下，會受到由于 多普勒影響引起的載波間的干擾的影響。為此現(xiàn)有的另一種方法中，提出了將部分FFT解 調應用到混合載波系統(tǒng)中，性能有了較大的提高，但是復雜度很高，在實際應用中會受到限 制。而另外一種方法中利用了雙選信道的性質，將帶狀最小均方差（MinimumMeanSquare Error，MMSE)均衡方法應用到OFDM系統(tǒng)中，降低了計算的復雜度，但是在誤碼率性能上又 不是很理想。

【發(fā)明內容】

[0004] 本發(fā)明實施例提供雙選信道的補償方法、系統(tǒng)及相關裝置，采用一種優(yōu)化的方法 將帶狀均衡的信道補償方法和部分FFT變換應用在通信系統(tǒng)中，提升了系統(tǒng)的性能。
[0005] 本發(fā)明實施例第一方面提供一種通信設備，包括：
[0006] 信號接收單元，用于接收發(fā)送端傳輸?shù)亩鄠€時域信號，所述多個時域信號是所述 發(fā)送端基于多個不同的調制階數(shù)a，分別對多個待發(fā)送信號進行加權分數(shù)傅里葉變換得到 的，所述多個待發(fā)送信號是添加了發(fā)送導頻序列的多個有用信號；
[0007] 分數(shù)信號獲得單元，用于對所述信號接收單元接收的所述多個時域信號中的每一 時域信號，依次進行部分快速傅里葉變換處理，信道補償處理，及a-1階的加權分數(shù)傅里 葉變換處理得到對應的分數(shù)域信號；
[0008] 提取計算單元，用于提取所述分數(shù)信號獲得單元獲取的所述多個時域信號分別對 應的分數(shù)域信號的接收導頻序列，并計算所述提取的接收導頻序列與發(fā)送導頻序列之間的 均方誤差；
[0009] 選擇確定單元，用于在所述提取計算單元根據(jù)多個時域信號對應的分數(shù)域信號分 別計算的均方誤差中，選擇最小均方誤差所對應的分數(shù)域信號的第一調制階數(shù)，及確定所 述第一調制階數(shù)下相應的信道補償參數(shù)；
[0010] 階數(shù)發(fā)送單元，用于將所述選擇確定單元得到的第一調制階數(shù)發(fā)送給所述發(fā)送 端，以使得所述發(fā)送端根據(jù)所述第一調制階數(shù)傳輸有用信號；
[0011] 信道補償單元，用于利用所述選擇確定單元確定的信道補償參數(shù)進行信道補償。
[0012] 本發(fā)明實施例第一方面的第一種可能實現(xiàn)方式中，通信設備還包括：
[0013] 前綴處理單元，用于在所述分數(shù)信號獲得單元得到分數(shù)域信號之前，分別將所述 信號接收單元接收的多個時域信號的前綴去掉，所述時域信號的前綴是所述發(fā)送端將原始 時域信號中包括的一段信號，復制并放置到所述原始時域信號前的循環(huán)前綴；
[0014] 則所述分數(shù)信號獲得單元，具體用于對所述前綴處理單元得到的去掉前綴的多個 時域信號中的每一去掉前綴的時域信號，依次進行部分快速傅里葉變換處理，信道補償處 理，及a-1階的加權分數(shù)傅里葉變換處理得到對應的分數(shù)域信號。
[0015] 結合本發(fā)明實施例第一方面或第一方面的第一種可能實現(xiàn)方式，在本發(fā)明實施例 第一方面的第二種可能實現(xiàn)方式中，所述分數(shù)信號獲得單元，具體包括：
[0016] 部分快速傅里葉變換單元，用于將所述信號接收單元接收的時域信號，或所述前 綴處理單元得到的去掉前綴的時域信號中長度為M的有用信號平均分成Q個分塊信號；分 別對各個分塊信號補零，使得所述各個分塊信號的長度為M;分別對補零后的各個分塊信 號進行傅里葉變換得到各分塊的頻域信號，所述Q大于或等于2;
[0017] 補償單元，用于分別使用不同的信道補償矩陣對所述頻域變換單元得到的各分塊 的頻域信號進行信道補償，將進行所述補償后的各分塊的頻域信號疊加得到補償后的頻域 信號；
[0018] 分數(shù)域變換單元，用于對所述補償單元補償后的頻域信號進行a-1階的加權分 數(shù)傅里葉變換得到分數(shù)域信號。
[0019] 結合本發(fā)明實施例第一方面的第二種可能實現(xiàn)方式，在本發(fā)明實施例第一方面的 第三種可能實現(xiàn)方式中，所述信道補償參數(shù)包括各分塊的頻域信號對應的信道補償矩陣， 則所述選擇確定單元，具體包括：
[0020] 選擇單元，用于在所述提取計算單元根據(jù)多個時域信號對應的分數(shù)域信號分別計 算的均方誤差中，，選擇最小均方誤差所對應的分數(shù)域信號的第一調制階數(shù)；
[0021] 分塊數(shù)確定單元，用于確定在得到所述第一調制階數(shù)對應的分數(shù)域信號時，進行 部分快速傅里葉變換處理時所用的分塊數(shù)Q;
[0022] 補償矩陣計算單元，用于計算所述各分塊的頻域信號對應的信道補償矩陣為：
[0023]
[0024] 其中，zk =[Ihpm0i+pm:，k= 1，2,…，M，用于表示MXM的單位矩陣I的第 (k-P) |M行到（k+P) |M的所有元素組成的矩陣；
[0025]
=U:，..",M，所述i2p+l 為（2P+1) * (2P+1)的單 位矩陣；hk是是$的第k列元素，k= 1，2，……，M;N。為噪聲功率；
[0026]
.其中，,Hq是第q個分塊的頻域信道矩 陣；
[0027] 上述（.）H表示矩陣或者向量的共軛轉置。
[0028] 本發(fā)明實施例第二方面提供一種通信設備，包括：
[0029]時域信號獲取單元，用于基于多個不同的調制階數(shù)a，分別對多個待發(fā)送信號進 行加權分數(shù)傅里葉變換處理得到的多個時域信號；所述多個待發(fā)送信號是添加了發(fā)送導頻 序列的多個有用信號；
[0030] 發(fā)送單元，用于傳輸所述多個時域信號給接收端，以使得所述接收端根據(jù)所述多 個時域信號選擇所述多個調制階數(shù)a中的第一調制階數(shù)；
[0031] 傳輸單元，用于接收所述接收端返回的所述第一調制階數(shù)，根據(jù)所述第一調制階 數(shù)傳輸有用信號。
[0032] 本發(fā)明實施例第二方面的第一種可能實現(xiàn)方式中，所述時域信號獲取單元具體用 于基于多個不同的調制階數(shù)a，對多個分數(shù)域信號進行-a階的加權分數(shù)傅里葉變換得到 多個時域信號。
[0033] 結合本發(fā)明實施例第二方面或第二方面的第一種可能實現(xiàn)方式，在本發(fā)明實施例 第二方面的第二種可能實現(xiàn)方式中，所述發(fā)送單元，具體包括：
[0034] 前綴添加單元，用于在所述時域信號中添加前綴，所述前綴是指將所述時域信號 中包括的一段信號，復制并放置到所述時域信號前的循環(huán)前綴；
[0035] 信號發(fā)送單元，用于傳輸所述前綴添加單元添加前綴后的時域信號給接收端。
[0036] 本發(fā)明實施例第三方面提供一種雙選信道的補償系統(tǒng)，包括第一通信設備和第二 通信設備，其中：
[0037] 所述第一通信設備是如本發(fā)明實施例第一方面，或第一方面的第一種到第三種可 能實現(xiàn)方式中任一種可能實現(xiàn)方式所述的通信設備，所述第二通信設備是如本發(fā)明實施例 第二方面，或第二方面的第一種或第二種可能實現(xiàn)方式所述的通信設備。
[0038] 本發(fā)明實施例第四方面提供一種雙選信道的補償方法，包括：
[0039] 接收發(fā)送端傳輸?shù)亩鄠€時域信號，所述多個時域信號是所述發(fā)送端基于多個不同 的調制階數(shù)a，分別對多個待發(fā)送信號進行加權分數(shù)傅里葉變換得到的，所述多個待發(fā)送 信號是添加了發(fā)送導頻序列的多個有用信號；
[0040] 對所述多個時域信號中的每一時域信號，依次進行部分快速傅里葉變換處理，信 道補償處理，及a-1階的加權分數(shù)傅里葉變換處理得到對應的分數(shù)域信號；
[0041] 提取所述多個時域信號分別對應的分數(shù)域信號的接收導頻序列，并計算所述提取 的接收導頻序列與發(fā)送導頻序列之間的均方誤差；
[0042] 在根據(jù)所述多個時域信號對應的分數(shù)域信號分別計算的均方誤差中，，選擇最小 均方誤差所對應的分數(shù)域信號的第一調制階數(shù)，及確定所述第一調制階數(shù)下相應的信道補 償參數(shù)；
[0043] 將所述第一調制階數(shù)發(fā)送給所述發(fā)送端，以使得所述發(fā)送端根據(jù)所述第一調制階 數(shù)發(fā)送有用信號；利用所述確定的信道補償參數(shù)進行信道補償。
[0044]本發(fā)明實施例第四方面的第一種可能實現(xiàn)方式中，所述接收發(fā)送端傳輸?shù)臅r域信 號之后，還包括：
[0045] 將所述時域信號的前綴去掉，所述時域信號的前綴是所述發(fā)送端將原始時域信號 中包括的一段信號，復制并放置到所述原始時域信號前的循環(huán)前綴；
[0046] 則對去掉前綴的多個時域信號中的每一去掉前綴的時域信號，依次進行部分快速 傅里葉變換處理，信道補償處理，及a-1階的加權分數(shù)傅里葉變換處理得到對應的分數(shù)域 信號。
[0047] 結合本發(fā)明實施例第四方面或第四方面的第一種可能實現(xiàn)方式，在本發(fā)明實施例 第四方面的第二種可能實現(xiàn)方式中，所述對所述時域信號或去掉前綴的時域信號，依次進 行部分快速傅里葉變換處理，信道補償處理，及a-1階的加權分數(shù)傅里葉變換處理得到分 數(shù)域信號，具體包括：
[0048] 將所述時域信號或去掉前綴的時域信號中長度為M的有用信號平均分成Q個分塊 信號；分別對各個分塊信號補零，使得所述各個分塊信號的長度為M;分別對補零后的各個 分塊信號進行傅里葉變換得到各分塊的頻域信號，所述Q大于或等于2 ;
[0049] 分別使用不同的信道補償矩陣對所述各分塊的頻域信號進行信道補償，將進行所 述補償后的各分塊的頻域信號疊加得到補償后的頻域信號；
[0050] 對所述補償后的頻域信號進行a-1階的加權分數(shù)傅里葉變換得到分數(shù)域信號。
[0051] 結合本發(fā)明實施例第四方面的第二種可能實現(xiàn)方式，在本發(fā)明實施例第四方面的 第三種可能實現(xiàn)方式中，所述信道補償參數(shù)包括各分塊的頻域信號對應的信道補償矩陣， 則所述確定所述第一調制階數(shù)下相應的信道補償參數(shù)，具體包括：
[0052] 確定在得到所述第一調制階數(shù)對應的分數(shù)域信號時，進行部分快速傅里葉變換處 理時所用的分塊數(shù)Q;
[0053] 計算所述各分塊的頻域信號對應的信道補償矩陣為：
[0054]
[0055] 其中，zk =[Ihpm0i+pm:，k= 1，2,…，M，用于表示MXM的單位矩陣I的第 (k-P) |M行到（k+P) |M的所有元素組成的矩陣；
[0056]
所述I2P+1 為（2P+1)*(2P+1)的單 位矩陣；hk是是_的第k列元素，k= 1，2，……，M;N。為噪聲功率；
[0057]
、Hq是第q個分塊的頻域信道矩 陣；
[0058] 上述（.）H表示矩陣或者向量的共軛轉置。
[0059] 本發(fā)明實施例第五方面提供一種雙選信號的補償方法，包括：
[0060] 基于多個不同的調制階數(shù)a，分別對多個待發(fā)送信號進行加權分數(shù)傅里葉變換處 理得到的多個時域信號；所述多個待發(fā)送信號是添加了發(fā)送導頻序列的多個有用信號；
[0061]傳輸所述多個時域信號給接收端，以使得所述接收端根據(jù)所述多個時域信號選擇 所述多個調制階數(shù)a中的第一調制階數(shù)；
[0062] 接收所述接收端返回的所述第一調制階數(shù)，根據(jù)所述第一調制階數(shù)傳輸有用信 號。
[0063] 在本發(fā)明實