CN102571681B - 无线通信系统中系统广播信道发送信息的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无线通信系统中系统广播信道发送信息的方法，包括：对广播信道中承载的广播信息的调制方式进行扩展，并用扩展后的调制方式承载所述广播信息和新扩展的信息。本发明同时公开了一种无线通信系统中系统广播信道发送信息的装置，包括扩展单元和承载单元；其中，扩展单元，用于对广播信道中承载的广播信息的调制方式进行扩展；承载单元，用于用扩展后的调制方式承载所述广播信息和新扩展的信息。本发明可承载原广播信息之外的新扩展的广播信息，并不会对广播信道中的原广播信息的解调有任何不良影响。本发明实现了对频率资源的再利用，大大提高了频率资源的利用率。

Description

无线通信系统中系统广播信道发送信息的方法及装置

技术领域

本发明涉及利用广播信道发送信息的技术，尤其涉及一种利用无线通信系统中系统广播信道发送信息的方法及装置。

背景技术

随着无线通信技术的日趋成熟，无线通信系统在全球得到了高速发展，与此同时，有限的无线电频谱资源也越来越紧缺。日益增长的通信需求与有限频谱资源之间是长期存在的矛盾。为了解决这个问题，人们提出了蜂窝网技术，以实现相同频率资源的跨小区应用。与此同时，还辅以如正交频分多址(OFDMA，Orthogonal Frequency Division MultipleAccess)等等多种先进的多址方式，用以提高频谱利用率。其中采用OFDMA的长期演进(LTE，Long TermEvolution)系统是第三代(3G，3rd Generation)移动通信系统之后的更为先进的无线通信系统，即将在全球范围内获得广泛的应用。

随着无线通信系统应用的深入，利用无线通信系统的广播消费需求也与日俱增，如国家当前大力发展的中国移动多媒体广播(CMMB，China MobileMultimediaBroadcasting)广播技术等。但CMMB等广播技术需占有专门的无线频段才能实现。

如何在现有LTE等通信系统的频谱资源上将广播业务开展起来，且不挤占通信系统的现有频率资源，将是非常有难度的问题和有意义的工作，因为这在节省资源的同时，还进一步满足了人们的广播信息需求。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种无线通信系统中系统广播信道发送信息的方法及装置，能通过对广播信道中的广播信息的承载方式进行扩展，来承载新扩展的广播信息。如无特殊说明，本发明后文所记载的“广播信道”均指以正交幅度调制为调制方式的无线通信系统如LTE的“系统广播信道”。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种无线通信系统中系统广播信道发送信息的方法，包括：

对广播信道中承载的广播信息的调制方式进行扩展，并用扩展后的调制方式承载所述广播信息和新扩展的信息。

优选地，在所述扩展后的调制方式和未扩展的调制方式下，解调所述广播信息所要求的信噪比相同。

优选地，所述扩展后的调制方式的调制阶数比未扩展的调制方式的调制阶数高。

优选地，所述未扩展的调制方式为正交相移键控(QPSK，Quadrature PhaseShiftKeying)调制或4正交幅度调制(4QAM，4Quadrature AmplitudeModulation)，所述扩展后的调制方式为16正交幅度调制(16QAM，16QuadratureAmplitude Modulation)、或64QAM、或256QAM。

优选地，所述方法还包括：

根据数据载波所处的星座图的象限，解调出广播信道中的所述广播信息。

优选地，所述方法还包括：

需进一步解调所述新扩展的信息时，再判断数据载波在星座图中的星座点位置，解调出所述新扩展的信息。

一种无线通信系统中系统广播信道发送信息的装置，包括扩展单元和承载单元；其中，

扩展单元，用于对广播信道中承载的广播信息的调制方式进行扩展；

承载单元，用于用扩展后的调制方式承载所述广播信息和新扩展的信息。

优选地，在所述扩展后的调制方式和未扩展的调制方式下，解调所述广播信息所要求的信噪比相同。

优选地，所述扩展后的调制方式的调制阶数比未扩展的调制方式的调制阶数高。

优选地，所述未扩展的调制方式为QPSK调制或4QAM，所述扩展后的调制方式为16QAM、或64QAM、或256QAM。

优选地，所述装置还包括：

第一解调单元，用于根据数据载波所处的星座图的象限，解调出广播信道中的所述广播信息。

优选地，所述装置还包括：

第二解调单元，用于进一步判断数据载波在星座图中的星座点位置，解调出所述新扩展的信息。

本发明中，当需要在广播信道中承载新扩展的广播信息时，以保证原广播信息的解调质量不受影响的情况下，插入新扩展的广播信息；具体的，主要是对广播信道中广播信息的调制方式进行扩展，来实现新扩展的广播信息的承载。例如，原广播信息的调制方式为QPSK时，将广播信道的调制方式扩展为16QAM，这样，即可承载原广播信息之外的新扩展的广播信息，并不会对广播信道中的原广播信息的解调有任何不良影响。本发明实现了对频率资源的再利用，大大提高了频率资源的利用率。

附图说明

图1为广播信道中原广播信息QPSK调制映射的星座图；

图2为本发明无线通信系统中系统广播信道中原广播信息及新扩展的广播信息的16QAM调制映射的星座图；

图3为本发明无线通信系统中系统广播信道发送信息的装置的一种组成结构示意图；

图4为本发明无线通信系统中系统广播信道发送信息的装置的另一种组成结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下举实施例并参照附图，对本发明进一步详细说明。

本发明以通信系统中的任一广播信道为例进行说明。移动通信系统中的广播信道，由于广播的是小区信息，一般采用信噪比较高的低阶调制技术，比如二相相移键控(BPSK，Binary Phase Shift Keying)/正交相移键控(QPSK，Quadrature Phase ShiftKeying)。本发明中，为说明上的便宜，将广播信道中的小区信息(原广播信息)广播数据流称为A，而将该广播信道上以提升调制阶数的方式叠加的应用广播数据(新扩展的广播信息)的应用广播数据流称为B。

由于小区广播信道为了提高信道的信噪比而采用阶数较低的调制方式，因此，在相同能量的情况下，低阶调制方式的星座图上各点的距离相对较远，抗噪声能力也较强。而如果采用一般的调制扩展方式，直接将广播信道的调制阶数提高，将会导致星座图中各星座点之间距离的减小，直接引起抗噪声性能下降。这样就会影响原先通信系统的性能。这种调制扩展方式显然是不合适的。为了解决此问题，需要保持升阶前的星座图中的星座点区别距离保持不变。

图1为广播信道中原广播信息QPSK调制映射的星座图，如图1所示，假设待调制的数据流A为“......101101001”，则根据QPSK调制原理，将最低位上的“01”映射于星座图的第4象限中，即如箭头线所指示的点。当然，根据QPSK调制原理，如果是“00”，则映射于星座图的第1象限中，即图示的第1象限中的圆点位置；如果是“10”，则映射于星座图的第2象限中，即图示的第2象限中的圆点位置；如果是“11”，则映射于星座图的第3象限中，即图示的第3象限中的圆点位置。图1中，4个星座点之间的最小距离为2，也即所映射的星座图中的数据点之间的最小距离为2。

图2为本发明无线通信系统中系统广播信道中原广播信息及新扩展的广播信息的16QAM调制映射的星座图，如图2所示，本发明在图1所示的调制方式的基础上进行扩展，从而实现对新扩展的广播信息进行承载，具体的，假设待承载的新扩展的广播信息为数据流B“......010010110”，首先，本发明优先保证数据流A的承载以及解调，例如，对于数据流A“......101101001”，需要将最低位上的“01”承载于星座图中的第4象限，即图2中所示的圆圈区域；由于在承载数据流A的同时，还需承载数据流B，因此，需要根据待承载数据流B的承载数据情况，选择出合适的承载位置。以当前需要承载数据流B的最低两位“10”为例，如图2所示，在图2中所示的圆圈区域，有4个圆点，该4个圆点分别代表了不同的数据承载方式。如图2中从数据流B的数据“10”引出的箭头线所指示的圆点，该圆点位置对应于“10”。其余的3个圆点，分别对应于数据流B中的数据“00”、“11”和“01”。

本领域技术人员应当理解，本发明图1及图2所示的星座图仅是为说明上的便宜而示出的图例，并非用于限定本发明的数据映射方式。其他数据映射方式，同样能实现本发明的发明目的。例如，图1中的第4象限也能映射数据“00”，第3象限也能映射数据“11”等。

实质上，图2所示的数据调制方式，A、B两个数据流在调制映射时采用了不同的加权因子，从而达到了保持低阶调制中的距离一致的目标。从图2中可以看出，四个象限中的星座点之间的最小距离也是2，也就是说，当进行区分星座图在哪个象限中的低阶解调(原广播信息解调)时，对信噪比的要求是不会高于图1所示的调制方式的，这就保证了本发明的调制扩展方式，不会对原有广播信道中的原广播信息造成影响。

结合图2所示的映射方式，以下给出示例性的数据流A和数据流B的调制方式，如下表1所示：

表1

表1中，在“A数据流”列中，分别对应于星座图中的四象限所对应的数据比特，即通过待调制数据确定出该待调制数据所在的象限位置；其中的“同相分量”以及“正交分量”分别表示星座图中的横轴和纵轴，是为确定数据流B对应的数据比特的位置的；具体的，上述的“+”以及“-”用于确定数据流A所在的星座图的象限，其中，“同相分量”、“正交分量”均为“+”时，所述映射点位于星座图中的第1象限，“同相分量”、“正交分量”均为“-”时，所述映射点位于星座图中的第3象限，“同相分量”为“+”、“正交分量”为“-”时，所述映射点位于星座图中的第4象限，“同相分量”为“-”、“正交分量”为“+”时，所述映射点位于星座图中的第2象限。

以下结合图2以及表1，具体说明本发明是如何实现数据流A以及数据流B的调制的。

如图2所示，将数据流A从最低位取出2比特即“01”，将数据流B从最低位取出2比特即“10”，附于“01”后，组成一组4比特的数据。按表1所示的方式，将此4比特的数据以一定的方式映射为正交同相加权数据。根据表1，所得叠加数据比特流0110得到同相分量为+1，正交分量为-2，即01映射到第4象限，10映射对应于图中箭头所指的一个星座点，完成调制。

本领域技术人员应当理解，具体的，本发明的数据流A和数据流B的调制方式仅是为示例性的说明为设置的，并非用于限定本发明的技术方案。表1中的映射方式可以有多种变形形式，而上述的变形形式对本领域技术人员而言是容易实现的，本发明不再具体赘述其细节。

需要说明的是，本发明仅是在广播信道原调制方式采用QPSK时，扩展调制方式为16QAM为例进行说明的，实际上，广播信道原调制方式采用QPSK时，扩展调制方式也可以为64QAM，甚至是256QAM。

以下进一步说明采用上述的调制方式后，如何实现对广播信道中的原广播信息以及新扩展的广播信息的接收。

在采用了上述扩展调制方式的通信系统中，并不要求每个用户终端都接收扩展的广播信息，对于无扩展广播信道需求的用户，或者用户所处位置信噪比不够好而不能接收高阶广播数据的用户，可以仅直接解调低阶调制的数据，此时，如图2所示情况，用户终端只需判断数据载波当前在星座图中的哪个象限即可得到A数据流。如果当前信道的信噪比比较好，或者需要接收广播数据的用户，即可以解调全部的数据流A以及数据流B的综合数据，此时，除了判断数据载波所在的象限之外，还需要进一步判断数据载波在星座图的象限中具体的星座点位置。然后将所解调出的数据中的前两位归为A数据流，将后两位归为B数据流，再进行后续常规处理。

以下以LTE系统为例，进一步阐明本发明技术方案的特点。

在LTE系统中，各小区均设置有物理广播信道(PBCH，PhysicalBroadcastingChannel)，此信道采用QPSK调制方式。

对于PBCH待发送的广播信息，在PBCH的比特块加扰后形成待调制的数据流A。

将待发送的广播数据流B与PBCH的数据流A以图2所示的方式进行叠加形成新的数据流C，其中C的比特数为A+B。

将数据流C的每4位比特作为一个调制符号按照表1所示的映射关系进行调制，得到每个符号所对应的同相分量和正交分量的加权因子a和b。

对a、b数据进行后续成型滤波、上变频、发射等后续处理。

解调接收数据，得到数据载波的同相和正交分量权重因子a、b。首先判断a、b的正负符号，按照表1的对应关系得到低阶QPSK调制数据，即A数据流。在信噪比满足要求的情况下，可以继续判断a，b的具体数值，具体的，例如当1.5＜＝a或b时，则a或b为2，当a或b＜1.5，则认为a或b为1。在这样量化后，按照表1的对应关系得到B数据流，即叠加传送的广播数据流。

本领域技术人员应当理解，本发明虽然以LTE系统为例进行了说明，但本发明利用广播信道发送信息的方法并不限于LTE系统，任何移动通信系统的广播信道中，均可使用本发明的技术方案。

图3为本发明无线通信系统中系统广播信道发送信息的装置的一种组成结构示意图，如图3所示，本发明无线通信系统中系统广播信道发送信息的装置包括扩展单元30和承载单元31；其中，

扩展单元30，用于对广播信道中承载的广播信息的调制方式进行扩展；

承载单元31，用于用扩展后的调制方式承载所述广播信息和新扩展的信息。

在所述扩展后的调制方式和未扩展的调制方式下，解调所述广播信息所要求的信噪比相同。

所述扩展后的调制方式的调制阶数比未扩展的调制方式的调制阶数高。

所述未扩展的调制方式为QPSK调制，所述扩展后的调制方式为16QAM、或32QAM、或64QAM。

图4为本发明无线通信系统中系统广播信道发送信息的装置的另一种组成结构示意图，如图4所示，在图3所示利用无线通信系统中系统广播信道发送信息的装置的基础上，本发明无线通信系统中系统广播信道发送信息的装置还包括：

第一解调单元32，用于根据数据载波所处的星座图的象限，解调出广播信道中的所述广播信息。

在图4所示无线通信系统中系统广播信道发送信息的装置的基础上，本发明无线通信系统中系统广播信道发送信息的装置还包括：

第二解调单元(未图示)，用于进一步判断数据载波在星座图中的星座点位置，解调出所述新扩展的信息。

本领域技术人员应当理解，本发明无线通信系统中系统广播信道发送信息的装置是为实现前述的本发明无线通信系统中系统广播信道发送信息的方法而设计的，上述各处理单元的实现功能可参照前述方法的相关描述而理解。上述各处理单元的功能，可通过相应的集成电路来实现，也可通过相应的计算机程序在具有程序执行功能的处理器上而实现。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (12)

1.一种无线通信系统中系统广播信道发送信息的方法，其特征在于，所述方法包括：

对广播信道中承载的广播信息的调制方式进行扩展，并用扩展后的调制方式承载所述广播信息和新扩展的信息；其中，所述新扩展的信息为应用广播数据，在所述扩展后的调制方式和未扩展的调制方式下，解调所述广播信息所要求的信噪比相同。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述无线通信系统为以正交幅度调制为调制方式的无线通信系统。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述扩展后的调制方式的调制阶数比未扩展的调制方式的调制阶数高。

4.根据权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，所述未扩展的调制方式为正交相移键控QPSK调制或4正交幅度调制4QAM，所述扩展后的调制方式为16QAM、或64QAM、或256QAM。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

根据数据载波所处的星座图的象限，解调出广播信道中的所述广播信息。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

需进一步解调所述新扩展的信息时，再判断数据载波在星座图中的星座点位置，解调出所述新扩展的信息。

7.一种无线通信系统中系统广播信道发送信息的装置，其特征在于，所述装置包括扩展单元和承载单元；其中，

扩展单元，用于对广播信道中承载的广播信息的调制方式进行扩展；

承载单元，用于用扩展后的调制方式承载所述广播信息和新扩展的信息；其中，所述新扩展的信息为应用广播数据，在所述扩展后的调制方式和未扩展的调制方式下，解调所述广播信息所要求的信噪比相同。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述无线通信系统为以正交幅度调制为调制方式的无线通信系统。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述扩展后的调制方式的调制阶数比未扩展的调制方式的调制阶数高。

10.根据权利要求7至9任一项所述的装置，其特征在于，所述未扩展的调制方式为QPSK调制或4QAM，所述扩展后的调制方式为16QAM、或64QAM、或256QAM。

11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

第一解调单元，用于根据数据载波所处的星座图的象限，解调出广播信道中的所述广播信息。

12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

第二解调单元，用于进一步判断数据载波在星座图中的星座点位置，解调出所述新扩展的信息。