CN1343408A - 用于多载波cdma传送系统的信号格式 - Google Patents

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Abstract

本发明为一种用于多载波CDMA传送系统的信号格式,在所说系统中信息符号被复制并列于频率轴上、沿该频率轴用扩散码乘以所说被复制信息符号、于是利用频率各不相同的复数副载波进行信息多路传输,所说信号是指插入有用于估计传输线路变动的引导符号并可被用于同步检波的传送信号,其中所说引导符号包括用于估计各用户公共传输线路的公共引导符号、和以不同于前述传输线路的传输线路进行通信的用户所专有的个别引导符号。

Description

用于多载波CDMA传送系统的信号格式
技术领域
本发明涉及用于多载波CDMA传送系统的信号格式，具体来讲，所说信号是指多载波CDMA传送系统中所传送的信号，在该信号中含有信息符号与用于估计复数用户各自传输线路状态的引导符号。
背景技术
移动通信环境下，随着移动台与基地台相对位置关系发生变化会产生瑞利衰落，进而会造成接收信号的振幅以及相位变化。在以载波相位传送信息的调相方式中，一般是采用差分编码即把信息载于首尾符号的相对相位上，而在接收端通过延迟检波进行信息数据的识别与判断。由于对发送数据施以差分编码，所以在延迟检波时如果无线电线路中出现1比特错误就会造成2比特信息数据错误。因此，譬如采用二相移相键控(BPSK)调制方式的场合，在同等错误率的情况下同同步检波相比其信号功率对噪音功率之比(SNR)较差(譬如相差3dB)。
另一方面，虽然以绝对同步检波(其是对每个符号都以绝对相位来识别判断接收信号相位)可以获得高效率接收特性，然而在产生瑞利衰落环境下则很难对接收信号绝对相位进行判断。
对此，有人提出了譬如利用周期性地插入于信息符号之间的相位已知引导符号估计衰落失真并进行补偿的方法(参见日本电子信息通信学会杂志Vol.J 72-B-II No.1，pp.7-15 1989年1月号三瓶的《地面移动通信用16QAM衰落失真补偿》)根据这一方法，在信道中每隔数个信息符号就插入一个相位已知引导符号，于是依据该引导符号的接收相位进行传输线路估计。也即利用信息符号段的首尾引导符号检测对各个通信者的接收信号振幅与相位，然后通过内插该检测值估计信息符号段的传输线路变动从而进行补偿。
另外，关于目前正面向市场的IS-95方式(CDMA方式)移动通信系统的情形是：在其下行线路，利用与各个用户扩散码正交的编码对全体用户的公共引导符号进行码分复用处理后发送；在接收端，通过逆扩散把信号分离成为引导符号与信息符号，从而利用该引导符号估计传输线路变动，然后利用该估计结果对信息符号进行解调。
然而，在多载波CDMA传送系统中，是利用复数副载波进行信息符号发送，之于每个副载波的传输线路变动各不相同。另外，由于发送信号沿副载波方向扩散，所以在接收端必须要于逆扩散之前在切普(chip)水平下就每个副载波进行估计。因此，适于上述IS-95等直接扩散方式(DS-CDMA)的传送系统传输线路变动估计方法不可能直接照搬到多载波CDMA传送系统中。
还有，在象上述IS-95那样的直接扩散方式(DS-CDMA)传送系统中，如果各个用户(各个移动台)利用同一传输线路通信的话，是可以通过对全体用户公共引导符号进行复用实现传输线路估计。但是，譬如在使用自适应阵列天线等对每个用户以专有波束图发送信号的情况下，由于公共信道的传输线路与对每个用户的传输线路不同，所以就不可能把利用公共引导符号得出的传输线路估计结果照搬到对各个用户的传输线路中来。
发明的开示
本发明目的总体来说就在于避免上述弊端、提供一种新的而且有用的多载波CDMA传送系统中所用信号格式。
那么，具体来说，本发明目的在于提供一种便于在多载波CDMA传送系统中之于每个用户进行传输线路估计的信号格式。
本发明目的是这样实现的：在多载波CDMA传送系统中信息符号被复制并列于频率轴上、沿该频率轴用扩散码乘以所说被复制信息符号、于是利用频率各不相同的复数副载波进行信息多路传输，所说信号是指插入有用于估计传输线路变动的引导符号并可被用于同步检波的传送信号，其特征在于：所说引导符号包括用于估计各用户公共传输线路的公共引导符号、和以不同于前述传输线路的传输线路进行通信的用户所专有的个别引导符号。
根据这种信号格式，在接收端可以依据公共引导符号变化(振幅和相位变动)估计各用户公共传输线路，而在因使用自适应阵列天线用户具有专有传输线路的情况下，则接收端可以依据个别引导符号变化估计该用户专有传输线路状态。
所谓各用户公共传输线路是全体用户可以共同使用的传输线路、譬如是通告信道或者是以与通告信道一样的天线方向图形成的传输线路。
关于上述用于多载波CDMA传送系统的信号格式，用于信号传送的所说复数副载波的全体或一部分可以用作为沿频率轴扩散引导符号之际所用副载波。
还有，从便于接收端分离引导符号这一点考虑，本发明可以是：引导符号在被扩散频率轴上相互正交，并且引导符号序列在时间轴上相互正交。
进一步，在上述用于多载波CDMA传送系统的信号格式基础上，还可以具有以下结构：把用于信号传送的复数副载波当中的一部分沿频率轴离散地指配给引导符号，把以扩散码沿时间轴方向对公共引导符号与个别引导符号进行复用后所得符号序列插入到该指配给引导符号的副载波中。
还有，从便于接收端分离引导符号这一点考虑，在上述用于多载波CDMA传送系统的信号格式基础上，还可以具有以下结构：对应所说公共引导符号与个别引导符号的扩散码相互正交。
以下，通过根据附图所作详细说明可以进一步了解本发明其它目的和特征以及优点。
附图的简单说明
图1是关于本发明实施形态的采用本发明信号格式的信号的发送器结构例示图。
图2是一种具体的引导符号插入电路的方块结构图。
图3是信号格式第1例示图。
图4是信号格式第2例示图。
图5是信号格式第3例示图。
图6是信号格式第4例示图。
图7是对应个别引导信号的扩散码的结构例示图。
图8是信号格式第5例示图。
发明实施最佳形态
以下，依据附图对本发明实施形态作以说明。
关于本发明实施形态的采用本发明信号格式的信号的发送器譬如具有图1所示结构。该发送器设置在多载波CDMA移动通信系统的基地台中。
根据图1，该发送器具有对应于各个用户(移动台)的信号生成电路100(1)至100(n)。各个信号生成电路100(1)至100(n)是生成对各个用户的信号的电路，包括应配送给各个用户的信息(音频信号、数据等)的信息源11、按规定算法对来自信息源11的信息进行编码的传输线路编码器12、用于同时发送复数符号的串并行转换电路13、把串并行转换电路13输出信号(信息符号)按用于扩散的副载波的数目进行复制的复制电路14、用对应各个用户的扩散码c乘以复制电路14所复制的各个信号的乘法器15(i)。
各个信号生成电路100(1)至100(n)具有对应于各个用户的引导符号插入电路20。该引导符号插入电路20向传输线路编码电路12输出信号(信息符号)插入(或者附加)引导符号。该引导符号用于估计各个用户(移动台)与基地台之间传输线路状态(振幅和相位变动)。
另外，引导符号插入电路20结构也可以是具有向串并行转换电路13输出信号(信息符号)插入(或者附加)对应各个用户的引导符号这一功能的结构。
根据上述结构，各个信号生成电路100(1)至100(n)把信息符号乘以扩散码后所得扩散信号和对应各个用户的引导符号当做对各个用户的信号按着各个副载波频率成分进行输出。这些由各个信号生成电路100(1)至100(n)所输出的各个频率成分的信号在复用处理单元50被复用处理。该复用处理单元50由对各个信号生成电路100(1)至100(n)输出信号进行合成的合成单元51和对被该合成单元51所合成的信号进行时间频率转换的时间频率转换电路(IFFT)52构成。
各个信号生成电路100(1)至100(n)的引导符号插入电路20譬如具有图2所示结构，也即其具有对应于用户的开关SW1、SW2和引导符号生成单元22，从而使得引导符号能与各个用户对应。在用户利用自适应阵列天线以不同于通告信道的专有天线方向图发送信号的情况下，通过开关SW1、SW2的切换可以选择与引导符号生成单元22连接。据此，可以在对应用户的发送数据发生单元(信息源11、传输线路编码器12)的输出信号(信息符号)中插入(或附加)引导符号生成单元22所生成的该用户专有的引导符号。
另外，除上述对应于各个用户的引导符号生成单元22之外，发送器还具有公共引导符号生成单元21(图中省略)。该公共引导符号生成单元21生成一公共引导符号，该公共引导符号是供用户能以特定天线方向图发送信号时使用，所说特定天线方向图是指与以象通告信道那种各用户公共信道发送信号之际所用天线方向图一样的天线方向图。对于使用该公共引导符号的用户，开关SW1、SW2选择不通过引导符号生成单元22的线路，则发送数据发生单元(信息源11、传输线路编码器12)的输出信号在不插入(或附加)引导符号情况下被提供给复用处理单元50。
如上述那样对公共与个别引导符号和信息符号进行复用处理后的信号又被保护时间间隔单元53和滤波器54以及放大器55处理，其后，该被处理过的信号通过天线单元56发送出去。该天线单元56譬如具有自适应阵列天线、可以生成对应每个用户的波束图。
以下，说明一下采用上述结构发送器的情况下含有公共与个别引导符号和信息符号的发送信号的帧结构。
第1例——如图3所示，公共与个别引导符号和信息符号业经时分复用。引导符号群PS可以如下几种形式插入：只在紧靠用户数据符号之前即帧首插入(见图3中(a)形态)；在用户数据符号两头即帧首尾插入(见图3中(b)形态)；周期地插入在帧内(见图3中(c)形态)。如引导符号长度为2N的话，则可以对2N个用户指配个别引导符号。
第2例——如图4所示，在对各个用户数据符号进行复用后所得符号序列的扩散信号序列之前，插入对公共引导符号与个别引导符号进行复用后所得符号序列PS1至PSk。该例特点在于：n个副载波中有k个用于引导符号扩散。对没有插入引导符号的副载波可以进行信息符号传送。
第3例——如图5所示，对公共引导符号序列CPS和用户专有的个别引导符号序列UPS以及用户数据符号进行复用处理后所得符号序列的扩散信号序列DS被复用处理。也即各个引导符号呈沿频率轴和时间轴方向被扩散的结构。在此，假设信息符号DS的一个符号长度相当于各个引导符号CPS、UPS的一个切普长、接收端可以通过对引导符号实行乘算抽取出引导符号。
第4例——如图6所示，其结构是：把拥有个别引导符号的用户分成L组而周期地插入引导符号。即，在对各个用户数据符号进行复用后所得符号序列的扩散信号序列之前，按频率轴方向并以规定周期依次插入以下符号序列：对公共引导符号及用户组1的个别引导符号进行复用后所得符号序列PS1、对用户组2的个别引导符号(也可包括公共引导符号)进行复用后所得符号序列PS2，…，…对用户组L的个别引导符号(也可包括公共引导符号)进行复用后所得符号序列PSL。根据这样的结构，假设引导符号数目为2N，则可以对2N×L个用户指配个别引导符号。
对应上述公共与个别引导信号的扩散码譬如可以是图7所示结构。
在该例中，采用一个公共引导符号(公共)和三个个别引导符号(#1、#2、#3)，并且假定所有引导符号都为＂1＂。
在时刻t1.把各个引导符号(公共、#1、#2、#3)按频率方向扩散的扩散码序列是相互正交的，在与下一个符号同步的时刻t2，将扩散码移动一个切普。这样的处理按引导符号的周期进行，于是之于各个副载波f1、f2、f3、f4，引导符号也分别都呈相互正交，那么通过从时刻t1到t4对引导符号用各扩散码分别来乘并求和就可以把公共引导符号序列(公共)与指配给各个用户的个别引导符号序列(#1、#2、#3)分离开。这样一来，就可以通过对这一分离而得到的各个引导符号的状态(振幅和相位变动)进行检查作出各个信道(通告信道(公共)、信道#1、信道#2、信道#3)状态估计。
进一步，再说明一下含有公共与个别引导符号和信息符号的发送信号的帧结构之第5例。
该例如图8所示，n个副载波中有p个当做专用于引导符号扩散的导频。其余副载波使用于对各个用户数据符号进行复用后所得符号序列的扩散信号序列。所发送信号是：在各个导频对公共引导符号与各个用户个别引导符号沿时间轴方向进行复用而得到的符号序列。
引导序列最好采用相关尽可能小(譬如相互正交码)的引导符号。
根据上述帧结构，可以方便地通过加长引导符号周期来减低引导符号相互相关。
另外，在接收端可以通过从导频所估计出的传输线路状态并实施譬如内插等求得对应于导频以外副载波的传输线路状态。
由上述可见，根据本发明，接收端不仅可以依据公共引导符号变化(振幅和相位变动)估计全体用户的公共传输线路状态，而且在因使用自适应阵列天线用户具有专有传输线路的情况下，通过使专有引导符号与用户对应，接收端也可以依据专有引导符号变化估计出对应用户的传输线路状态。因此，在多载波CDMA传送系统中，无论各个用户是使用如通告信道等那样的公共传输线路还是使用个别传输线路，都可以之于每一用户进行传输线路估计。

Claims (5)

1.用于多载波CDMA传送系统的信号格式，在所说系统中信息符号被复制并列于频率轴上、沿该频率轴用扩散码乘以所说被复制信息符号、于是利用频率各不相同的复数副载波进行信息多路传输，所说信号是指插入有用于估计传输线路变动的引导符号并可被用于同步检波的传送信号，其特征在于：所说引导符号包括用于估计各用户公共传输线路的公共引导符号、和以不同于前述传输线路的传输线路进行通信的用户所专有的个别引导符号。
2.按权利要求1所说用于多载波CDMA传送系统的信号格式，其特征在于：用于信号传送的所说复数副载波的全体或一部分用当做沿频率轴扩散引导符号之际所用副载波。
3.按权利要求1或2所说用于多载波CDMA传送系统的信号格式，其特征在于：引导符号在被扩散频率轴上相互正交，并且引导符号序列在时间轴上相互正交。
4.按权利要求1所说用于多载波CDMA传送系统的信号格式，其特征在于：把用于信号传送的所说复数副载波当中的一部分沿频率轴离散地指配给引导符号，把以扩散码沿时间轴方向对公共引导符号与个别引导符号进行复用后所得符号序列插入到该指配给引导符号的副载波中。
5.按权利要求4所说用于多载波CDMA传送系统的信号格式，其特征在于：对应所说公共引导符号与个别引导符号的扩散码相互正交。
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