CN101610235A - 一种发射端及数据发射方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种发射端及数据发射方法，对发射上行数据时的多址接入方式进行了扩展，该方法包括，发射端发射上行数据时，若所述发射端对链路性能要求高于对时域覆盖的要求则选择正交频分多址接入的多址接入方式，若所述发射端对时域覆盖的要求高于对链路性能要求则选择单载波频分复用接入的多址接入方式，所述发射端选择多址接入方式后对待发射的数据进行处理后发射。采用本发明，解决了现有技术中单一的多址接入方式不能很好适用的问题，且保证了正交频分多址接入的链路性能，也有利于提高整网的吞吐量，同时也考虑其覆盖范围，解决了对现有系统兼容性的问题。

Description

一种发射端及数据发射方法
技术领域
本发明涉及OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交频分复用)领域，尤其涉及一种发射端及数据发射方法。
背景技术
在OFDM系统中，正交频分复用通过把数据流分解为若干个子数据流，这样每个子数据流具有比较低的比特速率，然后各子数据流分别调制到相应的子载波上进行并行发送。需要指出的是，OFDM各个子载波之间不仅是相互正交的，而且具有1/2的重叠。
由于单载波系统的信息符号是直接调制到时域上的(或者是某些简单的变形)，所以其PAPR(Peak Average Power Ratio，峰均功率比)比较低，反观多载波系统，由于在同一时间有多个载波同时传输信息符号，而各个载波承载的信息符号又是相互独立的，所以PAPR比较大，一般要比单载波系统大2-3dB。
在LTE(Long Term Evolution，长期演进)系统中，充分考虑UT端的PAPR问题。而OFDM系统PAPR较大，也就是说发射机的输出信号的瞬时值会有较大的波动，这将要求系统内的一些部件，例如功率放大器、A/D(模数)、D/A(数模)转换器等具有很大的线性动态范围。与此同时，这些部件的非线性也会对动态范围较大的信号产生非线性失真，所产生的谐波会造成子信道的相互干扰，从而影响OFDM系统的性能。因此在LTE系统中上行多址最终选择了SC-FDMA(单载波频分复用接入)，很重要的原因是PAPR问题。高PAPR增加了对功放线性的要求，这一点对UT(User Terminal)尤其不利，所以上行多址一个比较理想的方案是带循环前缀的单载波系统，即SC-FDMA(Single Carrier-Frequency Division Multiple Access，单载波频分复用接入)。
目前，对于以OFDM系统为基础的多址接入的研究是一个热点，但对于OFDMA(正交频分多址接入)和SC-FDMA等多种多址接入方式同时存在的研究较少，以LTE系统为例子(目前系统中上下行分别只有一个多址接入方式)，目前系统下行采用OFDMA，上行采用SC-FDMA，但并不能很好地适用新系统的需求，LTE-Advanced(演进的长期演进)系统与IMT-Advanced(高级国际移动通信)系统对峰值数据率和频谱效率提出很高的要求，这就必然要重新考虑OFDM系统的应用。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种发射端及数据发射方法，克服了现有技术中单一的多址接入方式不能很好适用的问题。
为了解决上述问题，本发明提供了一种数据发射方法，包括：发射端发射上行数据时，若所述发射端对链路性能要求高于对时域覆盖的要求则选择正交频分多址接入(OFDMA)的多址接入方式，若所述发射端对时域覆盖的要求高于对链路性能要求则选择单载波频分复用接入(SC-FDMA)的多址接入方式，所述发射端选择多址接入方式后对待发射的数据进行处理后发射。
进一步地，若所述发射端选择的是SC-FDMA的多址接入方式，对所述待发射数据的处理包括：星座调制、离散傅立叶变换(DFT)、子载波映射、空间分集或空间复用、快速傅里叶逆变换(IFFT)及添加CP；
若所述发射端选择的是OFDMA的多址接入方式，对待发射的数据的处理包括：星座调制、串并变换、子载波映射、空间分集或空间复用、IFFT及添加CP。
进一步地，在满足调度时延基础上，所述发射端对待发射数据的处理还包括将待发射的数据调度到两个或多个传输时间间隔上；
将待发射的数据调度到两个或多个传输时间间隔上的操作是在星座调制之前完成，或是在星座调制后、切换前完成，或是在子载波映射前完成。
进一步地，当发射端处在小区边缘时，选择SC-FDMA的多址接入方式，当发射端处在小区中心时，选择OFDMA的多址接入方。
进一步地，当发射端使用物理控制信道发射数据时，选择SC-FDMA的多址接入方式，当发射端使用物理业务信道发射数据时，选择OFDMA的多址接入方式。
进一步地，所述方法适用于长期演进系统、演进的长期演进系统与高级国际移动通信系统。
本发明还提供一种发射端，包括选择模块、数据处理模块及发射模块；
所述选择模块用于发射端发射上行数据时选择多址接入方式，若所述发射端对链路性能要求高于对时域覆盖的要求则选择正交频分多址接入(OFDMA)的多址接入方式，若所述发射端对时域覆盖的要求高于对链路性能要求则选择单载波频分复用接入(SC-FDMA)的多址接入方式；
所述数据处理模块用于对待发射的数据进行处理；
所述发射模块用于发射处理后的数据。
进一步地，所述数据处理模块包括星座调制单元、切换单元、离散傅立叶变换(DFT)单元、串并转换单元、子载波映射单元、空间分集或空间复用单元、快速傅里叶逆变换单元及CP添加单元；
所述选择模块还用于将选择的多址接入方式发送至数据处理模块；
所述切换单元用于接收多址接入方式，以及当多址接入方式为SC-FDMA时，将接收的星座调制后的数据发送至所述DFT单元，当多址接入方式为OFDMA时，将接收的星座调制后的数据发送至所述串并转换单元。
进一步地，所述数据处理模块还包括时域延伸单元，用于在满足调度时延基础上，将待发射的数据调度到两个或多个传输时间间隔上；
所述时域延伸单元位于星座调制单元之前，或位于星座调制单元与切换单元之间，或位于子载波映射单元之前。
进一步地，当发射端处在小区边缘时，所述选择模块选择SC-FDMA的多址接入方式，当发射端处在小区中心时，所述选择模块选择OFDMA的多址接入方。
进一步地，当发射端使用物理控制信道发射数据时，所述选择模块选择SC-FDMA的多址接入方式，当发射端使用物理业务信道发射数据时，所述选择模块选择OFDMA的多址接入方式。
进一步地，所述发射端适用于长期演进系统、演进的长期演进系统与高级国际移动通信系统。
综上所述，本发明提供一种发射端及数据发射方法，对发射上行数据时的多址接入方式进行了扩展，解决了现有技术中单一的多址接入方式不能很好适用的问题，即解决了现有系统中仅考虑PAPR而使得链路性能下降的问题。本发明既保证了OFDMA的链路性能，也有利于提高整网的吞吐量，同时也考虑其覆盖范围，解决了对现有系统兼容性的问题。
本发明适用于LTE系统、LTE-Advanced系统与IMT-Advanced系统。
附图说明
图1是现有技术OFDMA发射机结构图；
图2是现有技术SC-FDMA发射机结构图；
图3是本发明发射端结构示意图；
图4是本发明上行数据时域延伸实例一；
图5是本发明上行数据时域延伸实例二；
图6是本发明上行基于地理位置的选择多址接入方式及发射数据流程图；
图7是本发明上行基于物理信道类型的选择多址接入方式及发射数据流程图。
具体实施方式
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种发射端及数据发射方法，发射端发送上行数据时，若该发射端对链路性能要求高于对时域覆盖的要求则选择OFDMA的多址接入方式，若该发射端对时域覆盖的要求高于对链路性能要求则选择SC-FDMA的多址接入方式，发射端选择多址接入方式后对待发射的数据进行处理后发射；该方案可以很好地适用新系统(LTE-Advanced系统与IMT-Advanced系统)的需求。
本实施例提供一种发射端，包括选择模块、数据处理模块及发射模块；发射端还可以包括通知模块；
数据处理模块包括星座调制单元、切换单元、DFT(离散傅立叶变换)单元、串并转换单元、子载波映射单元、空间分集或空间复用单元、IFFT(快速傅里叶逆变换)单元及CP添加单元，还可以包括时域延伸单元；
选择模块用于发射端发射上行数据时选择多址接入方式，若发射端对链路性能要求高于对时域覆盖的要求则选择OFDMA的多址接入方式，若发射端对时域覆盖的要求高于对链路性能要求则选择SC-FDMA的多址接入方式；例如，当发射端处在小区边缘时，此时发射端对时域覆盖的要求可能高于对链路性能的要求，因此可以选择SC-FDMA的多址接入方式，而当发射端处在小区中心时，此时发射端对链路性能的要求可能高于对时域覆盖的要求，因此可以选择OFDMA的多址接入方式；又如，当发射端使用物理控制信道发射数据时，发射端对时域覆盖的要求可能高于对链路性能的要求，因此可以选择SC-FDMA的多址接入方式，当发射端使用物理业务信道发射数据时，发射端对链路性能的要求可能高于对时域覆盖的要求，因此可以选择OFDMA的多址接入方式；
选择模块还用于将选择的多址接入方式发送至数据处理模块及通知模块；
切换单元用于接收多址接入方式，以及当多址接入方式为SC-FDMA时，将接收的星座调制后的数据发送至DFT单元，当多址接入方式为OFDMA时，将接收的星座调制后的数据发送至串并转换单元。
星座调制单元、DFT单元、串并转换单元、子载波映射单元、空间分集或空间复用单元、IFFT单元及CP添加单元对接收的数据的处理方式同现有技术。
时域延伸单元用于在满足调度时延基础上，将待发射的数据调度到两个或多个TTI上；该模块可以位于星座调制单元之前，也可以位于星座调制单元与切换单元之间，还可以位于子载波映射单元前。
通知模块用于发射端选择多址接入方式后，向接收端发送通知消息，指示发射端选择的多址接入方式。
发射端包含的星座调制单元、时域延伸单元、切换单元、DFT单元、串并转换单元、IFFT单元及CP添加单元为一个或多个。
本实施例提供一种数据发射方法，包括：
发射端发射上行数据前根据当前需要选择多址接入方式，具体地，若当前对链路性能的要求高于对时域覆盖的要求则选择OFDMA的多址接入方式，若当前对时域覆盖的要求高于对链路性能的要求则选择SC-FDMA的多址接入方式；
当发射端选择了多址接入方式后，对待发射的数据根据具体的多址接入方式进行相应处理，具体地，若选择的是SC-FDMA多址接入方式，对待发射的数据的处理包括，星座调制、DFT变换、子载波映射、空间分集或空间复用、IFFT变换及添加CP，若选择的是OFDMA多址接入方式，对待发射的数据的处理包括，星座调制、串并变换、子载波映射、空间分集或空间复用、IFFT变换及添加CP；
完成对待发射的数据的相应处理后，发射端发射处理后的数据。
发射端发射数据时，可以通过时域延伸来增加时域覆盖，即在满足调度时延基础上，将频率上待发射的数据调度在多个TTI(Time TransmissionInterval，传输时间间隔)上，如图4，原来在频率上有3个资源块(RB)的数据待发射，现可以在时间上进行延伸，即可以将此3个RB的数据分别调度在3个TTI上，以此来增加上行的覆盖。时域延伸增加覆盖时，可以灵活调度，即可以是一个TTI上只有一个资源块，也可以是一个TTI上有多个资源块；如图5所示，将6个资源块D1，D2，D3，D4，D5，D6分成两组在不同的TTI上发射。
时域延伸的操作可以是在星座调制之前完成，也可以是在星座调制后、切换前完成，还可以是在DFT变换或串并变换之后，子载波映射前完成；本发明对时域延伸时机不作限制。
发射端还通过物理控制信道向接收端发送通知消息，指示发射端选择的多址接入方式，该通知消息可以是发射端选择了多址接入方式后、发射数据前发送，也可以是发射数据的同时发送，本发明对此不作限制。
为了兼容旧系统，可以让旧系统的发射端的上行都优选为SC-FDMA的形式。下行都优选为OFDMA的形式。
以下通过应用实例进一步说明本发明
应用实例一：
在系统中，小区边缘的用户往往得不到充分的覆盖，所以可以根据地理位置来选择具体的多址方式，从而达到提供更好的覆盖和链路性能。
如附图6所示，在上行时，发射端根据具体的情况采用不同的多址方式，即判断所处的地理位置，如果某个发射端在小区边缘时，此时发射端可以采用SC-FDMA，当这个发射端移动到小区中心时，此时发射端可以采用OFDMA；位于大小区的各发射端可以都采用SC-FDMA(因小区范围大对时域覆盖的要求比较高)，位于小小区的各发射端可以都采用OFDMA(因小区范围小，采用OFDMA即可满足时延覆盖的要求，此时采用OFDMA可提高链路性能)。
确定多址方式之后，发射端对待发射数据进行相应处理，若选择的是SC-FDMA多址接入方式，对待发射的数据的处理包括，星座调制、DFT变换、子载波映射、空间分集或空间复用、IFFT变换及添加CP，若选择的是OFDMA多址接入方式，对待发射的数据的处理包括，星座调制、串并变换、子载波映射、空间分集或空间复用、IFFT变换及添加CP；
发射端还可以通过时域延伸增加覆盖，假设在频率上有3个RB的数据待发射，在满足调度时延基础上，可以将此3个RB的数据分别调度在3个TTI上后发射，如图4所示；时域延伸对于OFDMA尤为重要，当然SC-FDMA也可以使用时域延伸的方式来进一步增加上行的覆盖。
接收端接收数据后按照多址接入方式的逆处理过程处理接收的数据。
为了兼容旧系统，在下行时接收端处于任何地理位置，发射端都优选为OFDMA的形式，接收端按照OFDMA的逆处理过程进行相应的工作。
应用实例二：
在系统中，不同的物理信道的需求是不同的，例如物理控制信道要求覆盖、可靠性等，物理业务信道要求高的业务数据率、频谱效率等，所以可以根据物理信道类型来选择具体的多址方式，从而达到提供更好的覆盖和链路性能。
如附图7所示，在上行时，发射端根据具体的物理信道类型，如果是物理控制信道，此时发射端可以采用SC-FDMA，如果是物理业务信道，此时发射端可以采用OFDMA。
确定多址方式之后，发射端对待发射数据进行相应处理，若选择的是SC-FDMA多址接入方式，对待发射的数据的处理包括，星座调制、DFT变换、子载波映射、空间分集或空间复用、IFFT变换及添加CP，若选择的是OFDMA多址接入方式，对待发射的数据的处理包括，星座调制、串并变换、子载波映射、空间分集或空间复用、IFFT变换及添加CP；
发射端还可以通过时域延伸增加覆盖，假设在频率上有6个RB的数据待发射，在满足调度时延基础上，可以把每3个RB的数据分别调度在2个TTI上，以此来增加上行的覆盖，如图5所示；时域延伸对于OFDMA尤为重要，当然SC-FDMA也可以使用时域延伸的方式来进一步增加上行的覆盖。
接收端接收数据后按照多址接入方式的逆处理过程处理接收的数据。
为了兼容旧系统，在下行时接收端处于任何地理位置，发射端都优选为OFDMA的形式，接收端按照OFDMA的逆处理过程进行相应的工作。

Claims (12)

1、一种数据发射方法，包括：发射端发射上行数据时，若所述发射端对链路性能要求高于对时域覆盖的要求则选择正交频分多址接入(OFDMA)的多址接入方式，若所述发射端对时域覆盖的要求高于对链路性能要求则选择单载波频分复用接入(SC-FDMA)的多址接入方式，所述发射端选择多址接入方式后对待发射的数据进行处理后发射。
2、如权利要求1所述的方法，其特征在于：
若所述发射端选择的是SC-FDMA的多址接入方式，对所述待发射数据的处理包括：星座调制、离散傅立叶变换(DFT)、子载波映射、空间分集或空间复用、快速傅里叶逆变换(IFFT)及添加CP；
若所述发射端选择的是OFDMA的多址接入方式，对待发射的数据的处理包括：星座调制、串并变换、子载波映射、空间分集或空间复用、IFFT及添加CP。
3、如权利要求1所述的方法，其特征在于：
在满足调度时延基础上，所述发射端对待发射数据的处理还包括将待发射的数据调度到两个或多个传输时间间隔上；
将待发射的数据调度到两个或多个传输时间间隔上的操作是在星座调制之前完成，或是在星座调制后、切换前完成，或是在子载波映射前完成。
4、如权利要求1所述的方法，其特征在于：
当发射端处在小区边缘时，选择SC-FDMA的多址接入方式，当发射端处在小区中心时，选择OFDMA的多址接入方。
5、如权利要求1所述的方法，其特征在于：
当发射端使用物理控制信道发射数据时，选择SC-FDMA的多址接入方式，当发射端使用物理业务信道发射数据时，选择OFDMA的多址接入方式。
6、如权利要求1所述的方法，其特征在于：
所述方法适用于长期演进系统、演进的长期演进系统与高级国际移动通信系统。
7、一种发射端，其特征在于：
所述发射端包括选择模块、数据处理模块及发射模块；
所述选择模块用于发射端发射上行数据时选择多址接入方式，若所述发射端对链路性能要求高于对时域覆盖的要求则选择正交频分多址接入(OFDMA)的多址接入方式，若所述发射端对时域覆盖的要求高于对链路性能要求则选择单载波频分复用接入(SC-FDMA)的多址接入方式；
所述数据处理模块用于对待发射的数据进行处理；
所述发射模块用于发射处理后的数据。
8、如权利要求7所述的发射端，其特征在于：
所述数据处理模块包括星座调制单元、切换单元、离散傅立叶变换(DFT)单元、串并转换单元、子载波映射单元、空间分集或空间复用单元、快速傅里叶逆变换单元及CP添加单元；
所述选择模块还用于将选择的多址接入方式发送至数据处理模块；
所述切换单元用于接收多址接入方式，以及当多址接入方式为SC-FDMA时，将接收的星座调制后的数据发送至所述DFT单元，当多址接入方式为OFDMA时，将接收的星座调制后的数据发送至所述串并转换单元。
9、如权利要求7所述的发射端，其特征在于：
所述数据处理模块还包括时域延伸单元，用于在满足调度时延基础上，将待发射的数据调度到两个或多个传输时间间隔上；
所述时域延伸单元位于星座调制单元之前，或位于星座调制单元与切换单元之间，或位于子载波映射单元之前。
10、如权利要求7所述的发射端，其特征在于：
当发射端处在小区边缘时，所述选择模块选择SC-FDMA的多址接入方式，当发射端处在小区中心时，所述选择模块选择OFDMA的多址接入方。
11、如权利要求7所述的发射端，其特征在于：
当发射端使用物理控制信道发射数据时，所述选择模块选择SC-FDMA的多址接入方式，当发射端使用物理业务信道发射数据时，所述选择模块选择OFDMA的多址接入方式。
12、如权利要求7所述的发射端，其特征在于：
所述发射端适用于长期演进系统、演进的长期演进系统与高级国际移动通信系统。
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