專利名稱：一種td-scdma下行鏈路結(jié)合正交頻分復(fù)用的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)方法，尤其涉及的是一種TD-SCDMA下行鏈路結(jié)合正交頻分復(fù)用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM)的方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中，CDMA (Code-Division Multiple Access,碼分多址)系統(tǒng)可以分為異步CDMA和同步CDMA。異步CDMA —般不能保證擴(kuò)頻碼之間在不對齊情況下的正交性，因此有MAI (Multiple-Access Interference,多址干擾)。其在頻率選擇性衰落信道中也有ISI (Inter Symbol Interference,符號間干擾)。同步CDMA系統(tǒng)中的擴(kuò)頻碼一般是正交的，在非頻率選擇的選擇性衰落信道中，并無ISI，也無MAI，但在頻率選擇的選擇性衰落信道中，多個路徑傳播的信號產(chǎn)生了 ISI，并且破壞了擴(kuò)頻碼之間的正交性，引起了MAI。在寬帶系統(tǒng)實(shí)際中經(jīng)歷的信道是頻率選擇性衰落的，因此寬帶CDMA的上下行鏈路中都有ISI和MAI。 TD-SCDMA是 一 種突發(fā)模式的CDMA系統(tǒng)，其擴(kuò)頻碼較短。由于TD-SCDMA是寬帶CDMA，因此上下行鏈路中都有ISI和MAI。 OF匿把整個信道帶寬分成許多窄的子信道，在每個單獨(dú)子信道上的頻率響應(yīng)是相對平坦的，這大大減小了 ISI。當(dāng)子信道的帶寬小于當(dāng)前環(huán)境的相干帶寬，ISI就不會產(chǎn)生。因此將OF匿應(yīng)用于TD-SCDMA是一種有效減輕ISI和MAI的方法。 在中國專禾lj"一種TD-SCDMA系統(tǒng)兼容OFDM技術(shù)的方法"，申請?zhí)朇N200510026171. 2，公開號CN 1694441A,以及中國專利"一種TD-SCDMA系統(tǒng)中碼片序列與子載波間的匹配方法"，申請?zhí)朇N200510110972. 7，公開號CN1825790A中，揭露了這樣的方法。 但這兩個發(fā)明申請公開文件中沒有特別指出是針對下行鏈路的。實(shí)際上，OFDM有一個固有的缺陷是峰均功率比(PAPR， Peak to Average PowerRatio)過高，這會帶來對射頻系統(tǒng)的線性度要求高和功耗較大的問題?？梢哉f這是OF匿的頻域信號在時域的自然表現(xiàn)，是無法完全克服的，現(xiàn)有技術(shù)只能是減輕或者改進(jìn)射頻系統(tǒng)；如果OF匿使用于上行鏈路，勢必會造成終端發(fā)射機(jī)成本高和功耗大的問題。而且上行鏈路因?yàn)橛新?lián)合檢測、天線接收分集等高級接收技術(shù)可以減輕ISI和MAI，下行鏈路由于成本和功耗所限，這些高級接收技術(shù)都難以使用，所以ISI和MAI會較為嚴(yán)重。因此本發(fā)明方法主要針對下行鏈路。
在上述公開的專利申請"一種TD-SCDMA系統(tǒng)兼容OF匿技術(shù)的方法"，申請?zhí)朇N200510026171.2，公開號CN 1694441A的專利文獻(xiàn)中，子載波數(shù)等于最大擴(kuò)頻因子(為16)，這使得當(dāng)碼片速率較高時，子載波的帶寬很有可能超過相干帶寬。在上述公開的專利申請"一種TD-SCDMA系統(tǒng)中碼片序列與子載波間的匹配方法"，申請?zhí)朇N200510110972. 7，公開號CN1825790A中，發(fā)明人提出的子載波數(shù)是可變的，可以等于最大擴(kuò)頻因子的倍數(shù)。
這兩個發(fā)明都沒有具體列出結(jié)合OF匿后TD-SCDMA的突發(fā)結(jié)構(gòu)( 一個時隙內(nèi)的發(fā)射脈沖)。由于OF匿 一般有循環(huán)前綴(Cyclic Prefix,縮寫為CP)來克服OF匿的符號間
3干擾，因此一般OFDM符號后都要添加CP，但添加的CP會浪費(fèi)一定的帶寬。所以結(jié)合0F匿 后TD-SCDMA的突發(fā)結(jié)構(gòu)如何設(shè)計是對系統(tǒng)頻譜效率有影響的。 在多載波系統(tǒng)，一般采用導(dǎo)頻符號的方式進(jìn)行信道估計和頻偏估計等。目前在一 個OF匿塊中基于導(dǎo)頻符號的方式中有如下幾種方案時域?qū)ьl(占用一個或者多個OF匿 符號，覆蓋所有的子載波)、頻域?qū)ьl(占用一個或者多個子載波，覆蓋所有的子時隙)。在 上述專利申請文獻(xiàn)中也沒有給出導(dǎo)頻符號的采用方式。在現(xiàn)有技術(shù)的"一種基于0F匿的 TD-SCDMA系統(tǒng)無線幀傳輸方法"，中國專利申請?zhí)?00510085187. 0，公開號CN 1905427A中 采用了時域?qū)ьl的方式，在該專利申請文獻(xiàn)中所公開的方式對原來TD-SCDMA的突發(fā)結(jié)構(gòu) 改動較大。 因此，現(xiàn)有技術(shù)還存在缺陷，而有待于改進(jìn)和發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種TD-SCDMA下行鏈路結(jié)合正交頻分復(fù)用的方法，在下 行鏈路上有效減輕ISI和MAI。
本發(fā)明的技術(shù)方案包括 —種TD-SCDMA下行鏈路結(jié)合正交頻分復(fù)用的方法，其包括以下步驟 A、發(fā)射機(jī)將多用戶數(shù)據(jù)經(jīng)過分別調(diào)制，擴(kuò)頻，復(fù)用生成突發(fā)，經(jīng)過快速傅里葉逆變
換和數(shù)模轉(zhuǎn)換，并發(fā)射信號； B、接收機(jī)接收信號，經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換，經(jīng)過快速傅里葉變換，再經(jīng)過最小均方誤 差_塊均衡_單用戶檢測處理，并解調(diào)形成單用戶數(shù)據(jù)。 所述的TD-SCDMA下行鏈路結(jié)合正交頻分復(fù)用的方法，其中，所述步驟B中還包括 在進(jìn)行快速傅里葉變換之前進(jìn)行頻偏估計處理。 所述的TD-SCDMA下行鏈路結(jié)合正交頻分復(fù)用的方法，其中，所述步驟B中還包括 在進(jìn)行最小均方誤差_塊均衡_單用戶檢測處理前，先進(jìn)行信道估計處理。
所述的TD-SCDMA下行鏈路結(jié)合正交頻分復(fù)用的方法，其中，所述正交頻分復(fù)用的 符號長度為1024個碼片。 所述的TD-SCDMA下行鏈路結(jié)合正交頻分復(fù)用的方法，其中，所述步驟A中突發(fā)的 尾部保護(hù)間隔用來放置循環(huán)前綴。 所述的TD-SCDMA下行鏈路結(jié)合正交頻分復(fù)用的方法，其中，還將所述正交頻分復(fù) 用的符號中除去突發(fā)中碼片數(shù)剩余的碼片作為導(dǎo)頻符號。 本發(fā)明所提供的一種TD-SCDMA下行鏈路結(jié)合正交頻分復(fù)用的方法，由于采用大 于突發(fā)中碼片數(shù)的子載波數(shù)，將突發(fā)的尾部保護(hù)間隔用來放置循環(huán)前綴，除去突發(fā)中碼片 數(shù)剩余的碼片作為導(dǎo)頻符號，無須對原來TD-SCDMA的突發(fā)結(jié)構(gòu)改動較大，而且有效抑制了 ISI禾口MAI。


圖1為本發(fā)明方法的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為本發(fā)明方法的TD-SCDMA下行鏈路離散時間信道模型示意圖；
圖3為本發(fā)明方法的TD-SCDMA突發(fā)結(jié)構(gòu)的改造；
4
圖4為本發(fā)明方法較佳實(shí)施例中頻選衰落信道下性能與平坦衰落信道下性能的 比較示意圖。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合附圖，將對本發(fā)明的各較佳實(shí)施例進(jìn)行更為詳細(xì)的說明。 圖2為典型的TD-SCDMA下行鏈路離散時間信道模型示意圖，下行鏈路的發(fā)射信號
雖然要發(fā)送給多個用戶，但是此混合信號經(jīng)過相同的信道。因此，一般采用單用戶檢測算法
來檢測數(shù)據(jù)。 本發(fā)明TD-SCDMA下行鏈路結(jié)合正交頻分復(fù)用的方法中，如圖1所示的，發(fā)射機(jī)中 來自多用戶的數(shù)據(jù)經(jīng)過分別的調(diào)制即通過星座圖映射，擴(kuò)頻，復(fù)用生成突發(fā)，再插入導(dǎo)頻符 號，產(chǎn)生1024個碼片，經(jīng)過快速傅里葉逆變換IFFT和數(shù)模轉(zhuǎn)換，發(fā)射到信道中浪收機(jī)接收 信號，經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換、頻偏估計、快速傅里葉變換FFT后，經(jīng)過信道估計處理，再經(jīng)過最小均 方誤差_塊均衡_單用戶檢測處理后，并解調(diào)即解星座圖映射，形成單用戶數(shù)據(jù)。
本發(fā)明方法中一個OF匿符號長度為1024個碼片，如圖3所示，能容納下一個 TD-SCDMA的突發(fā)。這樣就使得子載波數(shù)量為1024，其帶寬較小，經(jīng)歷頻率選擇性衰落的可 能性較小。同時，將原來突發(fā)中的尾部GP (保護(hù)間隔，在此間隔內(nèi)發(fā)射機(jī)停止發(fā)射，長度為 16個碼片)來放置CP。由于在TD-SCDMA中的典型無線環(huán)境中最大時延小于16個碼片，因 此使用此CP足夠克服OFDM的符號間干擾，這樣做不會有額外的帶寬開銷，而且對TD-SCDMA 突發(fā)結(jié)構(gòu)改動最小，對于收發(fā)信機(jī)只用在各自增加一個快速Fourier逆變換(IFFT)或快速 Fourier變換(FFT)裝置即可。 本發(fā)明方法中采用頻域?qū)ьl符號的方式，即將1024個碼片中除去TD-SCDMA突發(fā) 的864個碼片后剩下的160個碼片作為導(dǎo)頻符號。這樣對TD-SCDMA突發(fā)結(jié)構(gòu)改動最小，而 且最大限度的利用了所有子載波。 本發(fā)明方法中訓(xùn)練序列(用于信道估計)采用midamble(中綴)。這樣可以沿用 TD-SCDMA中的信道估計方法。 本發(fā)明方法將接收機(jī)的FFT后接一個較優(yōu)的單用戶檢測方法一最小均方誤差-塊 均衡_單用戶檢測(匪SE-BLE-SUD)，由于突發(fā)中仍有midamble作為信道估計，因此可以將 匪SE-BLE-SUD檢測器放在FFT后，進(jìn)一步消除ISI和MAI。 本發(fā)明方法只需在接收機(jī)的單用戶檢測器前增加一個FFT模塊，如圖2所示，單用 戶檢測一般在TD-SCDMA的下行鏈路中作為減輕ISI和MAI的數(shù)據(jù)檢測方法，是一種均衡方 法。單用戶檢測中較優(yōu)的方法是最小均方誤差_塊均衡_單用戶檢測(匪SE-BLE-SUD)，這 是一種線性塊均衡方法。對于匪SE-BLE-SUD方法是現(xiàn)有技術(shù)已知的處理方式，在此不再贅 述。由于突發(fā)中仍有midamble作為信道估計，因此將匪SE-BLE-SUD檢測器放在FFT后，可 以進(jìn)一步消除ISI和MAI。 在本發(fā)明方法的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)中采用了 TD-SCDMA的典型無線環(huán)境中case3作為信道 模型，載波頻率設(shè)為2GHz。在case 3中，移動速度是120km/h，相關(guān)延遲為
(ns)，相關(guān)平均功率為
(dB)。假設(shè)在一個突發(fā)內(nèi)信道近似看作是時不 變的，即每個突發(fā)的持續(xù)時間內(nèi)中模擬一組Rayleigh信道抽頭，并且等價的信道濾波器是 以碼片間隔采樣的，最大時延為16碼片。
假設(shè)所有用戶使用相同的擴(kuò)頻因子，配置為Q = 16， K = IO，和N = 22，即突發(fā)中 的一個數(shù)據(jù)塊長度，實(shí)驗(yàn)使用的是Monte Carlo方法。在程序中要將信道的信噪比SNR換 算成比特信噪比Eb/No，需要計算Rb/W。當(dāng)進(jìn)行單用戶檢測的實(shí)驗(yàn)時，需要將誤碼率看作是 接收到的某個用戶錯誤比特數(shù)量與其發(fā)射總比特數(shù)之比，則
Rb/W = 2/Q(k) 其中k表示觀察的是第k個用戶，如圖3所示的檢測結(jié)果，可見平坦衰落信道下性
能要比頻選衰落信道下性能好ldB以上，因此下行鏈路結(jié)合OFDM方式是有效。 應(yīng)當(dāng)理解的是，上述針對本發(fā)明較佳實(shí)施例的描述較為詳細(xì)和具體，并不能因此
而認(rèn)為是對本發(fā)明專利保護(hù)范圍的限制，本發(fā)明的專利保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
一種TD-SCDMA下行鏈路結(jié)合正交頻分復(fù)用的方法，其包括以下步驟A、發(fā)射機(jī)將多用戶數(shù)據(jù)經(jīng)過分別調(diào)制，擴(kuò)頻，復(fù)用生成突發(fā)，經(jīng)過快速傅里葉逆變換和數(shù)模轉(zhuǎn)換，發(fā)射信號；B、接收機(jī)接收信號，經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換，經(jīng)過快速傅里葉變換，再經(jīng)過最小均方誤差-塊均衡-單用戶檢測處理，并解調(diào)形成單用戶數(shù)據(jù)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的TD-SCDMA下行鏈路結(jié)合正交頻分復(fù)用的方法，其特征在于， 所述步驟B中還包括在進(jìn)行快速傅里葉變換之前進(jìn)行頻偏估計處理。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的TD-SCDMA下行鏈路結(jié)合正交頻分復(fù)用的方法，其特征在于， 所述步驟B中還包括在進(jìn)行最小均方誤差_塊均衡_單用戶檢測處理前，先進(jìn)行信道估計 處理。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的TD-SCDMA下行鏈路結(jié)合正交頻分復(fù)用的方法，其特征在于， 所述正交頻分復(fù)用的符號長度為1024個碼片。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的TD-SCDMA下行鏈路結(jié)合正交頻分復(fù)用的方法，其特征在于， 所述步驟A中突發(fā)的尾部保護(hù)間隔用來放置循環(huán)前綴。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的TD-SCDMA下行鏈路結(jié)合正交頻分復(fù)用的方法，其特征在于， 還將所述正交頻分復(fù)用的符號中除去突發(fā)中碼片數(shù)剩余的碼片作為導(dǎo)頻符號。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種TD-SCDMA下行鏈路結(jié)合正交頻分復(fù)用的方法，其包括以下步驟發(fā)射機(jī)將多用戶數(shù)據(jù)經(jīng)過分別調(diào)制，擴(kuò)頻，復(fù)用生成突發(fā)，經(jīng)過快速傅里葉逆變換和數(shù)模轉(zhuǎn)換，發(fā)射信號；接收機(jī)接收信號，經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換，經(jīng)過快速傅里葉變換，再經(jīng)過最小均方誤差-塊均衡-單用戶檢測處理，并解調(diào)形成單用戶數(shù)據(jù)。本發(fā)明方法TD-SCDMA下行鏈路結(jié)合正交頻分復(fù)用的方法由于采用大于突發(fā)中碼片數(shù)的子載波數(shù)，將突發(fā)的尾部保護(hù)間隔用來放置循環(huán)前綴，除去突發(fā)中碼片數(shù)剩余的碼片作為導(dǎo)頻符號，無須對原來TD-SCDMA的突發(fā)結(jié)構(gòu)改動較大，而且消除了ISI(符號間干擾)和MAI(多址干擾)。
文檔編號H04L25/03GK101753501SQ20081021795
公開日2010年6月23日 申請日期2008年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月28日
發(fā)明者周化雨, 汪赟, 王士林 申請人:Tcl集團(tuán)股份有限公司