一种适用于E波段通信的帧结构制造技术

本发明专利技术涉及一种适用于E波段通信的帧结构，包括依次排列的帧前导、帧头和若干数据块，所述帧前导包括用来对抗多径干扰以及消除码间干扰的循环前缀与用于定时同步、信道估计和频偏估计补偿训练序列；所述帧头包括调制方式部分、链路质量部分、数据块数目部分、CRC校验部分、预留部分和导频部分，其中，调制方式部分用于决定本帧中数据的映射方法，链路质量部分用于表明信息传输环境的情况，数据块数目部分用于表明本帧中数据信息长度，CRC校验部分用于增强帧头数据的抗干扰能力，预留部分用于对帧结构进行扩展升级，导频部分用于进行频偏跟踪以及补偿。本发明专利技术可以根据通信环境自适应调制信息数据的调制方式，实现系统多种传输速率。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于E波段通信的帧结构
本专利技术涉及E波段无线通信
，特别是涉及一种适用于E波段通信的帧结构。
技术介绍
按照国际无线电咨询委员会CCIR(ConsultativeCommitteeofInternationalRadio)的划分，E波段是指通信频率为71G-76GHz和81G-86GHz的电磁波。利用E波段进行无线通信称为E波段无线通信。多媒体终端的普及和高清数字业务等应用导致无线通信系统频率资源短缺这一问题日益严重。为提高传输速率，目前可以在传统的短波，微波通信中采用OFDM、构建异构网络等方案。但是由于受到可用频谱宽度和接收机复杂度等因素的影响，传统的短波、微波通信系统的通信容量和数据传输速率收到了很大影响，难以达到10Gbps的数据通信速率。E波段无线通信系统具有10GHz的可用带宽，每个频段划分成19个250MHz的子波段，用户可以同时使用连续的几个子波段。E波段中的频带宽度远比其他波段要宽，是迄今为止ITU-R一次性发放的频谱资源中波道间隔最大的一次。目前2G和3G网络的数据通信速率已经逐渐不能满足高清多媒体业务对信息传输速率的要求，我国逐步开始进行LTE、LTE-A的4G网络建设。未来4G网络不仅支持人们随时随刻通信，同时还可以高速的双向下载传递大容量数据。这些应用功能的实现要求极大的带宽和极高的速率支持，这对目前的无线回传网络的传输能力提出了新的挑战。E波段高速无线传输系统作为业界公认的未来无线回传的最佳可行解决方案，受到了各国的科研机构的重视。北美、欧洲、澳大利亚等都有团队和企业投入大量的资源进行E波段系统研究，除了公认的数据回传方面的应用，E波段还可作为未来微蜂窝数据接入回传的候选方案，这使得该系统具有更大的市场潜力。E波段系统在数据中心、国家安全和自然灾害等领域也具有广泛的运用背景。E波段的频谱资源的购买或租赁费用低、审批快等特点，许多国家都开放了E波段的使用。虽然E波段系统的商业应用还处于初期阶段，但是市场上已经有一部分成熟的E波段产品。E-BandCommunications公司推出了E-Link1000Q产品，该系统支持802.3z和802.3ab标准，采用QPSK调制方式，最大的通信速率为1.25Gbps；Siklu公司推出的EH-1200L产品和Gigabeam公司的Gi-CORE产品的速率为500M～1Gbps。早期的E波段产品的速率一般都小于2Gbps，随着理论和技术的成熟，E波段传输系统向着速率更高的目标进发。华为米兰团队研制出了具有电信级标准的第二代E波段产品，其产品型号为RTN380，通过在LTE系统中部署可以实现2.5Gbps的通信速率。现有的E波段的产品具有传输速率固定，传输速率小于5Gbps，频率利用率低等缺点。目前E波段高速无线通信系统中存在串行和并行两种传输模式。在并行模式下：将信道分隔成若干个并行的子信道，将高速的数据信号并行转换成多个较低速的数据流，并调制到每个子信道中进行传输。采用正交频分调制，用多个子载波并行传输的方法提高速率。各个子载波相互正交，在扩频调制后的频谱可以相互重叠，不但减小子载波间的相互干扰，还提高了频谱利用率，增加了抗干扰性能。在串行模式下：系统采用单载波发送方式，数据以串行方式调制，码元宽度短，码间干扰严重，在实际的系统中需要采用均衡等技术来消除码间干扰的影响。E波段无线通信系统具有10Gbps甚至更高的通信速率，远远高于传统的2.5Gbps的通信速率。采用并行传输模式时，系统的信号发射功率，信号峰均值比具有较大提高，这对整个系统的功率放大器、天线耦合器等都提出了更高的要求。目前市场上一般的器件难以满足此系统的要求，并且提高器件的工艺性能等费用代价非常大。采用串行传输模式时，由于系统的传输速率为10Gbps，码元宽度短。接收机的接收信号包含了经历衰减和时延的多径波，信号码元之间会产生严重的干扰，从而导致接收机不能正常的解调出数据。如果在接收端采用时域均衡来降低码间干扰的影响，则需要较多滤波器抽头才能得到满足系统要求的均衡效果，并且整个系统均衡所占用的开销和系统实现复杂度非常大。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种适用于E波段通信的帧结构，可以根据通信环境自适应调制信息数据的调制方式，实现系统多种传输速率。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种适用于E波段通信的帧结构，包括依次排列的帧前导、帧头和若干数据块，所述帧前导包括用来对抗多径干扰以及消除码间干扰的循环前缀与用于定时同步、信道估计和频偏估计补偿训练序列；所述帧头包括调制方式部分、链路质量部分、数据块数目部分、CRC校验部分、预留部分和导频部分，其中，调制方式部分用于决定本帧中数据的映射方法，链路质量部分用于表明信息传输环境的情况，数据块数目部分用于表明本帧中数据信息长度，CRC校验部分用于增强帧头数据的抗干扰能力，预留部分用于对帧结构进行扩展升级，导频部分用于进行频偏跟踪以及补偿。所述训练序列的后部与循环前缀序列相同。所述数据块包括相互交错排列的数据符号和导频符号，，数据符号长度可变，导频用于跟踪频偏和消除剩余频偏。所述调制方式部分采用的调制方式包括BPSK、QPSK、16QAM、32QAM、64QAM、128QAM、256QAM、512QAM、1024QAM、2048QAM、4096QAM、或8192QAM。有益效果由于采用了上述的技术方案，本专利技术与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：本专利技术可以根据通信环境自适应调制信息数据的调制方式，实现系统多种传输速率，传输速率最大可为10Gbps。通过接收端的频域均衡技术，可以达到很好的均衡效果，与时域均衡技术相比，具有效果优异、复杂度低等特性。与现有OFDM多载波E波段系统相比，本专利技术降低了发送端和接收端对功率放弃、天线耦合器等器件的性能要求，降低整个系统的费用。本方法产生的帧结构具有开销小，峰均值比低，抗频率选择性衰落能力强等优点，可以降低系统的误比特率。附图说明图1是本专利技术的结构示意图；图2是本专利技术的数据成帧结构图；图3是本专利技术中帧前导结构示意图；图4是本专利技术中帧头结构示意图；图5是本专利技术中数据块结构示意图；图6是本专利技术中训练序列示意图；图7是本专利技术中导频序列示意图。具体实施方式下面结合具体实施例，进一步阐述本专利技术。应理解，这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。此外应理解，在阅读了本专利技术讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本专利技术作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。本专利技术的实施方式涉及一种适用于E波段通信的帧结构，如图1所示，包括依次排列的帧前导、帧头和若干数据块，所述帧前导包括用来对抗多径干扰以及消除码间干扰的循环前缀与用于定时同步、信道估计和频偏估计补偿训练序列(见图3)；所述帧头包括调制方式部分、链路质量部分、数据块数目部分、CRC校验部分、预留部分和导频部分，其中，调制方式部分用于决定本帧中数据的映射方法，链路质量部分用于表明信息传输环境的情况，数据块数目部分用于表明本帧中数据信息长度，CRC校验部分用于增强帧头数据的抗干扰能力，预留部分用于对帧结构进行扩展升级，导频部分用于进行频偏跟踪以及补偿。如图2所示，信息从信息比本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适用于E波段通信的帧结构，包括依次排列的帧前导、帧头和若干数据块，其特征在于，所述帧前导包括用来对抗多径干扰以及消除码间干扰的循环前缀与用于定时同步、信道估计和频偏估计补偿训练序列；所述帧头包括调制方式部分、链路质量部分、数据块数目部分、CRC校验部分、预留部分和导频部分，其中，调制方式部分用于决定本帧中数据的映射方法，链路质量部分用于表明信息传输环境的情况，数据块数目部分用于表明本帧中数据信息长度，CRC校验部分用于增强帧头数据的抗干扰能力，预留部分用于对帧结构进行扩展升级，导频部分用于进行频偏跟踪以及补偿。

【技术特征摘要】
1.一种适用于E波段通信的帧结构生成方法，其特征在于，数据符号首先进行添加帧前导，其次进行添加帧头，然后数据符号进行分块，最后添加导频，其中，所述帧前导包括用来对抗多径干扰以及消除码间干扰的循环前缀与用于定时同步、信道估计和频偏估计补偿训练序列；所述帧头包括调制方式部分、链路质量部分、数据块数目部分、CRC校验部分、预留部分和导频部分，其中，调制方式部分用于决定本帧中数据的映射方法，链路质量部分用于表明信息传输环境的情况，数据块数目部分用于表明本帧中数据信息长度，CRC校验部分用于增强帧头数据的抗干扰能力，预留部分用于对帧结构进行扩展升级，导...

【专利技术属性】
技术研发人员：周志刚，李超，钟文斌，王丽云，
申请(专利权)人：中国科学院上海微系统与信息技术研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31