[发明专利]基于分段式扩频的OFDMA发射机和接收机

说明书

技术领域

本申请涉及通信网络，尤其涉及动态频谱接入通信网络中的自适应分段式扩频(piece-wise spread spectrum，PSS)正交频分多址接入(orthogonal frequency division multiple access，OFDMA)发射机和接收机。

背景技术

动态频谱接入(dynamic spectrum access，DSA)是从转变频谱分配方式的角度，处理日益严重的频谱拥塞问题。为了完全利用那些未被充分使用的频段，具有等级分层的动态频谱接入网络允许频谱重叠(spectrum underlay)，从而使得具有认知功能的收发机既能够检测到并利用那些未被充分使用的频带，同时又将其干扰强度限制在由主级系统(primary system)施加的某一频谱遮罩(spectrum mask)之下。随着LTE，WiMAX，WiFi和DVB的出现，越来越多的频带被OFDMA系统所占用，OFDMA系统将其得到许可的频带分割为多个相互分离正交的子带，并分配给多个独立的用户。为了保证OFDMA系统所需的服务质量(quality of service，QoS)，DSA网络根据不同主级用户(primary user)对其所分配子带的未充分利用的状况，为次级传输(secondary transmission)限定一个动态的阶梯式频谱遮罩(stairstep spectrum mask)。在这样一个动态且严格的阶梯式频谱遮罩下，保证次级传输的可靠性是一个重要而复杂的问题。

对于一个具有纯OFDMA收发机的次级用户(secondary user)而言，由于发射功率必须低于相关频段的频谱遮罩而造成的自身QoS不能满足时，其不得不中止在整个子带上的传输。因此，由于缺乏扩展增益，纯OFDMA收发机无法完全利用未被充分使用的频谱碎片。一个令人期望的次级传输应当是这样一种收发体制，其可以在所要利用的任意子带上通过扩展频谱降低发射功率，既减少对主级接收机所造成的干扰又同时保证其自身的QoS。

发明内容

基于上述考量，本发明提出了一种基于分段式扩频(PSS)的OFDMA收发机(下文中称为PSS-OFDMA收发机)。

根据发明的一个方面，提出了一种基于分段式扩频的OFDMA发射机，包括：

数据映射单元，被配置为根据所获得的数据映射准则和自适应参数，对串行数据流进行数据映射，以生成K个并行符号子流b=b1Tb2T···bKTT,]]>其中，第k个符号子流b_k＝[b_k[0] b_k[1] … b_k[L_k-1]]^T中包括M_k个实际需要传输的非零符号和被插入的个零分量，为整数，上标T表示矩阵转置，其中，所述自适应参数包括并行符号子流的个数K，对应于矢量b_k的扩展因子α_k，矢量b_k中非零符号的平均发射功率P_S，k，矢量b_k的长度L_k，其中的总和等于可再利用的子载波的个数N以及N维置换矩阵P，k＝1，2，…，K；