專利名稱：一種無線信號成幀的循環(huán)前綴參數(shù)設(shè)置方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及基于離散傅立葉變換擴頻正交頻分復(fù)用(DFT-S-OFDM)無線信號調(diào)制的CP(Cyclic Prefix，循環(huán)前綴)參數(shù)設(shè)置方法。

背景技術(shù)：
作為一種單載波無線信號的調(diào)制方式，DFT擴頻正交頻分復(fù)用(OFDM)將單載波信號通過DFT進行預(yù)處理然后將輸出子載波等間隔映射到IFFT輸入中，IFFT變換的結(jié)果作為發(fā)射調(diào)制的信號源。CP的引入，又進一步增強了系統(tǒng)抗符號間干擾(ISI)的能力，同時還更好地保持了子載波之間的正交性。
DFT變換 其中k＝0 … D-1 IFT變換 其中1＝0，…，N-1. 基于以上公式，圖1給出了DFT-S-OFDM的信號處理結(jié)構(gòu)圖。圖中的D＜N，F(xiàn)d(d＝0，…，D-1)在輸入IFT變換前補上N-D個0。其補0的方式是在Fd序列的每個值間補上等個數(shù)的0，其余的0在整個序列的左邊和右邊均分，作為保護帶補上。前述方法生成的信號的尾部一定數(shù)量的樣點拷貝到信號的前面作為循環(huán)前綴CP(Cyclic Prefix)，從而形成一個完整的符號(Symbol)。CP可以對信號的多徑分量進行保護，防止符號間干擾。根據(jù)N點的數(shù)值的不同和子載波間隔的不同，符號的長度可變，設(shè)備通過發(fā)射連續(xù)的符號來傳輸數(shù)據(jù)。圖3演示了設(shè)備發(fā)射的連續(xù)信號。
在DFT-S-OFDM的每一幀信號中，包含了多個符號，符號的長度可以不同。由于數(shù)字信號的特性，其采樣頻率在幀內(nèi)是不變的。因此，當(dāng)符號長度和該符號占用的采樣點數(shù)有著對應(yīng)關(guān)系，因而也和IFFT的輸入點值N(如圖1)是一致的。
DFT-S-OFDM技術(shù)成為3GPP UMTS無線通訊技術(shù)長期演進LTE中的上行鏈路的熱門入選技術(shù)。作為上行時分復(fù)用的技術(shù)，DFT-S-OFDM支持不同用戶(UE)的時分和頻分復(fù)用。其中，因為時分復(fù)用而留出采樣點下降和爬升的時間，無線信號的每一幀的第一個符號的CP還要比幀內(nèi)其他符號的CP長。根據(jù)已實用的方法獲得，當(dāng)帶寬為1.25MHz采樣率為1.92MHz，較合適的采樣點爬升時間為4.17us，即8個采樣點。
不同發(fā)射帶寬的UE設(shè)備的DFT-S-OFDM上行信號還可頻分復(fù)用到一起，為同一無線接入設(shè)備接收和解碼。其示意圖參見圖2。
由于不同發(fā)射帶寬的UE需要頻分復(fù)用到同一幀，同時他們的采樣率，F(xiàn)FT點數(shù)等參數(shù)不同，因此有可能導(dǎo)致不同帶寬CP在時間上不能對齊。因此導(dǎo)致有效CP長度減少，甚至帶來UE間的干擾。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，提出一種在DFT-S-OFDM(離散傅立葉變換擴頻正交頻分復(fù)用)無線信號成幀中的CP參數(shù)設(shè)置方法，使得任意兩個不同帶寬UE發(fā)射的所有的符號的CP在時間長度上對齊或者最大可能地對齊。
本發(fā)明提出的DFT-S-OFDM無線信號成幀的循環(huán)前綴參數(shù)設(shè)置方法，包括以下步驟 (1)設(shè)定UE的發(fā)射接口采用的基準(zhǔn)CP長 (2)設(shè)定幀內(nèi)第一個符號的CP長度Lc1＝Lc+Lr，所有其他符號的CP長度Lcs＝Lc；s＝2，..，S； (3)當(dāng)

時，幀內(nèi)的每個符號s的CP為Lcs×Fa個樣點；否則，設(shè)
對于符號s(s＝1，..，S)，如果R×s＞R×(s-1)則符號的CP長度設(shè)置為Lcs×Fa+1個樣點，其余符號的CP長度設(shè)置為Lcs×Fa個樣點； 其中Lc為基準(zhǔn)CP長，Lf為幀長度；Lr為采樣點的下降和上升預(yù)留時間，Lb為不含CP的符號長度，S為幀內(nèi)的符號的個數(shù)，F(xiàn)a為采樣頻率。
本發(fā)明通過給定的方法得出一幀中每一符號的CP的長度進而設(shè)定CP，使得對于同一系統(tǒng)下，不同發(fā)射帶寬的UE在CP和采樣點的下降和上升預(yù)留時間得以對齊。CP的設(shè)定在每一幀中也保持相對均勻。通過本發(fā)明設(shè)置出來的參數(shù)能夠使得每個符號在傳輸中抵制多徑干擾的能力最大化。在隨機接入時，該方法避免了盲檢測。當(dāng)不同帶寬的UE采樣率成倍數(shù)關(guān)系時，不同帶寬下的每CP點數(shù)之間成同比例倍數(shù)關(guān)系，使得基帶處理過程得到簡化，也使得空中接口的設(shè)定得到簡化。



圖1 DFT-S-OFDM的子載波映射示意圖； 圖2完整的DFT-S-OFDM信號生成圖； 圖3空中信號的符號成幀的幀結(jié)構(gòu)圖； 圖4為本發(fā)明應(yīng)用設(shè)備的使用示意圖； 圖5為本發(fā)明實施例中的幀的結(jié)構(gòu)圖。

具體實施例方式 本發(fā)明所應(yīng)用的場景是一無線接入系統(tǒng)，該系統(tǒng)以DFT-S-OFDM信號的作為上行無線傳輸復(fù)用，上行接入的UE發(fā)射帶寬不同，但成倍數(shù)關(guān)系。
在介紹本發(fā)明DFT-S-OFDM信號CP參數(shù)設(shè)置方法時，先介紹一些參數(shù)采樣頻率，幀的時間長度，符號數(shù)量，去掉CP的符號(稱為“塊”)長度，復(fù)用中的UE發(fā)射的最小帶寬，以及根據(jù)采樣頻率和最小帶寬確定的采樣點的下降和上升預(yù)留時間。其中采樣頻率根據(jù)UE的發(fā)射帶寬的不同而不同。其他的參數(shù)對于所有的UE都一樣。用符號表述為采樣頻率Fa/ms，幀長度Lf ms，以及幀內(nèi)每一個符號不含CP的長度(塊長度)為Lb ms，其中b＝1，...，S。S為幀內(nèi)的符號的總個數(shù)。對于不同發(fā)射帶寬的UE，上述的采樣頻率Fa/ms對應(yīng)一組不同的值。
本發(fā)明使用下面步驟來分別為不同發(fā)射帶寬的UE的無線發(fā)射接口設(shè)定幀內(nèi)每一CP的長度 1、設(shè)定UE的發(fā)射接口采用的基準(zhǔn)CP長基準(zhǔn)CP長為幀長去掉所有的塊長，再去掉采樣點的下降和上升預(yù)留時間，然后再平均分配給每個幀內(nèi)符號得到的值，即基準(zhǔn)CP的長度是 2、設(shè)置無線幀參數(shù)時，第一個CP的長度為基準(zhǔn)CP長度加上采樣點的下降和上升預(yù)留時間，其他的CP設(shè)置為基準(zhǔn)CP長，即設(shè)定幀內(nèi)第一個符號的CP長度Lc1＝Lc+Lr，所有其他符號的CP長度Lcs＝Lc，(s＝2，..，S)； 3、根據(jù)上述設(shè)定的CP長度和采樣率，折合成樣點數(shù)從而設(shè)置每一個CP。當(dāng)CP的長度不對應(yīng)整數(shù)個采樣點數(shù)時，盡量使去掉預(yù)留的下降和上升采樣點后的樣點數(shù)較多的CP均勻分布在幀內(nèi)。即當(dāng)

時， 幀內(nèi)的每個符號s的CP為Lcs×Fa個樣點；否則，設(shè)
對于符號s(s＝1..S)，如果R×s＞R×(s-1)，則符號的CP長度設(shè)置為Lcs×Fa+1個樣點，其余符號的CP長度設(shè)置為Lcs×Fa個樣點。
根據(jù)上述方案 A、由UE的最小發(fā)射帶寬及其對應(yīng)的采樣率決定采樣點的下降和上升預(yù)留時間，其他更高帶寬的在同樣的預(yù)留時間下采樣點的數(shù)目根據(jù)采樣頻率的增加而同比例增加。
B、當(dāng)

時，所有CP的樣點數(shù)都完全符合公式Lcs×Fa。此時產(chǎn)生的CP長度最符合要求。
C、在步驟3中采用Lcs×Fa+1個采樣點長的CP對應(yīng)的符號是在幀內(nèi)盡量等間隔均勻選擇。
D、盡管幀內(nèi)符號的長度不等，但由于系統(tǒng)是用在同一無線傳輸場景下的，因此對于每一符號的多徑時延擴展是相同的。該方法設(shè)置的CP為每個符號都提供了盡可能相近的多徑抑制能力，從而是采樣點的資源利用達到最大化。當(dāng)幀內(nèi)每個CP在去除采樣點的下降和上升預(yù)留時間后其長度都相等時，設(shè)置CP的效果最為理想。
E、當(dāng)UE進行上行隨機接入時，由于不同發(fā)射帶寬的CP長度對齊，無線接入設(shè)備不需要事先知道UE的帶寬類型，從而避免了盲檢測。
F、由于無線傳輸接口相對固定，上述設(shè)置出的CP長度是事先確定的。UE發(fā)射帶寬按照整數(shù)倍擴展時，其采樣率也按照相同的倍數(shù)擴展，因而CP的長度也可以按照同樣的倍數(shù)擴展，即，原來CP的樣點乘以一個同樣的倍數(shù)就得出擴展后的樣點數(shù)。這樣實現(xiàn)起來較簡單，設(shè)計的移植性較強。
圖4所示為本發(fā)明實施例的接入系統(tǒng)，包括無線接入設(shè)備及其手持用戶設(shè)備(UE)。本發(fā)明應(yīng)用于UE的DFT-S-OFDM上行信號的參數(shù)部分。在本發(fā)明的實施例中 UE發(fā)射上行分配帶寬可以配置為以下一組值中的一個10MHz，15MHz，20MHz。該組值均為5M的整數(shù)倍，這樣便于實現(xiàn)靈活的帶寬分配。帶寬則可以配置為不同的3組值。分別對應(yīng)的采樣率見表1。采樣率和分配帶寬成正比。在本實施例中10MHz UE為上行發(fā)射最小帶寬。通過非本案所提供的方法，設(shè)定的采樣點的下降和上升預(yù)留時間為10M下8個采樣點，為1/1920ms。
表1 說明*為含有采樣點的下降和上升預(yù)留時間的CP。
不論分配的帶寬如何，幀的結(jié)構(gòu)如圖5。在幀中有6個L黑色的長塊和2個黑色的短塊，半黑半白的為上升下降時間，白色框為不含上升下降時間的CP。每一個塊和位于其前面的CP構(gòu)成一個符號。對于前述的9個分配帶寬，其塊長度和幀長度參數(shù)是固定的。長塊為1/15ms，短塊為1/30ms，幀長度為0.5ms。表1中的塊長度折合為約數(shù)。
根據(jù)CP的設(shè)置方法，基準(zhǔn)CP的長度應(yīng)為(0.5ms-1/1920ms-6(1/15ms)-2(1/30ms))/8＝63/15360ms。套用上面所述步驟得出針對不同帶寬的每個符號樣點數(shù)值和對應(yīng)時間長度的約數(shù)(見表1)。10M和20M UE的CP所對應(yīng)的采樣點數(shù)和不同上行分配帶寬/采樣頻率也成嚴格正比關(guān)系。15M UE和其他帶寬UE成近似正比關(guān)系，其采用的CP依次為(4.60/106)，(4.12/95)，(4.08/94)，(4.12/95)，(4.08/94)，(4.12/95)，(4.08/94)，(4.12/95)。參見圖5 對應(yīng)10M UE和20M UE的發(fā)射帶寬，CP包含的樣點數(shù)成倍數(shù)關(guān)系。對于某些特定的時鐘頻率生成的器件，該特性可以得到很好的利用。采樣頻率實際上也是由時鐘頻率變換得出的。通常的變換方法為倍頻和分頻的方法。
10M UE和20M UE的數(shù)據(jù)頻分復(fù)用在一個幀中時，由于每個CP長度和符號的在幀中間的相對位置完全一致，避免了在對不齊的情況而導(dǎo)致的有效CP長度的降低。對于15M UE其位置對齊誤差也在1個采樣點級別，因此有效的CP長度得到最大化。同時，也很好地避免了UE上行隨機接入的盲檢測現(xiàn)象。
本發(fā)明中的帶寬選取、最小發(fā)射帶寬、采樣頻率、幀長度、塊長度(即不含CP的符號長度)、信號的調(diào)制方式等可以進行變換。例如在另一實施例中，頻分復(fù)用中的UE發(fā)射的最小帶寬為5MHz。CP長度的設(shè)定原則仍是上述方法。即以5MHz的采樣點上升下降時間為準(zhǔn)，設(shè)置其他帶寬的采樣上升下降時間。在再一實施例中，信號的調(diào)制方式為不加預(yù)處理OFDM體制。CP長度的設(shè)定原則仍是上述方法。
權(quán)利要求
1、一種無線信號成幀的循環(huán)前綴參數(shù)設(shè)置方法，包括以下步驟
(1)設(shè)定UE的發(fā)射接口采用的基準(zhǔn)CP長
(2)設(shè)定幀內(nèi)第一個符號的CP長度Lc1＝Lc+Lr，所有其他符號的CP長度Lcs＝Lc；s＝2，..，S；
(3)當(dāng)
時，幀內(nèi)的每個符號s的CP設(shè)置為Lcs×Fa個樣點；否則，設(shè)
對于符號s(s＝1，..，S)，如果R×s＞R×(s-1)則符號的CP長度設(shè)置為Lcs×Fa+1個樣點，其余符號的CP長度設(shè)置為Lcs×Fa個樣點；
其中Lc為基準(zhǔn)CP長，Lf為幀長度；Lr為采樣點的下降和上升預(yù)留時間，Lb為不含CP的符號長度，S為幀內(nèi)的符號的個數(shù)，F(xiàn)a為采樣頻率。
全文摘要
一種無線信號成幀的循環(huán)前綴參數(shù)設(shè)置方法，設(shè)定UE的發(fā)射接口采用的基準(zhǔn)CP長，以此為基礎(chǔ)設(shè)置設(shè)定幀內(nèi)第一個符號和其他符號的CP長度，再根據(jù)不同的情況，設(shè)置幀內(nèi)每個符號的采樣點數(shù)。本發(fā)明使得對于同一系統(tǒng)下，不同發(fā)射帶寬的UE在CP和采樣點的下降和上升預(yù)留時間得以對齊。CP的設(shè)定在每一幀中也保持相對均勻。設(shè)置出來參數(shù)能夠使得每個符號在傳輸中抵制多徑干擾的能力最大化。在隨機接入時，該方法避免了盲檢測。當(dāng)不同帶寬的UE采樣率成倍數(shù)關(guān)系時，不同帶寬下的每CP點數(shù)之間成同比例倍數(shù)關(guān)系，使得基帶處理過程得到簡化，也使得空中接口的設(shè)定得到簡化。
文檔編號H04L27/26GK101102294SQ20061006218
公開日2008年1月9日 申請日期2006年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月17日
發(fā)明者左志松 申請人:中興通訊股份有限公司