[發明專利]適于衛星移動通信的多載波多址傳輸方法

有效

• 申請號: 201210201441.9
• 申請日: 2012-06-18
• 公開（公告）號: CN102752255A
• 公開（公告）日: 2012-10-24
• 發明（設計）人: 高西奇;仲文;王聞今;江彬;巴特爾
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H04L27/26
• 分類號: H04L27/26;H04W84/06
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責任公司 32112
• 代理人: 湯志武

技術領域

本發明涉及衛星通信，尤其涉及采用低包絡起伏的發送信號，從而提高衛星移動通信功率效率的多載波多址傳輸方法。

背景技術

不同于用戶與陸地基站進行通信的陸地蜂窩移動通信系統，在衛星移動通信系統中，用戶與軌道衛星進行通信，因此能夠提供更為廣闊的覆蓋，滿足用戶在任何時間任何地點的通信要求。未來移動通信系統要求提供高速數據傳輸，以及高質量語音業務和多媒體業務。正交頻分復用（OFDM）等多載波傳輸技術能夠對抗無線信道中的頻率選擇性衰落，是實現無線通信中寬帶傳輸的一項有效技術。然而，多載波傳輸通常會帶來發送信號包絡起伏的增加，從而降低射頻功率放大器件的功率效率。

衛星通信系統的特點之一是用戶端和基站端（衛星）需要對無線信號進行長距離的傳輸，是功率受限系統，對射頻功放的功率效率提出了更高的要求。此時，在陸地蜂窩無線通信系統中常用的OFDM和DFT擴展OFDM（DFTS-OFDM）已不再滿足衛星通信系統上行鏈路和下行鏈路對發送信號的包絡起伏的要求。由于衛星通信系統的單個基站通常要與多個用戶進行通信，多載波傳輸技術同時需要支持多個用戶的接入。

針對衛星移動通信系統的上行鏈路和下行鏈路，設計發送信號具有低包絡起伏的多載波多址傳輸方法，提高衛星移動通信系統的功率效率，具有重要的意義。

發明內容

技術問題：本發明的目的是提供一種適用于衛星移動通信系統的多載波多址傳輸方法，能夠根據對發送信號不同的包絡起伏的要求，實現幾種多址模式的靈活切換，以滿足衛星通信系統對功率效率的要求。

技術方案：本發明的針對衛星移動通信的多載波多址傳輸方案包括了上行鏈路和下行鏈路均支持正交頻分復用OFDM框架下的三種傳輸模式，即：基于離散傅立葉變換擴展DFTS-OFDM技術的單載波模式、單個子載波模式和偏移調制單載波模式；在上行鏈路中，用戶與基站之間的多址傳輸用頻分多址來實現，即不同的用戶占用不同的子載波組以實現頻分多址；在下行鏈路中，基站與不同用戶之間的多址傳輸采用時分多址來實現，即不同的用戶通過占用不同的時間片以實現多址接入，單個正交頻分復用OFDM符號上只傳輸一個用戶的信號，各個用戶所占的子載波組相同或不同。

如圖1所示，基于DFTS-OFDM的單載波模式的發送信號按照如下步驟生成：

1.1)將每個用戶的待發送比特信息經過差錯控制編碼、交織和基帶符號映射操作，獲得基帶調制符號；

1.2)將每個用戶的基帶調制符號按照長度N_b劃分為塊，進行串并變換；

1.3)將串并變換后的信號進行N_b點的快速傅立葉變換；

1.4)將變換后的信號映射到N_c個子載波中的某組子載波上，其余子載波上設為0；

1.5)將映射后的信號進行N_c點的反快速傅立葉變換，插入循環前綴后得到基帶發送信號。

單個子載波模式涉及將OFDM傳輸系統中的某資源塊（通常為12個子載波）拆分成單個子載波，其發送信號按照如下步驟生成：

2.1)將每個用戶的待發送比特信息經過差錯控制編碼、交織和基帶符號映射操作，獲得基帶調制符號；

2.2)將單個基帶調制符號映射到N_c個子載波中的某個子載波上，其余子載波上設為0；

2.3)將映射后的信號進行N_c點的反快速傅立葉變換，插入循環前綴后得到基帶發送信號。

如圖2所示，偏移調制單載波模式的發送信號按照如下步驟生成：

3.1)將每個用戶的待發送比特信息經過差錯控制編碼、交織和基帶符號映射操作，獲得基帶調制符號；

3.2)將每個用戶的基帶調制符號按照長度N_b劃分為塊，進行串并變換，將其實部和虛部分離，得到長度為2N_b的實值基帶調制符號矢量；

3.3)將實值基帶調制符號矢量進行2N_b點的廣義傅立葉變換，并對其進行頻域成型；

3.4)將頻域成型后的信號映射到N_c個子載波中的某組子載波上，其余子載波上設為0；

3.5)將映射后的信號進行N_c點的反快速傅立葉變換，插入循環前綴后得到基帶發送信號。

在上行鏈路中，用戶與基站之間的多址傳輸用頻分多址來實現，即不同的用戶在步驟1.4)、步驟2.2)和步驟3.4)中所描述的子載波映射過程中占用不同的子載波組以實現頻分多址，如圖3所示。