一种双选信道的补偿方法、系统及相关装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及通信技术领域，特别涉及双选信道的补偿方法、系统及相关装置。
【背景技术】
[0002] 时间和频率选择性衰落信道，即时频双选信道（以下简称"双选信道"）是近来 研究的热点，例如水声通信、低轨卫星通信、数字视频广播（Digitalvideobroadcasting, DVB)、微波存取全球互通（WorldwideInteroperabilityforMicrowaveAccess，WiMAX)等， 这些通信应用领域传输时的信道均为双选信道，而双选衰落信道对通信质量的影响是巨大 的，如何对双选信道进行补偿已经成为迫切需要解决的问题。
[0003] 为了进行双选信道的补偿，现有技术中一种方法是将部分快速傅里叶变换（Fast FourierTransform，FFT)解调应用到了正交频分复用（OrthogonalFrequencyDivision Multiplexing，OFDM)系统中，但是由于OFDM系统在快速时变的双选信道下，会受到由于 多普勒影响引起的载波间的干扰的影响。为此现有的另一种方法中，提出了将部分FFT解 调应用到混合载波系统中，性能有了较大的提高，但是复杂度很高，在实际应用中会受到限 制。而另外一种方法中利用了双选信道的性质，将带状最小均方差（MinimumMeanSquare Error，MMSE)均衡方法应用到OFDM系统中，降低了计算的复杂度，但是在误码率性能上又 不是很理想。
【发明内容】
[0004] 本发明实施例提供双选信道的补偿方法、系统及相关装置，采用一种优化的方法 将带状均衡的信道补偿方法和部分FFT变换应用在通信系统中，提升了系统的性能。
[0005] 本发明实施例第一方面提供一种通信设备，包括：
[0006] 信号接收单元，用于接收发送端传输的多个时域信号，所述多个时域信号是所述 发送端基于多个不同的调制阶数a，分别对多个待发送信号进行加权分数傅里叶变换得到 的，所述多个待发送信号是添加了发送导频序列的多个有用信号；
[0007] 分数信号获得单元，用于对所述信号接收单元接收的所述多个时域信号中的每一 时域信号，依次进行部分快速傅里叶变换处理，信道补偿处理，及a-1阶的加权分数傅里 叶变换处理得到对应的分数域信号；
[0008] 提取计算单元，用于提取所述分数信号获得单元获取的所述多个时域信号分别对 应的分数域信号的接收导频序列，并计算所述提取的接收导频序列与发送导频序列之间的 均方误差；
[0009] 选择确定单元，用于在所述提取计算单元根据多个时域信号对应的分数域信号分 别计算的均方误差中，选择最小均方误差所对应的分数域信号的第一调制阶数，及确定所 述第一调制阶数下相应的信道补偿参数；
[0010] 阶数发送单元，用于将所述选择确定单元得到的第一调制阶数发送给所述发送 端，以使得所述发送端根据所述第一调制阶数传输有用信号；
[0011] 信道补偿单元，用于利用所述选择确定单元确定的信道补偿参数进行信道补偿。
[0012] 本发明实施例第一方面的第一种可能实现方式中，通信设备还包括：
[0013] 前缀处理单元，用于在所述分数信号获得单元得到分数域信号之前，分别将所述 信号接收单元接收的多个时域信号的前缀去掉，所述时域信号的前缀是所述发送端将原始 时域信号中包括的一段信号，复制并放置到所述原始时域信号前的循环前缀；
[0014] 则所述分数信号获得单元，具体用于对所述前缀处理单元得到的去掉前缀的多个 时域信号中的每一去掉前缀的时域信号，依次进行部分快速傅里叶变换处理，信道补偿处 理，及a-1阶的加权分数傅里叶变换处理得到对应的分数域信号。
[0015] 结合本发明实施例第一方面或第一方面的第一种可能实现方式，在本发明实施例 第一方面的第二种可能实现方式中，所述分数信号获得单元，具体包括：
[0016] 部分快速傅里叶变换单元，用于将所述信号接收单元接收的时域信号，或所述前 缀处理单元得到的去掉前缀的时域信号中长度为M的有用信号平均分成Q个分块信号；分 别对各个分块信号补零，使得所述各个分块信号的长度为M;分别对补零后的各个分块信 号进行傅里叶变换得到各分块的频域信号，所述Q大于或等于2;
[0017] 补偿单元，用于分别使用不同的信道补偿矩阵对所述频域变换单元得到的各分块 的频域信号进行信道补偿，将进行所述补偿后的各分块的频域信号叠加得到补偿后的频域 信号；
[0018] 分数域变换单元，用于对所述补偿单元补偿后的频域信号进行a-1阶的加权分 数傅里叶变换得到分数域信号。
[0019] 结合本发明实施例第一方面的第二种可能实现方式，在本发明实施例第一方面的 第三种可能实现方式中，所述信道补偿参数包括各分块的频域信号对应的信道补偿矩阵， 则所述选择确定单元，具体包括：
[0020] 选择单元，用于在所述提取计算单元根据多个时域信号对应的分数域信号分别计 算的均方误差中，，选择最小均方误差所对应的分数域信号的第一调制阶数；
[0021] 分块数确定单元，用于确定在得到所述第一调制阶数对应的分数域信号时，进行 部分快速傅里叶变换处理时所用的分块数Q;
[0022] 补偿矩阵计算单元，用于计算所述各分块的频域信号对应的信道补偿矩阵为：
[0023]
[0024] 其中，zk =[Ihpm0i+pm:，k= 1，2,…，M，用于表示MXM的单位矩阵I的第 (k-P) |M行到（k+P) |M的所有元素组成的矩阵；
[0025]
=U:，..",M，所述i2p+l 为（2P+1) * (2P+1)的单 位矩阵；hk是是$的第k列元素，k= 1，2，……，M;N。为噪声功率；
[0026]
.其中，,Hq是第q个分块的频域信道矩 阵；
[0027] 上述（.）H表示矩阵或者向量的共轭转置。
[0028] 本发明实施例第二方面提供一种通信设备，包括：
[0029]时域信号获取单元，用于基于多个不同的调制阶数a，分别对多个待发送信号进 行加权分数傅里叶变换处理得到的多个时域信号；所述多个待发送信号是添加了发送导频 序列的多个有用信号；
[0030] 发送单元，用于传输所述多个时域信号给接收端，以使得所述接收端根据所述多 个时域信号选择所述多个调制阶数a中的第一调制阶数；
[0031] 传输单元，用于接收所述接收端返回的所述第一调制阶数，根据所述第一调制阶 数传输有用信号。
[0032] 本发明实施例第二方面的第一种可能实现方式中，所述时域信号获取单元具体用 于基于多个不同的调制阶数a，对多个分数域信号进行-a阶的加权分数傅里叶变换得到 多个时域信号。
[0033] 结合本发明实施例第二方面或第二方面的第一种可能实现方式，在本发明实施例 第二方面的第二种可能实现方式中，所述发送单元，具体包括：
[0034] 前缀添加单元，用于在所述时域信号中添加前缀，所述前缀是指将所述时域信号 中包括的一段信号，复制并放置到所述时域信号前的循环前缀；
[0035] 信号发送单元，用于传输所述前缀添加单元添加前缀后的时域信号给接收端。
[0036] 本发明实施例第三方面提供一种双选信道的补偿系统，包括第一通信设备和第二 通信设备，其中：
[0037] 所述第一通信设备是如本发明实施例第一方面，或第一方面的第一种到第三种可 能实现方式中任一种可能实现方式所述的通信设备，所述第二通信设备是如本发明实施例 第二方面，或第二方面的第一种或第二种可能实现方式所述的通信设备。
[0038] 本发明实施例第四方面提供一种双选信道的补偿方法，包括：
[0039] 接收发送端传输的多个时域信号，所述多个时域信号是所述发送端基于多个不同 的调制阶数a，分别对多个待发送信号进行加权分数傅里叶变换得到的，所述多个待发送 信号是添加了发送导频序列的多个有用信号；
[0040] 对所述多个时域信号中的每一时域信号，依次进行部分快速傅里叶变换处理，信 道补偿处理，及a-1阶的加权分数傅里叶变换处理得到对应的分数域信号；
[0041] 提取所述多个时域信号分别对应的分数域信号的接收导频序列，并计算所述提取 的接收导频序列与发送导频序列之间的均方误差；
[0042] 在根据所述多个时域信号对应的分数域信号分别计算的均方误差中，，选择最小 均方误差所对应的分数域信号的第一调制阶数，及确定所述第一调制阶数下相应的信道补 偿参数；
[0043] 将所述第一调制阶数发送给所述发送端，以使得所述发送端根据所述第一调制阶 数发送有用信号；利用所述确定的信道补偿参数进行信道补偿。
[0044]本发明实施例第四方面的第一种可能实现方式中，所述接收发送端传输的时域信 号之后，还包括：
[0045] 将所述时域信号的前缀去掉，所述时域信号的前缀是所述发送端将原始时域信号 中包括的一段信号，复制并放置到所述原始时域信号前的循环前缀；
[0046] 则对去掉前缀的多个时域信号中的每一去掉前缀的时域信号，依次进行部分快速 傅里叶变换处理，信道补偿处理，及a-1阶的加权分数傅里叶变换处理得到对应的分数域 信号。
[0047] 结合本发明实施例第四方面或第四方面的第一种可能实现方式，在本发明实施例 第四方面的第二种可能实现方式中，所述对所述时域信号或去掉前缀的时域信号，依次进 行部分快速傅里叶变换处理，信道补偿处理，及a-1阶的加权分数傅里叶变换处理得到分 数域信号，具体包括：
[0048] 将所述时域信号或去掉前缀的时域信号中长度为M的有用信号平均分成Q个分块 信号；分别对各个分块信号补零，使得所述各个分块信号的长度为M;分别对补零后的各个 分块信号进行傅里叶变换得到各分块的频域信号，所述Q大于或等于2 ;
[0049] 分别使用不同的信道补偿矩阵对所述各分块的频域信号进行信道补偿，将进行所 述补偿后的各分块的频域信号叠加得到补偿后的频域信号；
[0050] 对所述补偿后的频域信号进行a-1阶的加权分数傅里叶变换得到分数域信号。
[0051] 结合本发明实施例第四方面的第二种可能实现方式，在本发明实施例第四方面的 第三种可能实现方式中，所述信道补偿参数包括各分块的频域信号对应的信道补偿矩阵， 则所述确定所述第一调制阶数下相应的信道补偿参数，具体包括：
[0052] 确定在得到所述第一调制阶数对应的分数域信号时，进行部分快速傅里叶变换处 理时所用的分块数Q;
[0053] 计算所述各分块的频域信号对应的信道补偿矩阵为：
[0054]
[0055] 其中，zk =[Ihpm0i+pm:，k= 1，2,…，M，用于表示MXM的单位矩阵I的第 (k-P) |M行到（k+P) |M的所有元素组成的矩阵；
[0056]
所述I2P+1 为（2P+1)*(2P+1)的单 位矩阵；hk是是_的第k列元素，k= 1，2，……，M;N。为噪声功率；
[0057]
、Hq是第q个分块的频域信道矩 阵；
[0058] 上述（.）H表示矩阵或者向量的共轭转置。
[0059] 本发明实施例第五方面提供一种双选信号的补偿方法，包括：
[0060] 基于多个不同的调制阶数a，分别对多个待发送信号进行加权分数傅里叶变换处 理得到的多个时域信号；所述多个待发送信号是添加了发送导频序列的多个有用信号；
[0061]传输所述多个时域信号给接收端，以使得所述接收端根据所述多个时域信号选择 所述多个调制阶数a中的第一调制阶数；
[0062] 接收所述接收端返回的所述第一调制阶数，根据所述第一调制阶数传输有用信 号。
[0063] 在本发明实