[发明专利]OFDM系统中的子载波截断数据传输方案

说明书

技术领域

本发明涉及应用于正交频分复用(OFDM)通信系统中的子载波 截断(truncating)数据传输方案。

背景技术

正交频分复用(OFDM)已经变成了很多无线通信系统中的关键 技术。其增加了相对于频率选择性衰落的鲁棒性。通过在OFDM系 统中使用循环前缀(CP)，可以通过在频域中进行操作的简单的一抽 头(one-tap)均衡器来容易地补偿信道失真。OFDM系统的频域响应 是随机变量，其中，某些子载波可能被深度衰减。衰减通常是由通信 信道所导致的频率选择性衰落引起的。在这些深度衰减的子载波中传 输的符号将具有高的多的误差概率。因此，在重度衰减的子载波上传 输的符号无法在接收机中恢复，由此，已经传输的符号无效。因此， 发射机处可用的有限发射功率资源浪费在了这些子载波上。

一种解决方案是结合功率分配和纠错码。假设发射机具有信道状 态信息的知识，应用功率控制，从而截断分配给重度衰减子载波的符 号，并且可以将截断的功率分配给衰减较小的子载波。可以通过纠错 码来处理受到截断操作影响的符号擦除。

已知的功率分配方案是基于所规定的截止(cutoff)阈值。仅当 信道增益在截止阈值之上时才传输符号。否则，不会为这些相应的符 号分配功率。在OFDM系统中，子载波的数目例如可能是数百个或 者数千个。一个频率块中的多数子载波可能同时被深度衰减。因此， 频率块中的大多数子载波将被截断。这引起了非常高的误帧率，因为 在块长度有限的情况下无法通过纠错码来解决截断的影响。另一方 面，如果OFDM块中的多数子载波仅仅轻微衰减或者实际上根本没 有衰减，则这类功率分配方案可能无法改进系统性能。因此，需要一 种用于衰落通信信道中的OFDM数据传输的改进数据传输方案。

发明内容

本发明的目标是提供一种用于OFDM数据传输的改进的数据传 输方案。

根据本发明的一方面，提供一种无线多载波通信系统的无线发射 机中的数据传输方法。该方法包括：获取信道状态信息，该信道状态 信息描述了无线信道对数据传输中所用子载波的衰减影响；利用不同 的阶数对多个数据位的不同部分进行编码，已编码数据位的阶数由保 护该数据位的奇偶校验公式的数目定义；将已编码数据位映射到符 号；根据信道状态信息以及每个符号所关联的已编码位的阶数将符号 分配给子载波；根据信道状态信息确定由于高衰减而将要截断的子载 波的数目，将要截断的子载波数目相对于子载波的总数而言是基本上 固定的；截断所确定的子载波；将可用发射功率分配给未截断子载波； 以及在未截断子载波上传输包含符号的多载波信号。

根据本发明的另一方面，提供一种多载波无线通信系统的无线发 射机。该无线发射机包括：通信接口，用以提供与至少一个无线接收 机的无线通信连接；以及处理单元，其被配置为获取信道状态信息， 该信道状态信息描述了无线信道对无线发射机在数据传输中所用子 载波的衰减影响。该处理单元进一步配置为：利用不同的阶数对多个 数据位的不同部分进行编码，已编码数据位的阶数由保护该数据位的 奇偶校验公式的数目定义；将已编码数据位映射到符号；根据信道状 态信息以及与每个符号所关联的已编码位的阶数将符号分配给子载 波；根据信道状态信息确定由于高衰减而将要截断的子载波的数目， 将要截断的子载波数目相对于在数据传输中使用的子载波的总数而 言是基本上固定的；截断所确定的子载波；将可用发射功率分配给未 截断子载波；以及通过所述通信接口在未截断子载波上传输包含符号 的多载波信号。

根据本发明另一方面，提供一种多载波无线通信系统的无线接收 机。所述无线接收机包括：通信接口，用于提供与发射机之间的无线 通信连接；以及处理单元，配置用于获取来自从无线发射机接收到的 信号中的信道状态信息，该信道状态信息描述了无线信道对无线发射 机在数据传输中所使用的多载波信号的子载波的衰减影响。该处理单 元进一步配置用于通过该通信接口向无线发射机发射该信道状态信 息，通过该通信接口接收包括携带符号的多个子载波的多载波信号； 确定所接收的多载波信号中的哪些子载波已经被截断，截断的子载波 数目相对于在数据传输中使用的子载波的总数而言是基本上固定的； 从未截断子载波获取符号；获取有关对子载波的符号分配的信息；根 据所获得的信息来对符号进行排序；移除所排序符号的映射，由此获 得编码的数据位；以及，对编码的数据位进行解码。