無線收發方法及其設備的製作方法
2023-09-13 01:21:25 2
專利名稱：無線收發方法及其設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及無線通信領域，特別涉及時頻資源的共享技術。
背景技術：
無線通信技術給人們帶來了移動性的便利，不過無線通信相對於有線通 信來說， 一個主要的問題是無線資源有限，隨著人們對高帶寬的多媒體應用 的需求日益高漲，如何充分利用有限的無線資源的問題也日益突出。
為了能夠用更少的資源傳更多的信息，近年來出現了正交頻分多址接入
(Orthogonal Frequency Multiple Access,簡稱"OFDMA，，)、單載波頻 分多址才妄入(Single Carrier國Frequency Division Multiple Access, 簡稱
"SC-FDMA")、以及多子帶的正交頻分復用多址(Multi-Band Orthogonal Frequency Multiple Access,簡稱"MB-OFDMA")等系統。這些系統中， 系統資源被劃分為時頻資源塊，待傳輸信息經過編碼調製後分配到這些時頻 資源塊中。接收端收到指定的時頻資源塊後，通常會從中取出導頻信息，然 後進行相干解調/信道解碼等處理得到傳送的數據信息。在這些系統中，在指 定的時頻資源塊上只傳送 一 路數據，稱為單層傳輸系統。
圖1示出了傳統的單層傳輸系統中時頻資源劃分原理，其中，整個時頻 域被劃分成許多時頻格點。圖1(a)表明在OFDMA通信方式下，每個時頻格 點都可以被單獨調度。圖1(b)表明在MB-OFDMA方式下，系統在頻域劃分 成兩個子帶。圖1(c)表明在SC-FDMA方式下頻域信號位於一個子帶中。這 裡，每個時頻點對應著一個複數自由度。
從圖1中可以看出，傳統的通信系統中每個複數自由度上只傳送一路信號，又稱為一個自由度。在高信噪比(Signal Noise Ratio,筒稱"SNR")
情況下，這種單層傳輸方式工作在信道容量的高SNR工作點，每增加單位 SNR能得到的容量增量很少，沒有能充分利用寶貴的無線資源。
發明內容
本發明的目的在於提供一種無線收發方法及其設備，可以利用同樣的時 頻資源提供更高的信道容量。
為解決上述技術問題，本發明的實施方式提供了一種無線發送方法，包 括以下步驟
生成N層具有不同信噪比水平的數據，其中N為大於1的整數； 將N層數據累加；
將累加結果映射到指定的時頻資源後發射。
本發明的實施方式還提供了 一種無線接收方法，包括以下步驟
A從指定的時頻資源接收信號作為第 一 次遞歸的待處理信號；
B對當前待處理信號中信噪比最好的一層數據進行解調和解碼，得到第 X層數據，X為當前信噪比最好的一層的序號；
C對第X層數據採用與發送端相同的方式進行編碼調製，得到第X層 的編碼調製數據；
D從當前待處理信號中減去第X層的編碼調製數據作為下一次遞歸的 待處理信號；
對步驟D所得的待處理信號遞歸執行上述步驟B、 C和D，直到獲得指 定的各層數據。
本發明的實施方式還提供了一種無線發送設備，包括層生成單元，用於生成N層具有不同信噪比水平的數據，其中N為大於
1的整數；
累加單元，用於將層生成單元所生成的N層數據進行累加；
映射單元，用於將累加單元輸出的累加結果映射到指定的時頻資源；
發射單元，用於發射經映射單元映射的信號。
本發明的實施方式還提供了一種無線接收設備，包括
時頻數據接收單元，用於從指定的時頻資源接收信號作為第 一 次遞歸的 待處理信號；
分層解調排序單元，用於根據各層的信噪比確定各層解調解碼的順序；
解調解碼單元，用於對當前待處理信號中第X層的數據進行解調和解碼， 得到第X層數據，其中X是分層解調排序單元所確定的當前信噪比最好的一 層的序號；
幹擾抵消單元，用於對解調解碼單元輸出的第X層數據採用與發送端相 同的方式進行編碼調製，得到第X層的編碼調製數據，並從當前待處理信號 中減去第X層的編碼調製數據作為下 一 次遞歸的待處理信號；
控制單元，用於控制解調解碼單元和幹擾^J氐消單元進行遞歸處理，直到 獲得指定的各層數據。
本發明實施方式與現有技術相比，主要區別及其效果在於
在發送端通過將多路數據承載在信噪比水平不同的層中，在接收端以串 行幹擾抵消方式進行接收，在同樣的時頻資源下可以傳更多的信息，從而充 分利用信道容量，提升傳輸效率。
進一步地，通過對編碼的碼率、調製方式和發射功率大小進行控制，可 以實現不同層所需要的信噪比水平，這些因素控制起來較為方便，可以較為容易地將每一層的信噪比水平控制在需要的程度。
進一步地，不同層的數據可以屬於同一用戶設備的不同數據流，從而可 以利用分層的方式實現復用。
進一步地，重要的數據可以由信噪比最好的一層或多層承載，從而減少 重要數據出錯的概率，實現服務質量的多樣化。
進一步地，不同層的數據可以屬於不同的用戶設備，從而可以利用分層 的方式實現多址接入。
進一步地，只支持單層傳輸的老式用戶設備的數據可以在信噪比最好的 一層中傳輸，從而使系統可以兼容老式的用戶設備，減少用戶的升級成本。
進一步地，不同層的數據可以由同一數據流分路而得，從而可以利用有 限的時頻資源獲得更高的傳輸速度。
進一步地，通過對數據進行隨機化，可以大大降低數據序列中出現連續 0或連續1的概率，從而降低不同層的數據之間連續出現相同數據的概率， 使接收端能夠更為有效地進行串行幹擾低消。
進一步地，通過對信噪比最高的一層或多層以糾錯碼進行編碼，可以在 信噪比最高的一層或多層發生少量錯誤時仍可通過糾錯得到正確的結果，進 而使這些層可以被較為有效地抵消，使信噪比較低的各層在隨後的解調解碼 中可以得到更為正確的結果，減少重傳次數，提升整個系統的通信效率。
進一步地，分層的復用或多址方式可以和頻分、碼分、時分、空分等其 它的復用或多址方式相結合，以獲得更高的傳輸效率。
圖1是現有的單層傳輸系統中時頻資源劃分原理圖2是本發明實施方式中多層通信系統時頻資源劃分原理圖；圖3是本發明第一實施方式中無線發送方法流程示意圖； 圖4是本發明第三實施方式中無線發送方法流程示意圖； 圖5是本發明第四實施方式中無線接收方法流程示意圖； 圖6是本發明第六實施方式中無線接收方法流程示意圖； 圖7是本發明第七實施方式中無線發送設備結構示意圖； 圖8是本發明第九實施方式中無線發送設備結構示意圖； 圖9是本發明第十實施方式中無線接收設備結構示意圖； 圖10是本發明第十二實施方式中無線接收設備結構示意圖。
具體實施例方式
在以下的敘述中，為了使讀者更好地理解本申請而提出了許多技術細 節。但是，本領域的普通技術人員可以理解，即使沒有這些技術細節和基於 以下各實施方式的種種變化和修改，也可以實現本申請各權利要求所要求保
護的技術方案。
為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發 明的實施方式作進一步地詳細描述。
先說明本發明各實施方式中關於多層通信的原理。
如圖2所示，圖2(a)表明在OFDMA通信方式下，每個時頻格點都可以 被單獨調度，並且每個時頻格點有多層數據疊加。圖2(b)表明在MB-OFDMA 方式下，系統在頻域劃分成兩個子帶，並且在每個子帶上有多層數據疊加。 圖3(c)表明在SC-FDMA方式下頻域信號位於一個子帶中，並且在這個子帶 上有多層數據疊加。圖2中舉例列出了三層傳輸，實際中可以有更多的層， 也可以只有兩層。需要傳輸的信息數據經過隨機化之後進行分路，分路到每個層的數據要分別編碼，然後調製，並映射到指定的層。每個層在傳輸過程
中工作在不同的SNR水平上，即工作在信道容量的不同SNR工作點上。總 體說來，這些SNR工作點會小於只有一層傳輸時的SNR工作點。通過降低 SNR工作點，同時增加傳輸層數，系統能在每個復自由度上傳送多層數據， 大大增加了系統容量和頻譜效率。
在接收端，接收機在接收到指定的時頻資源塊後，取出每一層對應的導 頻信號，然後按照導頻的強弱或者根據發送機指定的順序解調解碼每一層數 據。在解調第一層數據時，把其餘層的數據視為幹擾；在解調出第一層數據 後，重新編碼調製恢復第一層的接收信號，然後從總的接收信號中去除此恢 覆信號。然後解調第二層數據，以此類推，直到所有層的數據均被解調解碼 出來。
這種分層傳輸方式可以用在點對點復用傳輸中，也可以用在點對多點的 復用傳輸中，也可以用在多點對點的接入傳輸中。
本發明的第一實施方式涉及分層復用的無線發送方法。其流程圖如圖3 所示。
在步驟301中，對N路數據分別進行隨機化，其中N為大於1的整數。 其中N路數據分別屬於同一用戶設備的不同數據流，從而實現多個數據流的 復用。在本發明的一個例子中，共有5路數據，對應5個層，分別屬於同一 用戶設備的5個信道。在本發明的另一個例子中，共有3路數據，對應3個 層，其中1路數據屬於第一個數據流，另2路數據為第二個數據流分路而成。
隨機化的目的是降低數據序列中出現連續0或連續1的概率，採用的方 法有多種，在本發明的一個例子中採用將數據序列與擾碼相乘的方式，每一 路數據乘以不同的擾碼，擾碼是可以預先設定的偽隨機序列；在本發明的另 一個例子中，採用對數據序列分段交織的方式，可以取若干個數據為一段， 以預先設定的順序將這段數據的順序重新排列，每一路數據採用不同的交織模式。本發明的實施方式中，每一路數據對應一個層，可以理解，通過隨機 化可以降低不同層的數據之間連續出現相同數據的概率，使接收端能夠更為 有效地進行串行幹擾低消。
此後進入步驟302，對N路數據分別獨立地進行編碼和調製。在編碼時 可以對信噪比最高的 一 層或多層以糾錯碼進行編碼，以便在信噪比最高的一 層或多層發生少量錯誤時仍可通過糾錯得到正確的結果，有利於接收端更為 有效地進行串行幹擾低消。
此後進入步驟303，將經編碼和調製的N路數據分別乘以該路的權重系 數，生成N層具有不同信噪比水平的數據。N路數據分別有N個權重係數與 其對應，各路權重係數代表各路之間相對的發射功率大小。
此後進入步驟304，將N層數據相累加。經編碼和調製的數據是歸一化 的，通過乘以權重係數使不同的層在累加結果中的比重不同，將來在空中接 口發送時在發射功率中的比重也不同。
不同的層之間的主要區別在於信噪比水平不同，在步驟302與303中， 可以通過以下因素之一或其任意組合控制每一層的信噪比水平
編碼的碼率大小、調製方式、代表相對發射功率大小的權重係數。
這些因素控制起來較為方便，可以較為容易地將每一層的SNR水平控 制在需要的程度。
在本發明的一個例子中，各層的編碼碼率和調製方式是一樣的，但權重 係數不同。此時，權重係數大的層有較高的信噪比水平，權重係數小的層有 較低的信噪比水平。
在本發明的另一個例子中，共有3層數據，各層權重係數相同(本例子 中步驟303可以省略)，第1層的編碼碼率為1/4F、調製方式為BPSK，第 2層的編碼碼率為1/4F、調製方式為QPSK，第3層的編碼碼率為1/2F、調製方式為QPSK。其中F代表特定的碼率，BPSK表示二進位移相鍵控(Binary Phase Shift Keying ) ， QPSK表示正交轉換相4建(Quadrature Phase shift Keying)。其中編碼碼率越低，編碼增益越高，等價的解調解碼後BPSK傳 輸數據的信噪比高於QPSK傳輸數據的信噪比。因此儘管3層的發射功率相 同，但因為編碼碼率和調製方式不同，第1層至第3層的工作點信噪比依次 遞減。
此後進入步驟305，將累加結果映射到指定的時頻資源。時頻資源可以 是時頻塊，也可以是子帶。
此後進入步驟306，為經映射的數據插入導頻，再變換成時域信號。可 以採用逆向快速傅立葉變換(Inverse Fast Transform,簡稱"IFFT")將含
導頻的數據變換成時域信號。
此後進入步驟307，在空中接口發射時域信號。
因為各層數據具有不同的信噪比，而信噪比較高的數據出錯的概率較 低，可以將重要的數據由信噪比最好的一層或多層承載，從而減少重要數據 出錯的概率，實現服務質量的多樣化。在本發明的一個例子中，各路數據屬 於可視電話業務，其中可視電話業務的語音數據流在信噪比最好的一層中傳 輸，可視電話業務的視頻數據流在信噪比最好的一層之外的其它各層中傳輸。 在本發明的另一個例子中，系統中包括控制信道和數據信道，其中控制信道 的數據在信噪比最好的一層中傳輸，數據信道的數據在信噪比最好的一層之 外的其它各層中傳輸。
當然，各層數據也可以不區分重要性， 一視同仁。
如同時分復用與頻分復用的結合那樣，分層的復用方式可以和頻分、碼 分、時分、空分等其它的復用方式相結合，以獲得更高的傳輸效率。不同的 層可以成為復用的一個維度。例如，不同的時頻塊、不同的擴頻碼和不同的 層的不同組合分別可以承載不同的數據流。本發明的第二實施方式涉及分層多址接入的無線發送方法。第二實施方
式與第一實施方式大致相同，區別主要在於第一實施方式的N路數據分別 屬於同一用戶設備的不同數據流，而第二實施方式的N路數據分別屬於不同 的用戶設備，從而實現了多址接入。在本發明的一個例子中，共有4路數據， 對應4個層，分別屬於4個用戶設備。在本發明的另一個例子中，共有3路 數據，對應3個層，其中1路數據屬於第一個用戶設備，另2路數據屬於第 二個用戶設備的兩個數據流。
對於只支持單層傳輸的老式用戶設備，其數據可以在信噪比最好的一層 中傳輸，從而使具有多層傳輸功能的系統可以兼容老式的用戶設備，減少用 戶的升級成本。
如同時分多址與頻分多址的結合那樣，分層的多址方式可以和頻分、碼 分、時分、空分等其它的多址方式相結合，以獲得更高的傳輸效率。不同的 層可以成為實現多址的一個維度。例如，不同的時頻塊、不同的擴頻碼和不 同的層的不同組合分別可以承載不同用戶設備的數據。
本發明的第三實施方式涉及點對點的無線發送方法，其流程如圖4所示。 第三實施方式是與第一實施方式相對應的接收方法。
步驟401與第一實施方式中的步驟301在隨機化的方式上相同，但在隨 機化的對象上不同。步驟401中對一個數據流進行隨機化，而不象在步驟301 中分別對N路數據進行隨機化。
此後進入步驟402，將一個數據流分為N路。可以是均分，也可以按某 種比例關係進行分路。通過將同一數據流分為N路，分別在N個層中傳輸， 可以利用有限的時頻資源獲得更高的傳輸速度。
此後的步驟403至408分別與第一實施方式中的步驟302至307相同，
此處不在贅述。
本發明的第四實施方式涉及分層復用的無線接收方法。其流程如圖5所一用戶設備的不同數據流。第四實施方式是與第一實施方式相對應的接收方 法。
在步驟501中，從空中接口接收時域信號，並將時域信號變換成頻域信 號。可以用快速傅立葉變換(Fast Fourier Transform,簡稱"FFT")將時
域信號變換成頻域信號。
此後進入步驟502，從指定的時頻資源接收信號。本實施方式使用遞歸 的方式進行處理，從指定的時頻資源接收到的信號作為第 一 次遞歸的待處理 信號。
此後進入步驟503，對當前待處理信號中信噪比最好的一層數據進行解 調和解碼，得到第X層數據，X為當前信噪比最好的一層的序號。假定第一 層的信噪比最高，第二層居次，第三層再次，……，那麼，在第一次執行步 驟503時，得到第 一層數據，第二次執行步驟503時，得到第二層數據，……， 以此類推。在解調第X層時，當前還沒有解出的其它層的數據都被視為幹擾。
在本發明的一個例子中，根據各層的導頻強弱確定信噪比最好的一層。 導頻可以從步驟502所獲得的信號中提取。這種做法的好處是接收端是自適 應的，不需要從發送端接收額外的輔助信息。
在本發明的另 一 例子中，根據發送端指定的順序確定信噪比最好的一 層。發送端可以事先向接收端發送一個信令，其中包括表示信噪比從高到低 的各層順序的信息。這種做法的好處是省去了接收端分析導頻的工作。
如果在發送端對信噪比最高的一層或多層以糾錯碼進行編碼，則在接收 端解碼時也要進行相應的糾錯解碼，使用糾錯碼可以使信噪比最高的 一層或 多層在發生少量錯誤時仍可通過糾錯得到正確的結果，進而使這些層可以被 較為有效地抵消，信噪比較低的各層在隨後的解調解碼中可以得到更為正確 的結果，減少重傳次數，從而提升整個系統的通信效率。此後進入步驟504,判斷是否指定的各層數據均已得到，如果均已得到 則進入步驟507,否則進入步驟505。在本實施方式中，因為各層數據是屬 於同一用戶設備的不同數據流，所以各層通常都要解出，也就是說只有當所 有的層都被解調和解碼之後才可以進入步驟507。
在步驟505中，對剛被解出的第X層數據採用與發送端相同的方式進行 編碼調製，得到第X層的編碼調製數據。
此後進入步驟506,從當前待處理信號中減去第X層的編碼調製數據作 為下一次遞歸的糹寺處理信號。此後回到步驟503，進4於下一輪的遞歸處理。 每次遞歸的處理方式是相同的，但待處理信號是不同的，每次遞歸都會從當 前的待處理信號中消除信噪比最大的 一 層的影響。
在步驟507中，對解出的各層數據進行去隨機化的處理。去隨機化是步 驟301中隨機化的逆過程，用於消除隨機化的影響。
接收端以串行幹擾抵消方式進行接收，在同樣的時頻資源下可以傳更多 的信息，充分利用信道容量，提升傳輸效率。
本發明的第五實施方式涉及多址接入的無線接收方法。第五實施方式是 與第二實施方式相對應的接收方法。第五實施方式與第四實施方式大致相同， 主要區別為第 一實施方式的N路數據分別屬於同 一用戶設備的不同數據流， 而第二實施方式的N路數據分別屬於不同的用戶設備，從而實現了多址接入。
在第四實施方式的步驟504中，通常需要得到所有層的數據才能結束解 調和解碼，而在第五實施方式中，因為一個用戶設備在N層中可能只擁有一 層或幾層，所以只要該用戶設備所擁有的一層或幾層都被解出了就可以進入 步驟507 了 。
特別的，對於不具有複雜接收能力的用戶設備，可以只接收信噪比最好 的第一層數據，不使用幹擾抵消功能。其他具有複雜接收能力的用戶設備可 以在另外幾層上傳輸數據。本發明的第六實施方式涉及點對點的無線接收方法，其流程如圖6所示。 第六實施方式是與第三實施方式相對應的接收方法。第六實施方式中指定的 各層數據屬於同 一數據流。
步驟601至步驟606與步驟501至步驟506相同，此處不再贅述。
在步驟607中，將已解出的指定的各層數據合路。因為指定的多個層承 載的是同 一數據流的不同部分，所以解調和解碼之後的各路結果要合為一路。
在步驟608，對經合路的數據進行去隨機化處理。
本發明的方法實施方式可以以軟體、硬體、固件等等方式實現。不管本 發明是以軟體、硬體、還是固件方式實現，指令代碼都可以存儲在任何類型 的計算機可訪問的存儲器中(例如永久的或者可修改的，易失性的或者非易 失性的，固態的或者非固態的，固定的或者可是換的介質等等)。同樣，存 儲器可以例如是可編程陣列邏輯(Programmable Array Logic,簡稱 "PAL")、隨機存取存儲器(Random Access Memory,簡稱"RAM")、 可編程只讀存4諸器(Programmable Read Only Memory,簡稱"PROM")、 只讀存儲器(Read-Only Memory,簡稱"ROM")、電可擦除可編程只讀 存儲器(Electrically Erasable Programmable ROM,筒稱"EEPROM")、 磁碟、光碟、數字通用光碟(Digital Versatile Disc,筒稱"DVD")等等。
本發明的第七實施方式涉及一種分層復用的無線發送設備，其結構如圖 7所示。該設備包括
發送控制單元701,用於對整個設備的發送過程進行控制。
隨機化單元702,用於對N路數據進行隨機化後輸出到編碼調製單元 704。本實施方式中，N路數據屬於同一用戶設備的不同數據流。
編碼調製單元704，有N個，分別用於對N路數據獨立地進行編碼和調製。加權累加單元705，用於對經各編碼調製單元704處理的N路數據分別 乘以該路的權重係數，生成N層具有不同信噪比水平的數據再進行累加，其 中各路的權重係數代表各路之間相對的發射功率大小。加權累加單元705可 以在一個物理單元中實現，也可以分在兩個物理單元中實現，在本發明的一 個例子中，加權累加單元705被分為加權單元和累加單元兩個部分，加權單 元完成權重係數的乘法功能，累加單元對加權單元輸出的N層數據進行累加。
映射單元706，用於將加權累加單元705輸出的累加結果映射到指定的 時頻資源。
時域信號生成單元707，用於對映射單元706的輸出結果進行IFFT變 換生成時域信號送到發射單元708。
發射單元708，用於在空中接口發射信號。
導頻生成單元709，用於為各層生成導頻，並與加權累加單元705的輸 出結果一起由映射單元706映射到指定的時頻資源。
本實施方式所涉及的i殳備可以用於完成第 一 實施方式中提到的方法流 程。因此在第一實施方式中提到的所有技術細節在本實施方式中依然有效， 為了減少重複，這裡不再贅述。
本發明的第八實施方式涉及一種分層多址接入的無線發送設備。第八實 施方式與第七實施方式大致相同，區別主要在於第七實施方式中輸入隨機 化單元702的N路數據分別屬於同一用戶設備的不同數據流，而第八實施方 式的N路數據分別屬於不同的用戶設備，從而實現了多址接入。
本實施方式所涉及的設備可以用於完成第二實施方式中提到的方法流 程。因此在第二實施方式中提到的所有技術細節在本實施方式中依然有效， 為了減少重複，這裡不再贅述。
本發明的第九實施方式涉及一種點對點的無線發送設備，其結構如圖8所示。該發送設備中，單元801、 804-809，分別與第七實施方式中單元701、 704-709相同。
隨機化單元802用於對輸入的一個數據流進行隨機化處理。
分路單元803用於將隨機化單元802輸出一路數據分為N路，每路分 別輸出到一個編碼調製單元804。
本實施方式所涉及的設備可以用於完成第三實施方式中提到的方法流
為了減少重複，這裡不再贅述。
本發明的第十實施方式涉及一種分層復用的無線接收設備。第十實施方 式是與第七實施方式相對應的接收設備。該接收設備包括
控制單元901,用於對整個接收過程進行控制，特別是控制解調解碼單 元907和幹擾抵消單元906進行遞歸處理，直到獲得指定的各層數據。
時域信號接收單元902,用於接收時域信號，並通過FFT變換將收到的 時域信號轉換成頻域信號，輸出到時頻數據接收單元903;
時頻數據接收單元903,用於從指定的時頻資源接收信號作為第一次遞 歸的待處理信號。
導頻提取單元904，用於從時頻數據接收單元903收到的信號中提取導 頻信號，輸出到解調解碼單元907，供解調解碼單元907在解調和解碼時使用。
分層解調排序單元905,用於根據各層的信噪比確定各層解調解碼的順 序。該單元可以根據各層的導頻強弱確定確定各層解調解碼的順序，或者根 據發送端指定的順序確定各層解調解碼的順序。
幹擾抵消單元906，用於對解調解碼單元907輸出的第X層數據採用與 發送端相同的方式進行編碼調製，得到第X層的編碼調製數據，並從當前待處理信號中減去第X層的編碼調製數據作為下 一 次遞歸的待處理信號。
解調解碼單元907，用於對當前待處理信號中第X層的數據進行解調和 解碼，得到第X層數據，其中X是分層解調排序單元905所確定的當前信噪 比最好的一層的序號。
去隨機化單元909,用於對解調解碼單元907輸出的各路數據進行去隨 才幾4b處理。
在本發明的一個例子中，虛線框910內，解調解碼單元907為N個， 幹擾抵消單元906為N-1個，在控制單元901的控制下，每個解調解碼單元 907分別為一個層進行解調和解碼，每個幹擾抵消單元906分別對最後一層 之外的一個層進行處理。這種實現方式的好處是每個解調解碼單元907和幹 擾抵消單元906隻對一層進行處理，可以通過流水線的方式提高處理的效率。
在本發明的另一個例子中，虛線框910內，解調解碼單元907和幹擾抵 消單元906各為一個，控制單元901通過反覆調用這兩個單元實現遞歸處理。 這種實現方式的好處是硬體成本較低，而且可以方便地適應層數不同的情況。
本實施方式所涉及的設備可以用於完成第四實施方式中4是到的方法流 程。因此在第四實施方式中提到的所有技術細節在本實施方式中依然有效， 為了減少重複，這裡不再贅述。
本發明的第十一實施方式涉及一種分層多址接入的無線接收設備。第十 一實施方式是與第八實施方式相對應的接收設備。
本發明的第十一實施方式涉及一種分層多址接入的無線發送設備。第十 一實施方式與第十實施方式大致相同，區別主要在於第十實施方式中解調 解碼單元907輸出的N路數據分別屬於同一用戶設備的不同數據流，而第十 一實施方式的N路數據分別屬於不同的用戶設備，從而實現了多址接入。
本實施方式所涉及的設備可以用於完成第五實施方式中提到的方法流程。因此在第五實施方式中提到的所有技術細節在本實施方式中依然有效， 為了減少重複，這裡不再贅述。
本發明的第十二實施方式涉及一種點對點的無線接收設備。第十二實施 方式是與第九實施方式相對應的接收設備。該接收設備的結構如圖10所示，
其中單元1001-1007分別與901-907相同，此處不再贅述。 該接收設備還包括
合路單元1008,用於將解調解碼單元1007輸出的N個層的數據合為一 路。因為在本實施方式中，N個層的數據是同一用戶設備的同一數據流分出 來的，所以在接收端需要將各層的數據合路。
去隨機化單元1009，用於對合路單元1008輸出的一路數據進行去隨機 化處理。
本實施方式所涉及的設備可以用於完成第六實施方式中提到的方法流 程。因此在第六實施方式中提到的所有技術細節在本實施方式中依然有效， 為了減少重複，這裡不再贅述。
需要說明的是，本發明各設備實施方式中提到的各單元都是邏輯單元， 在物理上， 一個邏輯單元可以是一個物理單元，也可以是一個物理單元的一 部分，還可以以多個物理單元的組合實現，這些邏輯單元本身的物理實現方 式並不是最重要的，這些邏輯單元所實現的功能的組合是才解決本發明所提 出的技術問題的關鍵。此外，為了突出本發明的創新部分，本發明上述各設
雖然通過參照本發明的某些優選實施方式，已經對本發明進行了圖示和 描述，但本領域的普通技術人員應該明白，可以在形式上和細節上對其作各 種改變，而不偏離本發明的精神和範圍。
權利要求
1.一種無線發送方法，其特徵在於，包括以下步驟生成N層具有不同信噪比水平的數據，其中N為大於1的整數；將所述N層數據累加；將累加結果映射到指定的時頻資源後發射。
2. 根據權利要求1所述的無線發送方法，其特徵在於，所述生成N層 具有不同信噪比水平的數據的步驟包括以下子步驟對N路數據分別獨立地進行編碼和調製；將經所述編碼和調製的N路數據分別乘以該路的權重係數，生成N層 具有不同信噪比水平的數據，其中各路的權重係數代表各路之間相對的發射 功率大小；在上述子步驟中通過以下因素之一或其任意組合控制每一層的信噪比 水平所述編碼的碼率大小、所述調製的調製方式、代表相對發射功率大小的 所述權重係數。
3. 根據權利要求2所述的無線發送方法，其特徵在於，所述各路數據 分別屬於同 一用戶設備的不同數據流。
4. 根據權利要求3所述的無線發送方法，其特徵在於，所述各路數據 中最為重要的 一路在信噪比最好的 一層中傳輸。
5. 根據權利要求2所述的無線發送方法，其特徵在於，所述各路數據 分別屬於不同的用戶設備。
6. 根據權利要求5所述的無線發送方法，其特徵在於，只支持單層傳 輸的用戶設備的數據在信噪比最好的 一 層中傳輸。
7. 根據權利要求2所述的無線發送方法，其特徵在於，在所述生成N 層具有不同信噪比水平的數據的步驟之前還包括以下步驟將同一數據流的數據分成N路。
8. 根據權利要求3至7中任一項所述的無線發送方法，其特徵在於， 在所述編碼和調製的步驟之前還包括對數據進行隨機化的步驟。
9. 根據權利要求8所述的無線發送方法，其特徵在於，在所述將累加 結果映射到時頻資源的步驟之後還包括以下步驟為經映射的數據插入導頻，再進行逆向快速傅立葉變換生成時域信號。
10. 根據權利要求9所述的無線發送方法，其特徵在於，對信噪比較 高的M層數據以糾錯碼進行編碼，其中0<M<N。
11. 一種無線接收方法，其特徵在於，包括以下步驟A從指定的時頻資源接收信號作為第 一 次遞歸的待處理信號；B對當前待處理信號中信噪比最好的一層數據進行解調和解碼，得到 第X層數據，X為當前信噪比最好的一層的序號；C對第X層數據採用與發送端相同的方式進行編碼調製，得到第X層 的編碼調製數據；D從當前待處理信號中減去第X層的編碼調製數據作為下一次遞歸的 待處理信號；對步驟D所得的待處理信號遞歸執行上述步驟B、 C和D,直到獲得指 定的各層數據。
12. 根據權利要求11所述的無線接收方法，其特徵在於，所述步驟B 中，根據各層的導頻強弱確定當前信噪比最好的一層，或者根據發送端指定 的順序確定當前信噪比最好的一層。
13. 根據權利要求12所述的無線接收方法，其特徵在於，得到指定的 各層數據之後，所述方法還包括對指定的各層數據進行去隨機化的步驟；在從指定的時頻資源接收信號之前，還包括對收到的時域信號進行快速 傅立葉變換的步驟。
14. 根據權利要求13所述的無線接收方法，其特徵在於，所述指定的 各層數據屬於同一數據流，所述方法還包括將所述指定的各層數據合成一路 的步驟。
15. —種無線發送設備，其特徵在於，包括層生成單元，用於生成N層具有不同信噪比水平的數據，其中N為大 於1的整數；累加單元，用於將所述層生成單元所生成的N層數據進行累加；映射單元，用於將所述累加單元輸出的累加結果映射到指定的時頻資源；發射單元，用於發射經所述映射單元映射的信號。
16. 根據權利要求15所述的無線發送設備，其特徵在於，所述層生成 單元進一步包括以下子單元N個編碼調製單元，用於對N路數據分別獨立地進行編碼和調製；加權單元，用於對經各所述編碼調製單元處理的N 4^數據分別乘以該 路的權重係數，生成N層具有不同信噪比水平的數據，其中各路的權重系 數代表各路之間相對的發射功率大小；在所述編碼調製單元和加權單元中，通過以下因素之一或其任意組合控 制每一層的信噪比水平所述編碼的碼率大小、所述調製的調製方式、代表相對發射功率大小的 所述權重係數。
17. 根據權利要求16所述的無線發送設備，其特徵在於，還包括隨機化單元，用於對數據進行隨機化後輸出到所述編碼調製單元；導頻生成單元，用於為各層生成導頻，並與所述累加單元的輸出結果一 起由所述映射單元映射到指定的時頻資源；時頻信號生成單元，用於對所述映射單元的輸出結果進行逆向快速傅立 葉變換生成時域信號送到所述發射單元。
18. 根據權利要求17所述的無線發送設備，其特徵在於，還包括分路單元，用於將輸入的一個數據流分為N路，每路輸出到一個所述 編碼調製單元。
19. 一種無線接收設備，其特徵在於，包括時頻數據接收單元，用於從指定的時頻資源接收信號作為第 一 次遞歸的 待處理信號；分層解調排序單元，用於根據各層的信噪比確定各層解調解碼的順序；解調解碼單元，用於對當前待處理信號中第X層的數據進行解調和譯 碼，得到第X層數據，其中X是所述分層解調排序單元所確定的當前信噪 比最好的一層的序號；幹擾抵消單元，用於對所述解調解碼單元輸出的第X層數據採用與發 送端相同的方式進行編碼調製，得到第X層的編碼調製數據，並從當前待處 理信號中減去第X層的編碼調製數據作為下 一 次遞歸的待處理信號；控制單元，用於控制所述解調解碼單元和幹擾抵消單元進行遞歸處理， 直到獲得指定的各層數據。
20. 根據權利要求19所述的無線接收設備，其特徵在於，所述分層解 調排序單元根據各層的導頻強弱確定各層解調解碼的順序，或者根據發送端 指定的順序確定各層解調解碼的順序。
21. 根據權利要求20所述的無線接收設備，其特徵在於，還包括時域信號接收單元，用於接收時域信號，並通過快速傅立葉變換將收到 的時域信號轉換成頻域信號，輸出到所述時頻數據接收單元；導頻提取單元，用於從所述時頻數據接收單元收到的信號中提取導頻信 號，輸出到所述解調解碼單元，供所述解調解碼單元在解調和解碼時使用；去隨機化單元，用於對經解調和解碼的數據去隨機化。
22. 根據權利要求21所述的無線接收設備，其特徵在於，還包括 合路單元，用於將所述解調解碼單元輸出的N個層的數據合為一路。
23. 根據權利要求22所述的無線接收設備，其特徵在於，所述解調譯 碼單元和幹擾抵消單元各為一個，所述控制單元通過反覆調用這兩個單元實 現所述遞歸處理。
24. 根據權利要求22所述的無線接收設備，其特徵在於，所述解調譯 碼單元為N個，所述幹擾抵消單元為N-1個，在所述控制單元的控制下， 每個所述解調解碼單元分別為一個層進行解調和解碼，每個所述幹擾抵消單 元分別對最後一層之外的一個層進行處理。
全文摘要
本發明涉及無線通信領域，公開了一種無線收發方法及其設備，可以利用同樣的時頻資源提供更高的信道容量。本發明中，在發送端通過將多路數據承載在信噪比水平不同的層中，在接收端以串行幹擾抵消方式進行接收。通過對編碼的碼率、調製方式和發射功率大小進行控制，可以實現不同層所需要的信噪比水平。不同層的數據可以屬於同一用戶設備的不同數據流以實現復用，也可以屬於不同的用戶設備以實現多址接入，還可以由同一數據流分路而得。對需要分層傳輸的數據可先進行隨機化。
文檔編號H04L1/06GK101594223SQ20081004342
公開日2009年12月2日 申請日期2008年5月29日 優先權日2008年5月29日
發明者濤 吳, 張小東, 簡相超, 垚 陳 申請人:展訊通信(上海)有限公司