專利名稱：一種基于子載波分組的ofdm系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種通信領(lǐng)域的數(shù)據(jù)傳輸方法，具體涉及一種基于子載波分組的OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,正交頻分復(fù)用)系統(tǒng)(簡稱“系統(tǒng)”)的數(shù)據(jù)傳輸方法，更具體涉及一種基于子載波分組的多用戶OFDM系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸方法，能降低系統(tǒng)復(fù)雜度和反饋量。
背景技術(shù)：
OFDM是一種高速數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，該技術(shù)的基本原理是將高速串行數(shù)據(jù)流變換成多路相對低速的并行數(shù)據(jù)流，并對不同載波進(jìn)行調(diào)制。這種并行傳輸體制大大擴(kuò)展了符號的脈沖寬度，提高了信號抗多徑衰落等惡劣傳輸條件的性能。目前，多用戶OFDM系統(tǒng)中的資源分配問題已經(jīng)得到了廣泛研究，包括在速率約束條件下最小化發(fā)送功率的子載波、速率和功率分配方法，在功率約束條件下最大化系統(tǒng)吞吐量的子載波、速率和功率分配方法，基于公平性的在功率約束條件下最大化加權(quán)容量的資源分配方法等。以上方案均以單個子載波為基本單位進(jìn)行資源分配。然而為降低基站的計(jì)算復(fù)雜度和用戶反饋量，在實(shí)際系統(tǒng)中，OFDM的子載波常被組合為子載波組進(jìn)行資源分配，即將子載波組作為最小單位分配給不同用戶，每個子載波組內(nèi)的所有子載波只能被分配給同一個用戶。由于相鄰子載波的信道增益具有較大關(guān)聯(lián)性，因此在資源分配當(dāng)中若干相鄰子載波可以看作一個整體被分配給同一個用戶。第一文獻(xiàn)研究了一種在反饋量和相干時(shí)間一定的情況下最大化系統(tǒng)容量的資源分配方法。該方案在進(jìn)行資源分配時(shí)將子載波和用戶分別進(jìn)行分組以減小運(yùn)算復(fù)雜度。文中比較了在順序反饋和競爭反饋兩種反饋方案下系統(tǒng)吞吐量的大小。第二文獻(xiàn)實(shí)現(xiàn)了有誤碼率和傳輸功率限制的基于子載波分組的最大化容量OFDM資源分配。此方案中若干相鄰子載波被組合成為一個子載波組，每個子載波組的平均誤碼率需達(dá)到設(shè)定的限制要求，同一個子載波組中的每個子載波上分配的傳輸功率相等。第三文獻(xiàn)列舉了一些有反饋量限制的最大化系統(tǒng)容量的OFDM資源分配方案，并對它們的性能進(jìn)行了比較。第四文獻(xiàn)將反饋方案結(jié)合在資源分配方案當(dāng)中，實(shí)現(xiàn)了有傳輸功率限制的基于公平性的最大化系統(tǒng)加權(quán)和容量的OFDM資源分配方案。但是上述現(xiàn)有資源分配方案，都沒有考慮將系統(tǒng)的反饋方案與子載波分組的資源分配方法結(jié)合起來。所有子載波的信道增益都需要被反饋給基站，當(dāng)子載波數(shù)目比較多時(shí)，需要反饋的信道增益數(shù)據(jù)量可能會很大，浪費(fèi)網(wǎng)絡(luò)傳輸資源。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的:針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題和不足，本發(fā)明的目的是提供一種基于子載波分組的OFDM系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸方法，能夠減少基站端的計(jì)算復(fù)雜度和用戶反饋量。技術(shù)方案:為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為一種基于子載波分組的OFDM系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸方法，包括如下步驟:(1)基站向接收端發(fā)送一組只含有導(dǎo)頻信號的信息，接收端利用這些信息對導(dǎo)頻子載波的信道增益進(jìn)行估計(jì)和量化；
(2)接收端將估計(jì)和量化后的信道增益反饋給基站，基站基于最小化均方誤差的插值準(zhǔn)則，對反饋所得信道增益進(jìn)行插值獲得未知的信道增益；
(3)基站利用完整的信道增益信息進(jìn)行子載波組和傳輸功率的分配，用戶的數(shù)據(jù)流被分配到不同子載波組上傳輸；
(4)對數(shù)據(jù)流先進(jìn)行QAM(Quadrature Amplitude Modulation,正交幅度調(diào)制)調(diào)制，再做逆傅里葉變換，生成待發(fā)送的信號序列；
(5)在待發(fā)送的信號序列前面加循環(huán)前綴，該循環(huán)前綴的長度大于無線信道的最大時(shí)延擴(kuò)展；
(6)將加了循環(huán)前綴的信號序列經(jīng)過無線信道后去掉循環(huán)前綴，接著對其做傅里葉變換，然后進(jìn)行QAM解調(diào)，最后將每個用戶的傳輸數(shù)據(jù)輸出。進(jìn)一步地，所述步驟(6)中，在傅里葉變換后，每個用戶抽取部分子載波的信道增益進(jìn)行反饋，基站通過對反饋的信道增益進(jìn)行插值獲得用戶其余子載波的信道增益；繼續(xù)步驟(3)。進(jìn)一步地，對信道增益的量化采用基于最小化均方誤差的標(biāo)量量化方法。進(jìn)一步地，所述步驟(3)包括如下步驟:
1)定義拉格朗日乘子；!和子載波組的分配因子的初始值，在初始條件下，所有Pb均為O ；
2)將的初始值代入所有
權(quán)利要求
1.一種基于子載波分組的OFDM系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸方法，包括如下步驟: (1)基站向接收端發(fā)送一組只含有導(dǎo)頻信號的信息，接收端利用這些信息對導(dǎo)頻子載波的信道增益進(jìn)行估計(jì)和量化； (2)接收端將估計(jì)和量化后的信道增益反饋給基站，基站基于最小化均方誤差的插值準(zhǔn)則，對反饋所得信道增益進(jìn)行插值獲得未知的信道增益； (3)基站利用完整的信道增益信息進(jìn)行子載波組和傳輸功率的分配，用戶的數(shù)據(jù)流被分配到不同子載波組上傳輸； (4)對數(shù)據(jù)流先進(jìn)行QAM調(diào)制，再做逆傅里葉變換，生成待發(fā)送的信號序列； (5)在待發(fā)送的信號序列前面加循環(huán)前綴，該循環(huán)前綴的長度大于無線信道的最大時(shí)延擴(kuò)展； (6)將加了循環(huán)前綴的信號序列經(jīng)過無線信道后去掉循環(huán)前綴，接著對其做傅里葉變換，然后進(jìn)行QAM解調(diào)，最后將每個用戶的傳輸數(shù)據(jù)輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于子載波分組的OFDM系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸方法，其特征在于:所述步驟(6)中，在傅里葉變換后，每個用戶抽取部分子載波的信道增益進(jìn)行反饋，基站通過對反饋的信道增益進(jìn)行插值獲得用戶其余子載波的信道增益；繼續(xù)步驟(3)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于子載波分組的OFDM系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸方法，其特征在于:對信道增益的量化采用基于最小化均方誤差的標(biāo)量量化方法。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于子載波分組的OFDM系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸方法，其特征在于:所述步驟(3)包括如下步驟: 1)定義拉格朗日乘子;i和子載波組的分配因子的初始值，在初始條件下，所有Pu均為O ； 2)將3的初始值代入所有
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于子載波分組的OFDM系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸方法，包括如下步驟基站向接收端發(fā)送一組只含有導(dǎo)頻信號的信息，接收端利用這些信息對導(dǎo)頻子載波的信道增益進(jìn)行估計(jì)和量化；接收端將估計(jì)和量化后的信道增益反饋給基站，基站基于最小化均方誤差的插值準(zhǔn)則，利用反饋所得信道增益對未知的信道增益進(jìn)行插值；基站利用信道增益信息進(jìn)行子載波組和傳輸功率的分配，用戶的數(shù)據(jù)流被分配到不同子載波組上傳輸。本發(fā)明能夠減少基站端的計(jì)算復(fù)雜度和用戶反饋量。
文檔編號H04L27/26GK103117982SQ20131007957
公開日2013年5月22日 申請日期2013年3月13日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月13日
發(fā)明者唐嵐, 李多一, 張興敢, 柏業(yè)超, 朱鵬程 申請人:南京大學(xué)