专利名称：选频单载波分块传输系统中的比特加载方法
技术领域：
本发明涉及宽带数字通信传输方法。属于宽带无线通信技术领域。
背景技术：
通信技术在最近几十年，特别是二十世纪九十年代以来得到了长足发展，对人们日常生活和国民经济的发展产生了深远的影响。而未来通信技术正朝着宽带高速的方向发展，因此许多宽带数字传输技术受到广泛的关注，正交频分复用(以下简称OFDMOrthogonalFrequency Division Multiplexing)和频域均衡的单载波(以下简称SC-FDESingleCarrier with Frequency Domain Equalization)就是两种被人们重视的宽带数字传输技术，它们都属于分块传输技术，而目前OFDM受关注的程度要远远超过SC-FDE，并且在多种标准中成为支撑技术，例如无线局域网(WLANWireless Local Area Network)中的IEEE802.11a；无线城域网(WMANWireless Metropolitan Area Network)中的IEEE802.16；有线数据传输中的各种高速数字用户线(xDSLDigital Subscriber Line)都是基于OFDM技术的标准。SC-FDE并没有被这些标准采用，只是在IEEE802.16中与OFDM共同建议为物理层传输技术。
OFDM系统是一种多载波传输技术，它用N个子载波把整个宽带信道分割成N个并行的相互正交的窄带子信道。OFDM系统有许多引人注目的优点1.非常高的频谱效率；2.实现比较简单；3.抗多径干扰能力和抗衰落能力强；4.可以利用信道状态信息(即自适应OFDM技术)进一步提高频谱效率等等。
自适应OFDM技术可以根据给定输入信号功率和信道状况，调节不同频域点(也就是不同的子信道)上分配的比特数，控制各子信道上的误码率基本相同，使其满足系统性能要求，尽可能的提高系统传码率，从而实现OFDM系统的比特加载(bit-loading)。这种自适应OFDM技术可以充分利用信道状态信息，提高系统的频谱效率。
正是这些优点使得OFDM成为近十年来的研究热点，以致被认为是未来通信，特别是宽带无线通信的支撑技术。但OFDM系统自身的许多缺点，特别是它的峰值平均功率比(简称PAPRPeak to Average Power Ratio)过大，限制着它的实用步伐，而现有SC-FDE具有OFDM上述除第四点以外的所有优点，并且不存在OFDM的PAPR问题，性能和效率跟OFDM基本相当。它是人们在研究OFDM的基础上发展而来，这种SC-FDE系统跟OFDM一样采取分块传输，并且采用循环前缀(Cyclic Prefix，简称CP)方式，这样就可以把信号与信道脉冲响应的线性卷积转化为循环卷积，并且消除了多径引起的帧间干扰。这样在接收端采用简单的频域均衡技术就可以消除符号间干扰，例如迫零均衡和最小均方误差均衡。
SC-FDE系统跟OFDM相比，不存在PAPR问题。而PAPR问题是OFDM系统本身难以用低代价(频谱效率和功率效率)方式解决的问题。因此SC-FDE技术目前受到越来越多的重视。下面简单介绍一下传统SC-FDE系统的数学模型。
SC-FDE系统在发送端发送的一帧时域信号为s(n)，(n＝0，1，…，N-1)，通过多径信道，其中信道的脉冲响应为h(n)，(n＝0，1，…L-1)，信号传输过程中受到加性白高斯噪声(AWGNAdditive White Gaussian Noise)的干扰，设噪声为w(n)，(n＝0，1，…，N-1)，去掉CP之后，接收到的时域信号r(n)为r(n)＝s(n)h(n)+w(n)，(n＝0，1，…，N-1) (1)
其中，“”表示循环卷积运算。
在接收端对信号做离散傅立叶变换(以下简称DFTDiscrete Fourier Transform)变换到频域，根据DFT的时域卷积定理，所得到的频域信号为R(k)＝S(k)·H(k)+W(k)，(k＝0，1，…，N-1) (2)其中，R(k)，S(k)，H(k)，W(k)分别是r(n)，s(n)，h(n)，w(n)做N点DFT的频域符号，并且，H(k)，(k＝0，1，…，N-1)是信道的频域响应。经过迫零均衡以后频域信号为S~(k)=S(k)+W(k)H(k)=S(k)+W~(k),(k=0,1,···,N-1)---(3)]]>最后，将信号做离散傅里叶逆变换(以下简称IDFTInverse Discrete FourierTransform)变回时域进行判决，得到发送端传输的数据。
从(3)式可以看出，最终得到的信号跟发送的真实信号存在误差，这种误差是由噪声引起的，尤其在信道存在深衰点的情况下会过分放大噪声，另外用最小均方误差均衡时会使信号产生畸变。如果在SC-FDE系统中利用了信道状态信息，这些问题就可以得到缓解。因此，申请人提出了一种选频方式的单载波分块传输方法(已申请国家发明专利，专利申请号200410036439.6)，克服了传统SC-FDE系统不能利用信道状态信息的缺点，这种新的SC-FDE系统具有更高的系统性能和效率。
这种选频方式的单载波分块传输方法的实现步骤分为第一步，找出可用子信道，并将信道是否可用作标记，然后将子信道标记信息通过反向信道发送给发送端。
接收端根据估计出的信道状态信息H(k)，(k＝0，1，…，N-1)，从N个子信道中，按照幅度增益从大到小选出M(M≤N)个可用子信道，设这M个可用子信道的标号为ki(i＝0，1，…，M-1)，而将剩下的子信道禁用，用1比特信息，即“0”或“1”标记每个子信道是可用子信道还是禁用子信道，这就是发送端所需要的子信道标记信息，如果接收端作N点的DFT，即共有N个子信道，反馈给发送端的子信道标记信息共有N比特，然后将这N比特信息通过反向信道发回发送端。
第二步，根据子信道标记信息改变信号频谱在发送端收到接收端发送回来的子信道标记信息后，就可以用M个可用子信道来传输信号，这样对一帧M个SC-FDE符号s(n)，(n＝0，1，…，M-1)，作M点DFT变换到频域S(i)=Σn=0M-1s(n)e-j2πMni,(i=0,1,...,M-1)---(4)]]>就得到M点的频域信号，用选出来的第ki，(i＝0，1，…，M-1)个可用子信道H(ki)，(i＝0，1，…，M-1)传输第i个频域信号S(i)，(i＝0，1，…，M-1)，即在可用子信道对应的信号频谱点上放置要传输的频域信号，而将禁用子信道对应的信号频谱点置零，也可以填充一些非信息数据，这样就得到一帧新的频域信号S′(k)，(k＝0，1，…，N-1)，点数为N
S′(k)=S(i),k=ki0,k≠ki(k=0,1,···,N-1)---(5)]]>然后对S′(k)，(k＝0，1，…，N-1)作N点IDFTs′(n)=1NΣk=0N-1S′(k)ej2πNnk,(n=0,1,···,N-1)---(6)]]>变成时域信号，过抽样时IDFT点数要大于N，高频部分置零，对该时域信号作D/A(数模变换)后，再进行调制发送出去。
第三步，选出可用子信道上传输的信号，然后对选出来的信号进行均衡，并变换回时域进行判决，最终得到传输的数据。
接收端接收到信号，去掉CP后的时域离散信号为r′(n)＝s′(n)h(n)+w(n)，(n＝0，1，…，N-1) (7)对其作N点的DFTR′(k)=Σn=0N-1r′(n)e-j2πNnk,(k=0,1,···,N-1)---(8)]]>并且R′(k)＝S′(k)H(k)+W(k)，(k＝0，1，…，N-1)(9)这样就可以根据子信道标记信息选出M个可用子信道上的信号R(ki)，(i＝0，1，…，M-1)，然后用估计出来的信道状态信息中可用子信道参数H(ki)，(i＝0，1，…，M-1)，对选出来的信号进行均衡；可以选择下述三种均衡方式之一1、迫零均衡，2、最小均方误差均衡，3、混合均衡，即一部分子信道用迫零均衡，而另一部分子信道用最小均方误差均衡；以迫零均衡为例作介绍S~(ki)=R(ki)H(ki),(i=0,1,···,M-1)---(10)]]>令S~(i)=S~(ki),(i=0,1,···,M-1)---(11)]]>对其作M点的IDFTs~(n)=1MΣi=0M-1S~(i)ej2πMni,(n=0,1,···,M-1)---(12)]]>对这组数据进行判决就可以恢复出原始数据。
选频方式的单载波分块传输方法利用信道状态信息，对频率选择性衰落信道可以避开深衰点，从而显著改善了系统的误码性能。通信系统普遍有一定的性能要求，而系统性能是由均衡后信噪比及信道估计误差和同步误差引起的信噪比损失决定的，均衡后信噪比是指均衡后信号功率和噪声功率的比值。并且均衡后信噪比及信道估计误差和同步误差引起的信噪比损失还决定系统的信道容量，所以根据系统的均衡后信噪比及信道估计误差和同步误差引起的信噪比损失和系统性能要求，自适应的调节系统的调制方式，可进一步提高频谱效率。
发明内容针对上述选频方式的单载波分块传输方法，本发明提供一种基于该传输方法的可以充分利用发送功率、提高系统频谱利用率的比特加载方法。
该比特加载方法包括以下步骤(1)收发双方建立通信后，接收端根据选取的可用子信道数M及这些子信道的幅度增益|H(ki)|，(i＝0，1，…，M-1)，得到均衡后噪声功率，记为σ2，根据接收信噪比和均衡方式得到系统的均衡后信噪比记为SNReq；(2)根据系统的均衡后信噪比及信道估计误差和同步误差引起的信噪比损失确定系统采取的不同线性调制方式，描述不同线性调制方式的数据称为调制方式信息，通过反馈信道将调制方式信息传给发送端；(3)发送端根据接收到的调制方式信息进行符号映射发送信号；(4)接收端根据调制方式信息解调信号，并判决。
下面对以上步骤作详细说明第(1)步，接收端根据子信道标记信息及接收信噪比和均衡方式计算均衡后信噪比。
其中，接收信噪比的测量和计算方法可以参照相关文献，在此不作介绍。均衡方式不同，均衡后的信号功率和噪声功率就不同，系统的均衡后信噪比也不同，下面以迫零均衡为例计算均衡后信噪比。设接收端根据信道状态信息选取M个可用子信道，这些子信道的幅度增益为|H(ki)|，(i＝0，1，…，M-1)，且白高斯噪声双边功率谱密度 则均衡后噪声功率为σ2=E(Σi=0M-1|N(ki)H(ki)|2)=N02Σi=0M-1|1H(ki)|2(W)---(13)]]>设均衡后信号功率为Seq，则系统的均衡后信噪比为SNRep=Sepσ2---(14)]]>第(2)步，根据系统的均衡后信噪比及信道估计误差和同步误差引起的信噪比损失确定系统采用的不同线性调制方式。
经分析，当信道估计误差和同步误差可以忽略时，多径环境下的选频方式的单载波分块传输系统均衡后可以等价为通过理想高斯信道的通信系统，均衡后信噪比等价为在理想高斯信道下的信噪比，所以系统的误码率由均衡后信噪比决定，则SNR＝SNReq，当考虑信道估计误差和同步误差时，可以通过测量估计出实际系统的误差范围和损失的信噪比，记为SNRloss，损失信噪比的计算方法可以参考有关文献，这时决定系统误码性能的是均衡后信噪比和损失信噪比的比值，记为SNR＝SNReq/SNRloss，其中损失信噪比SNRloss的计算方法可以参照相关文献；
如果采取一种调制方式，要达到系统要求的误比特率BERreq，所需的信噪比一般高于或者低于SNR，为了充分利用功率，提高传码率，可以采用两种或两种以上不同进制的调制方式。因为系统的每个时域点只能携带整数比特的信息，所以所采用的调制方式的进制数普遍为2k，(k＝1，2，…)，在选频方式的单载波分块传输系统中，普遍采取线性调制方式，如QAM或者MPSK，下面以采取两种调制方式为例介绍设理想高斯信道情况下，采用某种进制线性调制方式时，达到相同的系统误码要求，即误比特率BERreq，所需要的信噪比分别为SNRk，(k＝1，2，…)，而选取的两种不同进制的线性调制方式所携带的信息比特数分别为k1和k2，且k2＝k1+1。若满足SNRk≤SNR≤SNRk+1，(k＝1，2，…) (15)则k1＝k(16)平均映射功率是指采用不同调制方式映射时对应所有星座点的平均功率。设所选取的两种线性调制方式的平均映射功率分别为S1和S2，则每帧中携带k2比特信息的点数为 表示下取整。则每帧中携带k1比特信息的点数为M1＝M-M2(18)这样，每帧有M1个时域点采用2k1进制调制，M2个时域点采用2k2进制调制，在实际情况中，系统所提供的功率要留有一定的余量，使系统能够达到所要求的相对稳定的性能。
将每帧M个时域点中采用2k1进制调制方式的点数M1和每点携带的信息比特数k1，形成调制方式信息，将其同子信道标记信息一起传回发送端。
第(3)步，发送端根据接收到的调制方式信息进行符号映射，根据子信道标记信息进行信号变换，发送信号；发送端根据反馈的调制方式信息k1，M1以及可用子信道数M，其中M可以根据子信道标记信息得到，和系统给出的发送信号功率，就可以进行调制映射，任意选取M1个时域点，令每个点携带k1比特信息进行2k1进制调制，剩余的M2个时域点，每个点携带k2比特信息进行2k2进制调制，具体哪些点采用2k1进制调制，哪些采用2k2进制调制由通信双方采用的约定或通信协议规定，例如，可以选定一帧数据的前M1个时域点采用2k1进制调制，后M2个时域点采取2k2进制调制；将每帧发送端的发送总功率按照不同调制方式的平均映射功率比值分配到M个时域点上，然后发送信号，例如，前M1个时域点采用2k1进制调制，后M2个时域点采用2k2进制调制，前M1个时域点平均每个点分配的功率跟后M2个时域点分配的平均功率比值为 并且每帧中采用相同调制方式的时域点分配的功率相同。完成符号映射后，根据子信道标记信息按背景技术中提到的选频单载波分块传输方法进行信号变换，发送信号。
第(4)步，接收端根据调制方式信息解调信号。
接收端根据子信道标记信息选出可用子信道上的信号，经过均衡之后变回时域，再根据不同时域点采用的调制方式对信号进行解调和判决，得到正确的传输数据，解调方法跟发送端进行信号映射类似，是信号映射的逆过程，如果按照第(3)步的例子，解调时前M1个时域点进行2k1进制解调判决，而后M2个时域点进行2k2进制解调判决。
本发明基于选频方式的单载波分块传输方法，在时域自适应地加载信息比特，可以更加充分的利用信号发射功率。在保证误码率稳定的情况下，根据接收信噪比和均衡方式及信道估计误差和同步误差造成的信噪比损失，可以自适应调节传码率。本发明提出的自适应方法在整体性能上比传统的自适应OFDM稍差，但在实现复杂度方面，该自适应方法远远低于传统的自适应OFDM系统。
本发明在保证系统性能一定的情况下，频谱效率、功率效率都优于现有SC-FDE和OFDM系统，整个系统增加的复杂度小。
附图是实现本发明所提出方法的系统框图。
图中1.信源模块，2.符号映射模块，3.FFT模块(M点)，4.信号频谱变换模块，5.IFFT模块(N点)，6.加循环前缀(CP)模块，7.D/A模块，8.中频及射频调制模块，9.信道，10.射频及中频解调模块，11.A/D模块，12.去CP模块，13.FFT模块(N点)，14.信号频谱反变换模块，15.均衡模块，16.IFFT模块(M点)，17.判决模块，18.同步模块，19.信道估计模块，20.调制方式确定模块，21.反向信道具体实施方式
实施例附图给出了实现本发明所提出方法的系统框图，各模块作用如下信源模块1产生要传输的数据。
符号映射模块2根据反向信道21传回的调制方式信息选择不同进制的调制方式(QAM或者MPSK)，将信源产生的数据映射到星座图对应点上。
M点FFT模块3将每帧M个已映射信号变换到频域，得到信号的M点频域信号。
信号频谱变换模块4根据接收端通过反向信道21发送回来的子信道标记信息，将模块3输出的M点频域信号放置到M个可用子信道对应频谱点上，而禁用子信道对应频谱点置零，或填充非信息数据，就得到一帧N点新的SC-FDE频域信号。此模块需要按照背景技术中提到的发明专利(专利申请号200410036439.6)介绍的方法编程，由通用数字信号处理芯片实现。
N点IFFT模块5将新得到的频域信号再变换到时域。
加CP模块6将得到的每帧数据加上循环前缀。
D/A模块7将数字信号变换为模拟信号。
中频及射频调制模块8如果在无线环境下使用该系统，需要对信号作射频调制才能送天线发射。有的时候需要先把信号调制到中频上进行中频放大，再作射频调制，最后将已调信号送天线发射。如果在有线环境(例如xDSL)下使用该系统，则不需要作射频调制，也不需要天线发射信号，但也要把信号频谱搬移到语音信道频带以外，保证在传输数据的同时不影响话音传输。
信道9传输信号的有线信道或无线信道。
同步模块18通过参数估计(例如盲估计和基于辅助数据的估计)的方法得到系统需要的各种同步数据。同步模块将频率同步数据送给射频及中频解调模块10；将抽样率同步数据送给模数转换模块11；将定时同步数据送给去CP模块12。
射频及中频解调模块10在无线环境中，将接收天线接收下来信号的频谱从射频或者中频搬移到低频。在解调之前需要用频率同步数据纠正信号传输过程中引起的频偏。
A/D模块11将解调后模拟信号变换为数字信号。A/D需要对模拟信号进行抽样，提供时钟信号的晶振需要跟发射机D/A模块的晶振频率相同，否则就会导致抽样率误差。因此在A/D之前要进行抽样率同步。
去CP模块12将循环前缀去掉。这时就存在判断一帧数据何时开始的问题，因此去CP之前需要作定时同步。
N点FFT模块13将去掉CP的信号变换到频域。
信道估计模块19跟同步类似，也需要通过参数估计来得到CSI，常用的一般是盲信道估计和基于辅助数据的信道估计。估计出CSI后选出可用子信道，将这些可用子信道参数送给均衡模块15；同时根据信道是否可用，用1比特信息(“0”或“1”)标记，形成子信道标记信息，将子信道标记信息同时送给信号频谱反变换模块14和反向信道21，通过反向信道发回发送端的信号频谱变换模块4；并将可用子信道状态信息传给调制方式确定模块20。此模块需要按照背景技术中提到的发明专利(专利申请号200410036439.6)介绍的方法编程，由通用数字信号处理芯片实现。
信号频谱反变换模块14根据信道估计模块19送来的子信道标记信息，找出接收信号中由可用子信道携带的M点频域信号。此模块需要按照背景技术中提到的发明专利(专利申请号200410036439.6)介绍的方法编程，由通用数字信号处理芯片实现。
均衡模块15用信道估计模块19送来的可用子信道参数，对信号频谱反变换模块14选出来的信号进行均衡。均衡方式可以选择下述三种均衡方式之一迫零均衡、最小均方误差均衡、混合均衡(即一部分子信道用迫零均衡，而另一部分子信道用最小均方误差均衡)。
M点IFFT模块16将均衡后信号的M个频域信号变换到时域。
判决模块17根据星座图和调制方式确定模块20传来的调制方式信息，完成时域信号的判决。
调制方式确定模块20根据信道估计模块19传来的可用子信道的状态信息和发送端提供的发送信号功率计算系统的均衡后信噪比，根据均衡后信噪比及信道估计误差和同步误差损失的信噪比确定每帧采取的调制方式，将调制方式信息传给判决模块17，并通过反向信道21传给发送端的映射模块2。此模块需要按照本发明介绍的方法编程，由通用数字信号处理芯片实现。
反向信道21将子信道标记信息和调制方式信息传回发送端。
该实施例仿真参数仿真环境Matlab7.0子信道总数N＝256可用子信道数，即每帧SC-FDE数据符号数M＝208。
调制方式QAMCP长度32
为了说明方便，在如图5的结构上又增加如下字段1.“归约输出”当每个语言单元送入广义归约部件后，由广义归约部件输出的新语言单元。
2.“缓冲队列”每个语言单元刚进入缓冲队列时，缓冲队列的状态。
3.“覆盖文本”每个语言单元在文本中对应的文字。
4.“来源”每个语言单元是由输入部件产生，还是由广义归约部件产生。
上表即为在给定归约规则与文本后进行近似文本分析得到的结果。
以上语言单元表，给出了所有符合给定归约规则的语言单元关系，从而为后续的分析，比如大规模定量文本分析或文本数据挖掘，提供信息。作为一种简单的后续分析，可以是语言单元关系的关联规则挖掘，或者是对不同类型语言单元在不同类型文本中频率差异的分析，等等。
为避免混淆，本说明书中所提到的一些名词做以下解释1.均衡后信噪比均衡之后信号功率跟噪声功率的比值。
2.平均映射功率不同调制方式映射时对应所有不同星座点的平均功率。
3.符号是指信息比特经过调制映射(也称符号映射)后的数据。一般是一个实部和虚部均为整数的复数。
4.一帧信号对于OFDM，一帧信号在发送端是指作IFFT变换的N个符号，在接收端是指在去掉CP以后作FFT变换的N个符号。对于SC-FDE，一帧信号在发送端是指相邻两个CP之间的N个信息符号，在接收端是指在去掉CP以后作FFT变换的N个符号。对于按本发明提出的方法实现的SC-FDE系统，一帧信号在发送端是指作FFT变换的M个符号，在接收端是指在均衡以后作IFFT变换的M个符号。
5.子信道对于OFDM，SC-FDE基带信号，一个子信道是指在接收端FFT后一个频率点。对于射频信道，一个子信道是指射频信道的一段频谱。
6.信噪比信号功率和噪声功率的比值，其中发明内容和权利要求部分提到的信噪比是未取对数的，没有单位；实施例中提到的信噪比是对数信噪比，单位是dB。
权利要求
1.一种选频单载波分块传输系统中的比特加载方法，其特征在于该方法包括以下步骤(1)收发双方建立通信后，接收端根据选取的可用子信道数M及这些子信道的幅度增益|H(ki)|，(i＝0，1，…，M-1)，得到均衡后噪声功率，记为σ2，根据接收信噪比和均衡方式得到系统的均衡后信噪比记为SNReq；(2)根据系统的均衡后信噪比及信道估计误差和同步误差引起的信噪比损失确定系统采取的不同线性调制方式，描述不同线性调制方式的数据称为调制方式信息，通过反馈信道将调制方式信息传给发送端；(3)发送端根据接收到的调制方式信息进行符号映射发送信号；(4)接收端根据调制方式信息解调信号，并判决。
2.根据权利要求1所述的选频单载波分块传输系统中的比特加载方法，其特征在于第(1)步采用下述方法实现其中，接收信噪比的测量和计算方法可以参照相关文献，在此不作介绍；均衡方式不同，均衡后的信号功率和噪声功率就不同，系统的均衡后信噪比也不同，下面以迫零均衡为例计算均衡后信噪比设接收端根据信道状态信息选取M个可用子信道，这些子信道的幅度增益为|H(ki)|，(i＝0，1，…，M-1)，且白高斯噪声双边功率谱密度 则均衡后噪声功率为σ2=E(Σi=0M-1|N(ki)H(ki)|2)=N02Σi=0M-1|1H(ki)|2(W)]]>设均衡后信号功率为Seq，则系统的均衡后信噪比为SNReq=Seqσ2]]>
3.根据权利要求1所述的选频单载波分块传输系统中的比特加载方法，其特征在于第(2)步采用下述方法实现当信道估计误差和同步误差可以忽略时，多径环境下的选频方式的单载波分块传输系统均衡后可以等价为通过理想高斯信道的通信系统，均衡后信噪比等价为在理想高斯信道下的信噪比，所以系统的误码率由均衡后信噪比决定，则SNR＝SNReq；当考虑信道估计误差和同步误差时，可以通过测量估计出实际系统的误差范围和损失的信噪比，记为SNRloss，损失信噪比的计算方法可以参照相关文献，这时决定系统误码性能的是均衡后信噪比和损失信噪比的比值，记为SNR＝SNReq/SNRloss，其中损失信噪比SNRloss的计算方法可以参照相关文献；为充分利用功率，提高传码率，采用两种以上不同进制的调制方式，因为系统的每个时域点只能携带整数比特的信息，所以所采用的调制方式的进制数普遍为2k，(k＝1，2，…)，在选频方式的单载波分块传输系统中，普遍采取线性调制方式，如QAM或者MPSK，下面以采取两种调制方式为例介绍设理想高斯信道情况下，采用某种进制线性调制方式时，达到相同的系统误码要求，即误比特率BERreq，所需要的信噪比分别为SNRk，(k＝1，2，…)，而选取的两种不同进制的线性调制方式所携带的信息比特数分别为k1和k2，且k2＝k1+1；若满足SNRk≤SNR≤SNRk+1，(k＝1，2，…)则k1＝k平均映射功率是指采用不同调制方式映射时对应所有星座点的平均功率，设所选取的两种线性调制方式的平均映射功率分别为S1和S2，则每帧中携带k2比特信息的点数为 表示下取整；则每帧中携带k1比特信息的点数为M1＝M-M2这样，每帧有M1个时域点采用2k1进制调制，M2个时域点采用2k2进制调制，在实际情况中，系统所提供的功率要留有一定的余量，使系统能够达到所要求的相对稳定的性能；将每帧M个时域点中采用2k1进制调制方式的点数M1和每点携带的信息比特数k1，形成调制方式信息，将其同子信道标记信息一起传回发送端。
4.根据权利要求1所述的选频单载波分块传输系统中的比特加载方法，其特征在于第(3)步采用下述方法实现发送端根据反馈的调制方式信息k1，M1以及可用子信道数M，其中M可以根据子信道标记信息得到，和系统给出的发送信号功率，就可以进行调制映射，任意选取M1个时域点，令每个点携带k1比特信息进行2k1进制调制，剩余的M2个时域点，每个点携带k2比特信息进行2k2进制调制，具体哪些点采用2k1进制调制，哪些采用2k2进制调制由通信双方采用的约定或通信协议规定，例如，可以选定一帧数据的前M1个时域点采用2k1进制调制，后M2个时域点采取2k2进制调制；将每帧发送端的发送总功率按照不同调制方式的平均映射功率比值分配到M个时域点上，然后发送信号，例如，前M1个时域点采用2k1进制调制，后M2个时域点采用2k2进制调制，前M1个时域点平均每个点分配的功率跟后M2个时域点分配的平均功率比值为 并且每帧中采用相同调制方式的时域点分配的功率相同。完成符号映射后，根据子信道标记信息按背景技术中提到的选频单载波分块传输方法进行信号变换，发送信号。
5.根据权利要求1所述的选频单载波分块传输系统中的比特加载方法，其特征在于第(4)步采用下述方法实现接收端根据子信道标记信息选出可用子信道上的信号，经过均衡之后变回时域，再根据不同时域点采用的调制方式对信号进行解调和判决，得到正确的传输数据，解调方法跟发送端进行信号映射类似，是信号映射的逆过程，如果按照第(3)步的例子，解调时前M1个时域点进行2k1进制解调判决，而后M2个时域点进行2k2进制解调判决。
全文摘要
本发明提供了一种选频单载波分块传输系统中的比特加载方法，包括以下步骤(1)收发双方建立通信后，接收端根据选取的可用子信道数M及这些子信道的幅度增益，得到均衡后噪声功率，根据接收信噪比和均衡方式得到系统的均衡后信噪比；(2)根据系统的均衡后信噪比及信道估计误差和同步误差引起的信噪比损失确定系统采取的不同线性调制方式，描述不同线性调制方式的数据称为调制方式信息，通过反馈信道将调制方式信息传给发送端；(3)发送端根据接收到的调制方式信息进行符号映射发送信号；(4)接收端根据调制方式信息解调信号，并判决。本发明在保证系统性能一定的情况下，频谱效率、功率效率都优于现有SC－FDE和OFDM系统。
文档编号H04L27/01GK1649333SQ20051004205
公开日2005年8月3日 申请日期2005年1月28日 优先权日2005年1月28日
发明者杜岩, 袁静, 李剑飞, 宫良 申请人:山东大学