CN101060513A - 传送循环前缀信息的方法 - Google Patents
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Abstract
一种传送循环前缀信息的方法，包括步骤：基站的发射部分识别所传输的每个无线帧中数量为N的子帧中正交频分复用符号的循环前缀长度信息；基站的发射部分将上述识别的N个子帧中正交频分复用符号的循环前缀长度信息进行编码；基站的发射部分将上述编码的N个比特的信息集中地放置于每个无线帧中的第一个子帧某个正交频分复用符号之内，并广播到上述基站所服务区域内的各个用户设备。采用本发明提出的传送循环前缀信息的方法，基站的发射部分可以有效地将无线帧中各个子帧的正交频分复用符号的循环前缀长度信息传送到各个用户设备的接收部分。
Description
技术领域
本发明涉及无线通信系统，更具体而言，涉及一种传送循环前缀(CP)信息的方法。
背景技术
3GPP是制定宽带码分多址(WCDMA)技术规范的标准化组织，其已经发布了与无线接入网络以及核心网络相关的多种版本技术规范。上述宽带码分多址(WCDMA)系统是一种基于正交扩频码来允许多个用户在5MHz带宽内同时传输系统及用户信息，其初始设计的数据传输能力是在用户不移动的环境下最大速率为2Mbps。由于上述最大传输速率依然不能满足日益出现的多种多样的业务传输需求，3GPP标准化组织随后分别对从基站(BS)到用户设备(UE)的下行链路基于高速下行分组接入(HSDPA)以及对从用户设备(UE)到基站(BS)的上行链路基于高速上行分组接入(HSUPA)等技术来增强宽带码分多址(WCDMA)系统的上下行链路的传输能力，藉此在理论上能够达到上行链路以及下行链路承载业务的最大峰值速率分别为约5.76Mbps和14Mbps。
尽管3GPP已经在宽带码分多址(WCDMA)系统中采用了高速上行分组接入(HSUPA)等增强技术，但是在业务需求更高传输带宽情况下基于码分多址(CDMA)技术进一步提高宽带码分多址(WCDMA)系统的传输能力已经受到了系统实现复杂度的制约及不断出现的新兴技术的挑战。为此，有必要引入新的无线传输技术及网络架构来演进上述宽带码分多址(WCDMA)系统，这就是3GPP正在对宽带码分多址(WCDMA)系统实施长期演进(LTE)技术规范的工作内容。
3GPP基于正交频分复用(OFDM)来长期演进(LTE)宽带码分多址(WCDMA)系统的无线传输技术，其原因是正交频分复用(OFDM)技术在较宽传输带宽情况下具有相对较高的频谱利用率及较低的实现复杂度等优势。
因此，为了更好地描述本发明技术，有必要简要地说明正交频分复用(OFDM)技术的基本原理。
多载波调制(MCM)是将传输的信息流经串/并变换为多个低速率的并行信息流，上述每个并行信息流分别经由不同的载波调制后再同时发送。OFDM是一种特殊的多载波调制(MCM)传送技术，它不是采用传统的带通滤波器来分隔不同的载波频谱，而是利用多个频谱交叠的正交载波调制后发送系统及用户信息；上述频谱交叠的正交载波此处称作OFDM子信道。对本技术领域的技术人员，可以理解的是OFDM既能够将来自不同信息源的信息进行复用，又能对来自相同信息源的信息进行多载波调制，故此OFDM可以作为复用及调制技术。
在传统的多载波调制(MCM)通信系统中，整个系统频带被划分为多个互不交叠的子信道，每个子信道分别被独立的信源符号调制，即M个子信道频分复用；由于传统的多载波(MCM)复用的载波频率之间需要予留一定的保护频带间隔，在接收端才能通过滤波器恢复所发送的信息，这虽然避免了不同子信道之间的相互干扰，却是以牺牲频带利用率为代价，上述用于分隔不同载波频率的保护频带导致了降低频谱利用率。
随着技术的发展，提出了频谱交叠的正交子信道技术，它允许各载波间频率互相交叠，上述正交简而言之是指在频率域内各个子载波相互之间彼此都没有干扰。基于载波频率正交的离散傅立叶(DFT)或快速傅立叶(FFT)变换能够实现上述正交子信道技术而达到在各个载波的中心频点处没有其它载波的频谱分量，可以节省百分之五十的信道带宽。正如上所述，OFDM技术不再是通过很多带通滤波器来实现，而是直接对信号实施离散傅立叶(DFT)变换，这是OFDM有别于其它系统的显著特点。OFDM的高数据速率与子载波的数量有关，增加子载波数目就能提高数据的传送速率，值得注意的是受诸如振荡器相位噪声等诸多物理因素的限制，OFDM不可能具有无限多的子载波数量。此外，OFDM每个频带的调制方法可以不同，其适合于高灵活性及高频谱利用率的通信系统。
此处，有必要说明循环前缀(CP)，它是将OFDM信息块的后尾部分复制添加到OFDM信息块的前面部分的信息，藉此避免OFDM信息块之间在经由具有多径传输时延的无线信道传输之后而导致的干扰；循环前缀的时间长度一般至少等于或大于上述无线传输信道的最大时延。对本技术领域的技术人员，可以理解的是，虽然在时间域内插入循环前缀(CP)损失了传输功率和可用带宽，却是避免OFDM信息块之间的干扰而在传输性能和效率之间具有较好的折衷。
参照图1描述3GPP基于正交频分复用(OFDM)来长期演进(LTE)宽带码分多址(WCDMA)系统的无线传输信号格式，包括许多每个时间长度为10毫秒(ms)的无线帧(100)，上述每个无线帧(100)可以划分为N个子帧(101，102，103，109)，此处N的值为20，其每个时间长度为0.5毫秒(ms)；每个子帧(101，或102，或103，或109)可以有两种结构，即短循环前缀子帧(120)或长循环前缀子帧(140)，其中短循环前缀子帧(120)包括七个OFDM符号(121，122，123，124，125，126，和127)，上述每个OFDM符号(121，122，123，124，125，126，和127)包括短循环前缀(130)和OFDM信息块(132)；其中长循环前缀子帧(140)包括六个OFDM符号(141，142，143，144，145，和146)，上述每个OFDM符号(141，142，143，144，145，和146)包括长循环前缀(150)和OFDM信息块(152)。
值得注意的是上述的OFDM信息块(132，152)其时间长度约为66.7微妙(us)，它等于OFDM的子载波频率间隔的倒数，此处子载波频率间隔为15KHz。为了满足覆盖及业务需求，长期演进(LTE)的无线传输格式包含两种时间长度的循环前缀(CP)，即时间长度大约为4.8微妙(us)的短循环前缀(CP)和时间长度大约16.7微妙(us)的长循环前缀(CP)，其中长循环前缀(CP)允许获得更大的无线信号覆盖范围。
参照图2简要地描述基本OFDM系统的发射部分(210)和接收机部分(230)，其中发射部分(210)包括产生信息的发送信号源(210)、利用诸如卷积或TURBO等信道纠错编码技术来防止经由无线信道传输所导致信号错误的信道编码(211)、完成在时间域以及频率域内变换传输信息位置的时间及频率交织(212)、将信息比特映射到调制星座图的信号映射(213)、实施多个并行信息流变换到多个子载波的逆快速傅立叶变换IFFT(214)、将多个复用及调制后的并行数据转换为串行数据的并/串转换(215)、将OFDM信息块的后部分复制并添加到OFDM信息块前部分的添加循环前缀(216)、将数字信号转换为模拟信号的数模(D/A)变换(217)、将基带信号搬移到射频载波中心频率的射频上变换(218)以及辐射射频信号的发送天线(219)等部分；其中接收部分(210)包括接收射频信号的接收天线(249)、将射频载波中心频率搬移到基带信号的射频下变换(248)、将模拟信号转换为数字信号的模数(A/D)变换(247)、从所接收的信号中提取频率偏差及定时偏差的频率及定时同步(252)、根据来自频率及定时同步(252)的相关控制信号删除OFDM信息块的循环前缀的去循环前缀(246)、将串行数据转换为多个并行数据的串/并转换(245)、实施多个子载波变换到并行信息流的快速傅立叶变换FFT(244)、完成无线信道脉冲冲击响应估计的信道估计(251)、利用来自信道估计(251)的无线信道脉冲冲击响应均衡所接收数据的信道均衡(250)、将调制星座图映射到信息比特的信号解映射(243)、完成在时间域以及频率域内变换传输信息位置的解时间及频率交织(242)、执行诸如卷积或TURBO等信道纠错译码技术来矫正传输所产生错误的信道译码(241)、以及消费信息的接收信号(240)等部分。
值得注意的是对于接收部分(230)的去循环前缀(246)来说，只有能够知道上述循环前缀(CP)的长度信息才能正确地剔除发送部分(210)的添加循环前缀(216)所附加的循环前缀(CP)，随后接收部分(230)的快速傅立叶变换FFT(244)能够正确的恢复所发送部分(210)所传输的信息。此外，正如前面对3GPP基于正交频分复用(OFDM)来长期演进(LTE)的无线传输信号格式所描述的内容，包括时间长度大约为4.8微妙(us)的短循环前缀CP(120)和时间长度大约16.7微妙(us)的长循环前缀CP(150)，发送部分(210)能够基于所传输信息的业务及覆盖需求，基于每个子帧(101，或102，或103，或109)来选择是使用短循环前缀CP(120)或者长循环前缀CP(150)。
因此，需要发送部分(210)以某种方式传输上述循环前缀(CP)的长度信息，以便接收部分(230)能够利用上述所传输的循环前缀(CP)的长度信息由接收部分(230)的去循环前缀(246)正确地剔除发送部分(210)的添加循环前缀(216)所附加的循环前缀(CP)。
发明内容
本发明一个目的是提供了一种传送循环前缀(CP)信息的方法。
按照本发明的一方面，一种传送循环前缀(CP)信息的方法，包括步骤：
a)基站的发射部分识别所传输的每个无线帧中数量为N的子帧中正交频分复用符号的循环前缀长度信息；
b)基站的发射部分将上述识别的N个子帧中正交频分复用符号的循环前缀长度信息进行编码；
c)基站的发射部分将上述编码的N个比特的信息集中地放置于每个无线帧中的第一个子帧某个正交频分复用符号之内，并广播到上述基站所服务区域内的各个用户设备。
按照本发明的另一方面，一种传送循环前缀信息的方法，包括步骤：
a)基站的发射部分识别所传输的每个无线帧中数量为N的子帧中正交频分复用符号的循环前缀长度信息；
b)基站的发射部分将上述识别的N个子帧中正交频分复用符号的短循环前缀长度信息进行编码；
c)基站的发射部分将上述编码的N个比特的信息分散地放置于每个无线帧中的N个子帧中携带控制信息的某个OFDM符号之内，并广播到上述基站所服务区域内的各个用户设备。
采用本发明提出的传送循环前缀(CP)信息的方法，基站的发射部分可以有效地将无线帧中各个子帧的正交频分复用(OFDM)符号的循环前缀(CP)长度信息传送到各个用户设备的接收部分。
附图说明
图1是基于OFDM的LTE系统的无线帧结构；
图2是基于OFDM的发射机及接收机示意图；
图3是本发明的一种无线子帧循环前缀长度信息传输实施方案；
图4是本发明的又一种无线子帧循环前缀长度信息传输实施方案。
具体实施方式
本发明提供了一种传送循环前缀(CP)信息的方法，包括如下步骤：
(1)基站的发射部分识别所传输的每个无线帧中数量为N的子帧中正交频分复用(OFDM)符号的循环前缀(CP)长度信息，即是短循环前缀(CP)还是长循环前缀(CP)；
(2)基站的发射部分将上述识别的N个子帧中正交频分复用(OFDM)符号的短循环前缀(CP)还是长循环前缀(CP)进行区别，并且上述N个比特中每个比特分别采用两个数值“0”或者“1”进行编码，即短循环前缀(CP)编码为数值“0”，长循环前缀(CP)编码为数值“1”；
(3)基站的发射部分将上述编码的N个比特的信息集中地放置于每个无线帧中的第一个子帧某个OFDM符号之内，并且经由编码、交织、调制、以及射频上变换广播到上述基站所服务区域内的各个用户设备。
本发明提供了又一种传送循环前缀(CP)信息的方法，包括如下步骤：
(1)站的发射部分识别所传输的每个无线帧中数量为N的子帧中正交频分复用(OFDM)符号的循环前缀(CP)长度信息，即是短循环前缀(CP)还是长循环前缀(CP)；
(2)基站的发射部分将上述识别的N个子帧中正交频分复用(OFDM)符号的短循环前缀(CP)还是长循环前缀(CP)进行区别，并且上述N个比特中每个比特分别采用两个数值“0”或者“1”进行编码，即短循环前缀(CP)编码可以为数值“0”，长循环前缀(CP)编码可以为数值“1”；
(3)基站的发射部分将上述编码的N个比特的信息分散地放置于每个无线帧中的N个子帧中携带控制信息的某个OFDM符号之内，并且经由编码、交织、调制、以及射频上变换广播到上述基站所服务区域内的各个用户设备。
下面将分别结合图3和图4所提供的实例来说明本发明所提出的方法。
参照图3描述本发明的一个实施例，基站的发射部分的无线传输信号格式包括许多每个时间长度为10毫秒(ms)的无线帧(300)，可以以划分为N个子帧(301，302，303，309)，例如N等于20，其每个时间长度分别为0.5毫秒(ms)；每个子帧(301，或302，或303，或309)可以有两种结构，即短/长循环前缀子帧(320)，对于短循环前缀子帧包括七个OFDM符号(121，122，123，124，125，126，和127)，以及对于长循环前缀子帧包括六个OFDM符号(321，322，323，324，325，和326)，上述每个OFDM符号(321，322，323，324，325，326，和327)包括短/长循环前缀(330)和OFDM信息块(332)，其中短循环前缀为4.8微妙(us)和的长循环前缀时间长度大约16.7微妙(us)。
基站的发射部分识别所传输的每个无线帧中数量为N的子帧(301，302，303，309)中正交频分复用(OFDM)符号的循环前缀(CP)长度信息，即是短循环前缀(CP)还是长循环前缀(CP)；基站的发射部分分别将上述识别的N个子帧(301，302，303，309)中正交频分复用(OFDM)符号的短循环前缀(CP)还是长循环前缀(CP)进行区别，并且上述N个比特中每个比特分别采用两个数值“0”或者“1”进行编码，即短循环前缀(CP)编码可以为数值“0”，长循环前缀(CP)编码可以为数值“1”；基站的发射部分将上述编码的N个比特的信息集中地放置于每个无线帧(300)中的第一个子帧(321)某个OFDM符号(332)之内，并且经由编码、交织、调制、以及射频上变换广播到上述基站所服务区域内的各个用户设备。
参照图4描述本发明的又一个实施例，基站的发射部分的无线传输信号格式包括许多每个时间长度为10毫秒(ms)的无线帧(400)，可以以划分为N个子帧(401，402，403，409)，例如N等于20，其每个时间长度分别为0.5毫秒(ms)；每个子帧(401，或402，或403，或409)可以有两种结构，即短/长循环前缀子帧(420，440)，对于短循环前缀子帧包括七个OFDM符号(421，422，423，424，425，426，和427，或者441，442，443，444，445，446，和447)，以及对于长循环前缀子帧包括六个OFDM符号(421，422，423，424，425，和426，或者441，442，443，444，445，和446)，上述每个OFDM符号(421，422，423，424，425，426，和427，或者441，442，443，444，445，446，和447)包括短/长循环前缀(430，450)和OFDM信息块(432，452)，其中短循环前缀为4.8微妙(us)和的长循环前缀时间长度大约16.7微妙(us)。
基站的发射部分识别所传输的每个无线帧中数量为N的子帧(401，402，403，409)中正交频分复用(OFDM)符号的循环前缀(CP)长度信息，即是短循环前缀(CP)还是长循环前缀(CP)；基站的发射部分分别将上述识别的N个子帧(401，402，403，409)中正交频分复用(OFDM)符号的短循环前缀(CP)还是长循环前缀(CP)进行区别，并且上述N个比特中每个比特分别采用两个数值“0”或者“1”进行编码，即短循环前缀(CP)编码可以为数值“0”，长循环前缀(CP)编码可以为数值“1”；基站的发射部分将上述编码的N个比特的信息分散放置于上述每个无线帧(400)中的N个子帧(401，402，403，409)携带控制信息的某个OFDM符号(432，452)之内，并且经由编码、交织、调制、以及射频上变换广播到上述基站所服务区域内的用户设备。
Claims (12)
1.一种传送循环前缀信息的方法，包括步骤：
a)基站的发射部分识别所传输的每个无线帧中数量为N的子帧中正交频分复用符号的循环前缀长度信息；
b)基站的发射部分将上述识别的N个子帧中正交频分复用符号的循环前缀长度信息进行编码；
c)基站的发射部分将上述编码的N个比特的信息集中地放置于每个无线帧中的第一个子帧某个正交频分复用符号之内，并广播到上述基站所服务区域内的各个用户设备。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述循环前缀长度信息是短循环前缀或长循环前缀。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基站的发射部分识别所传输的每个无线帧的数量N是20。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，上述N个比特中每个比特分别采用两个数值进行编码。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于所述短循环前缀编码数值为“0”，长循环前缀编码数值为“1”。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述短循环前缀编码数值为“1”，长循环前缀编码数值为“0”。
7.一种传送循环前缀信息的方法，包括步骤：
a)基站的发射部分识别所传输的每个无线帧中数量为N的子帧中正交频分复用符号的循环前缀长度信息；
b)基站的发射部分将上述识别的N个子帧中正交频分复用符号的短循环前缀长度信息进行编码；
c)基站的发射部分将上述编码的N个比特的信息分散地放置于每个无线帧中的N个子帧中携带控制信息的某个OFDM符号之内，并广播到上述基站所服务区域内的各个用户设备。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于所述循环前缀长度信息是短循环前缀或长循环前缀。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述基站的发射部分识别所传输的每个无线帧的数量N是20。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述N个比特中每个比特分别采用两个数值进行编码。
11.根据权利要求8所述的方法，其特征在于所述短循环前缀编码数值为“0”，长循环前缀编码数值为“1”。
12.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述短循环前缀编码数值为“1”，长循环前缀编码数值为“0”。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Open date: 20071024 |