[发明专利]OFDM通信系统及OFDM通信方法

说明书

技术领域

本发明涉及OFDM(正交频分复用，Orthogonal Frequency DivisionMultiplexing)通信系统及OFDM通信方法，特别涉及将频带分割为多个频段并将各频段分配给移动站而进行OFDM数据通信的OFDM通信系统的基站、移动站及OFDM通信方法。

背景技术

·OFDMA访问方式

在使用OFDM通信方式的蜂窝移动通信中，已知有称为OFDMA(正交频分多址，Orthogonal Frequency Division Multiple Access)的如下访问方式：将频带分割为多个频段，将各个频带分配给多个用户，由此对用户进行复用。图18是示出了关于OFDMA访问方式的频带的用户分割情况的图。在图18(A)中，所示的例子是将由31个子载波组成的频带分割为由10个子载波、11个子载波和10个子载波组成的3个频段，各个频段分配给不同的用户。

·下行链路中应用OFDMA的情况

图19示出了在下行链路(从基站到移动站的通信)中应用OFDMA的基站发送机的结构，图20示出了移动站接收机的结构。在下行链路中，对每个频段分配的3个用户的发送数据被分配在图18的1～31的各子载波上，并输入给IFFT部1。IFFT部1对子载波信号进行IFFT处理，将其转换成时域信号，保护间隔插入部2在该时域信号中插入保护间隔(GI：Guard Interval)。在此，如图21所示，保护间隔GI是复制OFDM码元的最后部分而得到的。插入GI后的基带信号通过发送电路(Tx)3的DA转换器3a转换为模拟信号，然后通过频率转换部3b转换成中心频率为f1的RF信号，经带通滤波器3c限制频带，之后被放大并从发送天线4进行发送。图18(B)示出了经过频率转欹之后的RF信号的各频段的带宽及中心频率，将带宽为B1(MHz)的频段分割成带宽为B2(MHz)的三个频段，并且各频段的中心频率为f0、f1和f2。

而且，基站采用如图22所示的帧格式，以一定间隔插入移动站进行信道估计所需要的已知导频信号而进行发送。帧由n个OFDM码元构成，每帧中都插入有导频码元和控制数据码元。

从发送天线4发送出的信号经过衰落路径，被移动站的接收天线5(图20)接收，接收电路(Rx)6将天线所接收的RF信号(图18(B))转换为基带信号。即，通过带宽为B1的带通滤波器6a对天线5所接收的RF信号的频带进行限制，然后输入低噪声放大器6b，低噪声放大器6b将其放大至规定的功率。混频器(mixer)6c将具有解调对象的频段的中心频率的本地信号与低噪声放大器6b的输出信号相乘，将经功率放大之后的RF信号转换为基带信号。例如，如果移动站的解调对象为频段2，则本地振荡器6d产生频率为f1的本地信号，混频器6c通过将该本地信号与RF信号相乘，将其转换为基带信号。在此虽然示出的例子是从RF信号直接转换为基带信号，但是也有先转换为中间频率的方法。

如图18(B)所示，经基带转换后的信号通过具有截止频率为B2/2(MHz)的特性A的抗混叠(anti aliasing)用低通滤波器6e之后，被输入AD转换器6f。AD转换器6f以带宽B2的2倍的采样率将信号转换为数字数据。最后，截止频率为B2/2(MHz)的FIR滤波器6g从经AD转换后的信号中截取并输出期望频段的信号。

FFT定时同步电路7从由接收电路6输出的含有期望频段的信号的时域信号中检测出FFT定时，码元截取部8以该FFT定时截取码元而将其输入到FFT部9中。FFT部9对截取出的每个码元进行FFT处理，将其转换为频域的子载波信号。信道估计电路10计算以一定间隔接收的导频码元与已知的导频模式(pilot pattern)之间的相关度，从而对每个子载波进行信道估计，信道补偿电路11使用信道估计值对数据码元的信道变化进行补偿。通过上述的处理，对分配在图18的1～31的各子载波上的发送数据进行解调，但是OFDMA接收机只对分配给本站的频段上的子载波信号进行解调即可。在图20的例子中，FFT部9输出频段2上的子载波信号11～21，信道补偿部11进行信道补偿，输出解调数据。分配给本站的频段的信息如图22所示的帧格式那样通过在时间上复用的控制信道通知给移动站。在这之后，将所解调的子载波信号11～21转换为串行数据，然后进行解码，这在图中未示出。

·上行链路中应用OFDMA的情况

图23是在上行链路(从移动站到基站的通信)中应用OFDMA的移动站的结构图，图24是基站的结构图。