CN101521648B - 长期演进系统中的数据发送方法及数据发送装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种长期演进系统中的数据发送方法及数据发送装置，所述方法包括：对待发送数据进行信道编码，调制及串并转换，保存转换后得到的数据，将正交频分复用接入方式作为默认的多址接入方式，对串并转换后得到的数据进行降信号峰值平均功率比处理，然后对其进行子载波映射及快速傅立叶逆变换，判断经快速傅立叶逆变换后的数据的信号峰值平均功率比是否小于预设门限值，若是，则在其中插入循环前缀并发送，否则，采用单载波正交频分复用接入方式对所述保存的数据进行处理及发送；所述装置包括编码、调制及串并转换模块，数据存储模块，正交频分复用模块，多址方式选择模块，以及单载波正交频分复用模块。
Description
技术领域
本发明涉及第三代移动通信长期演进系统，尤其涉及长期演进系统中的数据发送方法及数据发送装置。
背景技术
由于OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access，正交频分复用接入)技术能够很好地对抗无线传输环境中的频率选择性衰落，可以获得很高的频谱利用率，因此OFDMA技术非常适用于无线宽带信道下的高速传输。通过给不同的用户分配不同的子载波，OFDMA技术提供了天然的多址方式。由于用户间信道衰落的独立性，因此可以利用联合子载波分配带来的多用户分集增益提高性能，达到QoS(Quality of Service，服务质量)要求。然而，为了降低成本，在UE(User Equipment，用户设备)端通常使用低成本的功率放大器，OFDMA技术中较高的PAPR(信号峰值平均功率比)将降低UE的功率利用率，降低上行链路的覆盖能力。由于SC-OFDMA(Single Carrier-Frequency Division Multiple Access，单载波正交频分复用接入)技术具有的较低的PAPR，因此被提议成为候选的多址方案。
目前，OFDMA技术已被广泛研究，并已成为3GPP(Third GenerationPartnership Project，第三代移动通信标准组织)LTE(Long Term Evolution，长期演进)中下行链路的主流多址方案。然而，对于OFDMA技术而说，高的PAPR是该技术固有的缺陷，特别在上行链路中采用OFDMA技术时，为了满足高的PAPR的需求，必须采用昂贵的功放，这是UE端无法接受的，这也是LTE中上行链路没有采用OFDMA技术的关键原因之一。OFDMA系统的高PAPR的产生是由于IFFT(快速傅立叶逆变换)过程中，数据符号的同相叠加导致的，如果采用一定的降PAPR的方法处理后，可以使高PAPR出现的概率降低，但是出现高PAPR的可能性还是存在的，而且如果采用有概率域的方法来降低PAPR，还可能出现连续多次降低PAPR失败。而对于SC-OFDMA技术而言，通过DFT(离散傅立叶变换)处理可以有效地降低数据信号PAPR，但是就整个链路性能而言，OFDMA技术的性能是优于SC-OFDMA技术的。现有技术中OFDMA技术和SC-FDMA技术之间的比较大多从PAPR的角度进行，而没有考虑两者的链路性能，更没有充分地考虑PAPR和性能的折衷。
发明内容
本发明提供一种长期演进系统中的数据发送方法及数据发送装置，通过有效融合OFDMA技术和SC-OFDMA技术，从而最大程度的提升系统的效率，使得系统在有限的带宽上获得更大的吞吐率。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种长期演进系统中的数据发送方法，包括步骤：
A、对待发送数据进行信道编码，调制，得到符号级数据，按照系统要求对该符号级数据进行串并转换，保存转换后得到的数据；
B、将正交频分复用接入方式作为默认的多址接入方式，对串并转换后得到的数据进行降信号峰值平均功率比处理，然后对其进行子载波映射及快速傅立叶逆变换；
C、判断经快速傅立叶逆变换后得到的数据的信号峰值平均功率比是否小于预设门限值，若是，则在其中插入循环前缀并发送，否则，采用单载波正交频分复用接入方式对所述保存的数据进行处理及发送；其中，采用单载波正交频分复用接入方式对所述保存的数据进行处理及发送的具体过程为：对所述保存的数据进行离散傅立叶变换，然后对其进行子载波映射及快速傅立叶逆变换；在快速傅立叶逆变换后得到的数据中插入循环前缀，然后发送该数据。
所述步骤C中，若经快速傅立叶逆变换后得到的数据的信号峰值平均功率比小于预设门限值，则在其中插入循环前缀并发送该数据，同时释放所述保存的数据。
采用单载波正交频分复用接入方式对所述保存的数据进行处理及发送的过程还包括：
发送该数据的同时释放所述保存的数据。
在对待发送数据进行信道编码前，还包括对待发送数据进行循环冗余校验的步骤。
一种长期演进系统中的数据发送装置，包括：
编码、调制及串并转换模块，用于对待发送数据进行信道编码，调制，得到符号级数据，按照系统要求对该符号级数据进行串并转换；
数据存储模块，用于暂存经串并转换后的数据；
正交频分复用模块，用于对串并转换后得到的数据进行降信号峰值平均功率比处理，然后对其进行子载波映射及快速傅立叶逆变换；
多址方式选择模块，用于判断经快速傅立叶逆变换后得到的数据的信号峰值平均功率比是否小于预设门限值，若是，调用正交频分复用模块在经快速傅立叶逆变换后的数据中插入循环前缀并发送，否则，调用单载波正交频分复用模块对所述暂存的数据进行处理；
单载波正交频分复用模块，用于对所述暂存的数据进行单载波正交频分复用处理及发送；所述单载波正交频分复用模块具体包括：离散傅立叶变换子模块，用于对数据存储模块中暂存的数据进行离散傅立叶变换；子载波映射子模块，用于对离散傅立叶变换子模块输出的数据进行子载波映射；快速傅立叶逆变换子模块，用于对子载波映射子模块输出的数据进行快速傅立叶逆变换；循环前缀插入子模块，用于在快速傅立叶逆变换子模块输出的数据中插入循环前缀；数据发送子模块，用于发送插入循环前缀后的数据。
当正交频分复用模块在经快速傅立叶逆变换后得到的数据中插入循环前缀的同时，数据存储模块将自身暂存的数据释放；
当单载波正交频分复用模块在对数据存储模块中暂存的数据进行单载波正交频分复用处理的同时，数据存储模块将自身暂存的数据释放。
所述正交频分复用模块具体包括：
降信号峰值平均功率比子模块，用于对串并转换后得到的符号级数据进行降信号峰值平均功率比处理；
子载波映射子模块，用于对降信号峰值平均功率比子模块输出的数据进行子载波映射；
快速傅立叶逆变换子模块，用于对子载波映射子模块输出的数据进行快速傅立叶逆变换；
循环前缀插入子模块，用于在快速傅立叶逆变换子模块输出的数据中插入循环前缀；
数据发送子模块，用于发送插入循环前缀后的数据。
本发明由于采用了以上技术方案，因此具有以下有益效果：
本发明所述长期演进系统中的数据发送方法及数据发送装置将OFDMA技术和SC-OFDMA技术有效的结合起来，既可以充分发挥OFDMA的技术优势，也可以在上行中有效的克服OFDMA高PAPR的缺点，能够最大程度提升系统的效率，使得系统在有限的带宽上获得更大的吞吐率。
附图说明
图1为本发明所述长期演进系统中的数据发送方法的流程图；
图2为本发明所述长期演进系统中的数据发送装置的结构框图；
图3为本发明所述正交频分复用模块的结构示意图；
图4为本发明所述单载波正交频分复用模块的结构示意图。
具体实施方式
本发明提供了一种第三代移动通信长期演进系统中的数据发送方法及数据发送装置，由于OFDM A技术中高PAPR出现的概率较小，以及OFDM A和SC-OFDMA的性能上的折衷，以及处理过程的一致性，本发明将OFDMA技术和SC-OFDMA技术有效的结合起来，从而既可以充分发挥OFDMA的技术优势，也可以在上行中有效的克服OFDMA的缺点，能够最大程度提升系统的效率，使得系统在有限的带宽上获得更大的吞吐率。
下面将结合各个附图对本发明的具体实现过程予以进一步详细的说明。
请参阅图1，该图为本发明所述长期演进系统中的数据发送方法的流程图，其具体实现过程如下：
步骤10、采用CRC(循环冗余校验码)对待发送数据进行校验，并在校验完成后对待发送数据进行信道编码处理。
步骤11、对信道编码后的数据进行星座调制，得到符号级数据。
步骤12、按照系统要求对步骤11中得到的符号级数据进行串并转换，按照发送数据要求将编码后的数据转换成多行。
步骤13、暂时保存串并转换得到的数据，直到该数据的后续处理中其PAPR满足要求后再释放。
步骤14、将OFDMA方式作为默认的多址接入方式，对串并转换后得到的数据进行降PAPR处理，然后对其进行子载波映射及快速傅立叶逆变换，变换后的数据可以保证彼此正交。
步骤15、计算经快速傅立叶逆变换后的数据的PAPR值，判断经快速傅立叶逆变换后得到的数据的PAPR值是否小于预设门限值，若是，执行步骤16，否则，执行步骤17。
步骤16、在经快速傅立叶逆变换后的数据中插入CP(循环前缀)，进行上天线发射，同时释放步骤13中暂存的数据。
步骤17、采用单载波正交频分复用方式对步骤13中暂存的数据进行处理及发送，具体过程为：对所述暂存的数据进行离散傅立叶变换，然后对其进行子载波映射及快速傅立叶逆变换，在快速傅立叶逆变换后得到的数据中插入循环前缀，然后发送该数据，同时释放所述保存的数据。
相应于上述长期演进系统中的数据发送方法，本发明进而提出了一种长期演进系统中的数据发送装置，请参阅图2，该图为本发明所述长期演进系统中的数据发送装置的结构框图，其主要包括编码、调制及串并转换模块，数据存储模块，正交频分复用模块，多址方式选择模块，以及单载波正交频分复用模块，其中各个模块的主要作用如下：
编码、调制及串并转换模块，用于对待发送数据进行信道编码，调制，得到符号级数据，按照系统要求对该符号级数据进行串并转换；
数据存储模块，用于暂存经串并转换后的数据；
正交频分复用模块，用于对串并转换后得到的数据进行降PAPR处理，然后对其进行子载波映射及快速傅立叶逆变换；
多址方式选择模块，用于判断经快速傅立叶逆变换后得到的数据的PAPR是否小于预设门限值，若是，调用正交频分复用模块在经快速傅立叶逆变换后的数据中插入循环前缀并发送，否则，调用单载波正交频分复用模块对所述暂存的数据进行处理；
单载波正交频分复用模块，用于对数据存储模块中暂存的数据进行单载波正交频分复用处理及发送。
其中，当正交频分复用模块在经快速傅立叶逆变换后得到的数据中插入循环前缀的同时，数据存储模块将自身暂存的数据释放；当单载波正交频分复用模块在对数据存储模块中暂存的数据进行单载波正交频分复用处理的同时，数据存储模块将自身暂存的数据释放。
请参阅图3，该图为本发明所述正交频分复用模块的结构示意图，其具体包括：
降信号峰值平均功率比子模块，用于对串并转换后得到的符号级数据进行降PAPR处理；
子载波映射子模块，用于对降信号峰值平均功率比子模块输出的数据进行子载波映射；
快速傅立叶逆变换子模块，用于对子载波映射子模块输出的数据进行快速傅立叶逆变换；
循环前缀插入子模块，用于在快速傅立叶逆变换子模块输出的数据中插入循环前缀；
数据发送子模块，用于发送插入循环前缀后的数据。
请参阅图4，该图为本发明所述单载波正交频分复用模块的结构示意图，其具体包括：
离散傅立叶变换子模块，用于对数据存储模块中暂存的数据进行离散傅立叶变换；
子载波映射子模块，用于对离散傅立叶变换子模块输出的数据进行子载波映射；
快速傅立叶逆变换子模块，用于对子载波映射子模块输出的数据进行快速傅立叶逆变换；
循环前缀插入子模块，用于在快速傅立叶逆变换子模块输出的数据中插入循环前缀；
数据发送子模块，用于发送插入循环前缀后的数据。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (7)
1.一种长期演进系统中的数据发送方法，其特征在于，包括步骤：
A、对待发送数据进行信道编码，调制，得到符号级数据，按照系统要求对该符号级数据进行串并转换，保存转换后得到的数据；
B、将正交频分复用接入方式作为默认的多址接入方式，对串并转换后得到的数据进行降信号峰值平均功率比处理，然后对其进行子载波映射及快速傅立叶逆变换；
C、判断经快速傅立叶逆变换后得到的数据的信号峰值平均功率比是否小于预设门限值，若是，则在其中插入循环前缀并发送，否则，采用单载波正交频分复用接入方式对所述保存的数据进行处理及发送；其中，采用单载波正交频分复用接入方式对所述保存的数据进行处理及发送的具体过程为：对所述保存的数据进行离散傅立叶变换，然后对其进行子载波映射及快速傅立叶逆变换；在快速傅立叶逆变换后得到的数据中插入循环前缀，然后发送该数据。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤C中，若经快速傅立叶逆变换后得到的数据的信号峰值平均功率比小于预设门限值，则在其中插入循环前缀并发送该数据，同时释放所述保存的数据。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，采用单载波正交频分复用接入方式对所述保存的数据进行处理及发送的过程还包括：
发送该数据的同时释放所述保存的数据。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在对待发送数据进行信道编码前，还包括对待发送数据进行循环冗余校验的步骤。
5.一种长期演进系统中的数据发送装置，其特征在于，包括：
编码、调制及串并转换模块，用于对待发送数据进行信道编码，调制，得到符号级数据，按照系统要求对该符号级数据进行串并转换；
数据存储模块，用于暂存经串并转换后的数据；
正交频分复用模块，用于对串并转换后得到的数据进行降信号峰值平均功率比处理，然后对其进行子载波映射及快速傅立叶逆变换；
多址方式选择模块，用于判断经快速傅立叶逆变换后得到的数据的信号峰值平均功率比是否小于预设门限值，若是，调用正交频分复用模块在经快速傅立叶逆变换后的数据中插入循环前缀并发送，否则，调用单载波正交频分复用模块对所述暂存的数据进行处理；
单载波正交频分复用模块，用于对所述暂存的数据进行单载波正交频分复用处理及发送；所述单载波正交频分复用模块具体包括：离散傅立叶变换子模块，用于对数据存储模块中暂存的数据进行离散傅立叶变换；子载波映射子模块，用于对离散傅立叶变换子模块输出的数据进行子载波映射；快速傅立叶逆变换子模块，用于对子载波映射子模块输出的数据进行快速傅立叶逆变换；循环前缀插入子模块，用于在快速傅立叶逆变换子模块输出的数据中插入循环前缀；数据发送子模块，用于发送插入循环前缀后的数据。
6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，当正交频分复用模块在经快速傅立叶逆变换后得到的数据中插入循环前缀的同时，数据存储模块将自身暂存的数据释放；
当单载波正交频分复用模块在对数据存储模块中暂存的数据进行单载波正交频分复用处理的同时，数据存储模块将自身暂存的数据释放。
7.如权利要求5或6所述的装置，其特征在于，所述正交频分复用模块具体包括：
降信号峰值平均功率比子模块，用于对串并转换后得到的符号级数据进行降信号峰值平均功率比处理；
子载波映射子模块，用于对降信号峰值平均功率比子模块输出的数据进行子载波映射；
快速傅立叶逆变换子模块，用于对子载波映射子模块输出的数据进行快速傅立叶逆变换；
循环前缀插入子模块，用于在快速傅立叶逆变换子模块输出的数据中插入循环前缀；
数据发送子模块，用于发送插入循环前缀后的数据。
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