CN101005344B - 一种基站和移动台之间的信号传输方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基站和移动台之间的信号传输方法，其特征在于，利用时分双工TDD技术和正交频分复用OFDM技术传输一帧信息，通过形成具有多个时隙的帧，及在所述多个时隙中的一般时隙中包含带循环前缀的正交频分复用信号和切换周期来实现在时分系统中传输OFDM信号。利用本发明的方法，可以方便地在TDD系统中，比如TD-SCDMA系统中，引入OFDM技术，使TDD系统即具有其固有的优点，如方便支持非对称业务，又具有OFDM技术的所有优点，如抵制频率选择性衰落能力强，频谱利用率高等，并且具有实现简单，满足TDD系统的长期发展需求等特点。

Description

一种基站和移动台之间的信号传输方法

技术领域

本发明涉及数字通信领域，特别是涉及一种基于正交频分复用技术的时分双工信号在基站和移动台之间的发送方法。

背景技术

作为一种多载波传输模式，正交频分复用(OFDM)通过将一高速传输的数据流转换为一组低速并行传输的数据流，使系统对多径衰落信道频率选择性的敏感度大大降低，而循环前缀的引入，又进一步增强了系统抗符号间干扰(ISI)的能力。除此之外的带宽利用率高、实现简单等特点使OFDM在无线通信流域的应用越来越广，比如，WLAN系统，基于正交频分复用多址(OFDMA)的WiMax系统等都是基于OFDM技术的系统。

同时，在未来的无线通信业务中，上下行不对称的互联网型业务将会逐步取代对称的话音业务而成为未来移动通信的主要业务类型。工作在时分双工(TDD)模式下的系统将在处理这种不对称业务方面有着天然的优势。通过调整上下行时隙的转换点，可以方便的均衡上下行业务。因此，在TDD系统中引入OFDM技术，充分发挥二者的优点，是未来无线通信系统发展的一个重要趋势。

但是，由于历史的原因，现有的一些TDD系统在引入OFDM技术中面临一些困难。以TD-SCDMA系统为例，它的系统带宽是1.6MHz，而目前以OFDM技术为基础的移动通讯系统的带宽都是以1.25MHz系统带宽为基数发展的，如1.25MHz，2.5MHz，5MHz等等。由于系统带宽限制，TD-SCDMA系统无法采用系统带宽大于1.25MHz的OFDM信号发送方法，而TD-SCDMA系统如果采用系统带宽小于1.25MHz的OFDM信号发送方法，又会浪费宝贵的频率资源。鉴于此，设计一种基于OFDM技术的信号发送方法，该信号发送方法即保证了OFDM系统的优点，如带宽利用率高、实现简单，抵制频率选择性衰落能力强等特点，又充分考虑了TD-SCDMA的系统带宽特点，便于TD-SCDMA长期演进，对于TD-SCDMA系统长远发展，在与其它面向3G的移动通讯系统竞争中处于有利地位，具有重要的意义。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种基站和移动台之间的信号传输方法，结合了TDD技术和OFDM技术的优点，以在带宽不是以1.25MHz为基数的时分系统中实现OFDM信号的传输。

为实现本发明上述目的，本发明提供了一种基站和移动台之间的信号传输方法，利用时分双工TDD和正交频分复用OFDM传输一帧信息，包括：

形成其中具有多个时隙的帧的步骤；

其中，所述多个时隙中又包含多个用于传输一般数据的一般时隙，所述一般时隙等长，可用于上行或下行；且所述一般时隙中的每一个进一步包含带循环前缀的正交频分复用信号和切换周期，所述切换周期用于上下行时隙的转换；所述正交频分复用信号在以1.6MHz为基数的系统带宽上发送。

所述的信号传输方法，其中，对于TDD系统，产生所述正交频分复用信号所需的快速傅立叶变换FFT的点数与系统的带宽成正比。

所述的信号传输方法，其中，对于TDD系统，所述形成正交频分复用信号的步骤进一步包括利用公式 $N=\frac{128*\mathrm{BW}}{1.6}$ 产生所述正交频分复用信号所需的快速傅立叶变换FFT的点数；其中，所述N为快速傅立叶变换FFT的点数，BW为以1.6MHz为基数的系统带宽，单位为MHz。

所述的信号传输方法，其中，所述切换周期大于4μs。

所述的信号传输方法，其中，进一步包括形成包含多个时隙的多个等长子帧的步骤，所述子帧中的多个一般时隙包含带循环前缀的正交频分复用信号和切换周期。

所述的信号传输方法，其中，所述正交频分复用符号还包括数据部分，数据部分的长度等于系统带宽对应的FFT点数与系统带宽对应的采样频率的比值。

所述的信号传输方法，其中，所述多个时隙中进一步包括用于控制系统同步或移动台接入的特殊时隙。

所述的信号传输方法，其中，对于不同的时分系统，所述时隙长度相应不同。对于TD-SCDMA系统，一般时隙的时隙长度是0.675ms

所述的信号传输方法，其中，对于TD-SCDMA系统，每一帧包含两个子帧；所述每一子帧中包含8个时隙，其中一个为特殊时隙，7个为一般时隙；所述一般时隙中包含8个正交频分复用符号和一切换周期。

本发明的方法，可以方便地在TDD(时分双工)系统中，比如TD-SCDMA系统中，引入OFDM技术，使TDD系统即具有其固有的优点，如方便支持非对称业务，又具有OFDM技术的所有优点，如抵制频率选择性衰落能力强，频谱利用率高等，并且具有实现简单，满足TDD系统的长期发展需求等特点。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1 TDD模式下基于OFDM技术帧结构示意图。

具体实施方式

本发明的基于正交频分复用技术的时分双工信号传输方法，用于在基站和移动台之间利用时分技术和OFDM技术传输信号，包括形成具有多个时隙的帧的步骤。在时分双工系统基站(或移动台)发送的信号中包括若干等长的时隙；对于不同的时分系统时隙长度要求不同。比如对于TD-SCDMA系统，时隙个数为8个，其中7个为一般时隙；该一般时隙时间长度为0.675ms。其中，每个一般时隙内包括带有循环前缀的OFDM信号和一个切换周期，OFDM信号在以1.6MHz为基数的系统带宽上发送，比如，这些系统带宽可以是1.6MHz，3.2MHz，6.4MHz，12.8MHz，25.6MHz等等。切换周期用于上下行时隙的转换。切换周期的一般要求大于4us。

其中，对于TDD系统，产生前面所述OFDM信号所需的FFT点数与系统带宽是正比关系，且满足下式：

$N=\frac{128*\mathrm{BW}}{1.6}$

其中，N是FFT点数，BW是前面所述的以1.6MHz为基数的系统带宽，单位是MHz。

为便于深刻理解本发明，下面以TD-SCDMA系统为例，给出本发明一实施例。

在TD-SCDMA系统中，在10ms无线帧包括两个等长的子帧，每个子帧的长度为5ms。每个子帧又包括7个一般的时隙和一个特殊时隙。特殊时隙主要用于系统同步或者移动台的接入，由于不在本发明范围之内，此处不在赘述。另外7个时隙用于传送一般的数据传送。根据TD-SCDMA中协议，第一个时隙固定为下行时隙，第二个时隙固定为上行时隙。其它时隙则可以根据需求灵活配置。

根据本发明一实施例的方法，如图1所示，每个一般时隙长度为0.675ms，该时隙又进一步包括若干数目的OFDM符号和一个切换周期。切换周期用于上下行时隙的转换。而这里所指的OFDM符号包括两部分：循环前缀部分和数据部分。这些OFDM信号在以1.6MHz为基数的系统带宽上发送，比如，系统带宽可以是1.6MHz，3.2MHz，6.4MHz，12.8MHz，25.6MHz等等。产生这些OFDM信号所需要的FFT点数和系统带宽成正比关系，且满足下式：

$N=\frac{128*\mathrm{BW}}{1.6}$

其中，N是FFT点数，BW是前面所述的以1.6MHz为基数的系统带宽，单位是MHz。

假设系统带宽为1.6MHz时的采样频率为1.84MHz(采样频率可以变化，当采样频率变化时，OFDM符号的数据部分长度也将随之变化)，下面表1给出了以1.6MHz为基数的时分双工系统的OFDM符号的参数设置：

其中，当系统带宽为1.6MHz的M倍时(M＝1，2，4....)，该系统带宽对应的采样频率也是1.6MHz的采样频率的M倍。

OFDM符号的数据部分的长度等于系统带宽对应的FFT点数与系统带宽对应的采样频率的比值；

采用本发明的方法，可以方便的在TDD(时分双工)系统中，比如TD-SCDMA系统中，引入OFDM技术，使TDD系统即具有其固有的优点，如方便支持非对称业务，又具有OFDM技术的所有优点，如抵制频率选择性衰落能力强，频谱利用率高等，并且具有实现简单，满足TDD系统的长期发展需求等特点。

当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种基站和移动台之间的信号传输方法，利用时分双工TDD和正交频分复用OFDM传输一帧信息，其特征在于，包括：

形成其中具有多个时隙的帧的步骤；

其中，所述多个时隙中包含多个用于传输一般数据的一般时隙，所述一般时隙等长，可用于上行或下行；且所述一般时隙中的每一个进一步包含带循环前缀的正交频分复用信号和切换周期，所述切换周期用于上下行时隙的转换；所述正交频分复用信号在以1.6MHz为基数的系统带宽上发送，其中，产生所述正交频分复用信号所需的快速傅立叶变换FFT的点数与系统带宽成正比。

2.根据权利要求1所述的信号传输方法，其特征在于，对于TDD系统，所述形成正交频分复用信号的步骤进一步包括利用公式 $N=\frac{128*\mathrm{BW}}{1.6}$ 产生所述正交频分复用信号所需的快速傅立叶变换FFT的点数；其中，所述N为快速傅立叶变换FFT的点数，BW为以1.6MHz为基数的系统带宽，单位为MHz。

3.根据权利要求1所述的信号传输方法，其特征在于，所述切换周期大于4μs。

4.根据权利要求1所述的信号传输方法，其特征在于，进一步包括形成包含多个时隙的多个等长子帧的步骤，所述子帧中的多个一般时隙包含带循环前缀的正交频分复用信号和切换周期。

5.根据权利要求1-4中任一权利要求所述的信号传输方法，其特征在于，对于TDD系统，所述正交频分复用信号还包括数据部分，数据部分的长度等于系统带宽对应的FFT点数与系统带宽对应的采样频率的比值。

6.根据权利要求1-4中任一权利要求所述的信号传输方法，其特征在于，所述多个时隙中进一步包括用于控制系统同步或移动台接入的特殊时隙。

7.根据权利要求1所述的信号传输方法，其特征在于，对于不同的时分系统，所述时隙长度相应不同。

8.根据权利要求7所述的信号传输方法，其特征在于，对于TD-SCDMA系统，一般时隙的时隙长度是0.675ms。

9.根据权利要求5所述的信号传输方法，其特征在于，对于TD-SCDMA系统，每一帧包含两个子帧；所述每一子帧中包含8个时隙，其中一个为特殊时隙，7个为一般时隙；所述一般时隙中包含8个正交频分复用信号和一切换周期。