CN101577690A

CN101577690A - Ofdm数据传输方法及系统

Info

Publication number: CN101577690A
Application number: CNA2008100956698A
Authority: CN
Inventors: 吴起; 梁宗闯
Original assignee: Beijing Samsung Telecommunications Technology Research Co Ltd; Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Beijing Samsung Telecommunications Technology Research Co Ltd; Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2008-05-07
Filing date: 2008-05-07
Publication date: 2009-11-11

Abstract

一种OFDM系统，包括发送端和接收端，其中：所述发送端包括调制和编码模块，用于对原始数据进行调制和编码以得到数据帧；以及发送模块，用于向接收端发送数据帧；所述接收端包括接收模块，用于接收所述数据帧；以及解调和解码模块，用于进行解调和解码，以得到原始数据，其中所述数据帧包含N个子帧，第一个子帧中包含奇数个OFDM符号，除第一个子帧之外的其它下行子帧包含的OFDM符号个数被2整除，而上行子帧包含的OFDM符号个数被3整除，其中N大于3。根据本发明，能够较好地解决现有技术中由于帧结构导致的资源浪费问题。

Description

OFDM数据传输方法及系统

技术领域

本发明涉及移动WiMAX演进系统，具体地，涉及一种用于WiMAX演进系统的正交频分复用OFDM数据传输方法及使用该方法的系统。

背景技术

现有技术中移动WiMAX演进系统的帧结构如图1所示。如图1所示，其中每个超帧长度为20毫秒，包含4个帧，每个帧长度为5毫秒。每个帧包含8个子帧。其中前面一部分子帧组成下行部分，后面的其余子帧组成下行部分，每一帧内部下行部分子帧和上行部分子帧之间的空闲时间称为下行转换为上行的时间间隙，每一帧上行部分子帧和下一帧下行部分子帧开始之间的空闲时间成为上行转换为下行的时间间隙。每个子帧里面OFDM符号数目为5个或6个，每个帧共包含47个符号。每个帧分为下行部分和上行部分，其中下行部分到上行部分的转换时隙为105微秒，上行部分到下行部分的转换时隙为62.46微秒。

根据现有技术，每个OFDM符号包含循环前缀部分和数据部分，其中数据部分长度为91.4微秒，循环前缀部分长度为11.42微秒，合计符号长度为102.82微秒，如图2所示。

英特尔公司(Intel)所提出的帧结构如图3所示，其中，帧的下行部分包含5个子帧，上行部分包含3个子帧。下行的最后一个子帧包含5个OFDM符号，下行的其它4个子帧和上行的3个子帧均包含6个OFDM符号。下行第一个子帧的第一个OFDM符号为前导符号。

ITRI公司所提出的帧结构如图10所示，其中，下行和上行的一些区域被定义为支持高速移动业务。其中一个帧分为上行部分和下行部分；下行部分包含传统的16e兼容部分以及16m部分，16m部分的最后一部分为支持高速移动业务的部分；上行部分包含传统的16e兼容部分以及16m部分，16m部分的最后一部分为支持高速移动业务的部分。这些区域中的循环前缀部分比其它区域的循环前缀部分要长，从而能够更好的消除载波间干扰。

在英特尔公司(intel)所提出的帧结构方案中，下行的第一个子帧包含6个符号。由于下行的第一个子帧的第一个符号为前导符号，因此下行的第一个子帧还有5个符号可用。由于下行的第一个区域使用的子信道到子载波映射方式为PUSC所包含的OFDM符号数目应为偶数个，因此下行的第一个子帧剩余的5个符号中，将有1个符号闲置，造成资源浪费。

为了避免不恰当的OFDM符号数目分配导致的资源浪费问题，本发明提出了一种OFDM系统中的数据传输方法及系统。

发明内容

根据本发明的一个方面，提出了一种OFDM系统，包括发送端和接收端，其中：

所述发送端包括调制和编码模块，用于对原始数据进行调制和编码以得到数据帧；以及发送模块，用于向接收端发送数据帧；

所述接收端包括接收模块，用于接收所述数据帧；以及解调和解码模块，用于进行解调和解码，以得到原始数据，

其中所述数据帧包含N个子帧，第一个子帧中包含奇数个OFDM符号，除第一个子帧之外的其它下行子帧包含的OFDM符号个数被2整除，而上行子帧包含的OFDM符号个数被3整除，其中N大于3。

根据本发明的另一方面，提出了一种OFDM数据传输方法，包括步骤：

发送端对原始数据进行调制和编码，得到数据帧并向接收端发送数据帧；

接收端接收所述数据帧进行解调和解码，以得到原始数据，其中所述数据帧包含N个子帧，第一个子帧中包含奇数个OFDM符号，除第一个子帧之外的其它下行子帧包含的OFDM符号个数被2整除，而上行子帧包含的OFDM符号个数被3整除，其中N大于3。

根据本发明，下行的第一个子帧中包含的OFDM符号数目应该为奇数个。同时，本发明还提出上行的子帧所包含的OFDM符号数目应该能够被3整除。因此，能够较好地解决现有技术中由于帧结构导致的资源浪费问题。

附图说明

图1是现有技术中移动WiMAX演进系统的帧结构示意图。

图2是现有技术中OFDM的符号结构图。

图3是Intel公司提出的帧结构示意图。

图4是根据本发明的移动WiMAX演进系统发射端的结构示意图。

图5是根据本发明的移动WiMAX演进系统接收端的结构示意图。

图6是符号长度和循环前缀长度保持不变的帧结构示意图。

图7是符号长度和循环前缀长度保持不变，部分子帧符号长度变为原来1/2的帧结构示意图。

图8是符号长度保持不变、循环前缀长度为1/16符号长度的帧结构示意图。

图9是符号长度保持不变，循环前缀长度为1/16符号长度、部分子帧中包含符号长度为原来1/2的子帧的帧结构示意图。

图10是ITRI公司提出的帧结构示意图。

图11是本发明和现有技术在OFDM符号利用率上的比较。

具体实施方式

根据本发明的通信系统可以包括接收端和发射端。其中，发射端可以包括随机化和FEC(前向纠错)编码模块、交织模块、导频插入和调制模块、串并变换模块、排列模块、IFFT(快速傅立叶逆变换)模块、循环前缀插入模块等。下面将参考图4来详细描述根据本发明的发射端的结构。

根据本发明的发射端可以包括：

101.随机化和FEC编码模块，该模块对原始数据进行随机化并进行FEC编码；

102.交织模块，该模块对FEC编码后数据进行交织；

103.导频插入和调制模块，该模块对交织后数据进行导频插入并进行调制；

104.串并变换模块，该模块对调制后的数据进行串并变换；

105.排列模块，该模块对串并变换后的数据进行排列；

106.IFFT模块，该模块对排列后的数据进行IFFT变换；

107.前导符号插入模块，该模块在IFFT变换后的数据前插入前导符号；

108.循环前缀插入模块，该模块在进行前导符号插入后所得到的所有OFDM符号之前插入循环前缀；

109.组帧发送模块，该模块把插入循环前缀后的OFDM符号组成帧并进行发送；

根据本发明的通信系统的接收端可以包括接收模块、时频同步模块、循环前缀移除模块、FFT模块、信道估计模块、解排列模块、并串变换模块、解调制模块、解交织模块、解码和解随机化模块等。下面将参考图5来详细描述根据本发明的通信系统的接收端的结构。

根据本发明的接收端可以包括：

201.接收模块，该模块接收来自发射端的帧；

202.时频同步模块，该模块抽取帧中的前导符号，并根据前导符号进行时间和频率同步；

203.循环前缀移除模块，该模块把帧中剩余的OFDM符号的循环前缀移除；

204.FFT模块，该模块对移除循环前缀后的OFDM符号进行FFT变换，得到并行数据；

205.信道估计模块，该模块根据OFDM符号中插入的导频进行信道估计；

206.解排列模块，该模块对并行数据进行解排列；

207.并串变换模块，该模块对接排列数据进行并串变换，得到串行数据；

208.解调制模块，该模块对串行数据进行解调制；

209.解交织模块，该模块对解调制后的数据进行解交织；

210.解码和解随机化模块，该模块对解交织的数据进行解码和解随机化，得到原始数据。

根据本发明，每个超帧长20毫秒，包含4个帧，每个帧长5毫秒，每个帧包含8个子帧。为了灵活地支持高速移动业务以及有效地利用资源，子帧中的OFDM符号长度和数量不确定，但应满足如下规则：

(1)第一个下行子帧中包含的OFDM符号数目应该为奇数个。这样做的原因是由于下行的第一个子帧的第一个符号为前导符号，紧邻前导符号的第一个区域使用的子信道到子载波映射方式为PUSC，其包含的OFDM符号数目应为偶数个。

(2)上行子帧中的OFDM符号数目应该能够被3整除。这样做的原因是由于上行所使用的子信道到子载波映射方式所包含的OFDM符号数目应该能够被3整除。

图6示出了根据本发明的符号长度和循环前缀长度保持不变的帧结构的示意图。其中每个帧包括8个子帧，下行部分包含5个子帧，上行部分包含3个子帧。下行部分的第一个子帧包含5个OFDM符号，下行部分的其余4个子帧和上行部分的3个子帧包含6个OFDM符号。具体帧结构的示例如表1所示。

表1符号长度和循环前缀长度保持不变的帧结构参数

此外，图7示出了符号长度和循环前缀长度保持不变、而部分子帧中包含符号长度为原来1/2的子帧的帧结构。表2示出了该帧结构的参数。如图7所示，每个帧包括8个子帧，下行部分包含5个子帧，上行部分包含3个子帧。下行部分的最后一个子帧和上行部分的最后一个子帧为包含短OFDM符号的支持高速移动业务的子帧，其余子帧为包含正常OFDM符号的子帧。下行部分的第一个子帧包含5个正常OFDM符号，下行部分的最后一个子帧包含10个短OFDM符号，上行部分的最后一个子帧包含12个短OFDM符号，其余5个子帧均包含6个正常OFDM符号。

这种特殊的子帧由于符号长度变短，子载波间隔变宽，从而能够支持高速移动的用户。

表2符号长度和循环前缀长度保持不变，部分子帧符号长度变为原来1/2的帧结构参数

图8示出了符号长度保持不变、循环前缀长度为1/16符号长度的帧结构。其中每个帧包括8个子帧，下行部分包含5个子帧，上行部分包含3个子帧。下行部分的第一个子帧包含7个OFDM符号，下行部分的其余4个子帧和上行部分的3个子帧包含6个OFDM符号。表3给出了这种帧结构参数的示例。

表3符号长度保持不变，循环前缀长度为1/16符号长度的帧结构参数

图9示出了符号长度保持不变、循环前缀长度为1/16符号长度、同时，部分子帧中包含符号长度为原来1/2的子帧的帧结构。表4给出了这种帧结构参数的示例。其中每个帧包括8个子帧，下行部分包含5个子帧，上行部分包含3个子帧。下行部分的最后一个子帧和上行部分的最后一个子帧为包含短OFDM符号的支持高速移动业务的子帧，其余子帧为包含正常OFDM符号的子帧。下行部分的第一个子帧包含7个正常OFDM符号，下行部分的最后一个子帧包含12个短OFDM符号，上行部分的最后一个子帧包含12个短OFDM符号，其余5个子帧均包含6个正常OFDM符号。

表4符号长度保持不变，循环前缀长度为1/16符号长度，部分子帧中包含符号长度为原来1/2的子帧的帧结构参数

子帧数目 8

普通子帧： 1

包含7个符号的子帧数目

普通子帧： 5

帧级

包含6个符号的子帧数目

高速移动业务子帧： 2

包含12个符号的子帧数目

空闲时间 5000-97.11＊37-51.41＊24＝173.09微秒

图11给出了Intel方案和本发明的结果中OFDM符号的利用率比较。如图11所示，可以看出，根据本发明的数据传输方法的优点在于：

(1)与现有技术相比较，本发明能够充分利用帧中的任意OFDM符号；

(2)本发明提出不同的子帧可以使用不同长度的OFDM符号，从而某些子帧能够较好地支持高速移动用户。

Claims

1.一种OFDM系统，包括发送端和接收端，其中：

所述发送端包括：

调制和编码模块，用于对原始数据进行调制和编码以得到数据帧；

发送模块，用于向接收端发送所述数据帧；

所述接收端包括：

接收模块，接收所述数据帧；

解调和解码模块，用于对接收到的数据帧进行解调和解码，以得到原始数据，

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述数据帧的长度为5毫秒。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，在所述数据帧中，所述第一个子帧包含5个OFDM符号，其它子帧包含6个OFDM符号。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，在所述数据帧中，第一个子帧包含5个OFDM符号，一个下行子帧包含10个OFDM符号，一个上行子帧包含12个OFDM符号，其它子帧包含6个OFDM符号。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，在所述数据帧中，第一个子帧中包含7个OFDM符号，其它所有子帧包含6个OFDM符号。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，在所述数据帧中，第一个子帧中包含7个OFDM符号，一个下行子帧包含12个OFDM符号，一个上行子帧包含12个OFDM符号，其它子帧包含6个OFDM符号。

7.一种OFDM数据传输方法，包括步骤：

发送端对原始数据进行调制和编码，得到数据帧并向接收端发送所述数据帧；

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述数据帧的长度为5毫秒。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在所述数据帧中，所述第一个子帧包含5个OFDM符号，其它子帧包含6个OFDM符号。

10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在所述数据帧中，第一个子帧包含5个OFDM符号，一个下行子帧包含10个OFDM符号，一个上行子帧包含12个OFDM符号，其它子帧包含6个OFDM符号。

11.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在所述数据帧中，第一个子帧中包含7个OFDM符号，其它所有子帧包含6个OFDM符号。

12.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在所述数据帧中，第一个子帧中包含7个OFDM符号，一个下行子帧包含12个OFDM符号，一个上行子帧包含12个OFDM符号，其它子帧包含6个OFDM符号。