CN101686218B - 一种ofdm通信系统处理帧前缀的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种OFDM系统发送及接收帧前缀的方法，所述发送方法为：基站首先将帧前缀信息组装成包，得到原始24比特；然后计算附加24比特，与所述原始24比特组成帧前缀编码所需的48比特；对所述48比特的比特流进行编码、调制及4倍重复后，映射到4个子信道中发送；所述接收方法为：接收端首先提取对应的4个子信道中的数据，并对所述数据进行解调、解码及解交织，得到48比特的比特流；然后计算校验24比特；比较所述校验24比特与所述48比特的后24比特，若一致，则解码正确，将帧配置信息上报高层；否则，解码出错，返回一个错误信息给基站。本发明可在接收端解析错误的情况下节省系统的软硬件资源。

Description

一种OFDM通信系统处理帧前缀的方法
技术领域
本发明涉及无线通信领域，尤其涉及一种OFDM(Orthogonal FrequencyDivision Multiplex，正交频分复用)通信系统处理帧前缀(Frame Prefix，也称作Frame Control Header，FCH)的方法。
背景技术
OFDM作为一种多载波传输模式，通过将一组高速串行传输的数据流转换为一组低速并行传输的数据流，使系统对多径衰落信道频率选择性的敏感度大大降低，带宽利用率高、实现简单等特点使得OFDM在无线通信领域的应用越来越广泛。比如，欧洲电信标准化组织ETSI制定的数字广播(DAB)和数字电视(DVB)均采用了OFDM技术为空中接口的无线传输标准，此外无线局域网标准IEEE802.11和无线城域网标准IEEE80.16也都采用了OFDM技术。
IEEE802.16e就是采用了OFDM/OFDMA(Orthogonal Frequency DivisionMultiple Access，正交频分多址接入)技术。根据IEEE802.16e标准：基站(BS)在下行链路第二、三个OFDM符号的部分带宽上发送FCH，FCH信息提供了下行用户(MS)的子信道占用情况，以及下行帧配置(在16e中称作MAP信息)信息所使用的编码调制方式，共24比特，为了保证鲁棒性，需要进行4倍重复，然后映射到4个子信道中。根据IEEE802.16e中FCH使用的调制方式和信道编码的码率，一个子信道中需要的FCH的原始比特至少要有48比特，因此要将24个信息比特先重复一倍，但是这个重复不会对MS接收机检测FCH提供任何的增益。MS接收机只有成功解析FCH，才能够解析MAP信息，从而得到下行MS的帧配置参数，进一步在正确位置，运用解析的多媒体通信服务器(Modulation CodingScheme，MCS)等配置接收用户数据，否则，MS接收机将不能够保证正常的通信，而在一段时间内，造成无谓的接收处理和虚假丢包率的增加。因此，FCH解析的正确与否是能否实现正常通信的关键。
但在IEEE802.16e中，没有一种判断机制使得MS接收机知道FCH是否正确，如果FCH解析错误，MS接收机可以通过判断机制获取，就可以避免后面在一系列数据解析的错误的情况下，MS仍然去进行全部的处理，导致长时间用户的通信不正常，因此FCH成为制约系统性能的一个瓶颈。另外，WiMAX系统中其他的MAP消息同样存在这种情况，接收机不能确切的知道接收数据的正确性，而FCH是MAP消息能够正确解析的第一步。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种OFDM通信系统处理FCH的方法，用以解决现有的FCH解析错误，下行数据接收仍然按照错误信息进行后续处理的问题。
一种OFDM通信系统处理帧前缀的方法，所述方法包括：
步骤A：BS将需要发送给MS的FCH信息组装成FCH包，得到FCH包的原始24比特；
步骤B：根据所述原始24比特及预先约定的校验规则，计算得到FCH包的附加24比特，与所述原始24比特组成FCH编码所需的48比特；
步骤C：对所述48比特的比特流进行编码、调制及4倍重复后，映射到4个子信道中发送；
步骤a：接收端提取MS对应的4个子信道中的数据，并对所述数据进行解调、解码及解交织，得到48比特的比特流；
步骤b：根据所述48比特的前24比特及预先约定的校验规则，计算得到校验24比特；
步骤c：比较所述校验24比特与所述48比特的后24比特，若一致，则解码正确，将帧配置信息上报高层；否则，解码出错，返回一个错误信息给BS，并退出接收流程。
所述预先约定的校验规则是循环冗余校验(Cyclic Redundancy Check，CRC)或者奇偶校验。
步骤A所述需要发送给MS的FCH信息包括子信道使用与否、编码方式以及重复倍数。
所述预先约定的校验规则与BS侧的校验规则相同。
所述错误信息通过快速反馈信道(FFB)返回给BS。
所述步骤a中，接收端根据MS所在的扇区号，得到子信道号，然后提取对应的4个子信道中的数据。
所述错误信息通过将快速反馈信道格式头(Fast-feedback allocationsubheader，FFSH)中的反馈类型增加至三比特实现。
利用本发明所述方法，MS接收端可以提前知道接收数据的解析正确与否，在解析错误的情况下，可以大大节省系统的软硬件资源。
附图说明
图1是FCH在帧结构中的位置示意图；
图2是FCH包中原始24比特示意图；
图3是本发明所述发送方法流程图；
图4是本发明所述接收方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图和优选实施例对本发明作进一步的详细描述。
如图1所示，结合WiMAX系统，FCH在一个带宽下占有4个子信道，在不同的扇区，4个子信道的位置不同。其中FCH包中的原始24比特的含义如图2所示，FCH的各个域主要指示了与DL_MAP有关的信息，域1为子信道的使用指示，域2、域6保留，域3为重复倍数指示，域4为编码方式指示，域5为DL_MAP长度指示。
以下实施例以WiMAX系统中10M带宽，1024点的傅立叶变换为例说明。
如图3所示，为本发明所述发送方法流程图，具体包括如下步骤：
步骤301：BS确定需要发送给MS接收端的FCH信息；
如MS占用子信道的情况，下行控制信道的编码方式，重复倍数等。
步骤302：将需要发送给MS的FCH信息组装成FCH包，得到FCH包的原始24比特；
WiMAX系统下行有30个子信道，分为6组，每个扇区可以占用不同组的子信道，因此用6比特来表示MS所在扇区占用的子信道情况，1表示占用，0表示未使用；重复倍数有4种，用2bit表示；编码方式用3比特表示；DL_MAP的长度用8比特表示，另外附加了共5比特的保留位。
步骤303：根据所述原始24比特及预先约定的校验规则，计算得到FCH包的附加24比特，与所述原始24比特组成FCH编码所需的48比特；
本实施例中，校验规则采用CRC，CRC计算的多项式可以为：
g(D)＝D24+D23+D6+D5+D+1。
当然，校验规则也可以是其它的，如奇偶校验等。
步骤304：对所述48比特的比特流进行CC(卷积码)编码、正交相移键控(QPSK)调制及4倍重复后，映射到4个子信道中发送。
如图4所示，是本发明所述接收方法流程图，具体包括如下步骤：
步骤401：MS接收端根据MS所在的扇区号，得到子信道号，然后提取对应的4个子信道中的数据，并对所述数据进行解调、解码及解交织，得到48比特的比特流；
其中，所述48比特的前24比特为FCH的原始24比特，而后24比特为附加24比特，在接收端，将其称之为旧校验位。
步骤402：根据所述48比特的前24比特及预先约定的校验规则，计算得到校验24比特，作为新校验位；
步骤403：比较所述校验24比特与所述48比特的后24比特，若一致，则执行步骤404；否则，执行步骤405；
即将新校验为与旧校验位进行异或运算，若结果全部为0，则表明FCH解码正确，否则，表明FCH解码错误。
步骤404：解码正确，MS接收端将得到的帧配置信息上报高层，进行后续的一系列接收流程，；
步骤405；解码出错，MS接收端通过上行链路的FFB返回一个错误信息给BS，并退出接收流程。
MS接收端返回一个错误信息给BS可以通过在FFB的格式头中增加1比特实现，如表1所示，IEEE802.16e协议中，在FFSH中反馈类型用2比特表示，而本发明中用3比特表示，如表2所示，其中，000、001、010、011表示的意思跟表1中00、01、10、11相同，而100表示FCH解码错误，剩余的三个为保留位，返回错误消息后，MS接收机不再进行后续接收流程，避免了浪费系统的软硬件资源。
Figure GSB00000911007000041
Figure GSB00000911007000051
表1
Figure GSB00000911007000052
表2
本发明利用FCH的特点，在FCH发送时充分利用FCH一个子信道上的48比特的信息，在接收过程中增加了判断其解析正确与否的流程，在接收端解析错误的情况下，不再进行后续的接收流程，大大减少了接收端无谓的接收处理，本发明不会影响FCH检测的性能。
尽管本发明结合特定实施例进行了描述，但是对于本领域的技术人员来说，可以在不背离本发明的精神或范围的情况下进行修改和变化，比如校验准则的修改，或者对WiMAX系统中其他的MAP IE增加校验规则等，这样的修改和变化被视作在本发明的范围和附加的权利要求书范围之内。

Claims (7)

1.一种OFDM通信系统处理帧前缀的方法，其特征在于，所述方法包括：
步骤A：基站将需要发送给下行用户的帧前缀信息组装成帧前缀包，得到帧前缀包的原始24比特；
步骤B：根据所述原始24比特及预先约定的校验规则，计算得到帧前缀包的附加24比特，与所述原始24比特组成帧前缀编码所需的48比特；
步骤C：对所述48比特的比特流进行编码、调制及4倍重复后，映射到4个子信道中发送；
步骤a：接收端提取下行用户对应的4个子信道中的数据，并对所述数据进行解调、解码及解交织，得到48比特的比特流；
步骤b：根据所述48比特的前24比特及预先约定的校验规则，计算得到校验24比特；
步骤c：比较所述校验24比特与所述48比特的后24比特，若一致，则解码正确，将帧配置信息上报高层；否则，解码出错，返回一个错误信息给基站，并退出接收流程。
2.如权利要求1所述的OFDM通信系统处理帧前缀的方法，其特征在于，所述预先约定的校验规则是循环冗余校验或者奇偶校验。
3.如权利要求1所述的OFDM通信系统处理帧前缀的方法，其特征在于，步骤A所述需要发送给下行用户的帧前缀信息包括子信道使用与否、编码方式以及重复倍数。
4.如权利要求1所述的OFDM通信系统处理帧前缀的方法，其特征在于，所述预先约定的校验规则与基站侧的校验规则相同。
5.如权利要求1所述的OFDM通信系统处理帧前缀的方法，其特征在于，所述错误信息通过快速反馈信道返回给基站。
6.如权利要求1所述的OFDM通信系统处理帧前缀的方法，其特征在于，所述步骤a中，接收端根据下行用户所在的扇区号，得到子信道号，然后提取对应的4个子信道中的数据。
7.如权利要求1或5所述的OFDM通信系统处理帧前缀的方法，其特征在于，所述错误信息通过将快速反馈信道格式头中的反馈类型增加至三比特实现。
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