[發明專利]一種正交頻分時分發射機、接收機及其方法

無效

• 申請號: 200580049922.0
• 申請日: 2005-05-25
• 公開（公告）號: CN101204030A
• 公開（公告）日: 2008-06-18
• 發明（設計）人: 張小東;卜智勇;周斌;李明齊;楊秀梅;周平
• 申請（專利權）人: 上海無線通信研究中心;中國科學院上海微系統與信息技術研究所
• 主分類號: H04J11/00
• 分類號: H04J11/00
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所
• 代理人: 羅朋

技術領域

本發明涉及無線通信技術，尤其涉及一種在無線通信系統中通過多個正交載波來傳輸信號的技術。

背景技術

在無線通信系統中，尤其在寬帶移動通信系統中，空中信號傳輸技術正成為研究的焦點。為了獲得較高的，例如高達10bps/Hz的，頻譜效率，支持多種場景的通信需求，支持各種自適應控制技術，寬帶移動通信系統的信號傳輸技術必須支持比以往任何一種同類技術更好的性能，同時維持可控制的實現復雜度。現在，寬帶移動通信的信號傳輸技術主要以OFDM(正交頻分復用)技術為基礎，并衍生出各種變種技術，如OFDMA(正交頻分多址)、MC-CDMA(多載波-碼分多址)、MT-CDMA(多音-碼分多址)、VSF-OFCDM(正交頻分碼分復用)等，此外，基于濾波器組的廣義多載波調制技術(GMC)和傳統CDMA的增強技術CP-CDMA(循環前綴-碼分多址)等也受到人們的關注和重視。

然而，綜合現有這些傳輸技術的性能，它們在一定的條件下均表現出優越的性能，但是，適用的場景仍然不夠寬廣，例如，OFDM技術的符號長度、CP長度和頻譜利用率直接相關，影響了它對不同地形和移動場景的適應性設計，而且由它衍生出來的其它技術也有這個缺點；而單載波技術，如CP-CDMA等技術對于信道頻域的適應性不夠，直接影響了它的頻域分集性能；而置于OFDM技術和單載波技術之間的GMC技術，則不具備象OFDM和CP-CDMA等技術那樣的內在的、對信道時頻平面的適應性，在實現復雜度上顯得人工痕跡很重，設計不夠自然，同時，它也存在和OFDM技術一樣的、場景適應性較差的缺點。

與本發明密切相關的技術主要有OFDM和SC/FDE(單載波-頻域均衡)兩種，它們分別代表了兩種不同的信息傳輸方法：多載波通信和單載波通信。

正交頻分復用(OFDM)是一種多載波調制技術，它采用并行傳輸，將所傳送的高速數據分解并調制到多個重疊但又正交的子信道(頻域)中，使得每個調制信號的周期大于多徑時延擴展，若在調制符號之間增加一定寬度的保護間隔，則多徑傳輸引起的符號間干擾基本上被消除，因此OFDM系統具有很高的頻譜利用率，對多徑傳輸引起的符號間干擾具有很強的魯棒性，能夠支持高速數據傳輸。

OFDM這種多載波通信方法將要傳輸的符號序列映射到并行的多個子載波上去發送；在傳輸過程中，每個子載波上的符號僅為其對應的子信道幅頻響應加權，以及高斯加性噪聲污染；在接收側，只要將子信道的幅頻響應歸一，就可以估計出子載波上發送來的符號，從而估計到發送序列。為了便于在接收側無損地均衡子信道的幅頻響應特性，必須在每個OFDM發送符號的前端添加至少長度為信道最大時延擴展的循環前綴(CP)，它是從OFDM符號的尾端拷貝來的。

圖1為現有技術中的OFDM無線發射機和接收機的框圖。其中，無線發射機1’包括一個串并轉換裝置11’，用于將經過數據調制映射得到的串行符號流串并轉換為多個并行符號流；一個IFFT變換裝置12’，用于通過逆IDFT變換來將所述多個并行符號流調制到多個正交子載波上并合成為OFDM符號；一個加CP裝置13’，用于將所述OFDM符號尾部的一部分復制到符號的前端，形成最終的帶CP的OFDM符號，CP使所傳輸的符號具有周期性，當CP的長度比信號在信道中傳輸的延遲時間長，則碼間干擾(ISI)僅僅會影響OFDM符號前端的CP，從而在接收機端可以簡單通過去除CP就可消除ISI。當然，該無線發射機還應包括：用于對輸入的數據進行信道編碼和數據調制的信道編碼和調制裝置；以及將OFDM符號進行D/A變換和模擬信號處理(例如信道成形濾波)，并調制到射頻，然后通過天線發送出去，由于這些部分與本發明并無直接關系，因此為簡明起見，在此省略。

相應地，在接收機2’中，包括一個去CP裝置21’，用于將下變頻到基帶所獲得的OFDM符號前端的CP去除；一個FFT裝置22’，用于通過DFT變換來對去除CP后的OFDM符號進行相關解調，獲得解調后的并行符號流；一個并串轉換裝置23’，用于將所解調得到的并行符號流并串轉換為串行符號流。當然，該無線接收機機還應包括接收射頻信號的接收天線；將射頻信號下變頻到基帶的下變頻裝置和對下變頻后的基帶信號進行匹配濾波的匹配濾波裝置等；以及，基于發射端的信道編碼和調制規則來對所述串行符號流進行相應的信道譯碼和解調，從而獲得最初傳輸的信號流的信道譯碼和解調裝置，由于這些部分與本發明并無直接關系，因此為簡明起見，在此省略。