[发明专利]一种用于宽带无线通信系统的多址接入信号传输方法

说明书

技术领域

本发明属于数字信息传输技术领域，尤其涉及宽带无线通信系统中的多址接入技术。

背景技术

宽带无线通信中的信号传输需要克服由信道的多径效应和多普勒效应所带来的频率选择性衰落和时间选择性衰落等问题。正交频分复用技术(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，以下简称OFDM)的提出为解决这个问题提供了一种切实可行的手段，中国专利[CN200810227375.6]中公开了一种OFDM的改进版本——时频域联合的正交频分复用技术(Time domain and Frequency domain United Orthogonal Frequency Division Multiplexing，以下简称TFU-OFDM)，既保留了传统OFDM技术有利于信道估计的优点，又具备准确且快速获得同步信息的优点。

在宽带无线通信系统中，为了满足多个用户同时进行通信，就要对无线信道进行多址划分与识别来区分不同的用户。这样一种支持多用户共享无线信道的信号传输技术称为多址接入技术。

对于TFU-OFDM技术，可考虑与传统的多址方案结合来实现多址接入，如时分多址(Time Division Multiple Access，以下简称TDMA)，码分多址(Code Division Multiple Access，以下简称CDMA)等，也可以结合OFDM自身的特点来实现正交频分多址接入(Orthogonal Frequency Division Multiple Access，以下简称OFDMA)。

TDMA-OFDM是将TDMA技术和OFDM技术结合的一种多址接入方案，该方案将时间划分为时隙，不同用户在不同时隙中使用一定数量的OFDM符号来共享无线信道。但该方案要求用户每次使用信道时必须占用全部带宽，这导致很高的峰值功率并因此形成较低的射频功率，还使得当存在深度衰落和窄带干扰时接收信号平均功率下降，而且当用户很多时，TDMA接入时延将很长。

多载波码分多址(Multi-carrier CDMA，简称MC-CDMA)是将CDMA技术和OFDM技术结合的一种多址接入方案，该方案采用频域扩频的方式，每个信息符号由一个特定的扩频码片进行扩频，然后将扩频以后的每个符号调制到一个子载波上，不同用户通过使用不同的扩频码来共享无线信道。但在该方案中码的正交性易被频率选择性信道所破坏，多址串扰问题较严重，若要克服这个问题，则需要对用户信号进行联合检测，这无疑增加了接收机设计复杂度。

在OFDMA技术中，整个信道带宽被划分为多个正交的子载波，这些子载波分为以下三种类型：数据子载波，用来传输各路用户信息；导频子载波，用来进行信道估计；空子载波(包括保护子载波和直流子载波)，不用于发送。各路用户信息使用数据子载波的一个子集(称为子信道)，且每一个子信道在任何时间被专门分配给任意一路用户信息。将分配后的所有子载波进行离散傅里叶逆变换，并添加循环前缀，最后转换为串行数据流(称为一个OFDMA符号)发送。

因此，OFDMA技术可以更灵活地分配无线资源，很好地适应各用户不同的传输速率，减少接入时延，有效对抗深度衰落和窄带干扰，便于实现多用户分集增益，并且接收机结构相对简单。但是，该技术不便于接收端快速地进行时间同步。

发明内容

本发明的目的是为克服已有技术的不足之处，提出一种用于宽带无线通信系统的多址接入信号传输方法，采用了时频域联合的正交频分多址接入(Time domain and Frequency domain United Orthogonal Frequency Division Multiple Access，以下简称TFU-OFDMA)技术来解决宽带无线通信中的下行链路(信号从基站传输到终端)采用时频域联合的正交频分复用(TFU-OFDM)调制时的多址接入问题，具有同步速度快、信道估计准确等优点。

本发明提出的用于宽带无线通信系统的多址接入信号传输方法，采用时频域联合的正交频分多址接入技术，用于宽带无线通信系统下行链路中，该方法在发送端完成，包括以下步骤：

(1)分别对各路用户的传输块数据进行信道编码和数字调制，得到数字调制后的信息；

(2)将调制后的各路用户信息和导频映射到相应数据子载波和导频子载波上，将所有数据子载波划分为多个子信道，每路用户信息对应一个或多个子信道；保护子载波和直流子载波置0；导频用于接收端进行信道估计和时间同步；具体包括：