一种用于宽带无线通信系统的时分双工传输方法

摘要

本发明涉及一种用于宽带无线通信系统的时分双工传输方法，属于数字信息传输技术领域，该方法包括在基站发送端采用时频域联合的正交频分多址接入技术进行下行多址接入，获得下行信号；在用户设备发送端采用时频域联合的单载波多址接入技术进行上行多址接入，获得上行信号；采用时分双工帧结构对下行信号和上行信号进行双工传输；本发明出的TFU-OFDMA技术，解决了采用TFU-OFDM调制时的多址接入问题，具有灵活地分配无线资源，有效对抗深度衰落和窄带干扰等优点；本发明提出的TFU-SCMA技术，解决了采用改进的SC-FDE调制时的多址接入问题，不仅保留了SC-FDE技术发送端复杂度低和峰均功率比低等优点，而且使得接收端更好地进行同步和信道估计。

主权项

1.一种用于宽带无线通信系统的时分双工传输方法，其特征在于：该方法包括在基站发送端采用时频域联合的正交频分多址接入技术进行下行多址接入，获得下行信号；在用户设备发送端采用时频域联合的单载波多址接入技术实现上行多址接入，获得上行信号；采用时分双工帧结构对下行信号和上行信号进行双工传输；所述在基站发送端采用时频域联合的正交频分多址接入技术进行下行多址接入，获得下行信号，具体包括以下步骤：(11)分别对要发送的各路用户传输块数据进行信道编码和数字调制，得到数字调制后的信息；(12)将调制后的各路用户信息和导频映射到相应数据子载波和导频子载波上，将所有数据子载波划分为多个子信道，各路用户信息对应一个或多个子信道；保护子载波和直流子载波置0；导频用于接收端进行信道估计和时间同步；(13)对步骤(12)的所有子载波进行离散傅里叶逆变换，得到时域信号；(14)生成一个伪随机噪声序列，将该伪随机噪声序列以循环扩展的方式填充为一个保护间隔序列，将保护间隔序列与步骤(13)得到的时域信号进行合并，进行并串转换得到一个时频域联合的正交频分多址接入符号，即获得下行信号并发送；所述在用户设备发送端采用时频域联合的单载波多址接入技术实现上行多址接入，获得上行信号，具体包括以下步骤：(21)将各用户设备发送端要发送的传输块数据进行信道编码和数字调制，得到数字调制后的信息；(22)对数字调制后的信息进行时频域联合的单载波多址接入调制，得到时频域联合的单载波多址接入符号；(23)根据基站的调度信息，各个用户设备发送端在所指定的时隙中发送时频域联合的单载波多址接入符号，在其余时隙处于等待发送状态；采用时分双工帧结构对下行信号和上行信号进行双工传输，具体包括：在时分双工帧结构中，设置每帧的持续时间为10ms，由下行子帧、保护时间0#、上行子帧和保护时间1#组成；下行子帧用于传输下行信号，上行子帧用于传输上行信号，保护时间0#是下行子帧转换到上行子帧的保护间隔，保护时间1#是上行子帧转换到下行子帧的保护间隔；设置下行子帧持续时间为5400us，上行子帧持续时间为4320us，保护时间0#持续时间为200us，保护时间1#持续时间为80us；所述步骤(12)具体包括：(12-1)预先设置各类子载波的位置：将所有保护子载波分为左保护带和右保护带，左保护带和右保护带分别位于信道频带的左、右两端；直流子载波为一个，位于频带中心；其余的数据子载波和导频子载波分布在左、右保护带与直流子载波之间；数据子载波和导频子载波总个数N_u满足：N_u＝28L，L为正整数；数据子载波和导频子载波的具体位置如下：(12-1a)将所有的数据子载波和导频子载波连续地划分为4L个组，每个组包含6个数据子载波和1个导频子载波，导频子载波位于每组的中间位置，设组的索引号为i，i＝0，1，...，4L-1；(12-1b)将上述所有组分为L个集合，S₀，S₁，...S_L-1，每个集合包含4个组，每个集合中各组所对应的索引号S_l(k)为：$S_l\left(k\right)=L·k+G_k^L\left(l\right)$其中，S_l(k)表示第l个集合中第k组所对应的索引号，l＝0，1，...L-1，k＝0，1，2，3，序列由长度为L的置换序列左循环移位k次得到；不同长度下的置换序列为：长度为3，对应的置换序列为0 2 1；长度为6，对应的置换序列为2 3 4 1 0 5；长度为12，对应的置换序列为6 1 7 4 11 9 5 8 3 10 0 2；长度为24，对应的置换序列为5 18 2 21 7 11 19 13 9 6 17 4 10 23 3 12 14 15 16 0 8 22 201；长度为48，对应的置换序列为5 34 28 1 9 47 3 42 30 18 22 17 15 31 29 32 45 11 16 39 2541 44 10 27 46 33 13 2 38 37 26 21 20 24 6 43 12 7 23 8 19 40 35 14 36 40；(12-2)将步骤(12-1a)中索引号为S_l(k)的组所包含的数据子载波组成子信道l，l＝0，1，...L-1；根据基站的调度信息，将各路用户信息映射到指定的一个或多个子信道中；所述步骤(22)具体包括：(22-1)将步骤(21)调制后的的信息转换为并行数据块；(22-2)生成UW序列，并用一个或多个UW构成导频块；(22-3)对并行数据块后端插入一个UW作保护间隔组成DFT块；(22-4)在DFT块前端插入上述导频块，由导频块和DFT块组成一个时频域联合的单载波多址接入符号，即获得上行信号并进行发送。