CN101631097B

CN101631097B - 多子带系统的发送方法及其装置

Info

Publication number: CN101631097B
Application number: CN 200810043631
Authority: CN
Inventors: 简相超; 张小东; 陈垚; 吴涛
Original assignee: Spreadtrum Communications Shanghai Co Ltd
Current assignee: Spreadtrum Communications Shanghai Co Ltd
Priority date: 2008-07-15
Filing date: 2008-07-15
Publication date: 2013-01-30
Anticipated expiration: 2028-07-15
Also published as: CN101631097A

Abstract

本发明涉及无线通信系统，公开了一种多子带系统的发送方法及其装置。使得多子带系统可以兼容采用直接下变频的方式接收单个子带信号的接收机。本发明中，将N路经编码调制的数据映射到对应子带的各子载波，系统带宽中包含N个子带，每一路数据分别对应一个子带，每个子带包括多个子载波，在映射时各子带的零频子载波上不映射数据；对经映射的各子载波在系统带宽中进行IFFT变换后发射。

Description

多子带系统的发送方法及其装置

技术领域

本发明涉及无线通信系统，特别涉及多子带的无线通信技术。

背景技术

随着无线通信技术的不断发展，使用无线通信业务的用户越来越多。而影响无线通信推广的一个重要因素就是无线终端的成本。在目前常见的通信系统中，为了降低终端接收机的成本，一般会采用直接下变频技术，也就是对所收到的射频信号进行下变频，降低其频率。

进行下变频后，直流分量偏移问题比较严重，接收机往往会在直流分量处采用陷波滤波器去除直流和一些低频分量。为了降低直流陷波器对接收信号的影响，一般在直流附近信号分量很少或没有的传输信号波形，典型的如在正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，简称“OFDM”)/正交频分多址接入(Orthogonal Frequency Multiple Access，简称“OFDMA”)系统中，不在零频点子载波上发送信号。

在接收机和发射机使用相同的带宽的情况下，上述技术方案解决了射频(Radio Frequency，简称“RF”)接收器面对的直流分量偏移问题。

然而，本发明的发明人发现，在新一代无线移动通信系统中，系统将具备多种终端接入能力，这些终端有不同RF接收和发送带宽的能力。相应的，系统频带被划分为多个不同带宽的频带来支持这些终端，每个终端可以只接收一个子带，也可以接收多个子带，如图1所示，其中B0、B1、B2、B3、B4、B5、B6是不同的子带。此时，如果只是在系统频带的零频点子载波上不发射信号，仍会使只接收一个子带的终端遇到较严重的直流分量偏移问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多子带系统的发送方法及其装置，使得多子带系统可以兼容采用直接下变频的方式接收单个子带信号的接收机。

为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种多子带系统的发送方法，包括以下步骤：

将N路经编码调制的数据映射到对应子带的各子载波，其中，N＞1，系统带宽中包含N个子带，每一路数据分别对应一个子带，每个子带包括多个子载波，在映射时各子带的零频子载波上不映射数据；

对经映射的各子载波在系统带宽中进行逆向快速傅立叶变换后发射。

本发明的实施方式还提供了一种多子带系统的发送装置，包括：

映射单元，用于将N路经编码调制的数据映射到对应子带的各子载波，其中，N＞1，系统带宽中包含N个子带，每一路数据分别对应一个子带，每个子带包括多个子载波，在映射时各子带的零频子载波上不映射数据；

IFFT单元，用于对经映射单元映射的各子载波在系统带宽中进行逆向快速傅立叶变换；

发射单元，用于发射经IFFT单元处理的数据。

本发明实施方式与现有技术相比，主要区别及其效果在于：

在多子带系统每个子带的零频子载波均不发送数据，使每一个子带都可以被只接收单子带信号的接收机以直接下变频的方式接收，提高了多子带系统的兼容性，降低了整个系统的成本。

进一步地，以中心频率处的子载波为零频子载波，可以最大限度地减小对接收机的带宽要求。

进一步地，对每一路数据都进行DFT处理，并去除对应零频子载波的数据，虽然会有一些信号的损失，但因为一个子带中有较多的子载波，所以在接收端仍可以正确地解出信号，但这个小小的牺牲换来了兼容性的提高和总体成本的降低。

进一步地，在各个子带之间设置保护隔离带宽，可以减少各个子带之间的相互干扰。

附图说明

图1是现有技术中多子带系统的带宽划分示意图；

图2是本发明第一实施方式中多子带系统的发送方法流程示意图；

图3是本发明第二实施方式中多子带系统的发送方法流程示意图；

图4是本发明第三实施方式中多子带系统的发送装置结构示意图；

图5是本发明第四实施方式中多子带系统的发送装置结构示意图；

图6是本发明第四实施方式中多子带系统的接收装置结构示意图。

具体实施方式

在以下的叙述中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，本领域的普通技术人员可以理解，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步地详细描述。

本发明各实施方式均是基于子带进行信号传输的。在整个发射带宽内存在多个频域正交且采用单载波方式调制的子带，每个子带的符号均包括一个数据信息部分和一个起保护作用的循环前缀(Cyclic Prefix，简称“CP”)，每个数据信息部分包括至少一个数据信息，其中至少一个子带的数据信息部分包括至少两个数据信息，各个子带之间数据信息部分及循环前缀在时域分别对齐(即各个子带之间数据信息部分在时域对齐，并且各个子带之间循环前缀也在时域对齐)。

需要指出的是，本发明各实施方式中的子带(subband)与OFDM/OFDMA系统中的子载波(subcarrier)是有本质不同的。OFDM/OFDMA系统的子载波中的每个符号只携带有一个数据信息；而本发明实施方式中，在无线信道的总带宽BW范围内，至少有一个子带的符号携带有一个以上的数据信息。OFDM/OFDMA系统的子载波中符号在时域的长度与子载波的带宽是严格的反比关系，即子载波中符号在时域的长度×子载波的带宽＝1。而在本发明的实施方式中，至少有一个子带满足：子带中符号在时域的长度×子带的带宽＝N，其中N为大于1的正整数。此时子带比子载波带宽更宽，子带在一个符号中可以在时域上承载N个数据信息。因为子带比子载波带宽更宽，所以对相同带宽的宽带信号，由较少数目子带组成的信号和由较多数目子载波组成的信号相比，峰均比更小，功率效率较高，对频偏更不敏感。这里所称的符号是以循环前缀保护的时域上的最小传输单位。

本发明第一实施方式涉及一种多子带系统的发送方法，其流程如图2所示。

在步骤201中，将N路经编码调制的数据映射到对应子带的各子载波，其中，N＞1，系统带宽中包含N个子带，每一路数据分别对应一个子带，每个子带包括多个子载波，在映射时各子带的零频子载波上不映射数据，也就是说系统只在各子带的零频子载波之外的各子载波上映射数据。

零频子载波是子带中心频率处的子载波。以中心频率处的子载波为零频子载波，可以最大限度地减小对接收机的带宽要求。此外，在本发明的其它例子中，零频子载波也可以是偏离中心频率的子载波。

此后进入步骤202，对经映射的各子载波在系统带宽中进行逆向快速傅立叶变换(Inverse Fast Transform，简称“IFF T”)变换。

此后进入步骤203，为经IFFT变换的数据加上CP后发射。

本发明第二实施方式涉及一种多子带系统的发送方法，其流程如图3所示。

在步骤301中，对N路经编码调制的数据分别进行离散傅立叶变换(Discrete Fourier Transformation，简称“DFT”)变换。

此后进入步骤302，在DFT变换得到的对应于各子载波的数据中，去除对应零频子载波的数据。

对每一路数据都进行DFT处理，并去除对应零频子载波的数据，虽然会有一些信号的损失，但因为一个子带中有较多的子载波，所以在接收端仍可以正确地解出信号，但这个小小的牺牲换来了兼容性的提高和总体成本的降低。

本实施方式中，零频子载波是子带中心频率处的子载波。以中心频率处的子载波为零频子载波，可以最大限度地减小对接收机的带宽要求。在本发明的某些例子中，零频子载波也可以是偏离中心频率的子载波。

此后进入步骤303，将N路经编码调制的数据映射到对应子带的各子载波，其中，N＞1，系统带宽中包含N个子带，每一路数据分别对应一个子带，每个子带包括多个子载波。因为在步骤302中已经去除了对应各子带零频子载波的数据，所以在映射时各子带的零频子载波上不映射数据。

此后进入步骤304，对经映射的各子载波在系统带宽中进行IFFT变换。

此后进入步骤305，为经IFFT变换的数据添加CP后发射。

本实施方式中，各个子带之间有保护隔离带宽，各保护隔离带宽相同，可以减少各个子带之间的相互干扰。在本发明的某些例子中，各子带之间也可以没有保护隔离带宽，即使有保护隔离带宽，各保护隔离带宽也可以不相同。

本实施方式中，每个子带的宽度可以相同也可以不同，但在整个宽带传输频带内各个子带均对齐到某个频率格点上，此格点间距为可能的最窄的子带带宽，从而简化系统发送和接收频带的设计。

本实施方式中，多个子带可以是频域连续的，也可以是不连续的，即中间可能有一个或多个频带携带的是传输到其他收信机的信息，而且这些子带可以连续或者散落存在于当前收信机接收频带中。

本发明的方法实施方式可以以软件、硬件、固件等等方式实现。不管本发明是以软件、硬件、还是固件方式实现，指令代码都可以存储在任何类型的计算机可访问的存储器中(例如永久的或者可修改的，易失性的或者非易失性的，固态的或者非固态的，固定的或者可是换的介质等等)。同样，存储器可以例如是可编程阵列逻辑(Programmable Array Logic，简称“PAL”)、随机存取存储器(Random Access Memory，简称“RAM”)、可编程只读存储器(Programmable Read Only Memory，简称“PROM”)、只读存储器(Read-Only Memory，简称“ROM”)、电可擦除可编程只读存储器(Electrically Erasable Programmable ROM，简称“EEPROM”)、磁盘、光盘、数字通用光盘(Digital Versatile Disc，简称“DVD”)等等。

本发明第三实施方式涉及一种多子带系统的发送装置，其结构如图4所示，该装置包括：

N个编码调制单元401，用于对N路数据分别进行编码调制。

映射单元402，用于将N路经编码调制的数据映射到对应子带的各子载波，其中，N＞1，系统带宽中包含N个子带，每一路数据分别对应一个子带，每个子带包括多个子载波，在映射时各子带的零频子载波上不映射数据。本实施方式中，零频子载波是子带中心频率处的子载波。

IFFT单元403，用于对经映射单元402映射的各子载波在系统带宽中进行IFFT变换。

加CP单元404，用于为经IFFT单元403处理的数据加上CP后送到发射单元405。

发射单元405，用于发射数据。

第一实施方式是与本实施方式相对应的方法实施方式，本实施方式可与第一实施方式互相配合实施。第一实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第一实施方式中。

本发明第四实施方式涉及一种多子带系统的发送装置，其结构如图5所示，该装置包括：

N个编码调制单元501，分别用于对N路数据进行编码调制。

N个DFT单元502，用于对N路经编码调制的数据分别进行DFT变换。

N个零频子载波去除单元503，用于在DFT单元502输出的对应于各子载波的数据中，去除对应零频子载波的数据，再将剩余的各子载波的数据送到映射单元处理。本实施方式中，零频子载波是子带中心频率处的子载波。

映射单元504，用于将N路数据映射到对应子带的各子载波，其中，N＞1，系统带宽中包含N个子带，每一路数据分别对应一个子带，每个子带包括多个子载波。因为零频子载波去除单元503已经去除了对应各子带零频子载波的数据，所以在映射时各子带的零频子载波上不映射数据

IFFT单元505，用于对经映射单元504映射的各子载波在系统带宽中进行IFFT变换。

加CP单元506，用于为经IFFT单元505处理的数据加上CP后送到发射单元507。

发射单元507，用于发射数据。

第二实施方式是与本实施方式相对应的方法实施方式，本实施方式可与第二实施方式互相配合实施。第二实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第二实施方式中。

本实施方式中，一个单子带接收机的例子如图6所示。

接收来的多子带信号到达窄带RF接收机601，经过直流陷波器602和防混叠滤波器603到达模数转换器(Analog Digital Converter，简称“ADC”)单元604，然后通过快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform，简称“FFT”)605，提取出有用子载波606，去除中心子载波上无用信号的响应607，然后通过IDFT单元608，解调译码609后输出。

需要说明的是，本发明设备实施方式中提到的各单元都是逻辑单元，在物理上，一个逻辑单元可以是一个物理单元，也可以是一个物理单元的一部分，还可以以多个物理单元的组合实现，这些逻辑单元本身的物理实现方式并不是最重要的，这些逻辑单元所实现的功能的组合是才解决本发明所提出的技术问题的关键。此外，为了突出本发明的创新部分，本发明上述设备实施方式并没有将与解决本发明所提出的技术问题关系不太密切的单元引入，这并不表明上述设备实施方式并不存在其它的单元。

虽然通过参照本发明的某些优选实施方式，已经对本发明进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims

1.一种多子带系统的发送方法，其特征在于，包括以下步骤：

对经映射的各子载波在系统带宽中进行逆向快速傅立叶变换后发射；

其中，至少有一个子带满足：子带中符号在时域的长度×子带的带宽＝N，其中N为大于1的正整数，子带在一个符号中能够在时域上承载N个数据信息，这里所称的符号是以循环前缀保护的时域上的最小传输单位。

2.根据权利要求1所述的多子带系统的发送方法，其特征在于，所述零频子载波是子带中心频率处的子载波。

3.根据权利要求2所述的多子带系统的发送方法，其特征在于，在所述映射的步骤之前，还包括以下步骤：

对所述N路经编码调制的数据分别进行离散傅立叶变换；

在离散傅立叶变换得到的对应于各子载波的数据中，去除对应零频子载波的数据。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的多子带系统的发送方法，其特征在于，在所述进行逆向快速傅立叶变换的步骤之后，还包括以下步骤：

为经逆向快速傅立叶变换的数据加上循环前缀。

5.根据权利要求4所述的多子带系统的发送方法，其特征在于，各个所述子带之间有保护隔离带宽，各保护隔离带宽相同。

6.根据权利要求5所述的多子带系统的发送方法，其特征在于，每个所述子带的宽度相同。

7.根据权利要求5所述的多子带系统的发送方法，其特征在于，每个所述子带的宽度不同，在发射带宽各个子带均对齐到频率格点上，此格点间距为可能的最窄的子带带宽。

8.一种多子带系统的发送装置，其特征在于，包括：

映射单元，用于将N路经编码调制的数据映射到对应子带的各子载波，其中，N＞1，系统带宽中包含N个子带，每一路数据分别对应一个子带，每个子带包括多个子载波，在映射时各子带的零频子载波上不映射数据；其中，至少有一个子带满足：子带中符号在时域的长度×子带的带宽＝N，其中N为大于1的正整数，子带在一个符号中能够在时域上承载N个数据信息，这里所称的符号是以循环前缀保护的时域上的最小传输单位

IFFT单元，用于对经所述映射单元映射的各子载波在系统带宽中进行逆向快速傅立叶变换；

发射单元，用于发射经所述IFFT单元处理的数据。

9.根据权利要求8所述的多子带系统的发送装置，其特征在于，所述零频子载波是子带中心频率处的子载波。

10.根据权利要求9所述的多子带系统的发送装置，其特征在于，还包括：

DFT单元，用于对所述N路经编码调制的数据分别进行离散傅立叶变换；

零频子载波去除单元，用于在所述DFT单元输出的对应于各子载波的数据中，去除对应零频子载波的数据，再将剩余的各子载波的数据送到所述映射单元处理。

11.根据权利要求10所述的多子带系统的发送装置，其特征在于，还包括：

加CP单元，用于为经所述IFFT单元处理的数据加上循环前缀后送到所述发射单元。