專利名稱：一種td-scdma下行鏈路結合正交頻分復用的方法
技術領域：
本發明涉及一種網絡通訊技術方法，尤其涉及的是一種TD-SCDMA下行鏈路結合正交頻分復用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM)的方法。
背景技術：
現有技術中，CDMA (Code-Division Multiple Access,碼分多址)系統可以分為異步CDMA和同步CDMA。異步CDMA —般不能保證擴頻碼之間在不對齊情況下的正交性，因此有MAI (Multiple-Access Interference,多址干擾)。其在頻率選擇性衰落信道中也有ISI (Inter Symbol Interference,符號間干擾)。同步CDMA系統中的擴頻碼一般是正交的，在非頻率選擇的選擇性衰落信道中，并無ISI，也無MAI，但在頻率選擇的選擇性衰落信道中，多個路徑傳播的信號產生了 ISI，并且破壞了擴頻碼之間的正交性，引起了MAI。在寬帶系統實際中經歷的信道是頻率選擇性衰落的，因此寬帶CDMA的上下行鏈路中都有ISI和MAI。 TD-SCDMA是 一 種突發模式的CDMA系統，其擴頻碼較短。由于TD-SCDMA是寬帶CDMA，因此上下行鏈路中都有ISI和MAI。 OF匿把整個信道帶寬分成許多窄的子信道，在每個單獨子信道上的頻率響應是相對平坦的，這大大減小了 ISI。當子信道的帶寬小于當前環境的相干帶寬，ISI就不會產生。因此將OF匿應用于TD-SCDMA是一種有效減輕ISI和MAI的方法。 在中國專禾lj"一種TD-SCDMA系統兼容OFDM技術的方法"，申請號CN200510026171. 2，公開號CN 1694441A,以及中國專利"一種TD-SCDMA系統中碼片序列與子載波間的匹配方法"，申請號CN200510110972. 7，公開號CN1825790A中，揭露了這樣的方法。 但這兩個發明申請公開文件中沒有特別指出是針對下行鏈路的。實際上，OFDM有一個固有的缺陷是峰均功率比(PAPR， Peak to Average PowerRatio)過高，這會帶來對射頻系統的線性度要求高和功耗較大的問題。可以說這是OF匿的頻域信號在時域的自然表現，是無法完全克服的，現有技術只能是減輕或者改進射頻系統；如果OF匿使用于上行鏈路，勢必會造成終端發射機成本高和功耗大的問題。而且上行鏈路因為有聯合檢測、天線接收分集等高級接收技術可以減輕ISI和MAI，下行鏈路由于成本和功耗所限，這些高級接收技術都難以使用，所以ISI和MAI會較為嚴重。因此本發明方法主要針對下行鏈路。
在上述公開的專利申請"一種TD-SCDMA系統兼容OF匿技術的方法"，申請號CN200510026171.2，公開號CN 1694441A的專利文獻中，子載波數等于最大擴頻因子(為16)，這使得當碼片速率較高時，子載波的帶寬很有可能超過相干帶寬。在上述公開的專利申請"一種TD-SCDMA系統中碼片序列與子載波間的匹配方法"，申請號CN200510110972. 7，公開號CN1825790A中，發明人提出的子載波數是可變的，可以等于最大擴頻因子的倍數。
這兩個發明都沒有具體列出結合OF匿后TD-SCDMA的突發結構( 一個時隙內的發射脈沖)。由于OF匿 一般有循環前綴(Cyclic Prefix,縮寫為CP)來克服OF匿的符號間
3干擾，因此一般OFDM符號后都要添加CP，但添加的CP會浪費一定的帶寬。所以結合0F匿 后TD-SCDMA的突發結構如何設計是對系統頻譜效率有影響的。 在多載波系統，一般采用導頻符號的方式進行信道估計和頻偏估計等。目前在一 個OF匿塊中基于導頻符號的方式中有如下幾種方案時域導頻(占用一個或者多個OF匿 符號，覆蓋所有的子載波)、頻域導頻(占用一個或者多個子載波，覆蓋所有的子時隙)。在 上述專利申請文獻中也沒有給出導頻符號的采用方式。在現有技術的"一種基于0F匿的 TD-SCDMA系統無線幀傳輸方法"，中國專利申請號200510085187. 0，公開號CN 1905427A中 采用了時域導頻的方式，在該專利申請文獻中所公開的方式對原來TD-SCDMA的突發結構 改動較大。 因此，現有技術還存在缺陷，而有待于改進和發展。
發明內容
本發明的目的在于提供一種TD-SCDMA下行鏈路結合正交頻分復用的方法，在下 行鏈路上有效減輕ISI和MAI。
本發明的技術方案包括 —種TD-SCDMA下行鏈路結合正交頻分復用的方法，其包括以下步驟 A、發射機將多用戶數據經過分別調制，擴頻，復用生成突發，經過快速傅里葉逆變
換和數模轉換，并發射信號； B、接收機接收信號，經過模數轉換，經過快速傅里葉變換，再經過最小均方誤 差_塊均衡_單用戶檢測處理，并解調形成單用戶數據。 所述的TD-SCDMA下行鏈路結合正交頻分復用的方法，其中，所述步驟B中還包括 在進行快速傅里葉變換之前進行頻偏估計處理。 所述的TD-SCDMA下行鏈路結合正交頻分復用的方法，其中，所述步驟B中還包括 在進行最小均方誤差_塊均衡_單用戶檢測處理前，先進行信道估計處理。
所述的TD-SCDMA下行鏈路結合正交頻分復用的方法，其中，所述正交頻分復用的 符號長度為1024個碼片。 所述的TD-SCDMA下行鏈路結合正交頻分復用的方法，其中，所述步驟A中突發的 尾部保護間隔用來放置循環前綴。 所述的TD-SCDMA下行鏈路結合正交頻分復用的方法，其中，還將所述正交頻分復 用的符號中除去突發中碼片數剩余的碼片作為導頻符號。 本發明所提供的一種TD-SCDMA下行鏈路結合正交頻分復用的方法，由于采用大 于突發中碼片數的子載波數，將突發的尾部保護間隔用來放置循環前綴，除去突發中碼片 數剩余的碼片作為導頻符號，無須對原來TD-SCDMA的突發結構改動較大，而且有效抑制了 ISI禾口MAI。
圖1為本發明方法的系統結構示意圖； 圖2為本發明方法的TD-SCDMA下行鏈路離散時間信道模型示意圖；
圖3為本發明方法的TD-SCDMA突發結構的改造；
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圖4為本發明方法較佳實施例中頻選衰落信道下性能與平坦衰落信道下性能的 比較示意圖。
具體實施例方式
以下結合附圖，將對本發明的各較佳實施例進行更為詳細的說明。 圖2為典型的TD-SCDMA下行鏈路離散時間信道模型示意圖，下行鏈路的發射信號
雖然要發送給多個用戶，但是此混合信號經過相同的信道。因此，一般采用單用戶檢測算法
來檢測數據。 本發明TD-SCDMA下行鏈路結合正交頻分復用的方法中，如圖1所示的，發射機中 來自多用戶的數據經過分別的調制即通過星座圖映射，擴頻，復用生成突發，再插入導頻符 號，產生1024個碼片，經過快速傅里葉逆變換IFFT和數模轉換，發射到信道中浪收機接收 信號，經過模數轉換、頻偏估計、快速傅里葉變換FFT后，經過信道估計處理，再經過最小均 方誤差_塊均衡_單用戶檢測處理后，并解調即解星座圖映射，形成單用戶數據。
本發明方法中一個OF匿符號長度為1024個碼片，如圖3所示，能容納下一個 TD-SCDMA的突發。這樣就使得子載波數量為1024，其帶寬較小，經歷頻率選擇性衰落的可 能性較小。同時，將原來突發中的尾部GP (保護間隔，在此間隔內發射機停止發射，長度為 16個碼片)來放置CP。由于在TD-SCDMA中的典型無線環境中最大時延小于16個碼片，因 此使用此CP足夠克服OFDM的符號間干擾，這樣做不會有額外的帶寬開銷，而且對TD-SCDMA 突發結構改動最小，對于收發信機只用在各自增加一個快速Fourier逆變換(IFFT)或快速 Fourier變換(FFT)裝置即可。 本發明方法中采用頻域導頻符號的方式，即將1024個碼片中除去TD-SCDMA突發 的864個碼片后剩下的160個碼片作為導頻符號。這樣對TD-SCDMA突發結構改動最小，而 且最大限度的利用了所有子載波。 本發明方法中訓練序列(用于信道估計)采用midamble(中綴)。這樣可以沿用 TD-SCDMA中的信道估計方法。 本發明方法將接收機的FFT后接一個較優的單用戶檢測方法一最小均方誤差-塊 均衡_單用戶檢測(匪SE-BLE-SUD)，由于突發中仍有midamble作為信道估計，因此可以將 匪SE-BLE-SUD檢測器放在FFT后，進一步消除ISI和MAI。 本發明方法只需在接收機的單用戶檢測器前增加一個FFT模塊，如圖2所示，單用 戶檢測一般在TD-SCDMA的下行鏈路中作為減輕ISI和MAI的數據檢測方法，是一種均衡方 法。單用戶檢測中較優的方法是最小均方誤差_塊均衡_單用戶檢測(匪SE-BLE-SUD)，這 是一種線性塊均衡方法。對于匪SE-BLE-SUD方法是現有技術已知的處理方式，在此不再贅 述。由于突發中仍有midamble作為信道估計，因此將匪SE-BLE-SUD檢測器放在FFT后，可 以進一步消除ISI和MAI。 在本發明方法的驗證實驗中采用了 TD-SCDMA的典型無線環境中case3作為信道 模型，載波頻率設為2GHz。在case 3中，移動速度是120km/h，相關延遲為
(ns)，相關平均功率為
(dB)。假設在一個突發內信道近似看作是時不 變的，即每個突發的持續時間內中模擬一組Rayleigh信道抽頭，并且等價的信道濾波器是 以碼片間隔采樣的，最大時延為16碼片。
假設所有用戶使用相同的擴頻因子，配置為Q = 16， K = IO，和N = 22，即突發中 的一個數據塊長度，實驗使用的是Monte Carlo方法。在程序中要將信道的信噪比SNR換 算成比特信噪比Eb/No，需要計算Rb/W。當進行單用戶檢測的實驗時，需要將誤碼率看作是 接收到的某個用戶錯誤比特數量與其發射總比特數之比，則
Rb/W = 2/Q(k) 其中k表示觀察的是第k個用戶，如圖3所示的檢測結果，可見平坦衰落信道下性
能要比頻選衰落信道下性能好ldB以上，因此下行鏈路結合OFDM方式是有效。 應當理解的是，上述針對本發明較佳實施例的描述較為詳細和具體，并不能因此
而認為是對本發明專利保護范圍的限制，本發明的專利保護范圍應以所附權利要求為準。
權利要求
一種TD-SCDMA下行鏈路結合正交頻分復用的方法，其包括以下步驟A、發射機將多用戶數據經過分別調制，擴頻，復用生成突發，經過快速傅里葉逆變換和數模轉換，發射信號；B、接收機接收信號，經過模數轉換，經過快速傅里葉變換，再經過最小均方誤差-塊均衡-單用戶檢測處理，并解調形成單用戶數據。
2. 根據權利要求1所述的TD-SCDMA下行鏈路結合正交頻分復用的方法，其特征在于， 所述步驟B中還包括在進行快速傅里葉變換之前進行頻偏估計處理。
3. 根據權利要求1所述的TD-SCDMA下行鏈路結合正交頻分復用的方法，其特征在于， 所述步驟B中還包括在進行最小均方誤差_塊均衡_單用戶檢測處理前，先進行信道估計 處理。
4. 根據權利要求1所述的TD-SCDMA下行鏈路結合正交頻分復用的方法，其特征在于， 所述正交頻分復用的符號長度為1024個碼片。
5. 根據權利要求1所述的TD-SCDMA下行鏈路結合正交頻分復用的方法，其特征在于， 所述步驟A中突發的尾部保護間隔用來放置循環前綴。
6. 根據權利要求1所述的TD-SCDMA下行鏈路結合正交頻分復用的方法，其特征在于， 還將所述正交頻分復用的符號中除去突發中碼片數剩余的碼片作為導頻符號。
全文摘要
本發明公開了一種TD-SCDMA下行鏈路結合正交頻分復用的方法，其包括以下步驟發射機將多用戶數據經過分別調制，擴頻，復用生成突發，經過快速傅里葉逆變換和數模轉換，發射信號；接收機接收信號，經過模數轉換，經過快速傅里葉變換，再經過最小均方誤差-塊均衡-單用戶檢測處理，并解調形成單用戶數據。本發明方法TD-SCDMA下行鏈路結合正交頻分復用的方法由于采用大于突發中碼片數的子載波數，將突發的尾部保護間隔用來放置循環前綴，除去突發中碼片數剩余的碼片作為導頻符號，無須對原來TD-SCDMA的突發結構改動較大，而且消除了ISI(符號間干擾)和MAI(多址干擾)。
文檔編號H04L25/03GK101753501SQ20081021795
公開日2010年6月23日 申請日期2008年11月28日 優先權日2008年11月28日
發明者周化雨, 汪赟, 王士林 申請人:Tcl集團股份有限公司