CN101282163B - 一种宽带无线多址复用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种宽带无线多址复用方法，涉及无线数字通信领域。本发明方法包括步骤：系统首先对源数据进行码分复用操作；然后对所述码分复用操作后的数据进行离散傅里叶变换操作；再对经过所述离散傅里叶变换操作后的数据进行映射操作，映射到系统带宽中的一部分或全部，对没有映射到的带宽置零；再对所述系统带宽上的数据进行快速傅立叶逆变换操作；最后添加循环前缀，完成所述系统基带部分的操作处理，得到多址复用的基带时域数据。其中，所述源数据的条数包括一条或多条；所述映射操作的映射方式包括集中映射方式、分散映射方式。采用本发明所述方法，既能抑制小区之间的干扰，具有较低的峰均比，又能很容易地扩展到高带宽的系统中。
Description
技术领域
本发明涉及无线数字通信领域，具体地说，是涉及一种宽带无线多址复用方法。
背景技术
作为一种多载波传输模式，频分复用(Frequency Division Multiplexing，简称FDM)技术，尤其是正交频分复用(Orthogonal Frequency DivisionMultiplexing，简称OFDM)技术，是通过将一组高速传输的数据流转换为一组低速并行传输的数据流。这种变换技术可以使系统对多径衰落信道频率选择性的敏感度大大降低。而OFDM中循环前缀(Cyclic Prefix，简称CP)的引入，又进一步增强了系统抗符号间及载波间干扰的能力。除此之外，带宽利用率高、实现简单等特点使得FDM、OFDM在无线通信领域的应用越来越广。微波存取全球互通(Worldwide Interoperability for MicrowaveAccess，简称Wimax)技术，和WCDMA的长期演进(Long-Term Evolution，简称LTE)技术就是两种基于OFDM技术的宽带无线接入技术。近年来，由于Wimax和LTE灵活的应用方式，以及较高的谱效率，而越来越受到人们的重视。但是FDM、OFDM系统从本质上来讲是一种频分系统，因此在小区边缘的干扰问题一直是其比较难以解决的一个技术难题。另外，OFDM系统的峰均比也比较高，也是该技术的一个缺陷。
码分复用(Code Division Multiplexing，CDM)技术，是通过把低带宽的原始信号通过一个正交或者准正交的扩频码扩展到高带宽的一种技术。由于在接收端解扩时能把低带宽的干扰扩展成高带宽，同时又能把高带宽的接收数据还原成低带宽的有用信号，因此CDM技术对小区间的干扰有比较好的抑制能力。目前的3G系统，绝大部分都采用的是CDM的多址和复用方式。CDM虽然有比较出色的小区间干扰抑制的能力，但是它不适合扩展到宽带系统中。这主要是因为CDM在宽带中的接收均衡算法随着带宽的增加，其复杂度直线上升。这个缺陷也就抑制了CDM技术在宽带无线接入中的进一步运用。
因此，如何把FDM技术或OFDM技术，与CDM技术这两种多址复用技术结合在一起，充分发挥两者的优势，又能较好地避免两者的不足，是目前以及将来宽带无线接入多址和复用技术研究的关键问题之一。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于需要提供一种宽带无线多址复用方法，既能避免FDM技术、OFDM技术在小区边缘抗干扰性能较差及较高峰均比的缺陷，又能克服CDM技术不适合扩展到大带宽的不足。
为了解决上述技术问题，本发明提供一种宽带无线多址复用方法，包括如下步骤：
(1)系统对源数据进行码分复用操作；
(2)对所述码分复用操作后的数据进行离散傅里叶变换操作；
(3)将经过所述离散傅里叶变换操作后的数据映射到系统带宽中的一部分或全部，对没有映射到的系统带宽部分置零；
(4)对所述系统带宽上的数据进行快速傅立叶逆变换操作；
(5)添加循环前缀，完成所述系统带宽基带部分的操作处理，得到多址复用的基带时域数据。
根据上述的一种宽带无线多址复用方法，所述步骤(1)中，所述码分复用的操作可以包括采用正交扩频码来进行，也可以包括采用准正交扩频码来进行。
根据上述的一种宽带无线多址复用方法，所述步骤(1)中，所述源数据的条数可以包括一条，也可以包括两条或两条以上。进一步地，所述各条源数据在进行所述码分复用的扩频操作时，扩频因子可以相同，也可以不相同。
根据上述的一种宽带无线多址复用方法，所述步骤(2)中，所述离散傅里叶变换操作，对映射到系统带宽不同位置的所述码分复用操作后的数据可以分别进行。
根据上述的一种宽带无线多址复用方法，所述步骤(3)中，所述映射操作的映射方式可以包括集中映射方式，也可以包括分散映射方式。而且，所述经过离散傅里叶变换后的数据，应该互相不重叠地映射到所述系统带宽中。
采用本发明所述的宽带无线多址复用方法，既充分发挥了CDM技术在小区边缘抗干扰，且峰均比低的优点，又保留了FDM(或OFDM)技术在系统小区内的干扰小，且易于扩展到高带宽的优点，因此是一种非常具有实用价值的宽带无线多址复用方法。
附图说明
图1是本发明方法实施例流程示意图；
图2是集中映射方式实施例示意图；
图3是分散映射方式实施例示意图；
图4是本发明方法应用实施例流程示意图；
图5是本发明方法另一个应用实施例流程示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。
基于FDM、OFDM技术虽然在小区边缘抗干扰的性能不是很理想，但小区内干扰小，且易于扩展到高带宽的优点，以及CDM技术虽然有不适合扩展到大带宽等弊端，但其具备较好的抗干扰能力，较低的峰均比，因此，本发明提供了一种新的宽带无线多址复用方法，能较好地避免FDM，OFDM和CDM各自的缺陷，充分发挥这两种多址复用技术各自的优势，即既满足小区间抗干扰性能需求，记较低的峰均比需求，又能很容易地扩展到大带宽系统中。
图1示出了本发明方法实施例流程示意图，包括如下步骤：
步骤101：系统首先对源数据进行CDM复用操作。进行CDM复用的方式，可以采用任何一种正交或者准正交的扩频码来进行。而且，进行CDM复用的源数据可以是一条，也可以是两条或两条以上。对于进行CDM复用的源数据为多条情况时，每条源数据在进行CDM复用的扩频处理时，其扩频因子可以相同，也可以不同。
步骤102：然后对CDM复用操作后的数据进行离散傅里叶变换(Discrete Fourier Transform，简称DFT)操作。在进行DFT变换操作时，对于CDM复用操作过程中映射到不同系统带宽的，应分别进行DFT操作。
步骤103：再把经过DFT变换操作后的数据分别进行映射操作，将这些数据映射到系统带宽的一部分或全部。映射方式可以有多种形式，包括如图2所示的集中映射方式，和如图3所示的分散映射方式。
图2中完成M02点DFT操作后，以集中映射的方式映射到了N02点的系统带宽上，其中点数N02大于等于点数M02。图3中完成M03点DFT操作后，以分散映射的方式映射到了N03点的系统带宽上，其中点数N03大于等于点数M03。
对于多条数据进行CDM复用和DFT变换后，应该映射到系统带宽中的不同位置。映射方式也可以有多种形式，包括上述的集中映射方式和分散映射方式。而且每条经DFT操作后的数据映射到系统带宽上的位置应该互相不重叠，也即经DFT操作后的数据，应互相不重叠地映射到系统带宽中。另外，映射操作完成后，系统带宽上没有被映射到的部分应全部置零。
步骤104：再对系统带宽上的数据进行快速傅立叶逆变换(Inverse FastFourier Transform，简称IFFT)操作。
步骤105：最后添加循环前缀CP，完成系统基带部分的操作处理，得到了多址复用的基带时域数据信号。
参见图4，本发明方法的一个应用实施例，进行CDM复用的源数据为多条。在进行CDM复用过程中，多条源数据被分成若干组，每组源数据之间采用CDM方式复用，其扩频因子可以相同也可以不同。每组源数据经CDM复用后再进行DFT变换操作。也即每组源数据中的每条源数据扩频到M1点后，再将这些M1点的数据进行相加，然后再对这些M1点的数据进行DFT操作。对其他组的源数据也采取相类似的操作。
在进行DFT操作时，不同组经扩频相加后的数据分别进行DFT变换。也即对M1点数的数据和对Mk点数的数据分别进行DFT变换操作。之后，对经过DFT操作的数据进行映射操作，映射到点数为N的系统带宽上。在进行映射的时候，映射方式可以为集中映射方式，也可以为分散映射方式。而且在进行映射的时候，数据映射到系统带宽上的位置相互不重叠。然后，对系统带宽上没有被映射到的部分，进行置零操作。
在得到完整的N点系统带宽数据后，对系统带宽上的数据进行IFFT操作。然后添加CP，完成系统基带部分的处理，即可得到多址复用的基带时域数据信号。
图5示出了本发明方法的一个更具体的应用实施例。在本实施例中，假设系统带宽是10MHz，对应的IFFT点数为1024。某个用户占用了该10MHz带宽中的0.625MHz，其对应的IFFT点数为64。再进一步假设该用户在一个符号上传送32bit源数据信息，分属于2个64阶的Walsh码，也即每条64阶的Walsh码扩频16bit源数据信息，则此时扩频因子是4。然后把经过扩频后的两条数据进行点点相加，得到64个经过扩频和相加后的点，此时既已完成了CDM操作过程。
然后对这64点的数据做64点的DFT操作，得到DFT操作后的64点数据。再把这64点以集中映射的方式映射到系统带宽也即1024点的前64点，即映射到系统带宽上的第1点到第64点，其他点置零。接着做系统带宽也即这1024点的IFFT操作，最后添加CP，如添加1/8OFDM(128点)长的CP，即完成系统基带部分处理过程，得到128点+1024点基带时域信号。
在上述的映射过程中，除了可以集中映射到1024点的前64点外，也可以集中映射的方式映射到其他位置。当然，还可采用分散映射方式将这64点映射到1024点上。
本发明方法所提供的一种宽带无线多址复用方法，既能抑制小区之间的干扰，又能很容易地扩展到高带宽的系统中。
本发明方法所实现的一种宽带无线多址复用方法，既充分发挥了CDM技术在小区边缘抗干扰且低峰均比的优点，又保留了FDM(或OFDM)技术在系统小区内的干扰小，且易于扩展到高带宽的优点，因此是一种实用价值非常高的宽带无线多址复用方法。
当然，本发明在上述各实施例的基础上，还可变换出其他多种实施例。但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所描述的思路和实施例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内。
Claims (9)
1.一种宽带无线多址复用方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)系统对源数据进行码分复用操作；
(2)对所述码分复用操作后的数据进行离散傅里叶变换操作；
(3)将经过所述离散傅里叶变换操作后的数据映射到系统带宽中；
(4)对所述系统带宽上的数据进行快速傅里叶逆变换操作；
(5)添加循环前缀，完成所述系统带宽基带部分的操作处理，得到多址复用的基带时域数据；
其中，所述步骤(3)中，所述映射操作的映射方式包括集中映射方式和分散映射方式；所述经过离散傅里叶变换后的数据，互相不重叠地映射到所述系统带宽中。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述码分复用操作包括采用正交扩频码来进行。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述码分复用操作包括采用准正交扩频码来进行。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述源数据的条数包括一条。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述源数据的条数包括两条或两条以上。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述各条源数据在进行所述码分复用的扩频操作时，扩频因子相同。
7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述各条源数据在进行所述码分复用的扩频操作时，扩频因子不同。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中，所述离散傅里叶变换操作，对映射到系统带宽不同位置的所述码分复用操作后的数据分别进行。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(3)包括，所述映射操作完成后，对所述系统带宽上没有被映射到的部分进行置零操作。
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