CN101997798B - 谱分多址接入系统发射及接收装置、上行及下行接入系统 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种谱分多址接入系统发射及接收装置，同时揭示一种谱分多址上行及下行接入系统。本发明的发射装置包括基于循环延时信道化矢量的第一谱分多址接入调度实体、至少一基于循环延时信道化矢量的第一谱分多址接入物理层实体；所述基于循环延时信道化矢量的第一谱分多址接入调度实体包括循环延时信道化矢量第一分配单元、基于谱分多址接入信道的第一自适应调制单元；所述基于循环延时信道化矢量的第一谱分多址接入物理层实体包括依次连接的缓存单元、编码和速率匹配单元、正交幅度调制单元、谱分多址接入处理单元。本发明解决了CDD-OFDM技术不能实现空分多址接入的问题。同时，本发明可应用于多小区场景的干扰协调消除。

Description

谱分多址接入系统发射及接收装置、上行及下行接入系统

技术领域

本发明属于通信技术领域，涉及一种多址接入传输系统，尤其涉及一种基于循环延时矢量的谱分多址接入系统的发射接收装置；此外，本发明还涉及谱分多址上行及下行接入系统。

背景技术

作为一项标准兼容性好的多天线分集技术，循环延时分集(Cyclic DelayDiversity，CDD)已经大大增强了现有标准的正交频分复用(OrthogonalFrequency Division Multilplexing，OFDM)技术，使其能够在丰富散射的无线环境中可以获得足够的空间分集增益[参考文献1][参考文献2]。循环延时处理能够把空间分集转换为频率分集，从而在OFDM系统的频域上加入冗余性。与空时分组编码(Space-Time Block Coding，STBC)[参考文献3]和空时交织编码(Space-Time Trellis Codes，STTC)[参考文献4]技术不同的是，循环延时分集技术仅仅在发送端就可以实现，因而使用该增强技术的系统保持了对标准的兼容性。因此，循环延时分集技术可以集成到一些现行的广播标准(例如DAB[参考文献1]、DVB[参考文献5]和DVB-H[参考文献6])和下一代移动通信(3GPPLTE)[参考文献7]，同样也可以应用于无线MAN和LAN标准(例如IEEE802.11a[参考文献8]和HIPERLAN/2[参考文献9]。但是，循环延时分集技术不能同时提供空分多址接入功能和空间复用功能。

CDD-OFDM信号的循环平稳特性，在总体上其是由两种不同处理过程的内在周期性引起的，它们分别是CP和CDD处理。具体而言，CP和CDD处理分别诱导出不同的、在循环频率和延时参数二维平面上相互分离的循环平稳分量。特别地，由CDD诱导的循环平稳分量的位置和大小可随着循环延时参数的变化而变化并相互正交[参考文献10]。CDD-OFDM信号的循环平稳特性有利于在谱域设计多址接入技术。

循环延时分集技术能从能量效率上改善现有的无线通信系统的可靠性，但其不能实现空分多址接入等时频二维之外的多址技术。

参考文献如下：

[1]A.Dammann and S.Kaiser，“Standard conformable antenna diversitytechniques for OFDM and its application to the DVB-T system，”in Proc.IEEE GLOBECOM，San Francisco，CA，Nov.2000：pp.1824-1828.

[2]J.Tan and G.L.Stuber，“Multicarrier delay diversity modulationfor MIMO systems，”IEEE Trans.Wireless Commun.，Sept.2004，vol.3：pp.1756-1763.

[3]V.Tarokh，N.Seshadri，and A.R.Calderbank，“Space-time codesfor high data rate wireless communication：Performance criterion and codeconstruction，”IEEE Trans.Inf.Theory，Mar.1998，vol.44：pp.744-765.

[4]V.Tarokh，H.Jafarkhani，and A.R.Calderbank，“Space-time blockcodes from orthogonal designs，”IEEE Trans.Inf.Theory，Jul.1999，vol.45：pp.1456-1467.

[5]Z.Hong，L.Zhang，and L.Thibaut，“Performance of cyclic delaydiversity in DAB/DMB，”IEEE Trans.Broadcast.，Sept.2006，vol.52：pp.318-324.

[6]Y.Zhang，J.Cosmas，and M.Bard，and Y.-H.Song，“Diversity gainfor DVB-H by using transmitter/receiver cyclic delay diversity，”IEEETrans.Broadcast.，Dec.2006，vol.52：pp.464-474.

[7]3GPP TSG RAN WG1#46，R1-062566，“Link evaluation of DL SUMIMO：Impact of generalized CDD，”Seoul，Korea，Oct.，2006.

[8]IEEE standard for local and metropolitan area networks part 16：Air interface for fixed broadband wireless access systems，IEEE802.16-2004.

[9]R.Van Nee，G.Awater，M.Morikura，H.Takanashi，M.Webster，andK.W.Halford，“New high data rate wireless LAN standards，”IEEE Commun.Mag.，Dec.1999，vol.37：pp.82-88.

[10]Haiyou Guo，Honglin Hu，and Yang Yang“Cyclostationarysignatures in OFDM-based cognitive radios with cyclic delay diversity，”IEEE ICC 2009.

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种基于循环延时矢量的谱分多址接入系统的发射装置及接收装置，解决了CDD-OFDM技术不能实现空分多址接入的问题。

同时，本发明提供包含上述发射装置及接收装置的谱分多址上行接入系统。

另外，本发明还提供包含上述发射装置及接收装置的谱分多址下行接入系统。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种谱分多址接入系统的发射装置，该发射装置包括基于循环延时信道化矢量的第一谱分多址接入调度实体、至少一基于循环延时信道化矢量的第一谱分多址接入物理层实体；所述基于循环延时信道化矢量的第一谱分多址接入调度实体包括循环延时信道化矢量第一分配单元、基于谱分多址接入信道的第一自适应调制单元；所述基于循环延时信道化矢量的第一谱分多址接入物理层实体包括依次连接的缓存单元、编码和速率匹配单元、正交幅度调制单元、谱分多址接入处理单元；所述缓存单元、编码和速率匹配单元、正交幅度调制单元与所述基于谱分多址接入信道的第一自适应调制单元连接，所述谱分多址接入处理单元与循环延时信道化矢量第一分配单元及至少两根发射天线连接；循环延时信道化矢量第一分配单元用以分配谱域多址接入信道，其输出一个或多个循环延时信道化矢量，然后将每个循环延时信道化矢量分别输入到基于循环延时信道化矢量的第一谱分多址接入物理层实体中的一个或多个谱分多址接入处理单元；基于谱分多址接入信道的第一自适应调制单元用以针对所分配的谱域接入信道状况信息决定相应的编码调制方案提高传输性能，其输出具体包括发送数据长度、编码速率和调制阶数，并分别控制相应第一谱分多址接入物理层实体中的缓存单元、编码和速率匹配单元与正交幅度调制单元；信息比特流经过缓存单元、编码和速率匹配单元、正交幅度调制单元，输出数字调制符号至所述谱分多址接入处理单元；各用户的谱分多址接入处理单元根据循环延时信道化矢量第一分配单元输出的对应于该用户的循环延时信道化矢量进行循环延时调制处理。

作为本发明的一种优选方案，所述谱分多址接入处理单元包括逆傅立叶变换单元IFFT、功率归一化处理单元、基于循环延时信道化矢量的循环移位处理单元、若干循环前缀单元；逆傅立叶变换单元IFFT、功率归一化处理单元、基于循环延时信道化矢量的循环移位处理单元依次连接，基于循环延时信道化矢量的循环移位处理单元与各循环前缀单元连接。

作为本发明的一种优选方案，用户m的所述逆傅立叶变换单元将用户m的正交幅度调制单元输出的N个数据符号{c_l，k ^m}_k＝0 ^N-1通过IFFT处理转换为时域信号，这里用采样点表示用户m的所述逆傅立叶变换单元输出的第l个时域OFDM符号。紧接着，

将平行馈入对应于所有发射天线的处理模块；每根天线的处理模块在插入保护间隔CP之前，分别对馈入的时域OFDM信号进行不同的循环延时处理，分别得到不同的发射信号：

$s_{l,n_t}^m\left(k\right)=\frac{1}{\sqrt{N_T}}{\tilde{s}}_l^m\left[(k-{\mathrm{\Δ}}_{n_t}^m)\mathrm{mod}N\right],n_t=1,...,N_T;---\left(2\right)$

其中，

表示对应于第n_T根天线的循环延时值 $(0={\mathrm{\&Delta;}}_1^m<{\mathrm{\&Delta;}}_2^m<...<{\mathrm{\&Delta;}}_{N_T}^m),$ 矢量

为用户m的循环延时信道化矢量，其具体值由循环延时信道化矢量第一分配单元决定；在经过循环延时处理后的信号的前面，再附上一段长度为N_G的循环前缀CP，CP和循环移位后信号的最后N_G个样本相同。

作为本发明的一种优选方案，所述发射装置为终端用户的发射装置；发射装置包括基于循环延时信道化矢量的第一谱分多址接入调度实体、一个基于循环延时信道化矢量的第一谱分多址接入物理层实体。

作为本发明的一种优选方案，所述发射装置为基站的发射装置；发射装置包括基于循环延时信道化矢量的第一谱分多址接入调度实体、若干基于循环延时信道化矢量的第一谱分多址接入物理层实体、若干加法器；各谱分多址接入物理层实体的谱分多址接入处理单元分别与各加法器连接；各加法器分别连接一发射天线。

一种谱分多址接入系统的接收装置，该接收装置包括基于循环延时信道化矢量的第二谱分多址接入调度实体、基于循环延时信道化矢量的第二谱分多址接入物理层实体；所述基于循环延时信道化矢量的第二谱分多址接入调度实体包括循环延时信道化矢量第二分配单元和基于谱分多址接入信道的第二自适应调制单元；所述基于循环延时信道化矢量的第二谱分多址接入物理层实体包括至少一谱分多用户检测单元、至少一正交频分复用解调模块；循环延时信道化矢量第二分配单元用于分配谱域多址接入信道，其输出一个或多个循环延时信道化矢量，然后将每个循环延时信道化矢量作为已知信息分别输入到基于循环延时信道化矢量的第二谱分多址接入物理层实体中的一个或多个谱分多用户检测单元；基于谱分多址接入信道的第二自适应调制单元针对所分配的谱域接入信道状况信息输出相应的编码调制方案提高传输性能，其输出具体包括发送数据长度、编码速率和调制阶数，并控制相应第二谱分多址接入物理层实体中的正交频分复用解调模块；所述谱分多用户检测单元根据循环延时信道化矢量第二分配单元输出的对应于该用户的循环延时信道化矢量进行谱分多址接入干扰的消除和抑制，恢复并输出相对应的单用户发送信号；然后，将恢复出来的单用户信号通过正交频分复用解调模块进行处理，输出相对应的信息比特流。

作为本发明的一种优选方案，所述接收装置为终端用户的接收装置；所述接收装置包括基于循环延时信道化矢量的第二谱分多址接入调度实体、基于循环延时信道化矢量的第二谱分多址接入物理层实体；所述基于循环延时信道化矢量的第二谱分多址接入物理层实体包括一谱分多用户检测单元、一正交频分复用解调模块。

作为本发明的一种优选方案，所述接收装置为基站的接收装置；所述接收装置包括基于循环延时信道化矢量的第二谱分多址接入调度实体、基于循环延时信道化矢量的第二谱分多址接入物理层实体；所述基于循环延时信道化矢量的第二谱分多址接入物理层实体包括至少一谱分多用户检测单元、至少一正交频分复用解调模块。

一种谱分多址上行接入系统，其特征在于，该上行接入系统包括一如权利要求8所述的基站接收装置、若干如权利要求4所述的用户终端发射装置。

一种谱分多址下行接入系统，该下行接入系统包括上述的基站发射装置、若干上述的用户终端接收装置。

本发明的有益效果在于：本发明提出的基于循环延时矢量的谱分多址接入系统的发射接收装置，可应用于现有的CDD-OFDM蜂窝移动通信系统中，在单小区场景中本发明可在正交频分多址接入系统上同时实现了谱分多址接入功能，又同时保证获得循环延时分集增益。本发明解决了CDD-OFDM技术不能实现空分多址接入的问题。同时，本发明可应用于多小区场景的干扰协调消除。

附图说明

图1为基于循环延时信道化矢量的谱分多址接入系统中终端用户m发射装置的系统框图；

图2为基于循环延时信道化矢量的谱分多址接入系统中终端用户m接收装置的系统框图；

图3为谱分多址接入处理单元的系统框图；

图4为基于循环延时信道化矢量的谱分多址接入系统中基站发射装置的系统框图；

图5为基于循环延时信道化矢量的谱分多址接入系统中基站接收装置的系统框图；

图6为基于循环延时信道化矢量的谱分多址上行接入系统；

图7为基于循环延时信道化矢量的谱分多址下行接入系统。

主要符号说明：

1：终端用户m的发射装置；

2：终端用户m发射装置的基于循环延时信道化矢量的第一谱分多址接入调度实体；

3：终端用户m发射装置的基于循环延时信道化矢量的第一谱分多址接入物理层实体；

4：终端用户m接收装置；

5：终端用户m接收装置的基于循环延时信道化矢量的第二谱分多址接入调度实体；

6：终端用户m接收装置的基于循环延时信道化矢量的第二谱分多址接入物理层实体；

7：功率归一化处理单元；

8：基于循环延时信道化矢量的循环移位处理单元；

9：谱分多址接入处理单元；

10：基站接收装置的基于循环延时信道化矢量的第二谱分多址接入调度实体；

11：基站接收装置的基于循环延时信道化矢量的第二谱分多址接入物理层实体；

12：基站接收装置；

13：基站发射装置的基于循环延时信道化矢量的第一谱分多址接入调度实体；

14：基站发射装置的用户1的基于信道化矢量的第一谱分多址接入物理层实体；

15：基站发射装置的用户m基于循环延时信道化矢量的第一谱分多址接入物理层实体；

16：基站发射装置的用户M基于循环延时信道化矢量的第一谱分多址接入物理层实体；

17：加法器；

18：基站发射装置；

19：无线信道。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的优选实施例。

实施例一

请参阅图1、图2、图4、图5，本发明揭示一种基于循环延时信道化矢量的谱分多址接入系统的发射装置及接收装置。

所述发射装置包括基于循环延时信道化矢量的第一谱分多址接入调度实体2、13、至少一基于循环延时信道化矢量的第一谱分多址接入物理层实体3、14、15、16。

所述基于循环延时信道化矢量的第一谱分多址接入调度实体2、13包括循环延时信道化矢量第一分配单元、基于谱分多址接入信道的第一自适应调制单元。所述基于循环延时信道化矢量的第一谱分多址接入物理层实体包括依次连接的缓存单元、编码和速率匹配单元、正交幅度调制单元、谱分多址接入处理单元；所述缓存单元、编码和速率匹配单元、正交幅度调制单元与所述基于谱分多址接入信道的第一自适应调制单元连接，所述谱分多址接入处理单元与循环延时信道化矢量第一分配单元及至少两根发射天线连接。

循环延时信道化矢量第一分配单元用以分配谱域多址接入信道，其输出一个或多个循环延时信道化矢量，然后将每个循环延时信道化矢量分别输入到基于循环延时信道化矢量的第一谱分多址接入物理层实体中的一个或多个谱分多址接入处理单元；基于谱分多址接入信道的第一自适应调制单元用以针对所分配的谱域接入信道状况信息决定相应的编码调制方案提高传输性能，其输出具体包括发送数据长度、编码速率和调制阶数，并分别控制相应第一谱分多址接入物理层实体中的缓存单元、编码和速率匹配单元与正交幅度调制单元；信息比特流经过缓存单元、编码和速率匹配单元、正交幅度调制单元，输出数字调制符号至所述谱分多址接入处理单元；各用户的谱分多址接入处理单元根据循环延时信道化矢量第一分配单元输出的对应于该用户的循环延时信道化矢量进行循环延时调制处理。

请参阅图3，所述谱分多址接入处理单元包括逆傅立叶变换单元IFFT、功率归一化处理单元、基于循环延时信道化矢量的循环移位处理单元、若干循环前缀单元；逆傅立叶变换单元IFFT、功率归一化处理单元、基于循环延时信道化矢量的循环移位处理单元依次连接，基于循环延时信道化矢量的循环移位处理单元与各循环前缀单元连接。

这里考虑用户m的第l个OFDM符号的发送过程。用户m的所述逆傅立叶变换单元将用户m的正交幅度调制单元输出的N个数据符号{c_l，k ^m}_k＝0 ^N-1通过IFFT处理转换为时域信号，这里用采样点

表示用户m的所述逆傅立叶变换单元输出的第l个时域OFDM符号。紧接着，将平行馈入对应于所有发射天线的处理模块；每根天线的处理模块在插入保护间隔CP之前，分别对馈入的时域OFDM信号进行不同的循环延时处理，分别得到不同的发射信号：

$s_{l,n_t}^m\left(k\right)=\frac{1}{\sqrt{N_T}}{\tilde{s}}_l^m\left[(k-{\mathrm{\&Delta;}}_{n_t}^m)\mathrm{mod}N\right],n_t=1,...,N_T;---\left(3\right)$

其中，

表示对应于第n_T根天线的循环延时值 $(0={\mathrm{\&Delta;}}_1^m<{\mathrm{\&Delta;}}_2^m<...<{\mathrm{\&Delta;}}_{N_T}^m),$ 矢量

为用户m的循环延时信道化矢量，其具体值由循环延时信道化矢量第一分配单元决定；在经过循环延时处理后的信号的前面，再附上一段长度为N_G的循环前缀CP，CP和循环移位后信号的最后N_G个样本相同。

对于一个N点的FFT而言，在时域上一个大小为

的循环延时处理等价于在频域上对第k个子载波乘上一个相位旋转因子

由此，用户m第n_T根天线发送的信号可以表示为

$s_{n_T}^m\left(n\right)=\frac{1}{\sqrt{N_{T}N}}\underset{l=-\&infin;}{\overset{+\&infin;}{\mathrm{\&Sigma;}}}g(n-\mathrm{lM})\underset{k=0}{\overset{N-1}{\mathrm{\&Sigma;}}}{c}_{l,k}{e}^{-j\frac{2\mathrm{\&pi;}}{N}k{\mathrm{\&Delta;}}_{n_T}^m}{e}^{j\frac{2\mathrm{\&pi;}}{N}k(n-\mathrm{lM})}---\left(4\right)$

这里M＝N+N_G，g(n)＝rect_[0，M-1](n)；其中，

${\mathrm{rect}}_{[T_1,T_2]}\left(n\right)=\left\{\begin{array}{cc}1& n=T_1,T_1+1,...,T_2\\ 0& \mathrm{else}\end{array}\right..---\left(5\right).$

请参阅图1，所述发射装置为终端用户的发射装置；发射装置包括基于循环延时信道化矢量的第一谱分多址接入调度实体、一个基于循环延时信道化矢量的第一谱分多址接入物理层实体。

请参阅图4，所述发射装置为基站的发射装置；发射装置包括基于循环延时信道化矢量的第一谱分多址接入调度实体、若干基于循环延时信道化矢量的第一谱分多址接入物理层实体、若干加法器17；各谱分多址接入物理层实体的谱分多址接入处理单元分别与各加法器连接；各加法器分别连接一发射天线。

所述接收装置包括基于循环延时信道化矢量的第二谱分多址接入调度实体5、10、基于循环延时信道化矢量的第二谱分多址接入物理层实体6、11。

所述基于循环延时信道化矢量的第二谱分多址接入调度实体包括循环延时信道化矢量第二分配单元和基于谱分多址接入信道的第二自适应调制单元；所述基于循环延时信道化矢量的第二谱分多址接入物理层实体包括至少一谱分多用户检测单元、至少一正交频分复用解调模块。

循环延时信道化矢量第二分配单元用于分配谱域多址接入信道，其输出一个或多个循环延时信道化矢量，然后将每个循环延时信道化矢量作为已知信息分别输入到基于循环延时信道化矢量的第二谱分多址接入物理层实体中的一个或多个谱分多用户检测单元；基于谱分多址接入信道的第二自适应调制单元针对所分配的谱域接入信道状况信息输出相应的编码调制方案提高传输性能，其输出具体包括发送数据长度、编码速率和调制阶数，并控制相应第二谱分多址接入物理层实体中的正交频分复用解调模块；所述谱分多用户检测单元根据循环延时信道化矢量第二分配单元输出的对应于该用户的循环延时信道化矢量进行谱分多址接入干扰的消除和抑制，恢复并输出相对应的单用户发送信号；然后，将恢复出来的单用户信号通过正交频分复用解调模块进行处理，输出相对应的信息比特流。

请参阅图2，所述接收装置为终端用户的接收装置；所述接收装置包括基于循环延时信道化矢量的第二谱分多址接入调度实体、基于循环延时信道化矢量的第二谱分多址接入物理层实体；所述基于循环延时信道化矢量的第二谱分多址接入物理层实体包括一谱分多用户检测单元、一正交频分复用解调模块。

请参阅图5，所述接收装置为基站的接收装置；所述接收装置包括基于循环延时信道化矢量的第二谱分多址接入调度实体、基于循环延时信道化矢量的第二谱分多址接入物理层实体；所述基于循环延时信道化矢量的第二谱分多址接入物理层实体包括至少一谱分多用户检测单元、至少一正交频分复用解调模块。本实施例中，第二谱分多址接入物理层实体包括一谱分多用户检测单元、若干正交频分复用解调模块。

综上所述，本发明提出的基于循环延时矢量的谱分多址接入系统的发射接收装置，可应用于现有的CDD-OFDM蜂窝移动通信系统中，在单小区场景中本发明可在正交频分多址接入系统上同时实现了谱分多址接入功能，又同时保证获得循环延时分集增益。本发明解决了CDD-OFDM技术不能实现空分多址接入的问题。同时，本发明可应用于多小区场景的干扰协调消除。

实施例二

本发明揭示了一种基于循环延时信道化矢量的谱分多址接入系统的发射接收装置及方法。本发明的基于循环延时信道化矢量的谱分多址接入系统在CDD-OFDM通信系统的媒介接入控制层中嵌入一个独立的基于循环延时信道化矢量的谱分多址接入调度实体；同时在CDD-OFDM通信系统的发射和接收装置的物理层中分别嵌入谱分多址接入处理单元9和谱分多用户检测器单元。嵌入所述谱分多址接入处理单元9和谱分多用户检测器单元之后的CDD-OFDM系统的物理层实体与所述基于循环延时信道化矢量的谱分多址接入调度实体相互结合工作，实现基于谱分多址接入信道的资源调度和接入功能。本发明在正交频分多址接入系统上同时实现了谱分多址接入功能，又同时保证获得循环延时分集增益。

【基于循环延时信道化矢量的谱分多址接入调度实体2、5、10、13】

请参阅图1、图2、图4及图5，本发明在发送端1、18和接收端4、12中的媒介接入控制层中分别嵌入相互对等的基于循环延时信道化矢量的谱分多址接入调度实体2、5、10、13。所述基于循环延时信道化矢量的谱分多址接入调度实体叠加在传统的时-频二维资源的调度实体之上，其具体包括循环延时信道化矢量分配单元和基于谱分多址接入信道的自适应调制单元。

在发送端，循环延时信道化矢量分配单元用于分配谱域多址接入信道，其输出一个或多个循环延时信道化矢量，然后将每个循环延时信道化矢量分别输入到一个或多个基于循环延时信道化矢量的谱分多址接入物理层实体中的谱分多址接入处理单元9；基于谱分多址接入信道的自适应调制单元针对所分配的谱域接入信道状况信息决定相应的编码调制方案提高传输性能，其输出具体包括发送数据长度、编码速率和调制阶数，并分别控制相应用户物理层实体中的缓存单元、编码和速率匹配单元与正交幅度调制单元。

在接收端，循环延时信道化矢量分配单元用于分配谱域多址接入信道，其输出一个或多个循环延时信道化矢量，然后将每个循环延时信道化矢量作为已知信息分别输入到一个或多个基于循环延时信道化矢量的谱分多址接入物理层实体中的谱分多用户检测单元；基于谱分多址接入信道的自适应调制单元针对所分配的谱域接入信道状况信息输出相应的编码调制方案提高传输性能，其输出具体包括发送数据长度、编码速率和调制阶数，并控制相应用户物理层中正交频分复用解调模块。有关循环延时信道化矢量和自适应编码调制方案的信息通过控制信道在发送端和接收端中的两个对等的基于循环延时信道化矢量的谱分多址接入调度实体之间实现交互。

【基于循环延时信道化矢量的谱分多址接入物理层实体3、6、11、14-16】

本发明在CDD-OFDM通信系统的发射和接收装置的物理层中分别嵌入谱分多址接入处理单元9和谱分多用户检测单元。

基于循环延时信道化矢量的谱分多址接入系统采用N_T(N_T≥2)根发射天线。在发射装置的基于循环延时信道化矢量的谱分多址接入物理层实体中，一个信息比特流经过缓存单元、编码和速率匹配单元与正交幅度调制单元，输出QAM数字调制符号至所述谱分多址接入处理单元9。

所述谱分多址接入处理单元9包括逆傅立叶变换单元IFFT、功率归一化处理单元7、基于循环延时信道化矢量的循环移位处理单元8、若干循环前缀单元；逆傅立叶变换单元IFFT、功率归一化处理单元7、基于循环延时信道化矢量的循环移位处理单元8依次连接，基于循环延时信道化矢量的循环移位处理单元分别与各循环前缀单元连接。

如图3所示，这里考虑用户m的第l个OFDM符号的发送过程。用户m的所述逆傅立叶变换单元将用户m的正交幅度调制单元输出的N个数据符号{c_l，k ^m}_k＝0 ^N-1通过IFFT处理转换为时域信号，这里用采样点

表示用户m的所述逆傅立叶变换单元输出的第l个时域OFDM符号。紧接着，

将平行馈入对应于所有发射天线的处理模块；每根天线的处理模块在插入保护间隔CP之前，分别对馈入的时域OFDM信号进行不同的循环延时处理，分别得到不同的发射信号：

$s_{l,n_t}^m\left(k\right)=\frac{1}{\sqrt{N_T}}{\tilde{s}}_l^m\left[(k-{\mathrm{\&Delta;}}_{n_t}^m)\mathrm{mod}N\right],n_t=1,...,N_T,---\left(6\right)$

这里

表示对应于第n_T根天线的循环延时值 $(0={\mathrm{\&Delta;}}_1^m<{\mathrm{\&Delta;}}_2^m<...<{\mathrm{\&Delta;}}_{N_T}^m).$ 这里称矢量

为用户m的循环延时信道化矢量，其具体值由循环延时信道化矢量分配单元决定。

紧接着，在经过循环延时处理后的信号的前面，再附上一段长度为N_G的循环前缀(Cyclic Prefix，CP)，CP和循环移位后信号的最后N_G个样本相同。对于一个N点的FFT而言，在时域上一个大小为

的循环延时处理等价于在频域上对第k个子载波乘上一个相位旋转因子

由此，用户m第n_T根天线发送的信号可以表示为

$s_{n_T}^m\left(n\right)=\frac{1}{\sqrt{N_{T}N}}\underset{l=-\&infin;}{\overset{+\&infin;}{\mathrm{\&Sigma;}}}g(n-\mathrm{lM})\underset{k=0}{\overset{N-1}{\mathrm{\&Sigma;}}}{c}_{l,k}{e}^{-j\frac{2\mathrm{\&pi;}}{N}k{\mathrm{\&Delta;}}_{n_T}^m}{e}^{j\frac{2\mathrm{\&pi;}}{N}k(n-\mathrm{lM})}---\left(7\right)$

这里M＝N+N_G和g(n)＝rect_[0，M-1](n)其中

${\mathrm{rect}}_{[T_1,T_2]}\left(n\right)=\left\{\begin{array}{cc}1& n=T_1,T_1+1,...,T_2\\ 0& \mathrm{else}\end{array}\right..---\left(8\right)$

在发送端，各个用户的谱分多址接入处理单元9根据循环延时信道化矢量分配单元输出的对应于该用户的循环延时信道化矢量进行循环延时调制处理，由此保证不同用户发送的CDD-OFDM信号的由循环延时处理诱导的循环自相关函数分量之间的相互线性独立。

在接收装置的基于循环延时信道化矢量的谱分多址接入物理层实体中，各个用户的谱分多用户检测单元根据循环延时信道化矢量分配单元输出的对应于该用户的循环延时信道化矢量进行谱分多址接入干扰的消除和抑制，恢复并输出相对应的单用户发送信号。然后，将恢复出来的单用户信号通过OFDM解调模块进行处理，输出相对应的信息比特流。

实施例三

本实施例揭示一种基于循环延时信道化矢量的谱分多址上行接入系统。

如图6所示，基于循环延时信道化矢量的谱分多址上行接入系统由M个实施例一中所述的用户终端发送装置和一个实施例一中所述的基站接收装置组成。图6中，19为无线信道。

如图1所示，用户m的发送装置由终端用户m的基于循环延时信道化矢量的谱分多址接入调度实体和终端用户m的基于循环延时信道化矢量的谱分多址接入物理层实体组成。

如图5所示，基站接收装置由基站接收装置的基于循环延时信道化矢量的谱分多址接入调度实体和基站接收装置的基于循环延时信道化矢量的谱分多址接入物理层实体组成。

实施例四

本实施例揭示一种基于循环延时信道化矢量的谱分多址下行接入系统。

如图7所示，基于循环延时信道化矢量的谱分多址下行接入系统包括一个基站发送装置和M个用户终端的接收装置。

如图4所示，基站发送装置由基站发射装置的基于循环延时信道化矢量的谱分多址接入调度实体和分别对应于M个用户的基于循环延时信道化矢量的谱分多址接入物理层实体组成，最后，M个用户的基于循环延时信道化矢量的谱分多址接入物理层实体输出的信号并行累加后馈入相应的发射天线发送。

如图2所示，终端用户m的接收装置由相应的基于循环延时信道化矢量的谱分多址接入调度实体和基于循环延时信道化矢量的谱分多址接入物理层实体组成。

这里本发明的描述和应用是说明性的，并非想将本发明的范围限制在上述实施例中。这里所披露的实施例的变形和改变是可能的，对于那些本领域的普通技术人员来说实施例的替换和等效的各种部件是公知的。本领域技术人员应该清楚的是，在不脱离本发明的精神或本质特征的情况下，本发明可以以其它形式、结构、布置、比例，以及用其它组件、材料和部件来实现。在不脱离本发明范围和精神的情况下，可以对这里所披露的实施例进行其它变形和改变。

Claims (10)

1.一种谱分多址接入系统的发射装置，其特征在于，该发射装置包括基于循环延时信道化矢量的第一谱分多址接入调度实体、至少一基于循环延时信道化矢量的第一谱分多址接入物理层实体；其中，所述谱分多址接入系统的媒介接入控制层中嵌入一个独立的基于循环延时信道化矢量的谱分多址接入调度实体；在所述发射装置的物理层中嵌入谱分多址接入处理单元和谱分多用户检测器单元；嵌入所述谱分多址接入处理单元和谱分多用户检测器单元之后的第一谱分多址接入物理层实体与所述基于循环延时信道化矢量的第一谱分多址接入调度实体相互结合工作；

所述基于循环延时信道化矢量的第一谱分多址接入调度实体包括循环延时信道化矢量第一分配单元、基于谱分多址接入信道的第一自适应调制单元；所述基于循环延时信道化矢量的第一谱分多址接入物理层实体包括依次连接的缓存单元、编码和速率匹配单元、正交幅度调制单元、谱分多址接入处理单元；所述缓存单元、编码和速率匹配单元、正交幅度调制单元与所述基于谱分多址接入信道的第一自适应调制单元连接，所述谱分多址接入处理单元与循环延时信道化矢量第一分配单元及至少两根发射天线连接；

循环延时信道化矢量第一分配单元用以分配谱域多址接入信道，其输出一个或多个循环延时信道化矢量，然后将每个循环延时信道化矢量分别输入到基于循环延时信道化矢量的第一谱分多址接入物理层实体中的一个或多个谱分多址接入处理单元；

基于谱分多址接入信道的第一自适应调制单元用以针对所分配的谱域接入信道状况信息决定相应的编码调制方案提高传输性能，其输出具体包括发送数据长度、编码速率和调制阶数，并分别控制相应第一谱分多址接入物理层实体中的缓存单元、编码和速率匹配单元与正交幅度调制单元；

信息比特流经过缓存单元、编码和速率匹配单元、正交幅度调制单元，输出数字调制符号至所述谱分多址接入处理单元；各用户的谱分多址接入处理单元根据循环延时信道化矢量第一分配单元输出的对应于该用户的循环延时信道化矢量进行循环延时调制处理。

2.根据权利要求1所述的谱分多址接入系统的发射装置，其特征在于：

所述谱分多址接入处理单元包括逆傅立叶变换单元IFFT、功率归一化处理单元、基于循环延时信道化矢量的循环移位处理单元、若干循环前缀单元；逆傅立叶变换单元IFFT、功率归一化处理单元、基于循环延时信道化矢量的循环移位处理单元依次连接，基于循环延时信道化矢量的循环移位处理单元与各循环前缀单元连接。

3.根据权利要求2所述的谱分多址接入系统的发射装置，其特征在于：

用户m的所述逆傅立叶变换单元将用户m的正交幅度调制单元输出的N个数据符号

通过IFFT处理转换为时域信号，这里用采样点

表示用户m的所速逆傅立叶变换单元输出的第l个时域OFDM符号；紧接着，

将平行馈入对应于所有发射天线的处理模块；每根天线的处理模块在插入保护间隔CP之前，分别对馈入的时域OFDM信号进行不同的循环延时处理，分别得到不同的发射信号：

$s_{l,n_t}^m\left(k\right)=\frac{1}{\sqrt{N_T}}{\tilde{s}}_l^m\left[(k-{\mathrm{\&Delta;}}_{n_t}^m)\mathrm{mod}N\right],n_t=1,\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;,N_T.---\left(1\right)$

其中，

表示对应于第n_T根天线的循环延时值，

矢量

为用户m的循环延时信道化矢量，其具体值由循环延时信道化矢量第一分配单元决定；

在经过循环延时处理后的信号的前面，再附上一段长度为N_G的循环前缀CP，CP和循环移位后信号的最后N_G个样本相同。

4.根据权利要求1至3之一所述的谱分多址接入系统的发射装置，其特征在于：

所述发射装置为终端用户的发射装置；

发射装置包括基于循环延时信道化矢量的第一谱分多址接入调度实体、一个基于循环延时信道化矢量的第一谱分多址接入物理层实体。

5.根据权利要求1至3之一所述的谱分多址接入系统的发射装置，其特征在于：

所述发射装置为基站的发射装置；

发射装置包括基于循环延时信道化矢量的第一谱分多址接入调度实体、若干基于循环延时信道化矢量的第一谱分多址接入物理层实体、若干加法器；

各谱分多址接入物理层实体的谱分多址接入处理单元分别与各加法器连接；

各加法器分别连接一发射天线。

6.一种谱分多址接入系统的接收装置，其特征在于，该接收装置包括基于循环延时信道化矢量的第二谱分多址接入调度实体、基于循环延时信道化矢量的第二谱分多址接入物理层实体；其中，所述谱分多址接入系统的媒介接入控制层中嵌入一个独立的基于循环延时信道化矢量的谱分多址接入调度实体；在所述接收装置的物理层中嵌入谱分多址接入处理单元和谱分多用户检测器单元；嵌入所述谱分多址接入处理单元和谱分多用户检测器单元之后的第二谱分多址接入物理层实体与所述基于循环延时信道化矢量的第二谱分多址接入调度实体相互结合工作；

所述基于循环延时信道化矢量的第二谱分多址接入调度实体包括循环延时信道化矢量第二分配单元和基于谱分多址接入信道的第二自适应调制单元；

所述基于循环延时信道化矢量的第二谱分多址接入物理层实体包括至少一谱分多用户检测单元、至少一正交频分复用解调模块；

循环延时信道化矢量第二分配单元用于分配谱域多址接入信道，其输出一个或多个循环延时信道化矢量，然后将每个循环延时信道化矢量作为已知信息分别输入到基于循环延时信道化矢量的第二谱分多址接入物理层实体中的一个或多个谱分多用户检测单元；

基于谱分多址接入信道的第二自适应调制单元针对所分配的谱域接入信道状况信息输出相应的编码调制方案提高传输性能，其输出具体包括发送数据长度、编码速率和调制阶数，并控制相应第二谱分多址接入物理层实体中的正交频分复用解调模块；

所述谱分多用户检测单元根据循环延时信道化矢量第二分配单元输出的对应于该用户的循环延时信道化矢量进行谱分多址接入干扰的消除和抑制，恢复并输出相对应的单用户发送信号；然后，将恢复出来的单用户信号通过正交频分复用解调模块进行处理，输出相对应的信息比特流。

7.根据权利要求6所述的谱分多址接入系统的接收装置，其特征在于：

所述接收装置为终端用户的接收装置；

所述接收装置包括基于循环延时信道化矢量的第二谱分多址接入调度实体、基于循环延时信道化矢量的第二谱分多址接入物理层实体；

所述基于循环延时信道化矢量的第二谱分多址接入物理层实体包括一谱分多用户检测单元、一正交频分复用解调模块。

8.根据权利要求6所述的谱分多址接入系统的接收装置，其特征在于：

所述接收装置为基站的接收装置；

所述接收装置包括基于循环延时信道化矢量的第二谱分多址接入调度实体、基于循环延时信道化矢量的第二谱分多址接入物理层实体；

所述基于循环延时信道化矢量的第二谱分多址接入物理层实体包括至少一谱分多用户检测单元、至少一正交频分复用解调模块。

9.一种谱分多址上行接入系统，其特征在于，该上行接入系统包括一如权利要求8所述的基站接收装置、若干如权利要求4所述的用户终端发射装置。

10.一种谱分多址下行接入系统，其特征在于，该下行接入系统包括如权利要求5所述的基站发射装置、若干如权利要求7所述的用户终端接收装置。

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