CN103477598A

CN103477598A - 一种基于ofdm的数据传输方法和发射站点

Info

Publication number: CN103477598A
Application number: CN2012800129914A
Authority: CN
Inventors: 鲍东山; 曾勇波; 雷俊; 王竞; 姚惠娟; 闫志刚; 刘慎发
Original assignee: Beijing Nufront Wireless Tech Co ltd
Current assignee: Beijing Nufront Wireless Tech Co ltd; Beijing Nufront Mobile Multimedia Technology Co Ltd
Priority date: 2011-03-25
Filing date: 2012-03-23
Publication date: 2013-12-25
Anticipated expiration: 2032-03-23
Also published as: CN103477598B

Abstract

本发明公开了一种基于OFDM的数据传输方法，用于中短距离无线通信系统上行数据传输，预先将系统的可用频带等分成N个基本子频带，该方法包括：发射站点占用M个基本子频带，将数据调制到所述M个基本子频带上发送出去；接收站点在N个基本子频带范围内接收从一个或者多个发射站点发送来的数据；M≤N，M、N均为正整数。本发明还提供了一种基于OFDM的数据传输系统。本发明基于OFDM技术和子频带组合使用，允许无线通信系统中的发射站点与接收站点有不同的带宽配置，发射站点可采用较低的配置降低硬件成本，接收站点则可采用较高的配置来提高效率：频谱利用率、吞吐率等，且可实现多个用户站点同时与接入点进行通信。

Description

一种基于 OFDM的数据传输方法和发射站点

本申请要求申请日为 2011年 3月 25 日，申请号为 201110074380.X, 发明名称为一种基于 OFDM的数据传输方法和系统的在先申请的优先权，以及申请日为 2011年 5月 19 日，申请号为 201110130194.3，发明名称为一种通信系统的在先申请的优先权，以及申请日为 2011 年 8 月 11 日，申请号为 201110230269.5 , 发明名称为一种基于 OFDM的数据传输方法和系统的在先申请的优先权，以及申请日为 2012年 2月 8 日，申请号为 201210027883.6，发明名称为一种基于 OFDM的数据传输方法和系统的在先申请的优先权，以及申请日为 2012年 3月 6 日，申请号为 201210057448.8，发明名称为一种基于 OFDM的数据传输方法和发射站点的在先申请的优先权，上述在先申请的全部内容均已在本申请中体现。

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，具体地说，涉及一种基于 OFDM的数据传输方法和系统。

背景技术

在基于 802.11 系列标准的无线局域网 WLAN技术中，通过载波侦听多址接入 ( CSMA, Carrier Sense Multiple Access ) 实现多用户传输，即多个站点（STA)不能同时接入接入点 (CAP), 只能分时接入，即使 CAP 有空闲频 i普资源 STA也不能利用。比如，在 802.11η的系统中， CAP可占有 40MHz带宽资源，并且可分成 2个 20MHz子带， STA只能利用整个 40MHz带宽或者其中一个 20MHz子带与 CAP通信，但两个支持 20MHz带宽的 STA不能分别占用其中一个 20MHz 子带同时与 CAP 通信，只能在不同的时间段上用 40MHz带宽中的主信道与 CAP通信，而 20MHz从信道空闲，这就造成了频 i普资源的-浪费。

正交频分多址 ( OFDMA, Orthogonal Frequency Division Multiple Access ) 是移动通信系统中釆用的一种多址接入方式，多个移动终端（MS ) 占用可用带宽中不同的子载波组与基站（BS ) 同时进行通信，可提高频谱利用率。

现有的 WLAN中， STA与 CAP通信时必须两者都釆用相同的带宽配置，比如在 802.1 In的系统中， STA和 CAP通信时要么釆用 40MHz的带宽要么釆用 20MHz的带宽，如果一个 WLAN网络中 CAP支持 40MHz带宽，有两个 20MHz的 STA，那 CAP只能釆用 20MHz的带宽配置与竟争到主信道资源的 STA通信，因此造成 20MHz频谱资源浪费。在未来的无线局域网技术中， CAP可用的带宽可能达到 80MHz甚至更多，如果继续沿用上述的带宽配置方案，则将造成更多频谱资源的浪费。

OFDMA机制中，虽然多个终端可占用不同的子载波同时与基站通信，但接收端和发射端需要支持同样的带宽配置，即发射端逆快速傅里叶变换

( IFFT, Inverse Fast Fourier Transform )模块与接) 端 'f夹速傅里叶变换 ( FFT, Fast Fourier Transform )模块的 FFT点数必须相同。另外上行正交频分多址接入 OFDMA 的多址接入方式对同步要求较高。在时间域，多个移动终端

( MS ) 发射的信号需要同时到达基站（ BS ) 才不会造成符号间千扰和用户间千扰；在频率域，由于多个 MS发射机的载波晶振频率精度不同，与 BS 载波晶振频率的偏差也不同，因此到达 BS的各 MS的信号的频率偏移也不同，而 OFDM调制本身对频偏敏感，必须要校正来自各 MS信号的频偏才能正确解调，否则会造成多用户千 4尤。因此，在 OFDMA系统中，时间同步和频率同步是关键问题，需要复杂的同步算法。在无线局域网系统中，如果为了提高频谱效率而釆用 OFDMA的多址接入方式将增加设备成本。

发明内容

本发明提供一种基于正交频分复用 OFDM的数据传输方法和发射站点，可实现多个发射站点同时与接收站点进行通信，且复杂度低，可提高频谱利用率、系统呑吐率。为了解决上述技术问题，本发明提出了一种基于 OFDM 的数据传输方法，包括：

发射站点占用 M个基本子频带，将数据调制到所述 M个基本子频带上发送出去；

接收站点在 N个基本子频带范围内接收从一个或者多个发射站点发送来的数据；

M<N, M、 N均为正整数。

为了解决上述技术问题，本发明还提出一种发射站点，包括：配置模块，用于存储发射站点允许占用的 M个基本子频带的信息： M<N, N为接收站点占用的基本子频带的个数， M、 N均为正整数；发送处理模块，用于将数据调制到所述 M个基本子频带上发送出去。为了解决上述技术问题，本发明还提出一种资源指示方法，包括：调度一个或多个子信道；

生成一个控制信令，其中包括用于指示被调度的一个或多个子信道的 bitmap; 发送所述控制信令。为了解决上述技术问题，本发明还提出一种资源指示装置，包括：调度模块，用于调度一个或多个子信道；

封装模块，用于生成一个控制信令，其中包括用于指示被调度的一个或多个子信道的 bitmap; 发送模块，用于发送所述控制信令。

为了解决上述技术问题，本发明还提出一种资源指示方法，包括：接收一个控制信令，解析其中用于指示被调度的子信道的 bitmap,得知被调度的一个或多个子信道；

在所述被调度的一个或多个子信道上传递信息。为了解决上述技术问题，本发明还提出一种资源指示装置，包括：接收模块，用于接收一个控制信令，

解析模块，用于解析所述控制信令中用于指示被调度的子信道的 bitmap, 得知被调度的一个或多个子信道；发送模块，在所述被调度的一个或多个子信道上传递信息。

为了解决上述技术问题，本发明还提出一种资源指示方法，包括：设置用于指示子信道调度的 bit组，其中的每个 bit分别对应一个子信道；根据子信道调度的结果，将被调度的一个或多个子信道所对应的一个或多个 bit设置为第一值；通过一个控制信令中发送所述 bit组。

为了解决上述技术问题，本发明还提出一种资源指示装置，包括：调度模块，用于设置用于指示子信道调度的 bit组，其中的每个 bit分别对应一个子信道；封装模块，用于根据子信道调度的结果，将被调度的一个或多个子信道所对应的一个或多个 bit设置为第一值；发送模块，用于通过一个控制信令中发送所述 bit组。

为了解决上述技术问题，本发明还提出一种资源指示方法，包括：接收一个控制信令；

获得用于指示子信道调度的 bit组，其中的每个 bit分别对应一个子信道；才艮据所述 bit组中被设置为第一值的一个或多个 bit得知所对应的一个或多个子信道被调度；

在所述被调度的一个或多个子信道上传递信息。为了解决上述技术问题，本发明还提出一种资源指示装置，包括：接收模块，用于接收一个控制信令；

解析模块，用于获得用于指示子信道调度的 bit组，其中的每个 bit分别对应一个子信道；才艮据所述 bit组中被设置为第一值的一个或多个 bit得知所对应的一个或多个子信道被调度；发送模块，在所述被调度的一个或多个子信道上传递信息。

综上所述，本发明提供的技术方案，基于 OFDM技术和子频带组合使用，允许无线通信系统中的发射站点 STA与接收站点 CAP有不同的带宽配置，发射站点 STA可釆用较低的配置降低硬件实现成本，接收站点 CAP则可釆用较高的配置来提高效率：频谱利用率、呑吐率等，且可实现多个 STA同时与 CAP进行通信。另外，在子频带的边缘增加了保护频带即虚载波，可以避免子频带间千扰，各个子频带可独立做成型滤波，而接收端只需做整个频带上的匹配滤波，无需多个基带接收机针对不同的子频带故匹配滤波；扩展了循环前缀（CP )，降低时间同步的要求。接收端基带样本釆样速率是基本子频带样本釆样速率的 N倍，保证基本子频带上只需 N1点的 IFFT/FFT模块，接收端用 N2=N*N1 点的 IFFT/FFT 模块，而不需要多个并行的 N1 点 IFFT/FFT模块来解调各个子频带的信息。这样既可提高频 i普利用率、系统呑吐率，可实现多个 STA同时与 CAP进行通信，且不必增加系统及用户站点设备的成本。

附图说明图 1为本发明实施例一种基于 OFDM的数据传输方法流程图；图 2 为现有技术中无线通信系统架构示意图；图 3 为本发明实施例中多频带 OFDM发射端和接收端基带部分模块框图；

图 4 ( a )、（b )、 ( c ) 和（d ) 分别为本发明实施例中的几种子频带划分示意图；图 5 ( a ) 和 5 ( b ) 为图 4 ( b ) 中另两种子频带划分示意图；

图 6是本发明实施例一种发射站点方框图；图 7是本发明实施例一种资源指示的发送装置方框图；图 8是本发明实施例一种资源指示的接收装置方框图；

图 9是本发明实施例另一种资源指示的发送装置方框图；图 10是本发明实施例另一种资源指示的接收装置方框图。

具体实施方式鉴于现有技术中的不足，本发明提出一种用于中短距离无线通信的多用户数据传输方案，釆用类似于正交频分多址 OFDMA的多用户接入方式，基于 OFDM及相应的同步机制，将系统的可用频带等分成 N个基本子频带（也称作子信道），发送端（即 STA ) 收发机的带宽可以是基本子频带或子频带组合的频带，而根据具体情况接收站点（即 CAP )收发机带宽可以为 N个基本子频带。假定，基本子频带为 20MHz，接收站点收发机带宽可以为 20 MHz, 40 MHz, 80 MHz,即对于只支持 20MHz带宽的 STA接收机也可收发 80MHz 带宽的 CAP的信号，这样，本发明基于 OFDM调制技术可实现多个 STA利用不同的子频带资源与 CAP通信，并且降 4氐了 OFDMA系统所需的时频同步要求和同步精度。

本发明提供的一种基于 OFDM的数据传输方法，用于中短距离无线通信系统上行数据传输，将系统的可用频带等分成 N个基本子频带，如图 1所示，该方法包括：

步骤 S 101：发射站点占用 M个基本子频带，将数据调制到所述 M个基本子频带上发送出去；步骤 S102: 接收站点在 N个基本子频带范围内接收从一个或者多个发射站点发送来的数据。

其中， M≤N， M、 N均为正整数。

之后，所述接收站点通过对接收到的数据进行频域信号分离，得到各发射站点发送来的数据。

所述发射站点至少支持 M个基本子频带的带宽；所述接收站点至少支持 N个基本子频带的带宽。例如，支持 80MHz带宽的 STA可以占用 20MHz、 40MHz或者 80MHz发送数据。同理，支持 80MHz带宽的 CAP也可以在 20MHz, 40MHz或者 80MHz范围内接收数据。上述 Μ,Ν参数配置由媒体接入控制层（MAC ) 层实现， M的取值可由 CAP才艮据 STA支持的带宽能力和可分配的资源进行配置。 N的取值则由 CAP 根据带宽资源的需要配置。在具体实现时，可以是 STA向所述 CAP发送资源请求，所述资源请求中携带所述 STA支持的带宽能力， CAP根据所述 STA 支持的带宽能力和当前可分配资源为所述 STA配置基本子频带，并通过发送应答消息携带为所述 STA配置基本子频带信息至所述 STA。 STA可以将资源请求封装为独立资源请求帧，通过竟争的方式向 CAP发起资源请求；也可以在上行传输数据帧时，将资源请求随数据帧一起发送至 CAP。另外， CAP 也可以釆用轮询的方式向 STA分配上行传输资源。较佳地，所述发射站点可在一个基本子频带上发送所述资源请求，以提高传输资源利用率。

本发明实施例在此提供一种资源指示方法，由 CAP为 STA调度传输资源，具体包括：步骤 1 : 调度一个或多个子信道；

步骤 2: 生成一个控制信令，其中包括用于指示被调度的一个或多个子信道的 bitmap; 步骤 3: 发送所述控制信令。其中，所述子信道可以是载波聚合系统中的一个子载波，也可以是频谱聚合系统中的一个子信道（也称作基本子频带）。上述资源指示方法既适用于上行资源指示，也适用于下行资源指示。相应地，本发明实施例还提供了一种资源指示方法，由 STA识别资源指示，在调度的资源上传输数据，具体包括：

步骤 1：接收一个控制信令，解析其中用于指示被调度的子信道的 bitmap, 得知被调度的一个或多个子信道；

步骤 2: 在所述被调度的一个或多个子信道上传递信息。上述资源指示方法既适用于上行资源指示，也适用于下行资源指示。结合本发明 STA上行传输而言： CAP为一个或者多个 STA调度传输资源，对任一个 STA: CAP根据为所述 STA调度的 M个基本子频带，生成一个控制信令，其中包括用于指示为所述 STA调度的 M个基本子频带的位图 bitmap; 发送所述控制信令。对应的 STA接收到所述控制信令后，解析其中用于指示被调度的基本子频带的 bitmap,得知为其调度的 M个基本子频带；在为其调度的 M个基本子频带上传递数据。本发明实施例在此还提供了另一种资源指示方法，包括：

步骤 1 : 设置用于指示子信道调度的 bit组，其中的每个 bit分别对应一个子信道；

步骤 2: 根据子信道调度的结果，将被调度的一个或多个子信道所对应的一个或多个 bit设置为第一值；步骤 3: 通过一个控制信令中发送所述 bit组。其中，所述子信道可以是载波聚合系统中的 1个子载波，也可以是频谱聚合系统中的一个子信道。相应地，本发明实施例还提供了一种资源指示方法，由 STA识别资源指示，在调度的资源上传输数据，具体包括：

步骤 1 : 接收一个控制信令；

步骤 2: 获得用于指示子信道调度的 bit组，其中的每个 bit分别对应一个子信道；

步骤 3: 才艮据所述 bit组中被设置为第一值的一个或多个 bit得知所对应的一个或多个子信道被调度；步骤 4: 在所述被调度的一个或多个子信道上传递信息。上述资源指示方法既适用于上行资源指示，也适用于下行资源指示。结合本发明 STA上行传输而言： CAP预先设置用于指示基本子频带调度的 bit 组，其中的每个 bit分别对应一个基本子频带； CAP为一个或者多个 STA调度传输资源，对任一个 STA: CAP根据为所述 STA调度的 M个基本子频带，将被调度的 M个基本子频带所对应的 M个 bit设置为第一值，通过一个控制信令发送所述 bit组。对应的 STA接收到所述控制信令后，获得用于指示基本子频带调度的 bit组，才艮据所述 bit组中被设置为第一值的 M个 bit得知所对应的 M个基本子频带被调度；在所述被调度的 M个基本子频带上传递信息。

为了进一步说明本发明提供的资源分配指示方案，此处给出一个具体的上下行调度信令字段，用于分配上行或者下行传输资源，参见表 1。

表 1 定义

比特

DL UL b₀ = 下行调度 ¾ = 0 , 上行调度

¾ = 0 , 时分资源调度 ¾ = 1，预留

[b₅ · · ]， Bit Map指示该调度信令有效的 20MHz子信道位置指示本次调度传输方式

00: 开环 SU-MIMO传输

01 : 闭环 SU-MIMO传输（专用解调导频模式 ) ^b， K

10: 闭环 MU-MIMO传输（仅 = 1时有效） 11 : 闭环 SU-MIMO传输 (公共解调导频模式 ) 用户资源块起始 OFDM符号，域值： 1〜 511 码字 I的 MCS及并行空间流数 ( < 4 ) 指示（附录 A ) h h · · -h 用户资源块连续 OFDM符号数，域值： 1〜511 码字 II的 MCS及并行空

间流数指示

1111111 ，本次传输为

SU-MIMO无码字 II

1111110，本次传输为 2

流 MU-MIMO liiiioi，本次传输为 3

流 MU-MIMO b₃₆ b₃₅ · · · ¾， BitMap指示

1111100，本次传输为 4 CQI, CSI, 或 BFM反馈子信流 MU-MIMO 道

κ ··· 1111011，本次传输为 5

b_{39 8 7}，对于 CSI反馈，流 MU-MIMO

指示反馈矩阵的行数；对于 liiioio，本次传输为 6 BFM反馈，指示反馈矩阵的列流 MU-MIMO 数

1111001，本次传输为 7

流 MU-MIMO liiiooo，本次传输为 8

流 MU-MIMO

0000000 - 1100011 ,

SU-MIMO码字 II的 MCS及

流数。=1，请求 CQI反馈

¾Αι=οι,请求 CSI反馈

SU-MIMO: 000

MU-MIMO:空间流起始

¾Αι =ιο，请求 BFM反位置索引，域值 0〜7

馈 Α=ιι，预留

00， BCC编码

01， LDPC码长 1 ( 1344比特 ) 10， LDPC码长 2 ( 2688比特 ) 11, LDPC码长 3 ( 5376比特）

0，时域解调导频周期 1 (长解调导频周期）

1，时域解调导频周期 2 (短解调导频周期）

00, 频域解调导频图样 1 ( DPI= 1 )

01，频域解调导频图样 2 ( DPI=2 ) 10，频 i或解调导频图样 3 (DPI=4)

11，预留

¾₈ =0， … ₉指示本用户资源块内用于信令和反馈传输 b_c, b •••b 的资源，域值 0〜63

54 53 48 8=1， ·· ₉预留

0，不釆用 STBC传输

1，釆用 STBC传输 b~n t>₁₀… ₅6 CRC校儉保护与 STAID标识其中，使用 b5b4b3b2指示该调度信令有效的 20MHz子信道位置。 =丄指示此次调度对子信道 0有效，否则无效。 ^{= 1}指示此次调度对子信道 1有效，否则无效。 ^{¾4 = 1}指示此次调度对子信道 2有效，否则无效。 ^{¾5 = 1}指示此次调度对子信道 3有效，否则无效。本发明实施例提供了一种筒单的面向载波聚合的资源指配方式，通过在资源分配指示信令中，用 bitmap指示该资源分配指示适用于哪个分量载波，节省控制信令开销，降低控制信令检测复杂度。

下面将详述本发明允许支持的带宽能力不同的 STA与 CAP进行通信的实现方法。

所述发射站点可以将数据分别调制到所述 M个基本子频带上，在各基本子频带上独立传输。所述发射站点也可以将数据调制到所述 M个基本子频带组合的频带上，在所述组合的频带上传输。其中，所述 M个基本子频带是连续的基本子频带。较佳地，多个发射站点也可釆用空分复用的方式共享同一基本子频带。本发明实施例提供的数据传输方法中，当有多个发射站点发送数据，则为各发射站点分别设置载波频率偏置，以确定各发射站点的载波中心频率。即，所述发射站点可以通过频谱搬移将所述 M个基本子频带上的数据调制到指定的射频频段。相应地，所述接收站点在对应的射频频段上接收对应的发射站点的数据。本发明提供的数据传输方法中，基带部分釆用逆快速傅里叶变换 IFFT/ 快速傅里叶变换 FFT进行处理，则接收站点釆用与发射站点不同的 FFT长度：若基本子频带用 K点 IFFT/FFT模块，发射站点如果占用 M个基本子频带，发射站点的 IFFT/FFT模块长度为 M*K点，接收站点的 IFFT/FFT模块长度为 N*K点。即，所述发射站点在进行频谱搬移之前，对数据进行长度为 M*K点的 IFFT处理；所述接收站点对在所述 N个基本子频带范围内接收到的数据进行长度为 N*K点的 FFT处理。其中， K表示一个基本子频带包含的子载波的个数。

所述发射站点进行 IFFT处理时，釆用的样本釆样速率为 M*fs; 所述接收站点进行 FFT处理时，釆用的样本釆样速率为 N*fs。 fs表示一个基本子频带对应的 IFFT/FFT的输入样本釆样速率。如果发射站点和接收站点支持相同的带宽，则发射站点和接收站点的 IFFT/FFT子载波数、釆样速率均相同。如果系统中有多个发射站点，各个发射站点支持的带宽不同，在满足带宽配置要求的前提下，多个发射站点可在接收站点支持的带宽范围内用各自的带宽配置向接收站点发送数据。所述发射站点在进行频谱搬移之前，只需对 M个基本子频带上的数据进行成型滤波处理。而所述接收站点在进行 FFT处理之前，对在所述 N个基本子频带范围内接收到的数据统一进行匹配滤波处理即可。

较佳地，可以在子频带边缘设置保护频带，以降低滤波要求，减少用户间千扰。可以在各子频带的两端设置虚拟子载波。较佳地，也可以在所述组合的频带的两端设置虚拟子载波。本发明实施例提供的数据传输方法中，当有多个发射站点发送数据，设置该无线通信系统的循环前缀 CP长度 T_CP满足如下条件：

其中 2δ为信号从发射站点到达允许的最大覆盖半径所经历的双向传播延迟，多径延迟扩展。较佳地，本发明实施例中，子频带宽带可以为 20MHz; 和 /或 M=l， 2, 4; 和 /或 K=256; 和 /或基带样本釆样速率 fs=20MHz。较佳地， M 的取值可以为， M=2ⁿ,n为自然数。较佳地， n的取值可以为 n=0, 1或 2。

为使本发明的原理、特性和优点更加清楚，下面结合具体实施例对本发明进行详细描述。

图 2是发射端和接收端的示意框图，本发明实施例仅涉及发射端和接收端中基带的部分模块，因此，图 2所示的信源、射频、信宿及基带部分中本发明未涉及的模块在此不再赞述。首先，将系统的整个频带等分成 N个基本子频带，供系统中各 STA站点使用。

本实施例中，系统的整个频带带宽为 W=80MHz，将其等分成 N=4个基本子频带，每个基本子频带带宽 B=20MHz，假定每个基本子频带只能被一个发射站点 STA单独占用，而一个 STA可以使用一个或多个基本子频带向 CAP传输数据。 STA支持 20MHz、 40MHz和 80MHz带宽， CAP支持 20MHz、 40MHz和 80MHz带宽，当 CAP具有 80MHz带宽接收能力时，可同时接收任意子频带组合传输的数据。图 3所示为 4个 20MHz带宽的站点 STA1 ~ STA4分别占用不同的子频带向一个 80MHz带宽的 CAP传输数据时的基带部分模块框图。

图 3中所示有 4个 STA向 CAP发送数据，用 STA1 ~ STA4表示，每个 STA 占用一个基本子频带即 20MHz带宽， XI ~ X4表示来自对应 STA的数据。图 3中仅示出了实现多带 OFDM传输时与 IFFT/FFT密切相关的模块，其它不涉及也不影响一个完整收发机中的模块，比如编码、星座点映射、流解析、信道估计、 MIMO检测、译码等在此不再赘述。本发明实施例中的子频带划分如图 4(a)所示。图 4为子频带划分的等效基带示意图，为方便起见，可沿用 802.11η标准使用的负频率相无念；将负频率的频 i普 H移到正频率，但两者在本质上并无差异。 CAP使用 [-40MHz,40MHz]频段共 80MHz带宽，中心频率 f0=0。图 4 中仅示意了 STA单天线的情况，同样也适用于 STA和 CAP为多天线独占子频带以及多个 STA通过空分复用共享子频带的情况。图 4(a)所示为图 3中的 4个 STA所占用频带的示意图，其中， fO=0， STAl 使用 [-40MHz, - 20MHz]频段,中心频率 fl=-30MHz,STA2使用 [-20MHz,0MHz] 频段，中心频率 £2=-10MHz,STA3 使用 [0MHz,20MHz]频段，中心频率 B=10MHz,STA4使用 [20MHz,40MHz]频段,中心频率 f4=30MHz。图 4(a)所示的子频带划分的信号模型描述如下。要并行发送 4路 20MHz 信号，可在频域对各路信号进行分离保证正交，即分别调制到不重叠的频段上。子载波数 Nfft ( IFFT/FFT变换的点数 )、釆样间隔 T_s以及釆样频率 f_s之间的对应关系口下式：

Tu表示 OFDM符号的持续时间。基带信号中心频率 = 0，其子载波间隔为 = 7S.\25kHz时，本实施例中釆用的子载波数 Nfft ( IFFT/FFT变换的点数）、釆样间隔 T_s以及釆样频率 f_s之间的对应关系如表 1所示。表 1

表 1中的釆样频率 fs为最低釆样速率，可调整釆用大于表 1中所示的值。本实施例中， 4 路信号的中心频率分别为 / -SOMHz， f₂=- 10MHz， /₃=10MHz， /尸 30MHz，正好占据一段连续的 80MHz信道，各路信号中心频率对应的子载波偏移值分另 'J为： -384 A , -128 A , 128 A , 384 A 。参照图 3和图 4 ( a )，本实施例中，各个 STA的数据首先经过 Nfftl=256 点（子载波数）的 IFFT变换，基带样本的釆样间隔（IFFT模块输入样本点的釆样间隔）是 50ns，然后经过 D/A(D/A部分包含低通滤波），再进行频谱搬移，中心频率分别为 fl ~f4，其中 fl=fO-30,£2=fO-10,S=fO+10,f4=fO+30,单位均为 MHz, 通过基带其它模块处理、射频通道及信道后被 CAP接收， CAP 接收的数据首先也经过射频通道和基带其它模块的处理， CAP的基带样本点采样间隔是 12.5ns, 经过 Nfft2=1024点的 FFT变换，即可从对应频段取出不同 STA的数据进行后续处理。不考虑时间偏差、频率偏差、千扰噪声的情况下，假设接收端基带收到不同载频的连续信号如下： 127 127

^( =— { X W_k exp(y2^:(^-384)A + ∑ X_nQxp(j2 (n-m)AFt)

=-m n=-m

127 127

+ ∑ Y_kcxp(j2n(k + m)AFt) + ^ Ζ_η χρ '2π(η + 3M)AFt) k=- =-m

( 1 ) 对信号釆样，取

Γ 127 127

r{n)[_=nT =— ^ W_k Qx_V(j2 (k -3M)AFnT_s)+ ^ X_nex_V(j2 (n-l28)AFnT_s)

^{11 S} N [^=-128 π=-128

127 127

+ X Y_k exp(j2 (k + \2S)AFnT_s)+ Y Z_n exp(j^(n + 3S4)AFnT_s)

∑ W_k,_+3S4Qxp(j2 k'AFnT_s)+ ¾ X_n,_+m exp(j2nn' AFnT_s)

N

Y_r__l2g εχρ(72π/ ' AFnT_s ) + ^ Z_m,_₁₈₄ exp(j2Kin'AFnT_s)

(2) 对 80MHz带宽的接收机， N=1024, T, =^ =—^―，代入上式得：

N NAF 对 r(n 故 1024点 FFT变换即可解调得到信号 W、 X、 Y、 Ζ。为保证信号周期一致，对不同带宽的信号， FFT模块输入数据的釆样速率不同。在 20MHz带宽下， 256点 FFT，釆样周期应为 50ns; 而 80MHz带宽下， 1024点 FFT，釆样周期为 12.5ns。本发明实施例中，子频带组合起来供各站点使用，比如，可以两个子频带合成一个使用，或所有子频带组合成一个频带使用。本实施例中的子频带组合方式如图 4 ( b )、图 4 ( C ) 和图 4 ( d ) 所示。图 4(b)所示为两个 20MHz带宽的 STA与一个 40MHz带宽的 STA共用 80MHz 频 i普的子频带划分示意，三个子频带的中心频率分别为 fl=-30MHz,f2=0,B=30MHz_o 另，图 4(b)还有两种变形，如图 5所示。

图 4(c) 所示为两个 40MHz带宽的 STA共用 80MHz频谱的子频带划分示意，两个子频带的中心频率分别为 fl=-20MHz,£2=20MHz。

图 4(d) 所示为一个 80MHz带宽的 STA占用所有 80MHz频谱的子频带划分示意，子频带中心频率为 fl=0。

其中，图 4(b)所示为两个 20MHz带宽的 STA与一个 40MHz带宽的 STA 共用 80MHz频谱的情形，频带分布还可变换，具体如图 5所示。

当 CAP配置为 40MHz或 80MHz带宽时，允许在其频 i普内有空闲基本子频带或基本子频带组合。

如果发射站点和接收站点支持相同的带宽，则发射站点 STA和接收站点的 IFFT/FFT子载波数、釆样速率均相同；如果系统中有多个发射站点，各个发射站点支持的带宽不同，在满足带宽配置要求的前提下，多个发射站点可在接收站点支持的带宽范围内用各自的带宽配置向接收站点发送数据。

例如，若系统带宽可用带宽为 40MHz，则 CAP支持 40MHz， STA支持 20MHz或 40MHz,CAP支持两个 STA同时传输。若系统可用带宽为 20MHz，也可将该频带继续划分，每个 STA使用频带内的一部分资源，但各 STA的中心频率都与 CAP相同，不再额外做频谱搬移（中心频率偏置）。每个 STA 所占的子频带都有各自的虚拟子载波，设置在子频带的边缘 (两端），用于作为保护频带。每个 STA只需单独做其所支持的带宽上的成型滤波，而不是整个 W上的成型滤波。而 CAP 故整个带宽 W上的成型滤波，因此 CAP可以灵活地支持不同带宽配置的 STA。为了消除或最大限度地减小产生符号间千扰（ISI， Inter-Symbol Interference )和多用户千扰，系统中需要设计合理的同步机制，具体地说，引入循环前缀 (CP， Cyclic Prefix), 而循环前缀 CP的长度随着传输模式、帧结构以及相应的协议而改变，需要设计满足要求的系统中循环前缀 CP的长度。本发明实施例中，发射站点 STA在收到接收站点 CAP发来的下行帧时，可根据下行帧的同步前导确定一个时间点 t。，各 STA以各自估计的时间点为基准计算上行传输时刻，设计系统中的 CP长度保证覆盖了距离最远的 STA 到 CAP的双向传播延迟 2<5及多径延迟扩展 τ„，再考虑时间同步误差，则所有 STA的多径信号都可在 CP范围内到达 STA，不至于产生符号间千扰 (ISI) 和多用户千扰。本发明实施例中，当有多个发射站点发送数据，设置该无线通信系统的循环前缀 CP长度 T_CP需满足如下条件：

本发明实施例还提供了一种发射站点，如图 6所示，包括：

配置模块 61，用于存储发射站点允许占用的 M个基本子频带的信息： M<N, N为接收站点占用的基本子频带的个数， M、 N均为正整数；发送处理模块 62，用于将数据调制到所述 M个基本子频带上发送出去。所述 M个基本子频带的配置信息为接收站点为其配置的。较佳地，所述配置模块 61，还用于存储发射站点能够支持的带宽配置，其大于等于 M个基本子频带的带宽。较佳地，所述配置模块 61，还用于接收控制信令，解析所述控制信令中用于指示被调度的基本子频带的 bitmap,得知被调度的一个或者多个基本子频带，据以向所述发送处理模块 62发送调度指令；发送处理模块 62，用于根据所述调度指令，在所述被调度的一个或者多个基本子频带上传递数据。

较佳地，所述配置模块 61，还用于接收控制信令，获得用于指示基本子频带调度的 bit组，其中的每个 bit分别对应一个基本子频带；根据所述 bit 组中被设置为第一值的一个或多个 bit得知所对应的一个或多个基本子频带被调度，并据以向所述发送处理模块 62发送调度指令；发送处理模块 62，用于根据所述调度指令，在所述被调度的一个或者多个基本子频带上传递数据。

较佳地，所述发送处理模块 62，可以将数据分别调制到所述 M个基本子频带上，在各基本子频带上独立传输。较佳地，所述发送处理模块 62，也可以将数据调制到所述 M个基本子频带组合的频带上，在所述组合的频带上传输。较佳地，所述 M个基本子频带是连续的基本子频带。

较佳地，所述发送处理模块 62，还可以釆用空分复用的方式与其他发射站点共享同一基本子频带。

较佳地，所述发送处理模块 62包括：频潘般移单元 624，用于通过频潘般移将所述 M个基本子频带上的数据调制到指定的射频频段。

较佳地，所述发送处理模块 62还包括：

长度为 M*K点的 IFFT处理单元 622，用于对数据进行 IFFT处理后输出到所述频潘般移单元 624。其中， K表示一个基本子频带包含的子载波的个数。

较佳地，所述 IFFT处理单元 622的输入样本釆样速率为 M*fs。 fs表示一个基本子频带对应的 IFFT/FFT的输入样本釆样速率。

较佳地，所述发送处理模块 62还包括：滤波处理单元 623，用于对经 IFFT处理后的数据进行成型滤波处理后输出至所述频谱 H£移单元 624。较佳地，所述发送处理模块 62包括：

子载波产生单元 621，可以通过在各子频带的两端设置虚拟子载波，以在所述各个子频带边缘设置保护频带。所示子载波产生单元 621，还可以通过在所述 M个基本子频带组合的频带的两端设置虚拟子载波，以在所述组合的频带的两端设置虚拟子载波。

较佳地，所述基本子频带的宽带为 20MHz。较佳地， K=256。

较佳地， fs=20MHz。较佳地， M=2n,n为自然数。较佳地， n=0 , 1或 2。

本发明实施例还提供了一种基于 OFDM的数据传输系统。该系统可用于中短距离无线通信，该系统的可用频带等分成 N个基本子频带。该系统包括：如上所述的发射站点和用于在 N个基本子频带范围内接收从一个或者多个发射站点发送来的数据的接收站点。如果系统中有多个发射站点，各个发射站点支持的带宽不同，在满足带宽配置要求的前提下，多个发射站点可在接收站点支持的带宽范围内用各自的带宽配置向接收站点发送数据。

本发明实施例还提供了一种资源指示的发送装置，如图 7所示，包括：调度模块 701，用于调度一个或多个子信道；

封装模块 702，与所述调度模块 701相连，用于根据被调度的一个或多个子信道，生成一个控制信令，其中包括用于指示被调度的一个或多个子信道的 bitmap; 发送模块 703，与所述封装模块 702相连，用于发送所述控制信令。其中，所述子信道可以是载波聚合系统中的 1个子载波，或者，是频谱聚合系统中的一个子信道。所述资源指示，可以是对上行资源进行指示，也可以是对下行资源进行指示。

本发明实施例还提供了一种资源指示的接收装置，与上述资源指示装置配合使用，用于接收资源指示，包括：接收模块 801，用于接收一个控制信令；

解析模块 802，与所述接收模块 801相连，用于解析所述控制信令中用于指示被调度的子信道的 bitmap,得知被调度的一个或多个子信道；发送模块 803，与所述解析模块 802相连，在所述被调度的一个或多个子信道上传递信息。其中，所述子信道可以是载波聚合系统中的 1个子载波，或者，是频谱聚合系统中的一个子信道。所述资源指示，可以是对上行资源进行指示，也可以是对下行资源进行指示。

本发明实施例还提供了另一种资源指示的发送装置，如图 9所示，包括：调度模块 901，用于设置用于指示子信道调度的 bit组，其中的每个 bit 分别对应一个子信道；封装模块 902，与所述调度模块 901相连，用于根据子信道调度的结果，将被调度的一个或多个子信道所对应的一个或多个 bit设置为第一值；

发送模块 903，与所述封装模块 902相连，用于通过一个控制信令中发送所述 bit组。其中，所述子信道可以是载波聚合系统中的 1个子载波，也可以是频谱聚合系统中的一个子信道。所述资源指示，可以是对上行资源进行指示，也可以是对下行资源进行指示。

本发明实施例还提供了一种资源指示的接收装置，与上述另一种资源指示装置配合使用，用于接收资源指示，如图 10所示，包括：

接收模块 1001，用于接收一个控制信令；解析模块 1002，与所述接收模块 1001相连，用于解析所述控制信，获得用于指示子信道调度的 bit组，其中的每个 bit分别对应一个子信道；

发送模块 1003，与所述解析模块 1002相连，根据所述 bit组中被设置为第一值的一个或多个 bit得知所对应的一个或多个子信道被调度，并在所述被调度的一个或多个子信道上传递信息。

其中，所述子信道可以是载波聚合系统中的 1个子载波，也可以是频谱聚合系统中的一个子信道。所述资源指示，可以是对上行资源进行指示，也可以是对下行资源进行指示。

综上所述，本发明提供的技术方案，基于 OFDM技术和子频带组合使用，允许无线通信系统中的发射站点 STA与接收站点 CAP有不同的带宽配置，发射站点 STA可釆用较低的配置降低硬件实现成本，接收站点 CAP则可釆用较高的配置来提高效率：频谱利用率、呑吐率等，且可实现多个 STA同时与 CAP进行通信。另外，在子频带的边缘增加了保护频带即虚载波，可以避免子频带间千扰，各个子频带可独立做成型滤波，而接收端只需做整个频带上的匹配滤波，无需多个基带接收机针对不同的子频带做匹配滤波，扩展了循环前缀（CP )，降低时间同步的要求。接收端基带样本釆样速率是基本子频带样本釆样速率的 N倍，保证基本子频带上只需 N1点的 IFFT/FFT模块，接) 端用 N2=N*N1点的 IFFT/FFT模块，而不需要多个并行的 N1点 IFFT/FFT 模块来解调各个子频带的信息。这样既可提高频谱利用率系统呑吐率，可实现多个 STA同时与 CAP进行通信，且不必增加系统及用户站点设备的成本。

本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的实质和范围内，都可以故出可能的变动和修改，因此本发明的保护范围应当以本发明权利要求所界定的范围为准。

Claims

权利要求书

1. 一种基于 OFDM的数据传输方法，其特征在于：发射站点占用 M个基本子频带，将数据调制到所述 M个基本子频带上发送出去；

接收站点在 N个基本子频带范围内接收从一个或者多个发射站点发送来的数据；

M<N, M、 N均为正整数。
2. 如权利要求 1所述的数据传输方法，其特征在于，还包括：所述接收站点对接收到的数据进行频域信号分离，以得到各发射站点发送来的数据。
3. 如权利要求 1所述的数据传输方法，其特征在于：所述发射站点支持的带宽小于或者等于所述接收站点支持的带宽。
4. 如权利要求 1所述的数据传输方法，其特征在于：所述发射站点接收控制信令，解析其中用于指示被调度的基本子频带的位图 bitmap,得知被调度的 M个基本子频带。
5. 如权利要求 4所述的数据传输方法，其特征在于，还包括：所述接收站点为发射站点调度 M个基本子频带；生成一个控制信令，其中包括用于指示被调度的一个或者多个基本子频带的位图 bitmap; 发送所述控制信令。
6. 如权利要求 1所述的数据传输方法，其特征在于：所述发射站点接收控制信令，获得用于指示基本子频带调度的 bit组，其中的每个 bit分别对应一个基本子频带；根据所述 bit组中被设置为第一值的 M个 bit得知所对应的 M个基本子频带被调度。
7. 如权利要求 6所述的数据传输方法，其特征在于，还包括：所述接收站点为发射站点设置用于指示基本子频带调度的 bit 组，其中的每个 bit分别对应一个基本子频带；根据基本子频带调度的结果，将被调度的 M个基本子频带所对应的 M个 bit设置为第一值；通过一个控制信令中发送所述 bit组。
8. 如权利要求 1所述的数据传输方法，其特征在于：

所述发射站点将数据分别调制到所述 M个基本子频带上，在各基本子频带上独立传输。
9. 如权利要求 1所述的数据传输方法，其特征在于：

所述发射站点将数据调制到所述 M个基本子频带组合的频带上，在所述组合的频带上传输。
10.如权利要求 9所述的数据传输方法，其特征在于：所述 M个基本子频带是连续的基本子频带。
11.如权利要求 1所述的数据传输方法，其特征在于：多个发射站点可釆用空分复用的方式共享同一基本子频带。
12.如权利要求 1所述的数据传输方法，其特征在于：所述发射站点通过频谱搬移将所述 M 个基本子频带上的数据调制到指定的射频频段。
13.如权利要求 12所述的数据传输方法，其特征在于：

所述发射站点在进行频 i普搬移之前，对数据进行长度为 M*K点的 IFFT 处理；所述接收站点对在所述 N个基本子频带范围内接收到的数据进行长度为 N*K点的 FFT处理；

其中， K表示一个基本子频带包含的子载波的个数。
14.如权利要求 13所述的数据传输方法，其特征在于：所述发射站点进行 IFFT处理时，釆用的样本釆样速率为 M*fs; 所述接收站点进行 FFT处理时，釆用的样本釆样速率为 N*fs;

fs表示一个基本子频带对应的 IFFT/FFT的输入样本釆样速率。
15.如权利要求 13所述的数据传输方法，其特征在于：

所述发射站点在进行频谱 H移之前，还对经 IFFT 处理后的数据进行成型滤波处理；

所述接收站点在进行 FFT处理之前，还对在所述 N个基本子频带范围内接收到的数据进行匹配滤波处理。
16.如权利要求 8所述的数据传输方法，其特征在于，还包括，在各个子频带边缘设置保护频带，包括：

在所述各子频带的两端设置虚拟子载波。
17.如权利要求 9所述的数据传输方法，其特征在于，还包括，在所述 M个基本子频带组合的频带的边缘设置保护频带，包括：在所述组合的频带的两端设置虚拟子载波。
18.如权利要求 1 所述的数据传输方法，其特征在于，系统的循环前缀 CP长度 TCP满足如下条件：

其中 2δ为信号从发射站点到达允许的最大覆盖半径所经历的双向传播延迟， τ_Μ为多径延迟扩展。
19.如权利要求 1 所述的数据传输方法，其特征在于，所述基本子频带的宽带为 20MHz。
20.如权利要求 13所述的数据传输方法，其特征在于， K=256。
21.如权利要求 14所述的数据传输方法，其特征在于， fs=20MHz。
22.如权利要求 1所述的数据传输方法，其特征在于， M=2n,n为自然数。
23.如权利要求 22所述的数据传输方法，其特征在于， n=0， 1或 2。
24.—种发射站点，其特征在于，包括：配置模块，用于存储发射站点允许占用的 M个基本子频带的信息： M<N, N为接收站点占用的基本子频带的个数， M、 N均为正整数；发送处理模块，用于将数据调制到所述 M个基本子频带上发送出去。
25.如权利要求 24所述的发射站点，其特征在于：所述配置模块，还用于存储发射站点能够支持的带宽配置，其大于等于 M个基本子频带的带宽。
26.如权利要求 24所述的发射站点，其特征在于：所述配置模块，还用于接收一个控制信令，解析所述控制信令中用于指示被调度的基本子频带的 bitmap,得知被调度的 M个基本子频带。
27.如权利要求 24所述的发射站点，其特征在于：所述配置模块，还用于接收一个控制信令，获得用于指示基本子频带调度的 bit组，其中的每个 bit分别对应一个基本子频带；根据所述 bit组中被设置为第一值的 M个 bit得知所对应的 M个基本子频带被调度。
28.如权利要求 24所述的发射站点，其特征在于：所述发送处理模块，将数据分别调制到所述 M个基本子频带上，在各基本子频带上独立传输。
29.如权利要求 24所述的发射站点，其特征在于：所述发送处理模块，将数据调制到所述 M个基本子频带组合的频带上，在所述组合的频带上传输。
30.如权利要求 29所述的发射站点，其特征在于：所述 M个基本子频带是连续的基本子频带。
31.如权利要求 24所述的发射站点，其特征在于：所述发送处理模块，釆用空分复用的方式与其他发射站点共享同一基本子频带。
32.如权利要求 24所述的发射站点，其特征在于，所述发送处理模块包括 ··

频谱搬移单元，用于通过频谱搬移将所述 M个基本子频带上的数据调制到指定的射频频段。
33.如权利要求 32所述的发射站点，其特征在于，所述发送处理模块还包括：

长度为 M*K点的 IFFT处理单元，用于对数据进行 IFFT处理后输出到所述频谱！ &移单元；其中， K表示一个基本子频带包含的子载波的个数。
34.如权利要求 33所述的发射站点，其特征在于：所述 IFFT处理单元的输入样本釆样速率为 M*fs; fs表示一个基本子频带对应的 IFFT/FFT的输入样本釆样速率。
35.如权利要求 33所述的发射站点，其特征在于，所述发送处理模块还包括：

滤波处理单元，用于对经 IFFT 处理后的数据进行成型滤波处理后输出至所述频谱般移单元。
36.如权利要求 28所述的发射站点，其特征在于，所述发送处理模块包括 ··

子载波产生单元，通过在各子频带的两端设置虚拟子载波，以在所述各个子频带边缘设置保护频带。
37.如权利要求 29所述的发射站点，其特征在于，所述发送处理模块包括 ··

子载波产生单元，通过在所述 M个基本子频带组合的频带的两端设置虚拟子载波，以在所述组合的频带的两端设置虚拟子载波。
38.如权利要求 24所述的发射站点，其特征在于，所述基本子频带的宽带为 20MHz。
39.如权利要求 33所述的发射站点，其特征在于， K=256。
40.如权利要求 34所述的发射站点，其特征在于， fs=20MHz。
41.如权利要求 24所述的发射站点，其特征在于， M=2n,n为自然数。
42.如权利要求 41所述的发射站点，其特征在于， n=0， 1或 2。
43.—种资源指示的发送方法，其特征在于，包括：调度一个或多个子信道；

生成一个控制信令，其中包括用于指示被调度的一个或多个子信道的 bitmap; 发送所述控制信令。
44.一种资源指示的发送装置，其特征在于，包括：调度模块，用于调度一个或多个子信道；

封装模块，用于生成一个控制信令，其中包括用于指示被调度的一个或多个子信道的 bitmap;

发送模块，用于发送所述控制信令。
45.—种资源指示的接收方法，其特征在于，包括：接收一个控制信令，解析其中用于指示被调度的子信道的 bitmap,得知被调度的一个或多个子信道；

在所述被调度的一个或多个子信道上传递信息。
46.—种资源指示的接收装置，其特征在于，包括：

接收模块，用于接收一个控制信令，

解析模块，用于解析所述控制信令中用于指示被调度的子信道的 bitmap, 得知被调度的一个或多个子信道；

发送模块，在所述被调度的一个或多个子信道上传递信息。
47.—种资源指示的发送方法，其特征在于，包括：

设置用于指示子信道调度的 bit组，其中的每个 bit分别对应一个子信道；根据子信道调度的结果，将被调度的一个或多个子信道所对应的一个或多个 bit设置为第一值；

通过一个控制信令中发送所述 bit组。
48.—种资源指示的发送装置，其特征在于，包括：

调度模块，用于设置用于指示子信道调度的 bit组，其中的每个 bit分别对应一个子信道；

封装模块，用于根据子信道调度的结果，将被调度的一个或多个子信道所对应的一个或多个 bit设置为第一值；发送模块，用于通过一个控制信令中发送所述 bit组。
49.一种资源指示的接收方法，其特征在于，包括：

接收一个控制信令；

获得用于指示子信道调度的 bit组，其中的每个 bit分别对应一个子信道；才艮据所述 bit组中被设置为第一值的一个或多个 bit得知所对应的一个或多个子信道被调度；

在所述被调度的一个或多个子信道上传递信息。
50.—种资源指示的接收装置，其特征在于，包括：

接收模块，用于接收一个控制信令；

解析模块，用于获得用于指示子信道调度的 bit组，其中的每个 bit分别对应一个子信道；

发送模块，用于才艮据所述 bit组中被设置为第一值的一个或多个 bit得知所对应的一个或多个子信道被调度，并在所述被调度的一个或多个子信道上传递信息。