[发明专利]一种下行多址传输系统及其实现装置

说明书

技术领域

本发明涉及数字信息传输技术领域，尤其涉及应用于宽带无线移动通信和地面广播传输中的时频分片（Time-Frequency-Slicing，TFS）的下行多址传输系统及其实现装置。 

背景技术

随着宽带无线通信技术的迅猛发展，用户对不同业务的需求日益提高。在未来移动通信系统中，最核心的问题就是如何高效地提供不同环境下的多种业务，这要求系统能够同时支持不同的高低数据速率，提供更大的通信容量和覆盖范围，并且具有高的频谱利用率。而数字电视的出现带来了一场新的多媒体技术革命，电视广播业务也要求系统能够同时提供高清电视节目、标清电视节目、手机电视节目、音频业务、数据业务等等。在这种背景下，需要系统能够灵活地配置信道资源，以满足不同业务的需求。另一方面，随着无线通信业务的增长,可利用的频带日趋紧张,频谱资源匾乏的问题日益严重。用户可以通过频谱感知技术获取当前频谱占用情况，使用未被占用频谱。在这种情况下，系统需要更为灵活的时频资源调度方式。 

传统的多址技术主要有时分多址（TDMA）、频分多址（FDMA）、码分多址（CDMA）等。TDMA如图1a所示，不同业务数据占用相同的带宽，但是分配在不同的时隙上，时隙大小可以根据业务数据量大小设计；FDMA如图1b所示，不同业务的数据被分配不同的频带，带宽大小可以设计；CDMA如图1c所示，不同的业务数据可以占用所有的带宽和时隙，通过正交或准正交的码字来区分；上述几种多址技术都有其缺点，比如TDMA无法适应不同带宽要求的数据业务；FDMA抗频率选择性衰落很差，如果数据被分配到衰落的信道中，则无法有 效传输；异步或准同步CDMA用户间的干扰很大，需要通过扩频技术或多用户联合等技术来抑制，从而降低了传输效率。针对FDMA抗频率选择性衰落差的问题，一种跳频的频分多址技术（FHMA）可以用来改善传输性能。FHMA如图1d所示，数据在不同的频带上跳变，从而获得频率的分集增益，但是其数据传输仍然不够灵活。 

美国AT&T公司的RD.Gitlin等人在1998年提出了一种时频分片（Time-Frequency-Slicing，TFS）的技术（System and method for optimizing spectral efficiency using time-frequency-code slicing,USPatent 6064662），基本思想是将二维时频空间分割成灵活的子片分配给不同业务，以满足不同业务对带宽和码率的要求，从而实现信道资源的最大利用率，如图1e所示。该技术把不同的业务数据分配到固定的时频片上，虽然能够充分利用信道资源，但是无法对抗信道的频率选择性衰落。而且由于当时实现技术落后，时频分片技术并没有得到广泛的应用。2008年6月欧洲电信标准协会（ETSI）公布的第二代地面数字电视广播标准（Frame structure channel coding and modulation for a second generation digital terrestrial television broadcasting system,DVB-T2）引入了时频分片技术，在多个射频通道进行时频分片，同一业务可在不同的时频片上传输数据。由于存在多个射频通道，接收机需要相应地配置多个高频头（Tuner），系统实现复杂，频带数目严重受限，实际应用存在困难。 

而对于目前已经广泛应用在各种无线通信技术中的块传输技术，尽管在对抗频率选择性衰落方面，块传输技术具有不错的应用效果，但由于块传输技术通常采用单一的多址方式，不同用户对应子信道的抗衰落能力有限。在实际应用中，由于信道条件不同，用户需求不同，往往需要灵活选取多址方式和相应的编码调制模式，以对抗衰落并获得最佳传输效率。在现有块传输系统中，一旦为某业务分配好信道资源就不能更改（如现有的数字电视广播系统，对应某个物理信道的电 视节目都是占用固定的频谱资源），不利于信道资源的灵活配置。而结合时频分片的块传输技术可以更灵活地选择块传输方式和配置参数，本发明旨在提供一种时频分片的下行多址系统及实现装置，兼容各种块传输方式，且系统参数可灵活配置，最大限度利用时频资源。 

发明内容

本发明的目的在于，提供一种块传输系统的下行多址传输模式设计方法及其实现装置，以解决基于现有技术的块传输系统中，多业务下行多址传输方式单一、系统传输效率低的问题，并且结合分集技术提高系统对抗信道频率选择性衰落和时间选择性衰落的能力。 

为了达到上述目的，本发明的技术方案是提供一种下行多址传输系统的传输方法，包括如下步骤：