專利名稱：一種正交頻分復(fù)用系統(tǒng)多址接入的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于移動通訊領(lǐng)域，尤其涉及一種正交頻分復(fù)用系統(tǒng)多址接入的方法。
背景技術(shù)：
在正交頻分復(fù)用OFDM (Orthogonal Frequency DivisionMultiplexing)系統(tǒng)中存 在中繼站RS(Relay Station)時，多址接入方式的情況，利用中繼站RS的特性，既保證了中 繼站RS的覆蓋范圍，也有利于提高中繼站RS鏈路的性能及整網(wǎng)的吞吐量，解決了現(xiàn)有系統(tǒng) 中(如LTE(Long Term Evolution)系統(tǒng))僅考慮峰均比PAPR(PeakAverage Power Ratio) 而使得鏈路性能下降。 基于OF匿多址技術(shù)的系統(tǒng)的發(fā)射機結(jié)構(gòu)圖，如圖l所示，描述了發(fā)射機結(jié)構(gòu)中主 要模塊接口關(guān)系，首先待傳輸數(shù)據(jù)經(jīng)過必要處理后，進入星座調(diào)制模塊，實現(xiàn)比特級數(shù)據(jù)到 符號級數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)變，之后對符號數(shù)據(jù)進行串并變換，把串行數(shù)據(jù)變?yōu)椴⑿袛?shù)據(jù)，再進行載波 映射，最后對映射好的數(shù)據(jù)進行多天技術(shù)處理，例如空間分集和復(fù)用。然后進行IFFT變換， 實現(xiàn)各個子載波的正交。最后添加CP(CyclicPrefix)，用以消除0F匿符號間的干擾。最后 通過天線發(fā)送。 基于SC-0FDM多址技術(shù)的系統(tǒng)的終端發(fā)射機結(jié)構(gòu)圖，如圖2所示，描述了發(fā)射機結(jié) 構(gòu)中主要模塊接口關(guān)系。和OF匿相比較多出一個DFT模塊，其他模塊和0F匿中的模塊的 功能是一致的。DFT模塊是實現(xiàn)IFFT模塊反變化的過程，為了在IFFT模塊之后保持低的 PAPR，事先先對數(shù)據(jù)做一個DFT處理，這樣再進行IFFT后，可以使數(shù)據(jù)保持和IFFT之前的 數(shù)據(jù)的PAPR基本一致。這也是SC-OF匿的獨特之處。 在OF匿系統(tǒng)中通過把數(shù)據(jù)流分解為若干個子數(shù)據(jù)流，這樣每個子數(shù)據(jù)流具有比 較低的比特速率，然后各子數(shù)據(jù)流分別調(diào)制到相應(yīng)的子載波上進行并行發(fā)送。需要指出的 是，OFDM各個子載波之間不僅是相互正交的，而且具有1/2的重疊。 在LTE系統(tǒng)中，充分考慮用戶終端UT(User Terminal)端的峰均比PAPR問題，也 就是說發(fā)射機的輸出信號的瞬時值會有較大的波動。這將要求系統(tǒng)內(nèi)的一些部件，例如功 率放大器、A/D、D/A轉(zhuǎn)換器等具有很大的線性動態(tài)范圍。而反過來，這些部件的非線性也會 對動態(tài)范圍較大的信號產(chǎn)生非線性失真，所產(chǎn)生的諧波會造成子信道的相互干擾，從而影 響OF匿系統(tǒng)的性能。 在LTE系統(tǒng)中上行多址最終選擇了單載波頻分復(fù)用多址SC-FDMA (Single Carrier—Frequency Division Multiplex Access)，很重要的原因是峰均比PAPR問題。由 于單載波系統(tǒng)的數(shù)據(jù)符號是直接調(diào)制到時域上的(或者是某些簡單的變形)，所以其PAPR 比較低，反觀多載波系統(tǒng)，由于在同一時間有多個載波同時傳輸數(shù)據(jù)符號，而各個載波承載 的數(shù)據(jù)符號又是相互獨立的，所以PAPR比較大， 一般要比單載波系統(tǒng)大2-3dB。較高的PAPR 提高了對功放線性性的要求，這一點對用戶終端UT(User Terminal)尤其不利，所以上行多 址一個比較理想的方案是帶循環(huán)前綴的單載波系統(tǒng)，即SC-FDMA。 目前，對于以O(shè)F匿系統(tǒng)為基礎(chǔ)的多址接入的研究是一個熱點，但沒有對于Relay存在時的多址接入方案。下面以LTE系統(tǒng)為例子(目前系統(tǒng)中沒有引入RS)，目前系統(tǒng)下行 采用正交頻分復(fù)用多址(Orthogonal Frequency Division Multiplex Access) 0FDMA，上行 采用SC-FDMA，但并不能很好的適用Relay,如果引入Relay后上行仍然采用單一的多址接 入方式，即用戶終端UT到中繼站RS鏈路采用SC-FDMA，中繼站RS到基站BS (Base Station) 也采用SC-FDMA，而這會導(dǎo)致中繼站RS到基站BS鏈路沒有獲得充分的頻率分集和鏈路性 能，這會導(dǎo)致中繼站RS到基站BS的鏈路性能下降，誤碼率上升，吞吐量下降的后果，而此技 術(shù)問題正是該發(fā)明要解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)的問題，提供一種正交頻分復(fù)用系統(tǒng)多址接入的方 法，并且可以很好地適用于中繼站Relay。 本發(fā)明提出一種正交頻分復(fù)用系統(tǒng)多址接入的方法，在包含中繼站RS的小區(qū)采 用混合分多址HDMA (Hybrid Division MultiplexingAccess)方式接入，混合分多址HDMA 方式接入為上行鏈路接入或下行鏈路接入同時采用單載波頻分復(fù)用多址SC-FDMA和正交 頻分復(fù)用多址OFDMA相結(jié)合的方式接入。 其中，上述的上行鏈路接入包括，由所述的基站判斷用戶終端UT是否先上傳給中 繼站數(shù)據(jù)RS，若判斷為是，用戶終端UT上傳給中繼站RS，再由中繼站RS上傳給基站BS ;若 判斷為否，用戶終端UT直接上傳給基站BS ; 上述基站BS接收到中繼站RS上傳給BS基站數(shù)據(jù)或用戶終端UT上傳給所述基站 BS的數(shù)據(jù)后進行解調(diào)處理。 進一步的，上述的基站BS判斷為是在上行鏈路時，用戶終端UT采用單載波頻分 復(fù)用多址SC-FDMA方式或采用正交頻分復(fù)用多址OFDMA方式或采用單載波頻分復(fù)用多址 SC-FDMA方式上傳給中繼站RS，中繼站RS采用正交頻分復(fù)用多址OFDMA方式上傳給基站BS 數(shù)據(jù)； 上述的基站BS判斷為否用戶終端UT采用單載波頻分復(fù)用多址SC-FDMA方式或 采用正交頻分復(fù)用多址OFDMA方式上傳給基站BS數(shù)據(jù)； 上述基站BS接收到中繼站RS上傳給基站BS或用戶終端UT上傳給基站BS的數(shù) 據(jù)后進行解調(diào)處理。 其中，上述的下行鏈路接入包括，由所述的基站BS判斷所述的基站BS是否先下發(fā) 給中繼站數(shù)據(jù)；所述的基站判斷為是，所述的基站BS下發(fā)給中繼站RS數(shù)據(jù)，再由中繼站RS 下發(fā)給用戶終端UT數(shù)據(jù)； 上述的基站BS判斷為否，所述的基站BS直接下發(fā)給用戶終端UT， 用戶終端UT接收到中繼站RS下發(fā)給用戶終端UT ;的數(shù)據(jù)或中繼站RS下發(fā)給用
戶終端UT的數(shù)據(jù)后進行解調(diào)處理。 其中，上述的由基站BS判斷基站BS是否經(jīng)過中繼站RS下發(fā)用戶終端UT數(shù)據(jù)，所 述的基站BS判斷為是，在下行鏈路時，基站BS采用OFDMA方式或采用單載波頻分復(fù)用多址 SC-FDMA方式下發(fā)給中繼站RS數(shù)據(jù)，中繼站RS采用OFDMA方式或采用單載波頻分復(fù)用多址 SC-FDMA方式下發(fā)用戶終端UT數(shù)據(jù)；所述的基站BS判斷為否基站BS采用OFDMA方式或 采用單載波頻分復(fù)用多址SC-FDMA方式下發(fā)給用戶終端UT數(shù)據(jù)。
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優(yōu)選的，上述判斷用戶終端UT是否經(jīng)過中繼站RS上傳到基站BS數(shù)據(jù)，是基站BS 根據(jù)業(yè)務(wù)特性、區(qū)域負載、信噪比決定。 優(yōu)選的，上述的采用正交頻分復(fù)用多址OFDMA方式包括待發(fā)送的數(shù)據(jù)先后經(jīng)過 信道編碼、星座調(diào)制、串并轉(zhuǎn)換、子載波映射、空間分集或復(fù)用、反轉(zhuǎn)快速傅立葉IFFT變換、 添加循環(huán)前綴CP處理。 優(yōu)選的，上述的采用單載波頻分復(fù)用多址SC-FDMA包括待發(fā)送的數(shù)據(jù)先后經(jīng)過 信道編碼、星座調(diào)制、DFT變換、子載波映射、空間分集或復(fù)用、反轉(zhuǎn)快速傅立葉IFFT變換、 添加循環(huán)前綴CP處理。 綜上所述，采用本發(fā)明所述方法，可以克服現(xiàn)有技術(shù)在Relay存在時只采用單一 多址接入方式帶來的缺陷。混合分多址HDMA方式既保證了 UT的覆蓋范圍，并獲得更多的 頻率分集增益，降低誤碼率，也有利于提高RS鏈路的性能及整網(wǎng)的吞吐量。


圖1是正交頻分復(fù)用多址發(fā)射機結(jié)構(gòu)圖。
圖2是單載波頻分復(fù)用多址發(fā)射機結(jié)構(gòu)圖。
圖3是無線通信系統(tǒng)上行鏈路工作流程圖。
圖4是無線通信系統(tǒng)下行鏈路工作流程圖。
具體實施例方式
根據(jù)本發(fā)明的實施例，提供了一種在正交頻分復(fù)用系統(tǒng)中多址接入的方法。
在包含中繼站RS的小區(qū)采用混合分多址HDMA方式接入，所述的混合分多址HDMA 方式接入為上行鏈路接入或下行鏈路接入同時采用單載波頻分復(fù)用多址SC-FDMA和正交 頻分復(fù)用多址0FDMA相結(jié)合的方式接入； 為了保證系統(tǒng)的后向兼容性，其中基站BS到用戶終端UT鏈路和用戶終端UT到 基站BS鏈路的多址接入方式優(yōu)選采用的都是現(xiàn)有系統(tǒng)中的多址方式，即下行鏈路采用 OFDMA，上行鏈路采用SC-FDMA。 圖3是根據(jù)本發(fā)明實施例的無線通信系統(tǒng)上行鏈路工作流程圖，如圖3所示為本 發(fā)明的實施例，上行鏈路接入包括，用戶終端UT到中繼站RS鏈路、中繼站RS到基站BS鏈 路、用戶終端UT到基站BS鏈路；其步驟如下 步驟S302，判斷用戶終端UT是否經(jīng)過RS到基站BS，基站BS可根據(jù)業(yè)務(wù)特性、區(qū) 域負載、信噪比等因素決定用戶終端UT是否經(jīng)過中繼站RS到基站BS，基站BS判斷為是，用 戶終端UT需要經(jīng)過RS到基站BS，進行到步驟S304 ;基站BS判斷為否，用戶終端UT不需要 經(jīng)過中繼站RS而可以直接與基站BS通信，進行到步驟S308 ; 步驟S304，用戶終端UT上傳給中繼站RS的數(shù)據(jù)優(yōu)選采用SC-FDMA的形式，也可是 OFDMA的形式；對經(jīng)過調(diào)制后星座符號進行離散傅立葉DFT(Discrete Fourier Transform) 變換、子載波映射、反轉(zhuǎn)快速傅立葉IFFT (Inverse Fast Fourier Transform)變換、添加循 環(huán)前綴CP(Cyclic Prefix)發(fā)射給中繼站RS，進行到步驟S306。 步驟S306，中繼站RS接收到用戶終端UT上傳給中繼站RS的數(shù)據(jù)后進行解調(diào)處 理，把解調(diào)出來的數(shù)據(jù)由RS上傳給基站BS， RS上傳給基站BS的數(shù)據(jù)優(yōu)選采用OFDMA的形式，也可是SC-FDMA的形式；對經(jīng)過調(diào)制后星座符號進行串并轉(zhuǎn)換、子載波映射、IFFT變換、添加CP發(fā)射給基站BS，執(zhí)行到S310。 步驟S308，用戶終端UT上傳給基站BS的數(shù)據(jù)優(yōu)選采用SC-FDMA的形式，也可是OFDMA的形式；對經(jīng)過調(diào)制后星座符號進行DFT變換、子載波映射、IFFT變換、添加CP發(fā)射給基站BS，進行到步驟S310 ; 步驟S310，基站BS接收到中繼站RS上傳給基站BS或用戶終端UT上傳給基站BS的數(shù)據(jù)后進行解調(diào)處理。 圖4是根據(jù)本發(fā)明實施例的無線通信系統(tǒng)下行鏈路工作流程圖，如圖4所示為本發(fā)明實施例，下行鏈路接入包括，基站BS到中繼站RS鏈路、中繼站RS到用戶終端UT鏈路、基站BS到用戶終端UT鏈路，其步驟如下 步驟S402，判斷基站BS是否經(jīng)過中繼站RS到用戶終端UT， BS可根據(jù)業(yè)務(wù)特性、區(qū)域負載、信噪比等因素決定，基站BS是否經(jīng)過中繼站RS到用戶終端UT，基站BS是需要經(jīng)過RS到用戶終端UT，進行到步驟S404 ;基站BS是不需要經(jīng)過中繼站RS而可以直接與用戶終端UT通信，進行到步驟S408。 步驟S404，基站BS下發(fā)給中繼站RS的數(shù)據(jù)優(yōu)選采用OFDMA的形式，也可是SC-FDMA的形式；對經(jīng)過調(diào)制后星座符號進行串并轉(zhuǎn)換、子載波映射、IFFT變換、添加CP發(fā)射給中繼站RS，進行到步驟S406。 步驟S406， RS接收到基站BS下發(fā)給中繼站RS的數(shù)據(jù)后進行解調(diào)處理，把解調(diào)出來的數(shù)據(jù)由中繼站RS下發(fā)給用戶終端UT，中繼站RS下發(fā)給用戶終端UT的數(shù)據(jù)優(yōu)選采用OFDMA的形式，也可是SC-FDMA的形式；對經(jīng)過調(diào)制后星座符號進行串并轉(zhuǎn)換、子載波映射、IFFT變換、添加CP發(fā)射給用戶終端UT，執(zhí)行S410。 步驟S408，基站BS下發(fā)給用戶終端UT的數(shù)據(jù)優(yōu)選采用OFDMA的形式，也可是SC-FDMA的形式；對經(jīng)過調(diào)制后星座符號進行串并轉(zhuǎn)換、子載波映射、IFFT變換、添加CP下發(fā)給用戶終端UT，進行到步驟S410。 步驟S410，用戶終端UT接收到中繼站RS下發(fā)給用戶終端UT或基站BS下發(fā)給用戶終端UT的數(shù)據(jù)后進行解調(diào)處理。 從上述實施例可以看出，采用本發(fā)明的技術(shù)方案，，可以克服現(xiàn)有技術(shù)在Relay存在時只采用單一多址接入方式帶來的缺陷?；旌戏侄嘀稨DMA方式既保證了 UT的覆蓋范圍，并獲得更多的頻率分集增益，降低誤碼率，也有利于提高RS鏈路的性能及整網(wǎng)的吞吐量。
以上所述實施例僅是為充分說明本發(fā)明而所舉的較佳的實施例，本發(fā)明的保護范圍不限于此。本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明基礎(chǔ)上所作的等同替代或變換，均在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。本發(fā)明的保護范圍以權(quán)利要求書為準。
權(quán)利要求
一種正交頻分復(fù)用系統(tǒng)多址接入的方法，其特征在于，在包含中繼站的小區(qū)采用混合分多址方式接入，所述的混合分多址方式接入為上行鏈路接入或下行鏈路接入同時采用單載波頻分復(fù)用多址和正交頻分復(fù)用多址相結(jié)合的方式接入。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的上行鏈路接入包括，由所述的基站 判斷用戶終端是否先上傳給中繼站數(shù)據(jù)，所述的基站判斷為是，用戶終端上傳給中繼站數(shù) 據(jù)，再由中繼站上傳給基站數(shù)據(jù)；所述的基站判斷為否，用戶終端直接上傳給基站；所述基站接收到中繼站上傳給基站數(shù)據(jù)或用戶終端上傳給所述基站的數(shù)據(jù)后進行解 調(diào)處理。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，進一步包括，所述的基站判斷為是用戶 終端采用單載波頻分復(fù)用多址方式或采用正交頻分復(fù)用多址方式上傳給中繼站，中繼站采 用正交頻分復(fù)用多址方式或采用單載波頻分復(fù)用多址方式上傳給基站數(shù)據(jù)；所述的基站判 斷為否用戶終端采用單載波頻分復(fù)用多址方式或采用正交頻分復(fù)用多址方式上傳給基站 數(shù)據(jù)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述的基站判斷，由所述的基站根據(jù)業(yè)務(wù) 特性、區(qū)域負載、信噪比決定。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的下行鏈路接入包括，由所述的基站 判斷所述的基站是否先下發(fā)給中繼站數(shù)據(jù)；所述的基站判斷為是，所述的基站下發(fā)給中繼站數(shù)據(jù)，再由中繼站下發(fā)給用戶終端數(shù) 據(jù)；所述的基站判斷為否，所述的基站直接下發(fā)給用戶終端；用戶終端接收到中繼站下發(fā)給用戶終端的數(shù)據(jù)或中繼站下發(fā)給用戶終端的數(shù)據(jù)后進 行解調(diào)處理。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，進一步包括，所述的基站判斷為是，在基 站采用正交頻分復(fù)用多址方式或采用單載波頻分復(fù)用多址方式下發(fā)給中繼站數(shù)據(jù)，中繼站 采用正交頻分復(fù)用多址方式或采用單載波頻分復(fù)用多址方式下發(fā)用戶終端數(shù)據(jù)；所述的基站判斷為否基站采用正交頻分復(fù)用多址方式或采用單載波頻分復(fù)用多址方 式下發(fā)給用戶終端數(shù)據(jù)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述的基站判斷，由所述的基站根據(jù)業(yè)務(wù) 特性、區(qū)域負載、信噪比決定。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的采用正交頻分復(fù)用多址方式包括 待發(fā)送的數(shù)據(jù)先后經(jīng)過信道編碼、星座調(diào)制、串并轉(zhuǎn)換、子載波映射、空間分集或復(fù)用、反轉(zhuǎn) 快速傅立葉變換、添加循環(huán)前綴處理。
9. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述的采用單載波頻分復(fù)用多址包括待 發(fā)送的數(shù)據(jù)先后經(jīng)過信道編碼、星座調(diào)制、離散傅立葉變換、子載波映射、空間分集或復(fù)用、 反轉(zhuǎn)快速傅立葉變換、添加循環(huán)前綴處理。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種正交頻分復(fù)用系統(tǒng)多址接入的方法，在包含中繼站的小區(qū)采用混合分多址方式接入，混合分多址方式接入為上行鏈路接入或下行鏈路接入同時采用單載波頻分復(fù)用多址和正交頻分復(fù)用多址相結(jié)合的方式接入?？梢钥朔F(xiàn)有技術(shù)在Relay存在時只采用單一多址接入方式帶來的缺陷?；旌戏侄嘀贩绞郊缺ＷC了用戶終端的覆蓋范圍，并獲得更多的頻率分集增益，降低誤碼率，也有利于提高中繼站鏈路的性能及整網(wǎng)的吞吐量。
文檔編號H04B7/208GK101729478SQ20081021673
公開日2010年6月9日 申請日期2008年10月10日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月10日
發(fā)明者畢峰, 米德忠, 茍偉, 袁明, 韓小江 申請人:中興通訊股份有限公司