專利名稱：正交頻分復用調(diào)制子載波分割與子帶交叉排列的方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及用于數(shù)字信息傳輸技術(shù)領域，具體涉及一種正交頻分復用調(diào)制(OFDM)子載波分割與子帶交叉排列的方法。
背景技術(shù)：
在IEEE802.16協(xié)議中，分配給用戶的子載波組由相隔一定距離的子載波構(gòu)成，目的是使分配給同一個用戶的所有子載波不會同時處于深衰落，保證用戶傳輸信息的最低質(zhì)量要求，但對需大數(shù)據(jù)量或視頻傳輸?shù)挠脩?，質(zhì)量無法保證。
在多徑信道傳輸中，信道呈現(xiàn)頻率選擇性衰落的特點，OFDM符號中各子載波的誤碼率性能由頻域信道沖擊響應確定，比特差錯主要出現(xiàn)在處于深衰落的子載波上，如果頻域沖擊響應增益最大和處于深衰落的子載波在OFDM符號中被標識出來，且相應地增大或減少傳輸數(shù)據(jù)量，則在系統(tǒng)容量損失不大的情況下，整體誤碼率性能將會提高。上述方法屬自適應子載波分配技術(shù)，用于對需要大數(shù)據(jù)量或視頻傳輸?shù)挠脩籼峁┹^高質(zhì)量的保護。如果在整個傳輸頻帶內(nèi)使用自適應子載波分配技術(shù)，系統(tǒng)反饋信息的開銷量非常大，同時對需要大數(shù)據(jù)量或視頻傳輸?shù)挠脩羰褂么思夹g(shù)，傳輸質(zhì)量才能明顯提高；對一般語音類用戶，由于受占用子載波數(shù)和移動臺運動速度的影響，自適應子載波分配技術(shù)無法有效使用，因此，有必要根據(jù)用戶的種類區(qū)分系統(tǒng)是否采用自適應技術(shù)。另一方面，如果各種類型的用戶所占用的子載波雜散排列，系統(tǒng)指示信息的開銷將更加龐大。
經(jīng)文獻檢索發(fā)現(xiàn)，Thomas Keller等人發(fā)表的“Adaptive ModulationTechniques for Duplex OFDM Transmission”(IEEE TRANSACTIONS ONVEHICULAR TECHNOLOGY，VOL.49，NO.5，SEPTEMBER 2000，“雙工正交頻分復用傳輸中的自適應調(diào)制技術(shù)”)一文中，提到了采用自適應子載波調(diào)制技術(shù)對頻域上不同衰落的頻率點采用不同的調(diào)制方式。選取的準則是將頻域信道沖擊響應的增益大小與門限進行比較。該方法以接收端的頻域信道沖擊響應在發(fā)端也已知為前提，即在OFDM系統(tǒng)中，所有有效數(shù)據(jù)子載波的調(diào)制模式都要從接收端向發(fā)送端傳輸，這給信息指示鏈路增加了極大的負擔。另一方面，在多用戶系統(tǒng)中，某一子載波應該分配給哪個用戶、應該采用何種調(diào)制方式，均要在發(fā)送端進行綜合判斷。信息傳輸?shù)呢摀鷮⑦M一步增加。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對正交頻分復用調(diào)制系統(tǒng)中如何高效地應用自適應子載波分配技術(shù)，提出一種正交頻分復用調(diào)制子載波分割與子帶交叉排列的方法，通過將正交頻分復用調(diào)制子載波分割成若干交叉排列的兩類子帶，使其減少了自適應子載波分配時需要的系統(tǒng)反饋信息量，同時兼顧了一般語音類用戶的需求。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的，本發(fā)明利用頻率選擇性信道周期衰落的特點，將OFDM子載波分割成若干交叉排列的兩類子帶，并分配給不同需求的兩類用戶，一類用戶采用自適應分配技術(shù)，另一類用戶采用一般的OFDM傳輸技術(shù)；為避免單頻干擾對某一類型子帶的破壞性影響，將兩類子帶順序交替排放占滿所有有效數(shù)據(jù)子載波，在發(fā)射端將不同類型用戶的數(shù)據(jù)映射到其對應的子載波上。
以下對本發(fā)明作進一步的說明，包括以下步驟1)將OFDM子載波中的有效數(shù)據(jù)子載波等分為2N個連續(xù)子帶(此處子帶是指由幾個相鄰子載波構(gòu)成的子載波集合)，其中N為正整數(shù)；2)2N個子帶中N個子帶分配給語音類用戶，N個子帶分配給數(shù)據(jù)與視頻類用戶；3)語音類子帶和數(shù)據(jù)與視頻類子帶順序交替排放，占用整個OFDM子載波中的有效數(shù)據(jù)子載波；4)用戶信息在發(fā)端被區(qū)分類別，也就是語音類子帶和數(shù)據(jù)與視頻類子帶，經(jīng)各自的糾錯編碼后，進行符號調(diào)制并根據(jù)其類別映射到該類別子帶內(nèi)的子載波上，與公共控制信息，零邊帶，導頻組成一個完整的OFDM符號，經(jīng)過IFFT、插入循環(huán)前綴、成形濾波、數(shù)模變換、射頻變換處理后送給信道傳輸，由收端進行相應的分類接收處理。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明根據(jù)頻率選擇性信道周期衰落的特點，將OFDM子載波分割成交叉排列的子帶，并分配給不同需求的用戶，該方法減少了自適應子載波分配時需要的系統(tǒng)反饋信息量，同時兼顧了一般語音類用戶的需求。


圖1在OFDM有效數(shù)據(jù)子載波中，N＝2時子帶順序交替排放示意圖具體實施方式
為更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，以下結(jié)合附圖作進一步描述本發(fā)明在發(fā)端進行以下步驟(1)將OFDM系統(tǒng)有效數(shù)據(jù)子載波順序排列；將上述子載波等分成4個連續(xù)子帶；(2)4個子帶中，2個分配給語音類用戶，2個分配給數(shù)據(jù)與視頻類用戶；(3)交叉排列這4個子帶，排列模式可包括兩種語音類、數(shù)據(jù)與視頻類、語音類、數(shù)據(jù)與視頻類(如圖1所示)和數(shù)據(jù)與視頻類、語音類、數(shù)據(jù)與視頻類、語音類；(4)將一般語音類用戶的信息經(jīng)Turbo乘積編碼和QAM調(diào)制后映射到語音類子帶，將數(shù)據(jù)與視頻類用戶的信息經(jīng)Turbo乘積編碼后根據(jù)自適應子載波調(diào)制的指示方式調(diào)制并映射到數(shù)據(jù)與視頻類子帶；上述有效數(shù)據(jù)子載波與公共控制信息、零邊帶、導頻組成一個完整的OFDM符號，經(jīng)過1024點IFFT生成1024點時域信號，將1024點時域信號的最后256點復制，并填充到1024點時域信號的前面行成1280點時域信號，即插入循環(huán)前綴，隨后，經(jīng)過成形濾波器，對1280點時域信號進行濾波，并經(jīng)過8位的數(shù)模變換成為模擬信號，最后，射頻變換處理將基帶信號變換到2.4GHz的載頻后送給信道傳輸，由收端進行相應的分類接收處理。
以1024點FFT的OFDM系統(tǒng)為例，系統(tǒng)包括64個用戶，其中56個語音類用戶，8個數(shù)據(jù)與視頻類用戶。頻帶不區(qū)分時，系統(tǒng)指示信息需要1024×64個指示單位，頻帶區(qū)分后，系統(tǒng)指示信息需要512×8個指示單位，減少16倍。
權(quán)利要求
1.一種正交頻分復用調(diào)制子載波分割與子帶交叉排列的方法，其特征在于，利用頻率選擇性信道周期衰落的特點，將正交頻分復用調(diào)制子載波分割成若干交叉排列的兩類子帶，并分配給兩類用戶，一類用戶采用自適應分配技術(shù)，另一類用戶采用正交頻分復用調(diào)制傳輸技術(shù)，兩類子帶順序交替排放占滿所有有效數(shù)據(jù)子載波，在發(fā)射端將兩種類型用戶的數(shù)據(jù)映射到其對應的子載波上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的正交頻分復用調(diào)制子載波分割與子帶交叉排列的方法，其特征是，以下對本發(fā)明作進一步的限定，包括以下步驟1)將正交頻分復用調(diào)制子載波中的有效數(shù)據(jù)子載波等分為2N個連續(xù)子帶，此處子帶是指由幾個相鄰子載波構(gòu)成的子載波集合，其中N為正整數(shù)；2)2N個子帶中N個子帶分配給語音類用戶，N個子帶分配給數(shù)據(jù)與視頻類用戶；3)語音類子帶和數(shù)據(jù)與視頻類子帶順序交替排放，占用整個正交頻分復用調(diào)制子載波中的有效數(shù)據(jù)子載波；4)用戶信息在發(fā)端被區(qū)分類別，經(jīng)糾錯編碼后，進行符號調(diào)制并根據(jù)其類別映射到該類別子帶內(nèi)的子載波上，與公共控制信息，零邊帶，導頻組成一個完整的正交頻分復用調(diào)制符號，經(jīng)過IFFT、插入循環(huán)前綴、成形濾波、數(shù)模變換、射頻變換處理后送給信道傳輸。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的正交頻分復用調(diào)制子載波分割與子帶交叉排列的方法，其特征是，所述的語音類子帶和所述的視頻類子帶，是指將一般語音類用戶的信息經(jīng)Turbo乘積編碼和QAM調(diào)制后映射到語音類子帶，將數(shù)據(jù)與視頻類用戶的信息經(jīng)Turbo乘積編碼后根據(jù)自適應子載波調(diào)制的指示方式調(diào)制并映射到數(shù)據(jù)與視頻類子帶。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的正交頻分復用調(diào)制子載波分割與子帶交叉排列的方法，其特征是，所述的有效數(shù)據(jù)子載波，其與公共控制信息、零邊帶、導頻組成一個完整的OFDM符號，經(jīng)過1024點IFFT生成1024點時域信號，將1024點時域信號的最后256點復制，并填充到1024點時域信號的前面行成1280點時域信號，即插入循環(huán)前綴，隨后，經(jīng)過成形濾波器，對1280點時域信號進行濾波，并經(jīng)過8位的數(shù)模變換成為模擬信號，最后，射頻變換處理將基帶信號變換到2.4GHz的載頻后送給信道傳輸，由收端進行相應的分類接收處理。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的正交頻分復用調(diào)制子載波分割與子帶交叉排列的方法，其特征是，以1024點FFT的OFDM系統(tǒng)為例，系統(tǒng)包括64個用戶，其中56個語音類用戶，8個數(shù)據(jù)與視頻類用戶，頻帶不區(qū)分時，系統(tǒng)指示信息需要1024×64個指示單位，頻帶區(qū)分后，系統(tǒng)指示信息需要512×8個指示單位，減少16倍。
全文摘要
一種正交頻分復用調(diào)制子載波分割與子帶交叉排列的方法，用于數(shù)字信息傳輸技術(shù)領域。本發(fā)明利用頻率選擇性信道周期衰落的特點，將正交頻分復用調(diào)制子載波分割成若干交叉排列的兩類子帶，并分配給兩類用戶，一類用戶采用自適應分配技術(shù)，另一類用戶采用正交頻分復用調(diào)制傳輸技術(shù)，兩類子帶順序交替排放占滿所有有效數(shù)據(jù)子載波，在發(fā)射端將兩種類型用戶的數(shù)據(jù)映射到其對應的子載波上。該方法減少了自適應子載波分配時需要的系統(tǒng)反饋信息量，同時兼顧了一般語音類用戶的需求。
文檔編號H04J11/00GK1564493SQ20041001702
公開日2005年1月12日 申請日期2004年3月18日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月18日
發(fā)明者甘小鶯, 張海濱, 徐友云, 宋文濤, 劉波 申請人:上海交通大學