專利名稱：確定下行多址系統(tǒng)傳輸模式的方法及發(fā)射端、接收端裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于數(shù)字信息傳輸技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及寬帶無線移動系統(tǒng)或?qū)拵У孛鎻V播 系統(tǒng)中實現(xiàn)多業(yè)務(wù)傳輸?shù)南滦卸嘀废到y(tǒng)，具體涉及一種確定下行多址系統(tǒng)多業(yè)務(wù)傳輸模式 的方法及發(fā)射端、接收端裝置。
背景技術(shù)：
在數(shù)字通信系統(tǒng)中，寬帶無線移動傳輸和寬帶地面廣播傳輸?shù)墓餐繕?biāo)是在復(fù) 雜的寬帶無線移動和地面廣播傳輸環(huán)境下，充分利用系統(tǒng)可用資源(包括帶寬、功率和復(fù) 雜度等)，根據(jù)實際信道條件，滿足日益增長的多業(yè)務(wù)需求。其核心問題之一是如何應(yīng)對惡劣傳輸環(huán)境的挑戰(zhàn)，即，如何在復(fù)雜的寬帶無線 移動和地面廣播傳輸環(huán)境下，提供高頻譜效率、高系統(tǒng)容量、高傳輸可靠性和多種服務(wù)質(zhì)量 (Quality of Service,Q0S)等多項保證。例如，在寬帶無線移動和地面廣播傳輸常見的時 延擴展信道下，為了有效克服時延擴展帶來的符號間干擾或頻率選擇性衰落并且使實際傳 輸能力逼近系統(tǒng)傳輸容量，對物理層幀結(jié)構(gòu)、調(diào)制編碼技術(shù)、塊傳輸技術(shù)和接收端同步和信 道估計技術(shù)都是巨大的挑戰(zhàn)。其核心問題之二是如何支持多業(yè)務(wù)傳輸?shù)奶魬?zhàn)，即，如何調(diào)度系統(tǒng)可用資源，針 對實際信道條件，滿足多種業(yè)務(wù)的不同需求，包括不同傳輸速率、不同覆蓋范圍、不同多徑 環(huán)境、不同移動速度、不同業(yè)務(wù)優(yōu)先級和不同接收端復(fù)雜度等。例如，對寬帶數(shù)字地面廣播 系統(tǒng)面向的接收設(shè)備，不僅有固定接收的需求，還有手持和移動接收的需求。其中，固定接 收設(shè)備對接收端復(fù)雜度和傳輸系統(tǒng)移動性能要求不高，但是對傳輸速率要求很高；手持和 移動設(shè)備對傳輸速率要求不高，但是對接收端復(fù)雜度和傳輸系統(tǒng)移動性能要求很高。又如， 對寬帶無線移動系統(tǒng)支持的業(yè)務(wù)，不僅有視頻音頻傳輸?shù)男枰?，還有傳統(tǒng)的語音傳輸需求， 和基本的數(shù)據(jù)傳輸需求。其中，視頻傳輸對傳輸速率和傳輸可靠性要求均高，但是對實時 性要求不高；傳統(tǒng)的語音傳輸對傳輸速率和傳輸可靠性要求均低，但是對實時性要求很高； 基本的數(shù)據(jù)傳輸對傳輸可靠性要求高，并要求傳輸速率逼近系統(tǒng)傳輸容量。在寬帶無線移動和地面廣播傳輸系統(tǒng)中，上述兩個核心問題是對立統(tǒng)一的，具體 表現(xiàn)為，在滿足不同業(yè)務(wù)需求的同時，傳輸系統(tǒng)的多個目標(biāo)需要達到最佳折中。例如，地 面廣播系統(tǒng)的最大覆蓋范圍和最高頻譜效率存在折中，因此系統(tǒng)設(shè)計和資源調(diào)度(傳輸模 式)在滿足業(yè)務(wù)所需最大覆蓋范圍的條件下追求更高的頻譜效率。針對寬帶無線移動和地面廣播“應(yīng)對惡劣傳輸環(huán)境”的挑戰(zhàn)，塊傳輸技術(shù)是對抗信 道時延擴展的有效技術(shù)，其中正交頻分復(fù)用(OFDM)和單載波頻域均衡技術(shù)(SC-FDE)是塊 傳輸系統(tǒng)的兩種典型塊調(diào)制技術(shù)，已得到廣泛應(yīng)用，包括IEEE-802系列的無線接入標(biāo)準(zhǔn)， DVB-T(歐洲數(shù)字視頻廣播地面?zhèn)鬏敇?biāo)準(zhǔn))、ISDB-T(日本地面綜合服務(wù)數(shù)字廣播標(biāo)準(zhǔn))、和 DTMB(中國數(shù)字電視多媒體廣播標(biāo)準(zhǔn)，即中國數(shù)字電視地面廣播傳輸標(biāo)準(zhǔn))等多個數(shù)字電 視地面廣播標(biāo)準(zhǔn)，DVB-H(歐洲數(shù)字視頻廣播手持設(shè)備傳輸標(biāo)準(zhǔn))、T-DMB (韓國數(shù)字多媒體 廣播地面?zhèn)鬏敇?biāo)準(zhǔn))、Media-FLO (高通手機電視標(biāo)準(zhǔn))和CMMB (中國移動多媒體手機電視行業(yè)標(biāo))準(zhǔn)等多個手持電視地面廣播標(biāo)準(zhǔn)。其它有效的傳輸技術(shù)還包括提高傳輸效率的多 天線技術(shù)，對抗時間和頻率選擇性衰落的時間、頻率、天線、和碼間分集技術(shù)等。針對寬帶無線移動和地面廣播系統(tǒng)“支持多業(yè)務(wù)傳輸”的挑戰(zhàn)，基于物理層子信 道分配的下行多址技術(shù)是滿足多種業(yè)務(wù)需求的有效技術(shù)。其中，傳統(tǒng)的下行多址技術(shù)包括 時分多址(TDMA)、頻分多址(FDMA)、正交頻分多址(OFDMA)、碼分多址(CDMA)和空分多址 (SDMA)等技術(shù)，其中CDMA技術(shù)是多個第三代移動通信標(biāo)準(zhǔn)的核心技術(shù)，而OFDM和OFDMA技 術(shù)預(yù)計將成為第四代移動通信系統(tǒng)的核心技術(shù)。多種下行多址技術(shù)的結(jié)合是寬帶無線移動 和地面廣播系統(tǒng)發(fā)展的一個趨勢。例如，美國AT&T公司的Richard D. Gitlin等人在1998 年提出一禾中時步頁分片的技術(shù)(System and method foroptimizing spectral efficiency using time-frequency-code slicing, USPatent 6064662)。其基本思想是將二維時頻空 間分割成靈活的子片(即物理層子信道)分配給不同業(yè)務(wù)，以滿足不同業(yè)務(wù)對帶寬和碼率 (即傳輸速率)的要求，從而實現(xiàn)信道資源利用率的最佳調(diào)度。又如，在DVB-T2(歐洲第二代 數(shù)字視頻地面廣播標(biāo)準(zhǔn))系統(tǒng)，引入了物理層管道的概念(與下行多址提供的物理層子信 道類似)，其下行多址技術(shù)為時頻分片(TFS，Time-Frequency-Slicing)技術(shù)，綜合了 TDMA、 FDMA和OFDMA技術(shù)。基于物理層子信道分配的下行多址技術(shù)，其本質(zhì)特征是每個物理層子 信道可以進行獨立地內(nèi)部子業(yè)務(wù)復(fù)用、平均功率設(shè)置、擾碼、糾錯編碼、星座映射與交織等。 為了支持物理層子信道的靈活分配，通常還借助物理層信令支持接收端解調(diào)和解碼。接收 端可以首先解調(diào)、解碼和解析傳輸物理層信令的信令子信道，獲知整個傳輸信道中每個物 理層子信道的映射圖案和解調(diào)解碼信息，然后對所需物理層子信道中的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進行解調(diào) 解碼。但是現(xiàn)有的寬帶無線移動和地面廣播系統(tǒng)在支持多業(yè)務(wù)傳輸方面，仍然存在如下 問題1)頻譜聚合和頻帶擴展問題。一方面，無線空間對所有無線傳輸應(yīng)用是開放的，隨 著無線通信技術(shù)的發(fā)展和業(yè)務(wù)需求的迅速增長，無線頻譜資源日趨緊張；另一方面，無線通 信向?qū)拵Х较虬l(fā)展，需要支持的總帶寬越來越高。因此存在的困難是，開辟和規(guī)劃更高帶寬 的頻譜資源越來越難。利用多個頻譜片段組合得到一個射頻信道是一個好的解決方法，但 是需要相應(yīng)的物理層技術(shù)支持。2)系統(tǒng)參數(shù)靈活配置問題。一方面，不同國家、不同地區(qū)和不同頻段的頻譜資源 分配是不同的。另一方面，無線頻譜資源日趨緊張，并且已經(jīng)分配的資源可能沒有得到充分 利用，自由頻段沒有分配的資源也可以被占用，因此產(chǎn)生了感知無線電(Cognitive Radio, CR)技術(shù)，利用頻譜感知得到的可用頻譜資源信息進行寬帶無線接入等傳輸。因此存在的困 難是，寬帶無線移動和地面廣播標(biāo)準(zhǔn)的制定必須適應(yīng)多種可用頻譜資源(如帶寬)和時間 資源，并且能夠根據(jù)系統(tǒng)可用資源的變化靈活配置系統(tǒng)參數(shù)，特別是物理層幀結(jié)構(gòu)參數(shù)。3)系統(tǒng)資源靈活調(diào)度問題。一方面，寬帶無線移動和地面廣播系統(tǒng)支持的傳輸帶 寬越來越大，總傳輸速率越來越高，對惡劣傳輸環(huán)境的適應(yīng)性越來越強，因此適于支持需求 多樣的多業(yè)務(wù)傳輸。另一方面，業(yè)務(wù)數(shù)量和業(yè)務(wù)需求會根據(jù)接收環(huán)境和業(yè)務(wù)時間段變化。例 如，白天和晚上的業(yè)務(wù)數(shù)量會變化，上下班高峰和中午的業(yè)務(wù)需求種類會變化；又如，數(shù)據(jù) 傳輸業(yè)務(wù)在傳輸條件變好或其它業(yè)務(wù)總速率下降時會要求提高傳輸速率，反之，會要求降 低傳輸速率。因此所存在的困難是，如何確定物理層幀結(jié)構(gòu)，如何根據(jù)業(yè)務(wù)需求的變化重新規(guī)劃可用頻譜資源的利用，包括物理層子信道分配和每個物理層子信道的傳輸模式。4)業(yè)務(wù)需求多樣性的問題。如上所述，寬帶無線移動和地面廣播系統(tǒng)適于支持需 求多樣的多業(yè)務(wù)傳輸。另一方面，由于接收條件和傳輸環(huán)境等的巨大差異，導(dǎo)致業(yè)務(wù)需求 差別很大，例如傳輸速率方面，高清視頻業(yè)務(wù)傳輸速率高達20M比特每秒，手機視頻業(yè)務(wù)傳 輸速率只需384K比特每秒；移動性能方面，固定接收不需要考慮高速移動帶來的多普勒擴 展，手持接收需要考慮的典型移動速度為3 15公里每小時，高速移動需要支持的移動速 度高達350公里每小時。因此存在的困難是，如何設(shè)計系統(tǒng)框架和資源調(diào)度算法，尤其是物 理層幀結(jié)構(gòu)，以更好支持多種業(yè)務(wù)需求的巨大差別。但是，現(xiàn)有寬帶無線移動和地面廣播系統(tǒng)對上述問題或者不能支持、或者需要改 進?，F(xiàn)有寬帶無線移動和地面廣播系統(tǒng)通常不能支持頻譜片段組合得到的射頻信道，并且 頻帶擴展能力有限；在支持多種可用頻譜資源和系統(tǒng)參數(shù)靈活配置方面存在不足；通常缺 少根據(jù)信道條件和業(yè)務(wù)需求靈活調(diào)度系統(tǒng)資源的機制；系統(tǒng)設(shè)計的物理層幀結(jié)構(gòu)不能很好 支持多種業(yè)務(wù)需求的巨大差別，特別是不能有效支持不同移動速度的業(yè)務(wù)。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有寬帶無線移動和地面廣播系統(tǒng)在滿足多業(yè)務(wù)需求方面存在的缺陷， 本發(fā)明提出一種基于TDMA和OFDMA技術(shù)的確定下行多址系統(tǒng)多業(yè)務(wù)傳輸模式的方法、發(fā)射 端裝置及接收端裝置，在面向?qū)拵o線移動和地面廣播的下行多址系統(tǒng)中，支持多種業(yè)務(wù) 需求，并且可以根據(jù)外部獲得的系統(tǒng)可用資源信息、信道條件和業(yè)務(wù)具體需求，靈活調(diào)度系 統(tǒng)資源，靈活配置系統(tǒng)參數(shù)。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案本發(fā)明提供了一種確定下行多址系統(tǒng)多業(yè)務(wù)傳輸模式的方法，該方法包括以下步 驟Si，獲取系統(tǒng)參數(shù)和業(yè)務(wù)信息；S2，根據(jù)系統(tǒng)參數(shù)和業(yè)務(wù)信息確定基本傳輸模式，包括以下步驟S2. 1，確定傳輸中所采用的復(fù)幀由輔助信號與一個或多個不同長度的時域數(shù)據(jù)幀 組成，所述時域數(shù)據(jù)幀由保護間隔和時域數(shù)據(jù)塊組成，所述時域數(shù)據(jù)塊經(jīng)時頻變換與頻域 數(shù)據(jù)塊在復(fù)幀結(jié)構(gòu)中一一對應(yīng)，所述頻域數(shù)據(jù)塊由子載波組成；S2. 2，確定傳輸中的基本信道單元為由位于同一時域數(shù)據(jù)幀內(nèi)的一個或多個子載 波組成的基本時頻單元，所述基本時頻單元占據(jù)的信號帶寬固定，定義為基本帶寬；S2. 3，確定傳輸中的物理層子信道為所述復(fù)幀結(jié)構(gòu)中由一個時域數(shù)據(jù)幀內(nèi)的一個 或多個基本時頻單元組成、或由多個時域數(shù)據(jù)幀內(nèi)的多個基本時頻單元組成的時頻子信 道；S3，獲得系統(tǒng)可用時頻資源、信道條件和業(yè)務(wù)需求信息；S4，在外部子信道分配算法指導(dǎo)下，根據(jù)所述系統(tǒng)可用資源、信道條件、和業(yè)務(wù)需 求，基于所述基本傳輸模式，確定多業(yè)務(wù)傳輸所采用的具體傳輸模式，包括以下步驟S4. 1，確定不同業(yè)務(wù)傳輸時具體采用的復(fù)幀結(jié)構(gòu)；S4. 2，確定基本時頻單元到時頻子信道的映射結(jié)果或時頻子信道到基本時頻單元 的映射結(jié)果的時頻映射圖案，完成傳輸不同業(yè)務(wù)所需時頻子信道的時頻資源分配；
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S4. 3，確定每個時頻子信道的子信道傳輸模式。優(yōu)選地，步驟S4之后還包括如下步驟S5，判斷系統(tǒng)是否支持物理層信令和靈活調(diào)度，若不支持，則結(jié)束，系統(tǒng)按當(dāng)前具 體傳輸模式工作，否則執(zhí)行步驟S6 ；S6，若系統(tǒng)可用時頻資源、信道條件、或業(yè)務(wù)需求信息發(fā)送變化，返回執(zhí)行步驟S3。優(yōu)選地，步驟Sl中，所述系統(tǒng)參數(shù)包括系統(tǒng)工作頻段、最大信道帶寬、和信道傳輸 的最大時延擴展；所述業(yè)務(wù)信息包括最大支持的子信道數(shù)目、最大移動速度、最大傳輸速 率、和實時性要求；步驟S2中確定基本傳輸模式還包括以下步驟S2.4，定義步驟S2. 1中復(fù)幀的輔助信號形式，選擇頻譜成型方法，根據(jù)頻譜成型 方法和最大信道帶寬確定基本符號間隔和信號帶寬；S2. 5，根據(jù)工作頻段和不同業(yè)務(wù)的最大移動速度，定義一種或多種時域數(shù)據(jù)塊長 度；S2. 6，根據(jù)不同業(yè)務(wù)對應(yīng)信道的最大時延擴展，定義一種或多種保護間隔長度、及 保護間隔的一種或多種填充方式，根據(jù)多業(yè)務(wù)實時性需求，確定步驟S2. 1中復(fù)幀的長度范 圍；S2. 7，確定步驟S2. 2中基本時頻單元的基本帶寬的具體大?。籗2. 8，定義與步驟S2. 5中時域數(shù)據(jù)塊對應(yīng)的每種頻域數(shù)據(jù)塊的基本時頻單元劃 分方式，其中每種頻域數(shù)據(jù)塊共享相同的基本時頻單元劃分方式。優(yōu)選地，步驟S3中，所述系統(tǒng)可用資源包括系統(tǒng)可用帶寬、發(fā)射功率和復(fù)幀時頻 資源；所述信道條件包括發(fā)射端到不同業(yè)務(wù)接收端的傳輸信道的信道時延擴展、信道多普 勒擴展、信道干擾圖案；所述業(yè)務(wù)需求信息包括所需時頻子信道數(shù)目和對應(yīng)每個時頻子信 道的實時性要求、傳輸帶寬要求、QOS要求、和傳輸速率要求；步驟S4. 1中，根據(jù)所述業(yè)務(wù)需求信息，結(jié)合外部子信道分配算法來確定具體采用 的復(fù)幀結(jié)構(gòu)，包括確定復(fù)幀中時域數(shù)據(jù)幀的數(shù)目和每個時域數(shù)據(jù)幀的種類；步驟S4. 2中，根據(jù)所述系統(tǒng)可用資源、信道干擾圖案和業(yè)務(wù)傳輸帶寬要求，在外 部子信道分配算法的指導(dǎo)下，為對應(yīng)所述業(yè)務(wù)需求的每個時頻子信道分配可用時頻資源， 確定基本時頻單元到時頻子信道的映射結(jié)果或時頻子信道到基本時頻單元的映射結(jié)果，得 到時頻映射圖案，完成傳輸不同業(yè)務(wù)所需時頻子信道的時頻資源分配；步驟S4. 3中，根據(jù)所述業(yè)務(wù)實時性要求、QOS要求和傳輸速率要求，確定每個時頻 子信道的子信道傳輸模式。優(yōu)選地，步驟S4. 2包括以下子步驟S4. 2. 1，以步驟S2. 7確定的基本時頻單元為單位，確定系統(tǒng)可用時頻資源；S4. 2. 2，確定對應(yīng)所述業(yè)務(wù)需求信息的每個時頻子信道的子信道帶寬，其中，子信 道帶寬是基本帶寬的整數(shù)倍；S4. 2. 3，確定每個時頻子信道對應(yīng)的一個或多個頻域數(shù)據(jù)塊位置；S4. 2. 4，確定每個時頻子信道的所有基本時頻單元。優(yōu)選地，若基本時頻單元由多個子載波組成，基本時頻單元所對應(yīng)子載波的位置 集中放置，或者是分散放置，或者是二者的混合；
若時頻子信道由多個基本時頻單元組成，時頻子信道對應(yīng)的基本時頻單元的位置 集中放置，或者是分散放置，或者是二者的混合。優(yōu)選地，步驟S2. 7確定的基本帶寬是所述復(fù)幀內(nèi)任意頻域數(shù)據(jù)塊子載波間隔的
整數(shù)倍。優(yōu)選地，步驟S4. 2. 4中，對應(yīng)每個時頻子信道的一個或多個頻域數(shù)據(jù)塊，構(gòu)成該 時頻子信道的基本時頻單元在頻域數(shù)據(jù)塊中的位置或者相同，或者相互獨立。優(yōu)選地，步驟S4. 2. 1中，系統(tǒng)可用資源信息由外部頻譜感知模塊提供；系統(tǒng)可用資源對應(yīng)的復(fù)幀時頻資源，不包括系統(tǒng)預(yù)約的時頻資源或系統(tǒng)確認為不 可用的時頻資源。優(yōu)選地，若步驟S5判斷得出系統(tǒng)支持物理層信令和靈活調(diào)度，還包括分配用于傳 輸包含信令信息的信令業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的信令子信道的步驟，所述信令信息包括具體采用的復(fù)幀 結(jié)構(gòu)、時頻映射圖案和子信道傳輸模式。優(yōu)選地，步驟S2. 4中所定義的輔助信號形式為前導(dǎo)序列、疊加序列、或所述復(fù)幀 中時域數(shù)據(jù)幀之間或之后的已知訓(xùn)練序列，或為多種序列的組合，或沒有輔助信號；步驟S2. 6中所述保護間隔的填充方式是所述時域數(shù)據(jù)幀的時域數(shù)據(jù)塊的循環(huán)擴 展、零序列、或已知訓(xùn)練序列，或沒有保護間隔，其中所述時域數(shù)據(jù)幀的保護間隔或者全部 相同，或者獨立設(shè)置。優(yōu)選地，該方法應(yīng)用到面向?qū)拵?shù)字地面廣播的下行多址OFDM塊傳輸系統(tǒng)中來 確定多業(yè)務(wù)的傳輸模式。優(yōu)選地，該方法應(yīng)用到面向?qū)拵o線移動通信的下行多址OFDM塊傳輸系統(tǒng)中來 確定多業(yè)務(wù)的傳輸模式。本發(fā)明還提供了一種基于上述方法的發(fā)射端裝置，該發(fā)射端裝置包括資源調(diào)度單元，用于利用權(quán)利要求1所述的方法確定多業(yè)務(wù)傳輸中所采用的復(fù)幀 結(jié)構(gòu)、子信道傳輸模式和時頻映射圖案，產(chǎn)生包含所有時頻子信道參數(shù)的信令信息及調(diào)度 信息，所述調(diào)度信息包括子信道傳輸模式和時頻映射圖案，以及發(fā)射端所有其它單元的控 制信號和時序信號；信令業(yè)務(wù)復(fù)接單元，用于將資源調(diào)度單元產(chǎn)生的信令信息和填充信息進行復(fù)接得 到信令數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，輸出對應(yīng)的信令業(yè)務(wù)比特；子信道編碼調(diào)制單元，用于根據(jù)資源調(diào)度單元提供的子信道傳輸模式，對信令業(yè) 務(wù)比特或由多業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)得到的普通業(yè)務(wù)比特進行編碼和調(diào)制，得到對應(yīng)的業(yè)務(wù)符號，同時 根據(jù)需要填充時頻子信道所需的訓(xùn)練符號和/或虛擬子載波；頻域數(shù)據(jù)塊組成單元，用于根據(jù)資源調(diào)度單元提供的時頻映射圖案和當(dāng)前頻域數(shù) 據(jù)塊的時序信號，對屬于當(dāng)前頻域數(shù)據(jù)塊的多個時頻子信道的業(yè)務(wù)符號和訓(xùn)練符號進行復(fù) 接，得到完成子載波復(fù)接的頻域數(shù)據(jù)塊并輸出給IDFT單元；IDFT單元，根據(jù)當(dāng)前輸入頻域數(shù)據(jù)塊的長度信息，對輸入的頻域數(shù)據(jù)塊進行IDFT 運算，得到當(dāng)前時域數(shù)據(jù)塊；時域數(shù)據(jù)幀組幀單元，根據(jù)資源調(diào)度單元提供的復(fù)幀結(jié)構(gòu)和當(dāng)前時域數(shù)據(jù)幀的時 序信號，得到填充所需信號的保護間隔，將保護間隔和時域數(shù)據(jù)塊一起組成時域數(shù)據(jù)幀并 輸出到復(fù)幀組幀單元；
復(fù)幀組幀單元，根據(jù)資源調(diào)度單元提供的時頻映射圖案和當(dāng)前復(fù)幀的時序信號， 將輸入的一個或多個時域數(shù)據(jù)幀和輔助信號一起組成復(fù)幀信號；復(fù)幀后續(xù)處理單元，對復(fù)幀信號進行頻譜成型、數(shù)模變換和射頻調(diào)制的后處理，得 到最后的發(fā)射信號。優(yōu)選地，所述子信道編碼調(diào)制單元的編碼調(diào)制操作包括擾碼、糾錯編碼、星座映 射、交織、和功率控制；所述子信道編碼調(diào)制單元所輸入的一路普通業(yè)務(wù)比特由一個或多個子業(yè)務(wù)的比 特復(fù)接得到。本發(fā)明還提供了一種基于上述方法和對應(yīng)于上述發(fā)射端裝置的接收端裝置，該接 收端裝置包括控制單元，用于接收系統(tǒng)預(yù)置的信令子信道信息，基本傳輸模式中確定的部分復(fù) 幀結(jié)構(gòu)信息和部分時頻圖案映射信息，根據(jù)信令子信道解調(diào)及信令解析單元得到的信令信 息、和前端單元提供的同步信息，得到接收端所需的全部復(fù)幀結(jié)構(gòu)、時頻圖案映射和所需子 信道傳輸模式信息，產(chǎn)生接收端所有其它單元所需的控制信號和時序信號；前端單元，用于在控制單元的控制下，完成射頻解調(diào)、模數(shù)轉(zhuǎn)換，并根據(jù)復(fù)幀結(jié)構(gòu) 進行接收端同步，得到復(fù)幀信號和同步信號；時域數(shù)據(jù)幀分離單元，在控制單元的控制下，根據(jù)復(fù)幀結(jié)構(gòu)，首先從復(fù)幀信號中分 離所需時域數(shù)據(jù)幀，然后從時域數(shù)據(jù)幀中分離出時域數(shù)據(jù)塊，輸出到DFT單元；DFT單元，在控制單元的控制下，根據(jù)復(fù)幀結(jié)構(gòu)提供的輸入時域數(shù)據(jù)塊的塊長，進 行DFT變換，得到由子載波組成的頻域數(shù)據(jù)塊；頻域數(shù)據(jù)塊子信道分離單元，在控制單元的控制下，根據(jù)復(fù)幀結(jié)構(gòu)、時頻映射圖案 和當(dāng)前頻域數(shù)據(jù)塊的時序信號，對輸入頻域數(shù)據(jù)塊進行子信道分離，得到對應(yīng)信令子信道 的信令符號塊，和對應(yīng)傳輸多業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的普通子信道的普通符號塊；子信道解調(diào)解碼單元，用于在控制單元的控制下，對不同時頻子信道的信令符號 塊和/或普通符號塊進行解調(diào)解碼，得到對應(yīng)信令業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和普通業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)；信令解析單元，用于在控制單元的控制下，對信令業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進行解析，得到信令業(yè) 務(wù)數(shù)據(jù)包含的信令信息并輸出給控制單元。優(yōu)選地，所述子信道解調(diào)解碼單元包括信令子信道解調(diào)解碼單元和普通子信道解 調(diào)解碼單元，其中，子信道解調(diào)解碼單元，包括信令子信道估計單元，用于在控制單元的控制下，根據(jù)信令子信道傳輸模式進行 信令子信道的信道估計，得到信令子信道估計結(jié)果；信令子信道均衡單元，用于利用信令子信道估計結(jié)果進行信令子信道均衡，得到 均衡后的數(shù)據(jù)符號；信令子信道解調(diào)解碼執(zhí)行單元，用于對均衡后的數(shù)據(jù)符號進行解交織、星座解映 射、信道解碼、和解擾的解調(diào)解碼操作，得到信令業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，送給信令解析單元； 所述普通子信道解調(diào)解碼單元包括 普通子信道估計單元，用于在控制單元的控制下，根據(jù)當(dāng)前普通子信道傳輸模式， 進行當(dāng)前普通子信道的信道估計或更新，得到當(dāng)前普通子信道估計結(jié)果；
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普通子信道均衡單元，利用當(dāng)前普通子信道估計結(jié)果對輸入普通符號塊進行信道 均衡，得到均衡后的數(shù)據(jù)符號；普通子信道解調(diào)解碼執(zhí)行單元，用于對普通子信道均衡單元均衡后的數(shù)據(jù)符號進 行解交織、星座解映射、信道解碼和解擾的解調(diào)解碼操作，得到普通業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)并輸出。優(yōu)選地，所述信令子信道解調(diào)解碼單元的輸出同時輸入到普通子信道解調(diào)解碼單 元；所述普通子信道解調(diào)解碼單元中的普通子信道估計單元結(jié)合輸入的信令子信道 解調(diào)解碼單元的輸出，進行當(dāng)前普通子信道的信道估計或更新。優(yōu)選地，該接收端實現(xiàn)裝置包括兩個普通子信道解調(diào)解碼單元，其中一個為高優(yōu) 先級子信道解調(diào)解碼單元，另一個為低優(yōu)先級子信道解調(diào)解碼單元；其中高優(yōu)先級子信道解調(diào)解碼單元輸出的結(jié)果輸出到低優(yōu)先級子信道解調(diào)解碼 單元，低優(yōu)先級子信道解調(diào)解碼單元結(jié)合輸入的高優(yōu)先級子信道解調(diào)解碼結(jié)果進行當(dāng)前普 通子信道的信道估計或更新。利用本發(fā)明提供的確定下行多址系統(tǒng)多業(yè)務(wù)傳輸模式的方法及發(fā)射端、接收端裝 置，具有以下有益效果系統(tǒng)設(shè)計可以滿足多種帶寬、多種頻譜資源的傳輸條件，可以滿足 需求相差巨大的多種業(yè)務(wù)需求，并且可以根據(jù)業(yè)務(wù)需求靈活配置系統(tǒng)參數(shù)、靈活調(diào)整系統(tǒng) 資源，與子信道分配算法結(jié)合后可以實現(xiàn)傳輸信道的最佳利用。此外，本發(fā)明提供的物理層 子信道分配方法和發(fā)射端實現(xiàn)裝置經(jīng)過改造后可以應(yīng)用于寬帶無線移動和地面廣播的上 行多址系統(tǒng)。


圖Ia 圖Ib為現(xiàn)有技術(shù)中兩種OFDM塊傳輸系統(tǒng)發(fā)射端數(shù)據(jù)流程示意圖；圖2為本發(fā)明實施例1確定下行多址系統(tǒng)多業(yè)務(wù)傳輸模式的方法流程圖；圖3為本發(fā)明實施例1中根據(jù)系統(tǒng)參數(shù)和業(yè)務(wù)信息確定基本傳輸模式的流程圖；圖4為本發(fā)明實施例1中一個頻域數(shù)據(jù)塊內(nèi)，子載波集中放置、分散放置、和混合 放置的基本時頻單元示意圖；圖5為本發(fā)明實施例1中頻譜感知得到系統(tǒng)可用資源示意圖；圖6為本發(fā)明實施例1根據(jù)系統(tǒng)可用資源、信道條件、和業(yè)務(wù)需求，基于基本傳輸 模式確定多業(yè)務(wù)傳輸所采用的具體傳輸模式的流程圖；圖7為本發(fā)明實施例2中靈活復(fù)幀結(jié)構(gòu)分解示意圖；圖8a 8c為本發(fā)明實施例2中靈活復(fù)幀結(jié)構(gòu)的三個實例；圖9為本發(fā)明實施例3中發(fā)射端裝置框圖；圖10為本發(fā)明實施例4對應(yīng)單個時頻子信道的接收端裝置框圖；圖11為本發(fā)明實施例4中接收端裝置中的信令子信道解調(diào)解碼單元示意圖；圖12為本發(fā)明實施例4中接收端裝置中的普通子信道解調(diào)解碼單元示意圖；圖13為本發(fā)明實施例4中對應(yīng)低優(yōu)先級子信道分級解調(diào)解碼的接收端裝置示意 圖；圖14為本發(fā)明實施例5中寬帶數(shù)字地面廣播下行多址系統(tǒng)的頻域數(shù)據(jù)塊基本時 頻單元示意圖15為本發(fā)明實施例5中寬帶數(shù)字地面廣播下行多址系統(tǒng)的復(fù)幀結(jié)構(gòu)示意圖；圖16為本發(fā)明實施例5中寬帶數(shù)字地面廣播下行多址系統(tǒng)的時頻映射圖案；圖17為本發(fā)明實施例6中寬帶無線移動通信下行多址系統(tǒng)兩種時域數(shù)據(jù)幀示意 圖；圖18為本發(fā)明實施例6中寬帶無線移動通信下行多址系統(tǒng)復(fù)幀結(jié)構(gòu)示意圖；圖19為本發(fā)明實施例6中寬帶無線移動通信下行多址系統(tǒng)信令子信道的時頻映 射圖案。
具體實施例方式本發(fā)明提出的確定下行多址系統(tǒng)多業(yè)務(wù)傳輸模式的方法及發(fā)射端、接收端裝置， 結(jié)合附圖和實施例說明如下。為了敘述方便，結(jié)合附圖對背景技術(shù)的一些術(shù)語和概念進行定義和說明如下。
背景技術(shù)：
術(shù)語定義數(shù)據(jù)符號數(shù)字通信系統(tǒng)中，待傳輸數(shù)據(jù)(通常為比特)經(jīng)過擾碼、糾錯編碼、星座 映射、功率調(diào)整和交織等操作后得到的復(fù)數(shù)符號。訓(xùn)練符號數(shù)字通信系統(tǒng)中，在發(fā)送端幀結(jié)構(gòu)插入的已知復(fù)數(shù)符號，用于攜帶訓(xùn)練 信息，又稱“導(dǎo)頻符號”(Pilot Symbol)，數(shù)值固定為零的復(fù)數(shù)符號是一種特殊的訓(xùn)練符號， 又稱“零符號”。訓(xùn)練符號用于接收端同步、接收端信道估計、發(fā)射信號頻譜成型和發(fā)送端幀 結(jié)構(gòu)填充等。符號數(shù)字通信系統(tǒng)中，用于攜帶數(shù)據(jù)或訓(xùn)練信息的復(fù)數(shù)符號，是數(shù)據(jù)符號和訓(xùn)練 符號的總稱。復(fù)數(shù)符號經(jīng)過各種線性變換后得到的仍然是復(fù)數(shù)符號。由于參與線性變換的 可以是數(shù)據(jù)符號，也可以是訓(xùn)練符號，因此，線性變換后的復(fù)數(shù)符號可以只攜帶數(shù)據(jù)符號， 可以只攜帶訓(xùn)練符號，也可以同時攜帶數(shù)據(jù)符號和訓(xùn)練符號。線性變換后的復(fù)數(shù)符號也統(tǒng) 稱為符號。時域符號就是符號在時域的表現(xiàn)形式。基本符號間隔和基本符號速率基本符號間隔Ts對應(yīng)一個時域符號的持續(xù)時間 或相鄰時域符號之間的間隔，是基本符號速率Fs的倒數(shù)，即Ts = Ι/Fs。例如，在8MHz帶寬 的DVB-T和DVB-T2系統(tǒng)中，基本符號速率Fs = 64/7MHz，基本符號間隔為Ts = 7/64us ；在 8MHz帶寬的DTMB系統(tǒng)中，基本符號速率Fs = 7. 56MHz，基本符號間隔為Ts = 1/7. 56us。信號帶寬根據(jù)信號的基本時頻分析，基本符號速率決定了信號的最大帶寬，而信 號的實際帶寬還取決于信號的具體特性，信號的實際帶寬定義為信號帶寬。為了保證信號 在信道的正常傳輸，通常要求信號帶寬小于信道帶寬。例如，在信道帶寬為8MHz的DTMB系 統(tǒng)中，信號帶寬(3dB帶寬)等于基本符號速率，為7. 56MHz，小于信道帶寬。又如，DVB-T和 DVB-T2系統(tǒng)設(shè)計基本符號速率Fs = 64/7MHZ時，信號的最大可能帶寬是64/7MHz，由于信 號的頻譜成型特性，實際帶寬約為7. 61MHz，小于系統(tǒng)規(guī)范的8MHz信道帶寬。塊傳輸系統(tǒng)將多個符號組成符號數(shù)據(jù)塊(即符號矢量)，經(jīng)過矩陣變換后得到時 域數(shù)據(jù)塊，并對時域數(shù)據(jù)塊進行組幀處理后得到時域數(shù)據(jù)幀，然后對時域數(shù)據(jù)幀的符號和 其它輔助信號依次進行傳輸?shù)南到y(tǒng)。在塊傳輸系統(tǒng)中，待傳輸時域符號以時域數(shù)據(jù)幀的結(jié) 構(gòu)進行傳輸。
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時域數(shù)據(jù)塊塊傳輸系統(tǒng)中，符號數(shù)據(jù)塊經(jīng)矩陣變換后得到的結(jié)果就是時域數(shù)據(jù) 塊，簡稱“數(shù)據(jù)塊”，由多個時域符號組成。時域數(shù)據(jù)塊長度就是對應(yīng)時域數(shù)據(jù)塊的時域符號 數(shù)目，時域數(shù)據(jù)塊長度與基本符號間隔的乘積就是時域數(shù)據(jù)塊的持續(xù)時間。時域數(shù)據(jù)塊或 者攜帶數(shù)據(jù)符號，或者攜帶訓(xùn)練符號，或者同時攜帶數(shù)據(jù)符號和訓(xùn)練符號。保護間隔塊傳輸系統(tǒng)中，在時域數(shù)據(jù)塊之間引入的時間間隔，目的是避免信道時 延擴展造成的時域數(shù)據(jù)塊間干擾(即IBI，Inter-Block-Interference)。保護間隔長度就 是對應(yīng)保護間隔的時域符號數(shù)目，保護間隔長度與基本符號間隔的乘積就是保護間隔的持 續(xù)時間。通常假設(shè)保護間隔長度或持續(xù)時間大于信道的最大時延擴展。對應(yīng)時域數(shù)據(jù)塊的 保護間隔和時域數(shù)據(jù)塊一起組成時域數(shù)據(jù)幀。保護間隔的一個特例是沒有保護間隔，即保 護間隔長度為零。 保護間隔填充技術(shù)一般來說，對應(yīng)時域數(shù)據(jù)塊的保護間隔包括前保護間隔和后 保護間隔。在保護間隔填充特定信號(表現(xiàn)為特定時域符號)的技術(shù)就是保護間隔填充技 術(shù)，包括循環(huán)擴展填充技術(shù)、零序列填充(Zero Padding, ZP)技術(shù)和已知訓(xùn)練序列填充技 術(shù)，分別在保護間隔填充時域數(shù)據(jù)塊的循環(huán)擴展、零序列和已知訓(xùn)練序列。一般來說保護間 隔分為兩部分，時域數(shù)據(jù)塊之前的前保護間隔和之后的后保護間隔。如果只考慮時域數(shù)據(jù) 塊的前保護間隔，則對應(yīng)的循環(huán)擴展填充技術(shù)為有名的循環(huán)前綴(Cyclic Prefix,CP)填充 技術(shù)。當(dāng)保護間隔長度為零時，沒有保護間隔，也不需要保護間隔填充。時域數(shù)據(jù)幀是塊傳輸系統(tǒng)物理層幀結(jié)構(gòu)的基本單元，由時域數(shù)據(jù)塊以及時域數(shù) 據(jù)塊的前后保護間隔組成，簡稱為“數(shù)據(jù)幀”，又稱“信號幀”。時域數(shù)據(jù)幀的有效部分是時 域數(shù)據(jù)塊。保護間隔是時域數(shù)據(jù)幀的輔助部分。時域數(shù)據(jù)幀長度是時域數(shù)據(jù)塊長度以及對 應(yīng)的保護間隔長度之和。塊調(diào)制技術(shù)塊傳輸系統(tǒng)中，將符號數(shù)據(jù)塊進行矩陣變換得到時域數(shù)據(jù)塊的技術(shù)， 例如正交頻分復(fù)用(OFDM)技術(shù)和單載波塊調(diào)制技術(shù)。OFDM技術(shù)對符號數(shù)據(jù)塊進行IDFT變換得到時域數(shù)據(jù)塊的塊調(diào)制技術(shù)，接收端可 以對時域數(shù)據(jù)塊進行DFT變換恢復(fù)發(fā)送的符號數(shù)據(jù)塊，其中IDFT即反離散傅里葉變換，DFT 即離散傅里葉變換。采用OFDM塊調(diào)制技術(shù)的塊傳輸系統(tǒng)，簡稱為OFDM塊傳輸系統(tǒng)。單載波塊調(diào)制技術(shù)將符號數(shù)據(jù)塊經(jīng)過單位矩陣變換得到時域數(shù)據(jù)塊的塊調(diào)制技 術(shù)，符號數(shù)據(jù)塊的符號與時域數(shù)據(jù)塊的符號一一映射。單載波塊調(diào)制技術(shù)又稱單載波頻域 均衡(SC-FDE)技術(shù)，原因在于，接收端利用頻域均衡技術(shù)進行單載波數(shù)據(jù)塊的解調(diào)。頻域符號0FDM塊傳輸系統(tǒng)中，符號在頻域(即DFT變換域)的表現(xiàn)形式，又稱 “子載波”。頻域訓(xùn)練符號，又稱“訓(xùn)練子載波”(PilotSub-Carrier)，簡稱“導(dǎo)頻”(Pilot)。 數(shù)值固定為零的頻域符號是一種特殊的頻域訓(xùn)練符號，又稱“虛擬子載波”(Virtual Sub-Carrier) 0眾所周知，OFDM塊傳輸系統(tǒng)的虛擬子載波可以實現(xiàn)頻譜成型，對應(yīng)的頻譜 成型技術(shù)稱為“虛擬子載波成型技術(shù)”。時域加窗成型技術(shù)對采用虛擬子載波進行頻譜成型的OFDM系統(tǒng)，進一步將時域 數(shù)據(jù)幀與特定的時域窗口函數(shù)進行點乘運算，即對時域數(shù)據(jù)幀的每個時域符號進行特定的 加權(quán)運算，目的是提高頻譜成型的過渡帶滾降特性和帶外衰減特性。在時域數(shù)據(jù)塊長度很 大時，或者保護間隔長度為零時，或者保護間隔填充不采用循環(huán)擴展時，通常不采用時域窗 口成型技術(shù)?！疤摂M子載波成型技術(shù)”和“時域加窗成型技術(shù)”統(tǒng)稱為“頻域成型技術(shù)”，通常
14僅用于OFDM塊傳輸系統(tǒng)。時域濾波成型技術(shù)即利用時域成型濾波器實現(xiàn)頻譜成型的技術(shù)，其中輸出頻譜 形狀直接取決于時域成型濾波器的系統(tǒng)沖擊響應(yīng)。常用的時域成型濾波器是平方根升余弦 滾降函數(shù)(Square-Root-Raised-Cosine，SRRC)。時域濾波成型技術(shù)對非塊傳輸系統(tǒng)和塊 傳輸系統(tǒng)同樣有效，對OFDM塊傳輸系統(tǒng)和單載波塊傳輸系統(tǒng)同樣有效。頻域數(shù)據(jù)塊0FDM塊傳輸系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)塊在頻域(即DFT變換域)的表現(xiàn)形式，由 多個頻域符號(即子載波)組成，其IDFT變換就是時域數(shù)據(jù)塊。其中頻域符號可以是數(shù)據(jù) 符號，也可以是訓(xùn)練符號，包括特殊的零符號。頻域數(shù)據(jù)塊就是OFDM塊傳輸系統(tǒng)的符號數(shù) 據(jù)塊。子載波間隔0FDM塊傳輸系統(tǒng)中，頻域相鄰子載波之間的間隔，等于基本符號速 率和頻域數(shù)據(jù)塊長度的比值。例如，在信道帶寬為8MHz的DTMB系統(tǒng)中，基本符號速率為 7. 56MHz，頻域數(shù)據(jù)塊長度固定為3780符號，計算得到子載波間隔為2KHz。時延擴展信道時延擴展信道是信道沖擊響應(yīng)在時間上存在擴展的信道，其信道 時延擴展為信道沖擊響應(yīng)非零值的持續(xù)時間。信道的時延擴展特性會造成時域符號之間的 干擾(Inter Symbol Interference, ISI)或頻率選擇性衰落。沒有時延擴展的信道就是平 衰落信道或AWGN(加性白色高斯噪聲)信道，沒有頻率選擇性。符號間干擾由于信道時延擴展的影響，發(fā)送信號的各條傳播路徑分量在接收端 會互相疊加，造成符號間干擾，即ISI ；塊間干擾由于信道時延擴展的影響，相鄰發(fā)送時域數(shù)據(jù)幀的各 條傳播路徑分量在接收端會互相疊加，造成相鄰時域數(shù)據(jù)幀之間的干擾，即 IBI (Inter-Block-Interference)。參照附圖la、圖lb，給出兩種典型OFDM塊傳輸系統(tǒng)發(fā)射端示意圖。圖Ia示意了 CMMB (中國移動多媒體廣播行業(yè)標(biāo)準(zhǔn))系統(tǒng)發(fā)射端的OFDM信號生成 過程待傳輸數(shù)據(jù)(通常為比特)經(jīng)過數(shù)據(jù)符號前處理模塊后得到待傳輸數(shù)據(jù)符號，其中， 數(shù)據(jù)符號前處理包括擾碼、糾錯編碼、比特交織、星座映射和符號交織等；待傳輸數(shù)據(jù)符號、 導(dǎo)頻符號和用于頻域頻譜成型的虛擬子載波一起經(jīng)頻域數(shù)據(jù)塊組成模塊后得到符號數(shù)據(jù) 塊(對OFDM系統(tǒng)，即頻域數(shù)據(jù)塊)，頻域數(shù)據(jù)塊長度為1024或4096 ；頻域數(shù)據(jù)塊經(jīng)相應(yīng)長 度的IDFT變換得到時域數(shù)據(jù)塊；時域數(shù)據(jù)塊經(jīng)循環(huán)擴展后得到時域數(shù)據(jù)幀(即標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定 的OFDM符號)；為了提高信號頻譜成型的質(zhì)量，時域數(shù)據(jù)幀進一步與時域窗口進行點乘運 算，得到完成頻譜成型的時域數(shù)據(jù)幀；最后經(jīng)時域數(shù)據(jù)幀后處理得到發(fā)射的OFDM信號。圖Ib示意了 DTMB(中國數(shù)字電視地面廣播傳輸國家標(biāo)準(zhǔn))系統(tǒng)發(fā)射端的OFDM信 號生成過程待傳輸數(shù)據(jù)經(jīng)過數(shù)據(jù)符號前處理模塊后得到待傳輸數(shù)據(jù)符號；待傳輸數(shù)據(jù)符 號和攜帶系統(tǒng)傳輸參數(shù)信令(TPS)的系統(tǒng)信息符號一起組成符號數(shù)據(jù)塊，符號數(shù)據(jù)塊長度 為3780 ；DTMB系統(tǒng)支持單載波和OFDM兩種塊調(diào)制模式，其中，符號數(shù)據(jù)塊經(jīng)單位矩陣變換 后得到單載波時域數(shù)據(jù)塊，經(jīng)3780點的IDFT變換后得到OFDM時域數(shù)據(jù)塊；選通模塊根據(jù) 發(fā)射端工作模式選通得到相應(yīng)的時域數(shù)據(jù)塊；時域數(shù)據(jù)塊與填充前保護間隔的PN訓(xùn)練序 列一起得到時域數(shù)據(jù)幀；為了實現(xiàn)發(fā)射信號頻譜成型，時域數(shù)據(jù)幀進一步經(jīng)時域成型濾波 后得到完成頻譜成型的時域數(shù)據(jù)幀，其中成型濾波器為平方根升余弦滾降(SRRC)濾波器; 最后經(jīng)時域數(shù)據(jù)幀后處理得到發(fā)射的OFDM信號。
本發(fā)明技術(shù)方案涉及的技術(shù)術(shù)語定義為了敘述和理解方便，結(jié)合附圖對本發(fā)明技術(shù)方案涉及的一些術(shù)語和概念進行定 義和說明如下。復(fù)幀塊傳輸系統(tǒng)中，為了信道管理和資源分配等的靈活和方便，通常在物理層時 域數(shù)據(jù)幀之上定義高一級的幀結(jié)構(gòu)，將多個時域數(shù)據(jù)幀和輔助信號組合成一個復(fù)幀，并且 以復(fù)幀為信道管理和資源分配的基本幀結(jié)構(gòu)。輔助信號通常用于復(fù)幀的定界和接收端同步 等。例如DVB-T2標(biāo)準(zhǔn)的T2幀就是一個復(fù)幀，其Pl符號為輔助信號，用于T2幀的檢測和接 收端同步等。同時，時域數(shù)據(jù)幀的訓(xùn)練信息(如訓(xùn)練符號和訓(xùn)練序列)也可以輔助復(fù)幀的 定界和接收端同步。例如，DTMB標(biāo)準(zhǔn)定義的長度為125ms的超幀就是一個復(fù)幀，沒有采用 輔助信號，其時域數(shù)據(jù)幀保護間隔(即信號幀幀頭)填充的固定訓(xùn)練序列可以輔助超幀的 定界和接收端同步。在多級幀結(jié)構(gòu)中，以復(fù)幀為基本單位還可以組合成更高一級的幀，例如 DTMB標(biāo)準(zhǔn)定義的秒幀和分幀。特別需要指出的是復(fù)幀結(jié)構(gòu)的一個特例是只包含一個時域數(shù)據(jù)幀，并且可以沒 有輔助信號。時間分片一種分片技術(shù)，在時間維度把傳輸信號分成時間片，每個時間片可以形 成獨立的物理層傳輸通道。時間分片技術(shù)對應(yīng)時分復(fù)用(TDM)和時分多址(TDMA)技術(shù)。數(shù)據(jù)幀分片在具有復(fù)幀結(jié)構(gòu)的塊傳輸系統(tǒng)中，每個時域數(shù)據(jù)幀形成自然的時間 片，本發(fā)明將復(fù)幀結(jié)構(gòu)的每個時間片定義為一個數(shù)據(jù)幀片，以區(qū)別于普通的時間片。每個數(shù) 據(jù)幀片均可以形成獨立的物理層傳輸通道。頻率分片一種分片技術(shù)，在頻率維度把傳輸信號分成頻率片，每個頻率片可以形 成獨立的物理層傳輸通道。其中頻率維度可以是對應(yīng)連續(xù)時間或離散時間的傅里葉變換的 頻率維度，相應(yīng)的頻率分片技術(shù)對應(yīng)頻分復(fù)用(FDM)和頻分多址(FDMA)技術(shù)；頻率維度也 可以是對應(yīng)時域數(shù)據(jù)塊離散傅里葉變換的頻率維度，相應(yīng)的頻率分片技術(shù)對應(yīng)正交頻分復(fù) 用(OFDM)和正交頻分多址(OFDMA)技術(shù)。子載波分片在OFDM塊傳輸系統(tǒng)中，每個離散傅里葉變換域的子載波形成自然的 頻率片。本發(fā)明將OFDM塊傳輸系統(tǒng)的每個頻率片定義為一個子載波片，以區(qū)別于普通的頻 率片。每個子載波片均可以形成獨立的物理層傳輸通道。時頻分片一種分片技術(shù)，在時頻二維空間把傳輸信號先分成時間片，然后再把每 個時間片分成多個時間頻率片，或者把傳輸信號先分成頻率片，然后再把每個頻率片分成 多個時間頻率片，每個時間頻率片均可以形成獨立的物理層傳輸通道。時頻分片技術(shù)是時 間分片和頻率分片相結(jié)合的技術(shù)。時頻分片技術(shù)對應(yīng)TDM-FDM混合復(fù)用技術(shù)和TDMA-FDMA 混合多址技術(shù)，或TDM-OFDM混合復(fù)用技術(shù)和TDMA-0FDMA混合多址技術(shù)。數(shù)據(jù)幀子載波分片在具有復(fù)幀結(jié)構(gòu)的OFDM塊傳輸系統(tǒng)中，每個時域數(shù)據(jù)幀的每 個子載波形成自然的時頻片。本發(fā)明將具有復(fù)幀結(jié)構(gòu)的OFDM塊傳輸系統(tǒng)的每個時頻片定 義為一個數(shù)據(jù)幀子載波片，以區(qū)別于普通的時頻片。每個數(shù)據(jù)幀子載波片均可以形成獨立 的物理層傳輸通道。在現(xiàn)有技術(shù)的塊傳輸系統(tǒng)中，為了系統(tǒng)設(shè)計、信道管理、資源分配和信號處理的方 便，通常每個時域數(shù)據(jù)塊長度是相同的，其直接后果是限制了對多種業(yè)務(wù)需求的支持，特別 是限制了移動速度和系統(tǒng)頻譜效率之間的折中。
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靈活復(fù)幀本發(fā)明中的復(fù)幀結(jié)構(gòu)與現(xiàn)有的復(fù)幀結(jié)構(gòu)不同，其包括的時域數(shù)據(jù)幀的 長度靈活可變，因此，本發(fā)明定義一種靈活復(fù)幀結(jié)構(gòu)，該靈活復(fù)幀結(jié)構(gòu)具有以下特點每個 時域數(shù)據(jù)幀的長度可以不同，對OFDM塊傳輸系統(tǒng)，等效為每個頻域數(shù)據(jù)塊內(nèi)的子載波間隔 可以不同。靈活復(fù)幀結(jié)構(gòu)使得移動速度和系統(tǒng)頻譜效率的折中成為可能，可以更好地支持 多種業(yè)務(wù)需求。簡單地說，短的頻域數(shù)據(jù)塊具有大的子載波間隔，適于支持高速移動；長的 頻域數(shù)據(jù)塊具有小的子載波間隔，適于支持的移動速度受限，但是可以提高系統(tǒng)頻譜效率?；拘诺绬卧獙?yīng)物理層幀結(jié)構(gòu)中的系統(tǒng)時頻資源，一組規(guī)則的時間或頻率符 號(即時域或頻域符號)組成的集合構(gòu)成基本信道單元，其在信道傳輸時有規(guī)律地占用某 些時間、頻率、碼字、或空間(即天線或天線波束)資源，是組成物理層子信道的最小單位。 對本發(fā)明關(guān)注的具有復(fù)幀結(jié)構(gòu)的OFDM塊傳輸系統(tǒng)，在不考慮碼分/空分復(fù)用或碼分/空分 多址的情況下，基本信道單元特指數(shù)據(jù)幀子載波片，只占用時間和頻率資源，每個數(shù)據(jù)幀子 載波片就是一個基本信道單元。如果考慮碼分/空分復(fù)用或碼分/空分多址，則基本信道 單元需要延伸定義，本領(lǐng)域技術(shù)人員完全可以參照現(xiàn)有技術(shù)和本發(fā)明的說明書進行延伸定 義?；緯r頻單元和基本帶寬針對具有復(fù)幀結(jié)構(gòu)的OFDM塊傳輸系統(tǒng)，本發(fā)明定義一 種特殊的基本信道單元，命名為基本時頻單元，其具有如下特征1)基本時頻單元由位于同一時域數(shù)據(jù)幀內(nèi)的一個或多個子載波組成；2)基本時頻單元占據(jù)的信號帶寬是固定的，定義為基本帶寬，具體來說，對每個時 域數(shù)據(jù)幀或每個頻域數(shù)據(jù)塊，基本時頻單元包含的子載波個數(shù)和子載波間隔的乘積是固定 的常數(shù)，即基本帶寬，因此，復(fù)幀結(jié)構(gòu)中每個時域數(shù)據(jù)幀的基本時頻單元數(shù)目是固定的；3)當(dāng)基本時頻單元由同一時域數(shù)據(jù)幀內(nèi)的多個子載波組成時，其對應(yīng)子載波的位 置可以是集中放置的，也可以是分散放置的，或者二者的混合。物理層子信道復(fù)幀結(jié)構(gòu)中，由基本信道單元組成的物理層傳輸子信道，其在物理 層信道傳輸時有規(guī)律地占用某些時間、頻率、碼字、或空間(即天線或天線波束)資源，可以 被接收端在物理層接收信號中分離出來。復(fù)用就是一個物理信道被同一發(fā)射端的多個業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)共同使用的情況。下行多址是一種特殊的復(fù)用，具有如下特征同一發(fā)射端的多個業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)分享 的物理信道可以分為各自獨立的物理層子信道，每個子信道實現(xiàn)一路業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的傳輸，其 中，一路業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)又可以由多路子業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)復(fù)用得到。多址通常指上行多址，就是一個物理信道被不同發(fā)射端的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)共同使用。下行多址和上行多址的本質(zhì)都是同一物理信道分解成多個獨立物理層子信道。信道資源映射基本信道單元(本發(fā)明特指基本時頻單元)到物理層子信道(本 發(fā)明特指時頻子信道)的映射或者物理層子信道到基本信道單元的映射均定義為信道資 源映射，對應(yīng)的映射圖案就是信道資源映射圖案。時頻映射圖案對本發(fā)明關(guān)注的具有復(fù)幀結(jié)構(gòu)的OFDM塊傳輸系統(tǒng)，信道資源特指 時頻資源，因此信道資源映射特指時頻映射，對應(yīng)的映射圖案就是時頻映射圖案。時頻子信道和子信道帶寬針對具有復(fù)幀結(jié)構(gòu)的OFDM塊傳輸系統(tǒng)，本發(fā)明定義一 種特殊的物理層子信道，命名為時頻子信道，可以被接收端在物理層復(fù)幀信號和時域數(shù)據(jù) 幀信號中分離出來，該時頻子信道具有如下特征
1)時頻子信道由一個時域數(shù)據(jù)幀內(nèi)的一個或多個基本時頻單元組成，或由多個時 域數(shù)據(jù)幀內(nèi)的多個基本時頻單元組成；2)在確定好時頻子信道包括的基本時頻單元的個數(shù)后，由于基本時頻單元的基本 帶寬固定，因此時頻子信道占據(jù)的信號帶寬也是固定的，定義為對應(yīng)時頻子信道的信道帶 寬(簡稱“子信道帶寬”)，具體來說，一個時頻子信道在對應(yīng)的每個時域數(shù)據(jù)幀內(nèi)，包含基 本時頻單元數(shù)目都是固定的，其子信道帶寬就是基本帶寬與包含的基本時頻單元數(shù)目的乘 積，顯然，系統(tǒng)時頻資源全部分配后，屬于任意時域數(shù)據(jù)幀的所有時頻子信道的帶寬之和等 于總的信道帶寬；3)當(dāng)時頻子信道由一個或多個時域數(shù)據(jù)幀內(nèi)的多個基本時頻單元組成時，其對應(yīng) 的基本時頻單元可以是集中放置的，也可以是分散放置的，或者二者的混合。特別需要指出的是物理層子信道的一個特例是包含所有信道資源，相應(yīng)地，時頻 子信道的一個特例是包含所有基本時頻單元，基本時頻單元的一個特例是包括所有頻域子 載波。在沒有特別說明的地方，物理層子信道或時頻子信道簡稱為“子信道”，物理層子 信道或時頻子信道的帶寬簡稱為“子信道帶寬”。在具有復(fù)幀結(jié)構(gòu)的塊傳輸系統(tǒng)中，物理層子信道或時頻子信道可以用來攜帶符 號，傳輸物理層信令業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、普通業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、訓(xùn)練數(shù)據(jù)或者多種數(shù)據(jù)的混合。子信道傳輸模式每個物理層子信道或時頻子信道攜帶的符號，其擾碼、糾錯編 碼、星座映射、平均功率和交織方式等定義為子信道傳輸模式，子信道傳輸模式可以根據(jù)業(yè) 務(wù)需求和信道條件獨立設(shè)置，這是基于物理層子信道的下行多址系統(tǒng)支持多業(yè)務(wù)傳輸?shù)幕?礎(chǔ)。顯然，位于相同物理層子信道或時頻子信道的多種數(shù)據(jù)，其傳輸模式相同。物理層信令子信道本發(fā)明定義傳輸物理層信令業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的物理層子信道或時頻 子信道為物理層信令子信道(簡稱“信令子信道”)，該信令子信道攜帶物理層信令業(yè)務(wù)數(shù) 據(jù)，同時可以攜帶其它各種數(shù)據(jù)混合的填充數(shù)據(jù)。子信道優(yōu)先級由于物理層子信道或時頻子信道的傳輸模式可以獨立設(shè)置，因此 不同物理層子信道的平均功率、頻譜效率、覆蓋范圍、接收端載噪比門限等也可能不同。不 同子信道傳輸模式對應(yīng)不同的子信道優(yōu)先級。一般來說，在相同信道條件下，接收端載噪比 門限低的物理層子信道更容易實現(xiàn)子信道解調(diào)解碼，相應(yīng)的物理層子信道或時頻子信道籠 統(tǒng)稱為高優(yōu)先級子信道；反之，接收端載噪比門限高的物理層子信道實現(xiàn)信道解調(diào)解碼比 較困難，相應(yīng)的物理層子信道或時頻子信道籠統(tǒng)稱為低優(yōu)先級子信道。子信道的優(yōu)先級取 決于物理層子信道的平均功率、頻譜效率、和子信道需要達到的覆蓋范圍等。對于支持業(yè)務(wù)需求多樣的下行多址多業(yè)務(wù)傳輸系統(tǒng)，高優(yōu)先級的子信道可以獨立 實現(xiàn)解調(diào)和解碼；而低優(yōu)先級的子信道可以獨立實現(xiàn)解調(diào)和解碼，也可以利用高優(yōu)先級的 子信道的解調(diào)或解碼結(jié)果輔助實現(xiàn)解調(diào)和解碼。資源調(diào)度支持多業(yè)務(wù)的下行多址系統(tǒng)，系統(tǒng)可用資源(如時頻資源和發(fā)射功率 等)由所有業(yè)務(wù)共享，根據(jù)實際傳輸環(huán)境的信道條件(如接收信號電平、信道衰落特性等) 和業(yè)務(wù)需求(如傳輸速率、業(yè)務(wù)優(yōu)先級、接收端信噪比門限、實時性等)為業(yè)務(wù)設(shè)置并分配 物理層子信道的操作就是資源調(diào)度，其中物理層子信道的設(shè)置包括確定信道資源映射圖案 和子信道傳輸模式。
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實施例1本實施例給出基于復(fù)幀結(jié)構(gòu)和時頻子信道的確定下行多址系統(tǒng)多業(yè)務(wù)傳輸模式 的方法流程。確定下行多址系統(tǒng)多業(yè)務(wù)傳輸模式的方法需要考慮下行多址系統(tǒng)的應(yīng)用環(huán)境，對 應(yīng)系統(tǒng)參數(shù)；需要考慮不同目標(biāo)用戶的業(yè)務(wù)需求，對應(yīng)業(yè)務(wù)信息；同時在滿足目標(biāo)用戶的 業(yè)務(wù)需求的前提下，在系統(tǒng)傳輸效率和系統(tǒng)實現(xiàn)復(fù)雜度等多項目標(biāo)之間取得最佳折中。如圖2所示，基于背景技術(shù)和上述有關(guān)復(fù)幀結(jié)構(gòu)的定義和下行多址OFDM塊傳輸系 統(tǒng)的描述，本發(fā)明提出一種基于靈活復(fù)幀結(jié)構(gòu)和時頻子信道來確定下行多址系統(tǒng)多業(yè)務(wù)傳 輸模式的方法，包括以下步驟Si，獲取系統(tǒng)參數(shù)和業(yè)務(wù)信息；其中系統(tǒng)參數(shù)包括但不限于系統(tǒng)工作頻段、系統(tǒng)最大信道帶寬和信道傳輸?shù)淖畲?時延擴展等；業(yè)務(wù)信息包括但不限于最大支持的子信道數(shù)目、最大移動速度、最大傳輸速率 和實時性要求等；S2，根據(jù)系統(tǒng)參數(shù)和業(yè)務(wù)信息確定基本傳輸模式，本實施例中確定基本傳輸模式 包括確定以下信息確定復(fù)幀形式、確定基本信道單元形式、確定物理層子信道形式等；具體包括以下步驟S2. 1，確定傳輸中所采用的復(fù)幀由輔助信號與一個或多個不同長度的時域數(shù)據(jù)幀 組成，其中，時域數(shù)據(jù)幀由保護間隔和時域數(shù)據(jù)塊組成，所述時域數(shù)據(jù)塊經(jīng)時頻變換與頻域 數(shù)據(jù)塊在復(fù)幀結(jié)構(gòu)中一一對應(yīng)，所述頻域數(shù)據(jù)塊由子載波組成；本發(fā)明傳輸模式中所采用的復(fù)幀結(jié)構(gòu)是一種參數(shù)可靈活配置的復(fù)幀結(jié)構(gòu)，具有如 下特點1)復(fù)幀由輔助信號和一個或多個時域數(shù)據(jù)幀組成；2)時域數(shù)據(jù)幀由保護間隔和時域數(shù)據(jù)塊組成，每個時域數(shù)據(jù)塊及其保護間隔的長 度或者全部相同、或者獨立設(shè)置，其中，所述時域數(shù)據(jù)塊與所述時域數(shù)據(jù)幀在復(fù)幀中一一對 應(yīng)；3)時域數(shù)據(jù)塊由頻域數(shù)據(jù)塊經(jīng)IDFT變換(反離散傅里葉變換)得到，頻域數(shù)據(jù)塊 長度(即IDFT點數(shù))和時域數(shù)據(jù)塊長度相同，并且頻域數(shù)據(jù)塊與時域數(shù)據(jù)塊在復(fù)幀結(jié)構(gòu)中 --對應(yīng)；4)頻域數(shù)據(jù)塊由頻域符號(即子載波)組成，其中頻域符號為用于傳輸業(yè)務(wù)數(shù)據(jù) 符號的有效子載波、傳輸訓(xùn)練符號的導(dǎo)頻、或者傳輸零符號的虛擬子載波、或三者的混合， 頻域數(shù)據(jù)塊的有效子載波、導(dǎo)頻、和虛擬子載波數(shù)目之和等于該頻域數(shù)據(jù)塊的頻域符號總 數(shù)；5)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)符號用來攜帶一個或多個時頻子信道的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。S2. 2，確定傳輸中的基本信道單元為由位于同一時域數(shù)據(jù)幀內(nèi)的一個或多個子載 波組成的基本時頻單元，所述基本時頻單元占據(jù)的信號帶寬固定，定義為基本帶寬；基本時頻單元對應(yīng)物理層復(fù)幀結(jié)構(gòu)中的系統(tǒng)時頻資源，由一組規(guī)則的時間或頻率 符號(即時域或頻域符號)組成的集合，是組成時頻子信道的最小單位；S2. 3，確定傳輸中的物理層子信道為復(fù)幀結(jié)構(gòu)中由一個時域數(shù)據(jù)幀內(nèi)的一個或多 個基本時頻單元組成、或由多個時域數(shù)據(jù)幀內(nèi)的多個基本時頻單元組成的時頻子信道；
S3，獲得系統(tǒng)可用時頻資源、信道條件和業(yè)務(wù)需求信息；其中系統(tǒng)可用資源包括但不限于可用帶寬、發(fā)射功率和復(fù)幀時頻資源；信道條件 包括但不限于發(fā)射端到不同業(yè)務(wù)接收端的傳輸信道的信道時延擴展、信道多普勒擴展、信 道干擾圖案等；業(yè)務(wù)需求信息包括但不限于所需時頻子信道數(shù)目和對應(yīng)每個時頻子信道的 實時性要求、傳輸帶寬要求、QOS(服務(wù)質(zhì)量)要求和傳輸速率要求；其中系統(tǒng)可用資源與信 道條件互相關(guān)聯(lián)。S4，在外部子信道分配算法指導(dǎo)下，根據(jù)所述系統(tǒng)可用資源、信道條件、和業(yè)務(wù)需 求，基于所述基本傳輸模式確定多業(yè)務(wù)傳輸所采用的具體傳輸模式，具體為確定但不限于 多業(yè)務(wù)傳輸時的所采用的復(fù)幀結(jié)構(gòu)、時頻映射圖案和每個時頻子信道的子信道傳輸模式， 具體包括以下步驟S4. 1，確定不同業(yè)務(wù)傳輸時具體采用的復(fù)幀結(jié)構(gòu)；S4. 2，確定基本時頻單元到時頻子信道的映射結(jié)果或時頻子信道到基本時頻單元 的映射結(jié)果的時頻映射圖案，完成傳輸不同業(yè)務(wù)所需時頻子信道的時頻資源分配；S4. 3，確定每個時頻子信道的子信道傳輸模式。S5，判斷系統(tǒng)是否支持物理層信令和靈活調(diào)度，若不支持，則說明系統(tǒng)傳輸模式固 定，結(jié)束傳輸模式確定，系統(tǒng)按當(dāng)前具體傳輸模式工作，否則執(zhí)行步驟S6 ；S6，若系統(tǒng)可用時頻資源、信道條件、或業(yè)務(wù)需求信息發(fā)送變化，返回執(zhí)行步驟S3， 否則，保持系統(tǒng)傳輸模式不變。本實施例中步驟S2中確定基本傳輸模式還包括確定以下信息定義頻譜成型方 法、基本符號間隔、信號帶寬、復(fù)幀的輔助信號、時域數(shù)據(jù)幀長度的種類、保護間隔填充方 式、復(fù)幀長度、基本時頻單元的基本帶寬、和基本時頻單元劃分。如圖3所示，步驟S2中確定基本傳輸模式還包括以下步驟S2. 4，結(jié)合接收端同步和信道估計算法，定義步驟S2. 1中復(fù)幀的輔助信號形式， 例如選擇前導(dǎo)序列或疊加序列，或者不需要輔助信號；選擇頻譜成型方法，根據(jù)頻譜成型方 法和最大信道帶寬確定基本符號間隔和信號帶寬；S2. 5，根據(jù)工作頻段和不同業(yè)務(wù)的最大移動速度，定義一種或多種時域數(shù)據(jù)塊長 度，時域數(shù)據(jù)塊長度的種類直接決定了頻域數(shù)據(jù)塊子載波間隔的種類；S2. 6，根據(jù)不同業(yè)務(wù)對應(yīng)信道的最大時延擴展，定義一種或多種保護間隔長度、及 保護間隔的一種或多種填充方式；根據(jù)業(yè)務(wù)實時性需求，確定步驟S2. 1中復(fù)幀的長度范 圍，其中，復(fù)幀長度可在確定的范圍內(nèi)變化，接收端可以根據(jù)輔助信號或時域數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)實 現(xiàn)接收端復(fù)幀同步；S2. 7，綜合考慮靈活性和可實現(xiàn)性，確定步驟S2. 2中基本時頻單元的基本帶寬的 具體大小，其中，基本帶寬確定后，每個時域數(shù)據(jù)幀的基本時頻單元數(shù)目也隨之確定；S2. 8，綜合考慮靈活性、算法復(fù)雜度、多信道復(fù)用增益、頻域分集增益和系統(tǒng)傳輸 效率，定義與步驟S2. 5中時域數(shù)據(jù)塊對應(yīng)的每種頻域數(shù)據(jù)塊的基本時頻單元劃分方式，其 中一種頻域數(shù)據(jù)塊共享相同的基本時頻單元劃分方式。為了保證基本時頻單元與頻域數(shù)據(jù)塊子載波的簡單對應(yīng)關(guān)系，基本帶寬定義遵循 的原則為步驟S2. 7確定的基本帶寬是復(fù)幀結(jié)構(gòu)任意頻域數(shù)據(jù)塊對應(yīng)子載波間隔的整數(shù) 倍，或者任意頻域數(shù)據(jù)塊的子載波間隔可以被基本帶寬整除。
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關(guān)于系統(tǒng)粗設(shè)計的步驟S2. 5和步驟S2. 6，補充說明如下為了在多項系統(tǒng)設(shè)計目 標(biāo)之間取得最佳折中，可以不指定復(fù)幀結(jié)構(gòu)中每種時域數(shù)據(jù)幀的數(shù)目，也可以不指定復(fù)幀 結(jié)構(gòu)中所有時域數(shù)據(jù)幀的總數(shù)。關(guān)于步驟S2. 7中基本帶寬的確定，進一步討論如下假定信號帶寬為BW，對應(yīng)基 本時頻單元的基本帶寬為Bi，則每個頻域數(shù)據(jù)塊均包含BW/BI個基本時頻單元，為了基本 時頻單元劃分和子信道分配的方便，要求BW/BI為整數(shù)。假設(shè)第i(i為自然數(shù))種頻域數(shù) 據(jù)塊長度為Ni個符號，持續(xù)時間為NdTs，其中Ts為基本符號間隔，則第i種頻域數(shù)據(jù)塊的 子載波間隔為Fs/Ni，其中Fs為基本符號速率Fs = Ι/Ts，則第i種頻域數(shù)據(jù)塊的一個基本 時頻單元包含的子載波數(shù)目Ci = BI*Ni/Fs ；為了基本時頻單元劃分和子信道分配的方便， 要求Ci為整數(shù)。顯然基本帶寬是復(fù)幀結(jié)構(gòu)內(nèi)任意頻域數(shù)據(jù)塊子載波間隔的整數(shù)倍，或者說， 復(fù)幀結(jié)構(gòu)內(nèi)任意頻域數(shù)據(jù)塊子載波間隔可以被基本帶寬整除，因此基本帶寬確定后，頻域 數(shù)據(jù)塊的子載波間隔不再能夠任意選定，等效為時域數(shù)據(jù)塊長度不能任意選定。關(guān)于步驟S2. 8基本時頻單元的劃分，進一步討論如下參照附圖4，一個頻域數(shù)據(jù)塊內(nèi)，若基本時頻單元由多個子載波組成，對應(yīng)一個基 本時頻單元的多個子載波可以集中放置(左圖)，可以分散放置(中圖)，也可以混合放置 (右圖)。圖中頻域數(shù)據(jù)塊包含12個子載波(橫向箭頭表示)，劃分為三個基本時頻單元 (標(biāo)記為單元1、2、3)，左圖對應(yīng)三個基本時頻單元的子載波集合依次為{1，2，3，4}、{5,6, 7，8}、和{9，10，11，12}；中圖對應(yīng)三個基本時頻單元的子載波集合依次為{1,4,7,10}, {2, 5，8，11}、和{3,6,9,12}；右圖對應(yīng)三個基本時頻單元的子載波集合依次為{1，2，7，8}、{3， 4,9,10}、和{5,6,11，12}?；編挻_定后，基本時頻單元的劃分對系統(tǒng)性能影響很大。集中放置可以得到 多信道復(fù)用增益(不同子信道頻率選擇性不同，系統(tǒng)可以選擇最為有利的子信道分配方 法)，對存在子載波間干擾的信道還可以減少基本時頻單元之間的干擾，并且便于避開存在 信道干擾的子載波。分散放置可以得到頻率分集增益，但是對存在子載波間干擾的信道會 加劇基本時頻單元之間的干擾，并且不便于避開存在信道干擾的子載波?；旌戏胖渺`活性 最高，但設(shè)計復(fù)雜，本發(fā)明不作限制，可以根據(jù)系統(tǒng)參數(shù)和業(yè)務(wù)信息自由選擇。參照附圖5，步驟S3的系統(tǒng)可用資源可以通過現(xiàn)有的頻譜感知模塊得到。對雙向 通信系統(tǒng)，步驟S3的信道條件可以通過接收端經(jīng)上行信道反饋得到，或者直接根據(jù)接收端 反向信道到達發(fā)射端的信號進行信道條件的估計。在OFDM技術(shù)和復(fù)幀結(jié)構(gòu)的支持下，本發(fā)明的下行多址多業(yè)務(wù)傳輸系統(tǒng)的傳輸模 式中，所有時頻子信道均可靈活分配時頻資源，因此整個下行多址系統(tǒng)占用的時頻資源也 可以靈活分配，從而可以避開已經(jīng)預(yù)約用于上行多址傳輸?shù)臅r間和頻率資源，也可以避開 被干擾信號或其它系統(tǒng)占用的時間和頻率資源，因此系統(tǒng)可用資源信息十分重要。另一方面，基于系統(tǒng)可用資源信息，確定基本傳輸模式時可以選擇更高的信號最 大帶寬，這樣實際信號可用帶寬根據(jù)實際情況進行調(diào)整的余地就更大，當(dāng)然對發(fā)射端或接 收端會增加計算量和復(fù)雜度。對于步驟S4，如圖6所示，本實施例中具體為步驟S4. 1中，根據(jù)業(yè)務(wù)需求，結(jié)合外部子信道分配算法，確定具體采用的復(fù)幀結(jié) 構(gòu)，包括確定復(fù)幀中時頻數(shù)據(jù)幀的數(shù)目和每個時域數(shù)據(jù)幀的種類，其中時域數(shù)據(jù)幀種類主要由時域數(shù)據(jù)幀長度、保護間隔長度和保護間隔填充模式?jīng)Q定；步驟S4. 2中，根據(jù)系統(tǒng)可用資源、信道干擾圖案和業(yè)務(wù)傳輸帶寬要求，在外部子 信道分配算法的指導(dǎo)下，為對應(yīng)業(yè)務(wù)需求的每個時頻子信道分配可用時頻資源，確定基本 時頻單元到時頻子信道的映射結(jié)果或時頻子信道到基本時頻單元的映射結(jié)果，得到時頻映 射圖案，其中時頻映射圖案信息包括每個時頻子信道的帶寬、對應(yīng)的一個或多個時域數(shù)據(jù) 幀位置、每個時域數(shù)據(jù)幀中占用的基本時頻單元位置；從而完成傳輸多個不同業(yè)務(wù)所需時 頻子信道的時頻資源分配；步驟S4. 3中，根據(jù)業(yè)務(wù)實時性要求、QOS要求和傳輸速率要求，為每個時頻子信道 確定傳輸模式，包括但不限于擾碼、糾錯編碼、星座映射、交織模式、和平均功率，其中子信 道分配算法在總發(fā)射功率的約束下，優(yōu)化每個子信道的平均功率。若步驟S5判斷得出系統(tǒng)支持物理層信令和靈活調(diào)度，則需要相應(yīng)的調(diào)度模塊支 持。調(diào)度模塊需要信令業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，其中，信令業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)包括輔助接收端進行任意時頻子信 道數(shù)據(jù)解調(diào)和解碼所需的所有信息，例如時域數(shù)據(jù)幀數(shù)目和長度、保護間隔長度和填充模 式、時頻映射圖案、和子信道傳輸模式等。調(diào)度模塊需要為信令業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)分配專門的時頻子 信道，即信令子信道。信令可能需要動態(tài)配置，因此，本發(fā)明提出信令業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)除包含信令 信息外，還可以包含填充信息，以方便信令子信道的分配，信令信息包括具體采用的復(fù)幀結(jié) 構(gòu)、時頻映射圖案和子信道傳輸模式。信令子信道通常設(shè)置很高優(yōu)先級，以保證信令業(yè)務(wù)數(shù) 據(jù)的正常解調(diào)和解碼。如果系統(tǒng)不支持物理層信令和靈活調(diào)度，則不需要生成物理層信令， 則也不需要分配專門的信令子信道。需要強調(diào)的是，為保證信令業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)在接收端的解調(diào) 和解碼，對應(yīng)信令子信道的時頻圖案要求是預(yù)置模式之一，不宜靈活調(diào)整。在物理層信令的支持下，系統(tǒng)設(shè)置的動態(tài)調(diào)整可以有效滿足多種業(yè)務(wù)需求，同時 提高系統(tǒng)傳輸能力。例如某個數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)要求提高或降低傳輸速率，則系統(tǒng)需要調(diào)整資源分 配或子信道傳輸模式；系統(tǒng)可用資源發(fā)生變化時，則系統(tǒng)需要調(diào)整復(fù)幀結(jié)構(gòu)、時頻映射圖 案、或子信道傳輸模式，滿足某些數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)對高傳輸能力的要求；如果一個或多個數(shù)據(jù)業(yè)務(wù) 的信道條件發(fā)生變化，則系統(tǒng)需要調(diào)整子信道傳輸模式或時頻映射圖案，以滿足業(yè)務(wù)需求。關(guān)于步驟S4. 2中“得到時頻映射圖案”的進一步說明如下，其具體包括步驟S4. 2. 1，以步驟S2. 7確定的基本時頻單元為單位，確定系統(tǒng)可用時頻資源；信道 帶寬外的基本時頻單元是不可用的，信道帶寬內(nèi)對應(yīng)系統(tǒng)預(yù)約時頻資源或系統(tǒng)確認為不可 用(如存在強干擾或其它合法信號)的基本時頻單元也是不可用的，例如，頻分雙工(FDD) 系統(tǒng)中預(yù)約用于上行傳輸?shù)膸?；同理，信道某些時間或頻率由于存在強干擾或其它合法 信號時，也是不可用的，例如復(fù)幀結(jié)構(gòu)中預(yù)約用于時分雙工(TDD)的上行時隙。S4. 2. 2，根據(jù)外部子信道分配算法，確定對應(yīng)所述業(yè)務(wù)需求信息的每個時頻子信 道的子信道帶寬，其中，子信道帶寬是基本帶寬的整數(shù)倍；子信道帶寬分配需要綜合考慮時 頻子信道的峰值速率、接收端復(fù)雜度和系統(tǒng)可用時頻資源。S4. 2. 3，根據(jù)外部子信道分配算法，確定每個時頻子信道對應(yīng)的一個或多個頻域 數(shù)據(jù)塊位置，即一個或多個時域數(shù)據(jù)幀位置。為時頻子信道分配頻域數(shù)據(jù)塊時，特別需要考 慮對應(yīng)時域數(shù)據(jù)幀的保護間隔填充和子信道需要的傳輸速率。S4. 2. 4，根據(jù)外部子信道分配算法，確定每個時頻子信道的所有基本時頻單元；對 應(yīng)每個時頻子信道的一個或多個頻域數(shù)據(jù)塊，構(gòu)成該時頻子信道的基本時頻單元在頻域數(shù)
22據(jù)塊中的位置或者相同，或者相互獨立；對每個時頻子信道，在子信道帶寬確定的情況下， 其對應(yīng)的每個頻域數(shù)據(jù)塊包含的基本時頻單元數(shù)目也是確定的，每個頻域數(shù)據(jù)塊均需要分 配適當(dāng)?shù)幕緯r頻單元。但是為每個頻域數(shù)據(jù)塊分配基本時頻單元的位置可以不同，從而 達到跳頻分集的效果。時頻子信道分配的結(jié)果以時頻映射圖案表示。顯然所有時頻子信道占用的總時頻 資源不能大于系統(tǒng)的可用時頻資源，但是可以小于系統(tǒng)的可用時頻資源，即某些時頻資源 沒有分配。如前所述，進行時頻映射優(yōu)化得到時頻映射圖案的子信道分配算法由外部提供， 不是本發(fā)明討論的范疇，本發(fā)明僅對子信道分配提出一些原則，總結(jié)如下1)輸入系統(tǒng)可用資源(包括以基本時頻單元表示的復(fù)幀時頻資源)，時頻子信道 數(shù)目，對應(yīng)每個時頻子信道的信道條件，以及對應(yīng)每個時頻子信道的業(yè)務(wù)需求。2)目標(biāo)之一滿足多業(yè)務(wù)需求，同時兼顧發(fā)射端實現(xiàn)、接收端實現(xiàn)和系統(tǒng)調(diào)度算 法復(fù)雜度。例如基本時頻單元的基本帶寬大，則系統(tǒng)調(diào)度算法更簡單。3)目標(biāo)之二 在滿足目標(biāo)用戶業(yè)務(wù)需求的前提下，在系統(tǒng)傳輸效率和系統(tǒng)實現(xiàn)復(fù) 雜度等多項系統(tǒng)設(shè)計目標(biāo)之間取得最佳折中。例如寬帶無線移動和地面廣播的典型衰落是 信道時域擴展造成的頻率選擇性衰落，在下行多址環(huán)境下，如果多個時頻子信道的頻率選 擇衰落是不相關(guān)的，則可以選擇合適的頻域資源調(diào)度算法，得到多用戶復(fù)用增益，其中，基 本時頻單元的基本帶寬小，則系統(tǒng)調(diào)度算法更靈活，對挖掘多用戶復(fù)用增益更有效。4)輸出對應(yīng)復(fù)幀結(jié)構(gòu)的時頻映射圖案。實施例2本實施例中確定下行多址系統(tǒng)多業(yè)務(wù)傳輸模式的方法流程，基于實施例1，本實施 例具體給出實施例1所述方法中多業(yè)務(wù)傳輸模式所采用的復(fù)幀結(jié)構(gòu)。復(fù)幀結(jié)構(gòu)是本發(fā)明傳輸模式確定、工作流程和實現(xiàn)裝置的出發(fā)點。參照附圖7，本 發(fā)明提出的用于下行多址OFDM塊傳輸系統(tǒng)的復(fù)幀結(jié)構(gòu)具有以下特點1)復(fù)幀由輔助信號和一個或多個時域數(shù)據(jù)幀組成；2)輔助信號是如下形式之一前導(dǎo)序列、疊加序列、時域數(shù)據(jù)幀之間或之后的已 知訓(xùn)練序列，或者是多種序列的組合，或者沒有輔助信號(即輔助信號為空信號)；3)時域數(shù)據(jù)幀由保護間隔和時域數(shù)據(jù)塊組成，每個時域數(shù)據(jù)塊及其保護間隔的長 度均可獨立設(shè)置，其中，時域數(shù)據(jù)塊與時域數(shù)據(jù)幀在復(fù)幀結(jié)構(gòu)中一一對應(yīng)；4)保護間隔填充時域數(shù)據(jù)塊的循環(huán)擴展、零序列或已知訓(xùn)練序列，每個時域數(shù) 據(jù)幀的保護間隔填充模式可以獨立設(shè)置，其中保護間隔長度為零時，蛻化為沒有保護間隔 (即保護間隔填充空信號)；5)時域數(shù)據(jù)塊由頻域數(shù)據(jù)塊經(jīng)IDFT變換得到，其中，頻域數(shù)據(jù)塊長度(即IDFT點 數(shù))和時域數(shù)據(jù)塊長度相同，并且頻域數(shù)據(jù)塊與時域數(shù)據(jù)塊在復(fù)幀結(jié)構(gòu)中一一對應(yīng)；6)頻域數(shù)據(jù)塊由頻域符號(即子載波)組成，其中頻域符號包括傳輸業(yè)務(wù)符號的 有效子載波、傳輸訓(xùn)練符號的導(dǎo)頻、傳輸零符號的虛擬子載波、或三者的混合，一個頻域數(shù) 據(jù)塊的有效子載波、導(dǎo)頻、和虛擬子載波數(shù)目之和等于該頻域數(shù)據(jù)塊長度(以符號表示)；7)業(yè)務(wù)符號用來攜帶一個或多個時頻子信道的信令數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和/或其它數(shù)據(jù)業(yè) 務(wù)。
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綜上所述，復(fù)幀結(jié)構(gòu)的主要參數(shù)包括符號定義、輔助信號定義、復(fù)幀長度、保護間 隔種類、時域數(shù)據(jù)塊種類、每種時域數(shù)據(jù)幀的定義、和每個時域數(shù)據(jù)幀的參數(shù)。參照附圖8a中復(fù)幀由一個長度為K的前導(dǎo)序列(PreambleSequence)和N個時域 數(shù)據(jù)幀組成，其中N為大于零的整數(shù)，復(fù)幀長度是前導(dǎo)序列和所有時域數(shù)據(jù)幀長度之和。第
i個時域數(shù)據(jù)幀的長度為Li符號，i = 1、2.....N, Li為大于零的整數(shù)，即每個時域數(shù)據(jù)幀
的長度可以不同。圖8b中復(fù)幀由一個疊加序列(Super-imposed Sequence)和N個時域數(shù) 據(jù)幀組成，其中N為大于零的整數(shù)，復(fù)幀長度是所有時域數(shù)據(jù)幀長度之和。疊加序列的長度 為M，不大于復(fù)幀中所有時域數(shù)據(jù)幀長度之和。圖8c中復(fù)幀由三個時域數(shù)據(jù)幀、相鄰時域數(shù) 據(jù)幀之間的兩個訓(xùn)練序列(Training Sequence)、和復(fù)幀最后的一個訓(xùn)練序列組成。其中， 第1個時域數(shù)據(jù)幀采用循環(huán)擴展填充保護間隔，并且具有前循環(huán)擴展和后循環(huán)擴展；第2時 域數(shù)據(jù)幀沒有保護間隔；第3時域數(shù)據(jù)幀的前保護間隔填充零序列。附圖8a 8c所示的復(fù)幀結(jié)構(gòu)中，前導(dǎo)序列、疊加序列、時域數(shù)據(jù)幀之間或之后的 訓(xùn)練序列均為輔助信號。復(fù)幀結(jié)構(gòu)的主體是一個或多個時域數(shù)據(jù)幀，位于時域數(shù)據(jù)幀對應(yīng) 的頻域數(shù)據(jù)塊的頻域符號構(gòu)成一個或多個物理層子信道(本發(fā)明特指時頻子信道)，用來 攜帶一路或多路業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。如果沒有輔助符號，并且復(fù)幀只包含一個時域數(shù)據(jù)幀，則復(fù)幀結(jié) 構(gòu)蛻化為簡單的時域數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)。實施例3本實施例給出本發(fā)明提出的基于上述確定下行多址多業(yè)務(wù)傳輸模式的方法的發(fā) 射端裝置。參照附圖9，基于背景技術(shù)和上述有關(guān)具有復(fù)幀結(jié)構(gòu)定義和下行多址OFDM塊傳輸 系統(tǒng)的描述，本發(fā)明提出基于上述確定下行多址多業(yè)務(wù)傳輸模式的方法的發(fā)射端裝置，包 括資源調(diào)度單元、信令業(yè)務(wù)復(fù)接單元、子信道編碼調(diào)制單元、頻域數(shù)據(jù)塊組成單元、IDFT 單元、時域數(shù)據(jù)幀組幀單元、復(fù)幀組幀單元和復(fù)幀后續(xù)處理單元組成，用于將信令業(yè)務(wù)數(shù)據(jù) 和其它多個普通業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成具有復(fù)幀結(jié)構(gòu)的OFDM發(fā)射信號，其中每個業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)分別 占用不同的時頻子信道。各單元功能和信號連接關(guān)系描述如下1)資源調(diào)度單元，用于利用實施例1所述的方法確定多業(yè)務(wù)傳輸中所采用的復(fù)幀 結(jié)構(gòu)、子信道傳輸模式和時頻映射圖案，即根據(jù)復(fù)幀結(jié)構(gòu)、外部反饋的系統(tǒng)可用資源和實際 信道條件和輸入的系統(tǒng)業(yè)務(wù)需求，在外部子信道分配算法(圖中陰影方框所示)的支持下， 為每個業(yè)務(wù)分配時頻子信道，產(chǎn)生包含所有時頻子信道參數(shù)的信令信息和調(diào)度信息，以及 發(fā)射端所有其它單元的控制信號。接收端可以根據(jù)解調(diào)解碼得到的信令信息，經(jīng)過解析得 到所需的時頻子信道參數(shù)，其中調(diào)度信息包括子信道傳輸模式、保護間隔填充模式、時頻映 射圖案以及整個發(fā)射端實現(xiàn)裝置的控制信號等，其中控制信號包括復(fù)幀結(jié)構(gòu)每個組成部分 (如輔助信號和頻域數(shù)據(jù)塊)的時序信號。2)信令業(yè)務(wù)復(fù)接單元將物理層信令信息和填充信息進行復(fù)接得到信令數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)， 輸出對應(yīng)的業(yè)務(wù)比特(或其它合適的輸入格式，如業(yè)務(wù)字節(jié)，取決于子信道編碼調(diào)制具體 方法)。3)子信道編碼調(diào)制單元，根據(jù)資源調(diào)度單元提供的子信道傳輸模式，對輸入業(yè)務(wù) 比特進行擾碼、糾錯編碼、星座映射、交織和功率控制等編碼調(diào)制，得到對應(yīng)的業(yè)務(wù)符號，同時根據(jù)需要填充時頻子信道需要的訓(xùn)練符號。信令業(yè)務(wù)和普通數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的子信道編碼調(diào)制 單元通用。需要強調(diào)的是一路輸入數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)可以由一個或多個數(shù)據(jù)子業(yè)務(wù)復(fù)接得到，但是 屬于一個子信道的一個或多個數(shù)據(jù)子業(yè)務(wù)的傳輸模式相同。4)頻域數(shù)據(jù)塊組成單元，根據(jù)資源調(diào)度單元提供的時頻映射圖案(即時頻子信道 信息)和當(dāng)前頻域數(shù)據(jù)塊的時序信號，對屬于當(dāng)前頻域數(shù)據(jù)塊的多個時頻子信道的業(yè)務(wù)符 號和訓(xùn)練符號進行復(fù)接，得到完成子載波復(fù)接的頻域數(shù)據(jù)塊；5) IDFT單元，根據(jù)資源調(diào)度單元提供的當(dāng)前頻域數(shù)據(jù)塊長度信息，對輸入的頻域 數(shù)據(jù)塊進行IDFT運算(即OFDM調(diào)制)，得到時域數(shù)據(jù)塊。其中IDFT點數(shù)與頻域數(shù)據(jù)塊的 長度一致，并且，根據(jù)復(fù)幀結(jié)構(gòu)，不同頻域數(shù)據(jù)塊的IDFT運算的點數(shù)可以不同，因此IDFT單 元需要支持所有可能的運算點數(shù)；6)時域數(shù)據(jù)幀組幀單元，根據(jù)資源調(diào)度單元提供的保護間隔填充模式和當(dāng)前時域 數(shù)據(jù)幀的時序信號，得到填充所需信號的保護間隔，將保護間隔和時域數(shù)據(jù)塊一起組成時 域數(shù)據(jù)幀；7)復(fù)幀組幀單元，根據(jù)資源調(diào)度單元提供的時頻映射圖案和當(dāng)前復(fù)幀的時序信 號，將輸入的一個或多個時域數(shù)據(jù)幀和輔助信號一起組成復(fù)幀信號；8)復(fù)幀后續(xù)處理單元，對復(fù)幀信號進行頻譜成型、數(shù)模變換和射頻調(diào)制等后處理， 得到最后的發(fā)射信號。實施例4本實施例給出本發(fā)明提出的一種下行多址OFDM塊傳輸系統(tǒng)中對應(yīng)單個時頻子信 道的接收端裝置。參照附圖10，對應(yīng)于實施例3的所述發(fā)射端實現(xiàn)裝置，本發(fā)明進一步提出一種下 行多址OFDM塊傳輸系統(tǒng)中對應(yīng)單個時頻子信道的接收端參考實現(xiàn)裝置(簡稱接收端實現(xiàn) 裝置)，該接收端實現(xiàn)裝置工作在對應(yīng)所述發(fā)射端實現(xiàn)裝置的接收端，并且用于解調(diào)解碼單 個時頻子信道，該接收端裝置包括前端單元、時域數(shù)據(jù)幀分離單元、DFT單元、頻域數(shù)據(jù)塊 子信道分離單元、信令子信道解調(diào)解碼單元、普通子信道解調(diào)解碼單元和控制單元。控制單元接收已知信息(包括系統(tǒng)預(yù)置的信令子信道信息、部分復(fù)幀結(jié)構(gòu)信息和 部分時頻圖案映射信息等)，根據(jù)信令子信道解調(diào)和信令業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)解析得到的信令信息和 前端單元提供的同步信息，得到接收端所需的全部復(fù)幀結(jié)構(gòu)、時頻圖案映射和所需子信道 傳輸模式信息，產(chǎn)生其它單元所需的控制信號和時序信號；前端單元，在控制單元的控制下，完成射頻解調(diào)，模數(shù)轉(zhuǎn)換，并根據(jù)復(fù)幀結(jié)構(gòu)的特 征(例如輔助信號或時域數(shù)據(jù)幀保護間隔填充模式)進行接收端同步，得到復(fù)幀信號和同 步信息；時域數(shù)據(jù)幀分離單元，在控制單元的控制下，根據(jù)復(fù)幀結(jié)構(gòu)，首先從復(fù)幀信號中分 離所需時域數(shù)據(jù)幀，然后從時域數(shù)據(jù)幀中分離出所需時域數(shù)據(jù)塊，輸出到后續(xù)的DFT單元；DFT單元，在控制單元的控制下，根據(jù)復(fù)幀結(jié)構(gòu)提供的輸入時域數(shù)據(jù)塊的幀長，進 行DFT變換，得到由子載波組成的頻域數(shù)據(jù)塊；其中，DFT單元需要支持對應(yīng)不同時域數(shù)據(jù) 塊長度的所有可能運算點數(shù)；頻域數(shù)據(jù)塊子信道分離單元，在控制單元的控制下，根據(jù)復(fù)幀結(jié)構(gòu)、時頻映射圖 案和當(dāng)前頻域數(shù)據(jù)塊的時序信號，對輸入頻域數(shù)據(jù)塊(對應(yīng)信道時頻資源的某個時間片)
25進行子信道分離，得到對應(yīng)信令子信道的信令符號塊，和對應(yīng)所需普通子信道的普通符號 塊；參照附圖11，信令子信道解調(diào)解碼單元，在控制單元的控制下，根據(jù)信令子信道傳 輸模式，首先利用復(fù)幀輔助信號、結(jié)合信令子信道內(nèi)部的訓(xùn)練符號，進行信令子信道的信道 估計，得到信令子信道估計結(jié)果；利用信令子信道估計結(jié)果進行信令子信道均衡，得到均衡 后的數(shù)據(jù)符號，對均衡后的數(shù)據(jù)符號進行解交織、星座解映射、信道解碼、和解擾等操作，得 到信令業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)(一般以比特表示)，送給信令解析單元；另外，信令子信道解調(diào)解碼的中 間或最終結(jié)果輸出到普通子信道解調(diào)解碼單元；信令解析單元，在控制單元的控制下，根據(jù)信令格式和語法，對信令業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進行 解析，得到信令業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)包含的信令信息和填充信息并輸出，其中信令信息輸出到控制單 元。信令信息包括復(fù)幀結(jié)構(gòu)、基本時頻單元定義、時頻映射圖案和子信道傳輸模式等。信令子信道是一種包含信令業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的特殊時頻子信道，區(qū)別于其它的普通時頻 子信道；信令子信道除傳輸信令信息外，還可以傳輸填充信息。如果所需業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)包含在信 令子信道的填充信息內(nèi)，則不需要解調(diào)其它時頻子信道。參照附圖12，普通子信道解調(diào)解碼單元，在控制單元的控制下，根據(jù)當(dāng)前子信道傳 輸模式，首先利用外部輸入的信令子信道解調(diào)解碼的中間或最終結(jié)果、結(jié)合當(dāng)前子信道內(nèi) 部的訓(xùn)練符號，進行當(dāng)前子信道的信道估計或更新，得到當(dāng)前子信道估計結(jié)果；利用當(dāng)前子 信道估計結(jié)果對輸入數(shù)據(jù)符號進行信道均衡，得到均衡后的數(shù)據(jù)符號，對均衡后的數(shù)據(jù)符 號進行解交織、星座解映射、信道解碼、和解擾等操作，得到普通業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)(一般以比特表 示)并輸出。本發(fā)明提出的下行多址OFDM塊傳輸系統(tǒng)中，不同時頻子信道的優(yōu)先級可以不同。 上述接收端實現(xiàn)裝置既可以面向高優(yōu)先級業(yè)務(wù)，也可以面向低優(yōu)先級業(yè)務(wù)。在接收端，高優(yōu) 先級的時頻子信道通常解調(diào)解碼所需的載噪比門限低，而低優(yōu)先級的時頻子信道所需的載 噪比門限高。特別地，信令子信道通常具有很高優(yōu)先級，因此信令子信道的解調(diào)解碼結(jié)果也 可以輔助普通時頻子信道的解調(diào)和解碼。參照附圖13，本發(fā)明進一步提出對應(yīng)低優(yōu)先級子信道分級解調(diào)解碼的接收端參考 實現(xiàn)裝置。在解調(diào)解碼低優(yōu)先級時頻子信道傳輸?shù)臄?shù)據(jù)符號時，可以首先對信令子信道和/ 或高優(yōu)先級時頻子信道的數(shù)據(jù)符號進行解調(diào)，并利用解調(diào)解碼的中間或最終結(jié)果輔助低優(yōu) 先級的時頻子信道進行信道估計。高低優(yōu)先級子信道解調(diào)解碼單元與普通子信道解調(diào)解碼 單元類似，不再細述。顯然，分級解調(diào)解碼的接收端參考實現(xiàn)裝置，可以推廣到具有兩個以上優(yōu)先級的 系統(tǒng)。另外，低優(yōu)先級子信道的解調(diào)解碼可以利用多個高優(yōu)先級的解調(diào)解碼結(jié)果，也可以利 用相同優(yōu)先級的解調(diào)解碼結(jié)果。實施例5在實施例1至實施例4的基礎(chǔ)上，本實施例給出本發(fā)明提出的確定下行多址系統(tǒng) 傳輸模式的方法在面向?qū)拵?shù)字地面廣播的下行多址OFDM塊傳輸系統(tǒng)中的應(yīng)用。確定下 行多址系統(tǒng)多業(yè)務(wù)傳輸模式的方法流程、發(fā)射端裝置、接收端裝置詳述如下。確定下行多址系統(tǒng)傳輸模式的方法包括以下步驟1.獲取系統(tǒng)參數(shù)和業(yè)務(wù)信息
該系統(tǒng)面向帶寬為8MHz的典型數(shù)字電視廣播信道，工作頻段為470_806MHz的UHF 電視頻段。要求在8MHz帶寬內(nèi)提供手機電視業(yè)務(wù)、標(biāo)清數(shù)字電視業(yè)務(wù)和高清數(shù)字電視業(yè) 務(wù)，三種業(yè)務(wù)分別要求支持高速移動(如移動速度達350公里每小時)、基本移動(如移動 速度不高于120公里每小時)和固定接收。2.根據(jù)系統(tǒng)參數(shù)和業(yè)務(wù)信息確定基本傳輸模式系統(tǒng)帶寬為8MHz，所有時頻資源均可利用，因此信道帶寬也為8MHz。參考中國數(shù) 字電視地面廣播標(biāo)準(zhǔn)(GB 20600-2006，中國國家標(biāo)準(zhǔn)化委員會，數(shù)字電視地面廣播系統(tǒng)幀 結(jié)構(gòu)、信道編碼和調(diào)制，2006年8月18日)，采用時域濾波成型，成型濾波器選擇為SRRC濾 波器，滾降因子為0. 05，選擇基本符號速率為Fs = 7. 56MHz，基本符號間隔為1/7. 56us。參考TDS-OFDM技術(shù)，選擇復(fù)幀輔助信號為OFDM訓(xùn)練數(shù)據(jù)塊及其保護間隔組成，訓(xùn) 練數(shù)據(jù)塊由已知頻域二值序列經(jīng)過IDFT變換得到，長度為512個符號，保護間隔采用訓(xùn)練 數(shù)據(jù)塊的循環(huán)擴展，以提高輔助信號對抗信道時域擴展的能力，其中，前保護間隔和后保護 間隔各為256符號，輔助信號總長1024符號。為了簡化設(shè)計，每個復(fù)幀僅包括三種時域數(shù)據(jù)幀，長度分別為2048個符號、4096 符號和8192個符號。為了提高系統(tǒng)傳輸速率，三種時域數(shù)據(jù)幀均不采用保護間隔，因此時 域數(shù)據(jù)幀即時域數(shù)據(jù)塊。每個時域數(shù)據(jù)塊均由頻域數(shù)據(jù)塊經(jīng)IDFT變換得到，二者長度相 同?？紤]到系統(tǒng)采用時域頻譜成型和輔助信號實現(xiàn)同步和信道估計，則頻域數(shù)據(jù)塊全 部由數(shù)據(jù)符號組成，不包括訓(xùn)練符號(即導(dǎo)頻)和零符號(即特殊導(dǎo)頻，或稱虛擬子載波)。 頻域數(shù)據(jù)塊不傳輸虛擬子載波，因此信號帶寬(3dB帶寬)等于基本符號速率，為7. 56MHz, 考慮到成型濾波器0. 05的滾降因子，實際信號帶寬小于信道帶寬。定義BwI = 7. 56MHz/8192 = 922. 8516KHz，信號帶寬 BW = 7. 56MHz = 8192*BwI， 三種時域數(shù)據(jù)幀對應(yīng)的頻域數(shù)據(jù)塊子載波間隔依次為4*BwI、2*BwI、和Bwl。為了簡化時頻 圖案映射，選擇基本帶寬為2048*BwI，即每個頻域數(shù)據(jù)塊僅包括4個時頻單元。參照附圖14，基本時頻單元對應(yīng)的子載波選擇集中放置，則DFT變換域的每個頻 域數(shù)據(jù)塊依次包括4個基本時頻單元。圖中時域數(shù)據(jù)幀對應(yīng)的方框表示基本時頻單元，橫 向箭頭示意512個連續(xù)放置的子載波。3.獲得系統(tǒng)可用時頻資源、信道條件和業(yè)務(wù)需求信息該系統(tǒng)面向廣播用戶，所有帶寬均可用，發(fā)射總功率此處不作考慮，復(fù)幀時頻資源 全部可用；信道條件是面向三種業(yè)務(wù)接收端的三種傳輸信道，其中高速移動信道多普勒擴 展大，基本移動信道多普勒擴展中等，固定接收信道多普勒擴展可以忽略；手機電視業(yè)務(wù)傳 輸速率要求低，標(biāo)清電視業(yè)務(wù)傳輸速率要求中等，高清電視業(yè)務(wù)傳輸速率要求高，所有業(yè)務(wù) 沒有實時性要求。4.根據(jù)系統(tǒng)可用資源、信道條件、和業(yè)務(wù)需求，基于基本傳輸模式確定多業(yè)務(wù)傳輸 所采用的具體傳輸模式本系統(tǒng)不考慮回傳信道，因此系統(tǒng)可用資源信息和信道條件保持不變。為簡化設(shè) 計，本系統(tǒng)不支持物理層信令，因此不需要信令子信道。具體傳輸模式確定將得到完整的復(fù) 幀結(jié)構(gòu)、時頻映射圖案和每個時頻子信道的子信道傳輸模式。參照附圖15，綜合系統(tǒng)可用資源、信道條件和業(yè)務(wù)需求，確定復(fù)幀結(jié)構(gòu)包括一個總
27長1024符號的輔助信號、一個2048符號長度的第1時域數(shù)據(jù)幀、一個4096符號長度的第2 時域數(shù)據(jù)幀和一個8192長度的第3時域數(shù)據(jù)幀，其中時域數(shù)據(jù)幀即時域數(shù)據(jù)塊，沒有保護 間隔，時域數(shù)據(jù)幀直接由頻域數(shù)據(jù)塊經(jīng)相應(yīng)點數(shù)的IDFT運算得到。參照附圖16的時頻映射圖案，圖中陰影部分代表第1子信道至第5子信道，橫向 箭頭示意512個連續(xù)放置的子載波，外部子信道分配算法如下所述高速移動業(yè)務(wù)要求子載波間隔大，因此選擇長度2048的頻域數(shù)據(jù)塊支持手機電 視高速移動業(yè)務(wù)。根據(jù)手機電視所需傳輸速率和系統(tǒng)時頻資源分析，設(shè)計支持兩路手機電 視業(yè)務(wù)，分別由第1時頻子信道和第2時頻子信道承載。基本移動業(yè)務(wù)要求子載波間隔中等，因此選擇長度4096的頻域數(shù)據(jù)塊支持標(biāo)清 電視基本移動業(yè)務(wù)，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)電視所需傳輸速率和系統(tǒng)時頻資源分析，設(shè)計支持兩路標(biāo)清 電視業(yè)務(wù)，分別由第3時頻子信道和第4時頻子信道承載。固定接收業(yè)務(wù)對子載波間隔要求不高，因此選擇長度8192的頻域數(shù)據(jù)塊支持高 清電視固定接收業(yè)務(wù)。由于高清電視所需傳輸速率很高，結(jié)合系統(tǒng)時頻資源的考慮，設(shè)計支 持一路高清電視業(yè)務(wù)，由第5時頻子信道承載。子信道分配結(jié)果是固定的，其時頻映射圖案也是固定的。表1.子信道傳輸模式設(shè)置結(jié)果
子信道第1第2第3第4第5星座映射QPSKQPSK16QAM16QAM64QAM糾錯編碼碼率0.40.60.60.60.8傳輸速率(Mbps)0.40320.60482.41922.419219.3536子信道平均功率(dBm) 減去參考功率(dBm)3dBOdB3dBOdBOdB參照表1，在滿足業(yè)務(wù)需求的條件下，所有時頻子信道的傳輸模式設(shè)置如下所述， 其中擾碼、交織等不再細述。地面廣播中，高速移動的信道條件很差，同時手機電視所需的傳輸速率很低，因此 為第1時頻子信道選擇QPSK低階星座映射和碼率為0. 4的低碼率糾錯編碼(如LDPC碼)， 經(jīng)過計算得到第1時頻子信道的傳輸速率為R1 = 7. 56*(1/15)*2*0. 4 = 0. 4032Mbps (其中 bps表示比特每秒)，可以支持1路384kbps手機電視子業(yè)務(wù)。在犧牲一點覆蓋范圍或接收 端載噪比門限的情況下，可以適當(dāng)提高星座映射階數(shù)或糾錯編碼碼率，因此為第2時頻子 信道選擇QPSK低階星座映射和碼率為0. 6的中碼率糾錯編碼，經(jīng)過計算得到第2時頻子信 道的傳輸速率為R2 = 7. 56*(1/15)*2*0. 6 = 0. 6048Mbps，可以支持1路384Kbps手機電視 子業(yè)務(wù)和1路220. 8Kbps的高速移動數(shù)據(jù)子業(yè)務(wù)。為了進一步提高第1時頻子信道的覆蓋 范圍，其平均功率比參考功率高3dB，第2時頻子信道的平均功率與參考功率相同。地面廣播中，基本移動的信道條件中等，同時標(biāo)清電視所需的傳輸速率中等，相 應(yīng)地，為第3和第4時頻子信道均選擇16QAM中階星座映射和0. 6的中碼率糾錯編碼，
28經(jīng)過計算得到第3和第4時頻子信道的傳輸速率均為R3 = R4 = 7. 56*(2/15)*4*0. 6 = 2.4192Mbps。為了進一步提高第3時頻子信道的覆蓋范圍，其平均功率比參考功率高3dB， 第4時頻子信道的平均功率與參考功率相同。地面廣播中，固定接收的信道條件很好，同時高清電視所需的傳輸速率很高，相應(yīng) 地，為第5時頻子信道選擇64QAM高階星座映射和0. 8的高碼率糾錯編碼，經(jīng)過計算得到時 頻子信道第5的傳輸速率均為R5 = 7. 56*(8/15)*6*0. 8 = 19. 3536Mbps。第5時頻子信道 的平均功率與參考功率相同。由于系統(tǒng)不支持信令，因此確定傳輸模式的結(jié)果包括預(yù)置的復(fù)幀結(jié)構(gòu)、時頻圖案 映射、和子信道傳輸模式信息；確定傳輸模式的結(jié)果輸出，直接用于指導(dǎo)發(fā)射端裝置和接收 端裝置。5.系統(tǒng)配置固定，結(jié)束。參考發(fā)明技術(shù)術(shù)語定義部分，本發(fā)明提出的時頻子信道技術(shù)是一種特殊的時頻分 片技術(shù)，接收端可以利用時頻分片的技術(shù)特點降低接收帶寬、降低計算復(fù)雜度和節(jié)省功耗。 例如對本實施例的設(shè)計結(jié)果，第1和第3時頻子信道占用的信號帶寬有限，因此接收端可以 利用帶有窄帶濾波器的前端單元接收射頻信號，進而解調(diào)解碼第1和/或第3時頻子信道 業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)；又如，輔助信號和第1時頻子信道占用的信號時間有限，因此接收端僅需在輔助 信號和第1時頻子信道占用的信號時間進行工作，進而解調(diào)第1時頻子信道業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，降低 接收機計算復(fù)雜度和功耗。參照實施例4提出的對應(yīng)低優(yōu)先級子信道分級解調(diào)解碼的接收端裝置，對于本實 施例的設(shè)計結(jié)果，第3子時頻信道是低優(yōu)先級信道，第1時頻子信道是高優(yōu)先級信道。第1 時頻子信道的解調(diào)解碼中間或最后結(jié)果可以輔助第3時頻子信道的信道估計，提高第3時 頻子信道的接收性能。同理，第2時頻子信道的解調(diào)解碼中間或最后結(jié)果可以輔助第4時 頻子信道的信道估計，提高第4時頻子信道的接收性能。同理，第1和第3時頻子信道的解 調(diào)解碼中間或最后結(jié)果可以輔助第2或第4時頻子信道的信道估計，同時，第2和第4時頻 子信道的解調(diào)解碼中間或最后結(jié)果可以輔助第5時頻子信道的信道估計，提高第5時頻子 信道的接收性能。實施例6在實施例1至實施例4的基礎(chǔ)上，本實施例給出本發(fā)明提出的確定下行多址系統(tǒng) 多業(yè)務(wù)傳輸模式的方法在面向?qū)拵o線移動通信的下行多址OFDM塊傳輸系統(tǒng)中的應(yīng)用。 確定下行多址系統(tǒng)多業(yè)務(wù)傳輸模式的方法具體步驟如下步驟1.獲得系統(tǒng)參數(shù)和業(yè)務(wù)信息該下行多址OFDM塊傳輸系統(tǒng)面向信道帶寬高達20MHz的寬帶無線移動信道，同 時需要支持20MHz、IOMHz和5MHz三種標(biāo)稱信道帶寬，工作頻段為2. 4GHz ；要求系統(tǒng)支持 下行多址，同時保留上行信道，即實現(xiàn)時分雙工(TDD)；最大小區(qū)半徑2. 5Km，最大時延擴展 8. 33us ；信道帶寬內(nèi)可能存在嚴重的窄帶干擾，并且干擾頻點未知，系統(tǒng)使用需要避開干擾 頻點，因此有效信道帶寬會低于標(biāo)稱帶寬；要求在高達20MHz的帶寬內(nèi)提供兩種實時業(yè)務(wù)， 第一種是支持高速移動的高優(yōu)先級業(yè)務(wù)，第二種是支持低速移動的低優(yōu)先級業(yè)務(wù)。步驟2.根據(jù)系統(tǒng)參數(shù)和業(yè)務(wù)信息確定基本傳輸模式參考中國移動多媒體廣播行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)CMMB，采用頻域子載波成型和時域窗口成型技術(shù)相結(jié)合實現(xiàn)頻譜成型，時域窗口選擇為升余弦滾降窗口?？紤]到頻域子載波成型和最高信道帶寬，選擇基本符號速率為Fs = 30. 72MHz，基 本符號間隔Ts= (1/30. 72)us 0.0326US。其中，信號有效帶寬外的頻域子載波用于攜帶 零符號(即虛擬子載波)，調(diào)整虛擬子載波數(shù)目和位置即可支持不大于20MHz的任意帶寬?？紤]到頻譜成型需要的過渡帶，實際信號帶寬選擇為18MHz、9MHz和4. 5MHz三種， 分別對應(yīng)20MHz、IOMHz和5MHz三種標(biāo)稱信道帶寬。選擇兩種子載波間隔，30kHz的子載波間隔支持高速移動業(yè)務(wù)，6kHz的子載 波間隔支持低速移動業(yè)務(wù)，因此復(fù)幀結(jié)構(gòu)包括兩種時域數(shù)據(jù)塊長度，短數(shù)據(jù)塊長度為 30. 72MHz/30kHz = 1024符號和長數(shù)據(jù)塊長度為30. 72MHz/6kHz = 5120符號，持續(xù)時間分 別為(1024/30. 72)us = 33. 33us 和(5120/30. 72) = 166. 67us。考慮到最大時延擴展為8. 33us和時域窗口頻譜成型的需要，選擇長度分別為288 符號和328符號保護間隔，對應(yīng)持續(xù)時間為(288/30. 72) = 9. 38us和(328/30. 72)us = 10.68us。參照附圖17，保護間隔和時域數(shù)據(jù)塊一起構(gòu)成時域數(shù)據(jù)幀，短數(shù)據(jù)幀持續(xù) (1024+328) = 1352符號，長數(shù)據(jù)幀持續(xù)(5120+288) = 5408符號；短數(shù)據(jù)幀采用循環(huán)擴展 保護間隔填充，前保護間隔為308符號，后保護間隔為20 ；長數(shù)據(jù)幀采用循環(huán)前綴保護間隔 填充，前保護間隔長度為288符號，沒有后保護間隔。因為短數(shù)據(jù)幀的IDFT運算點數(shù)少，頻 域子載波頻譜成型性能差，因此需要增加時域窗口頻譜成型，因此需要增加保護間隔長度， 以保證有效保護間隔不小于信道的最大時延擴展。選擇時域窗口的滾降系數(shù)為40/1352 = 2. 96%，則短數(shù)據(jù)幀的有效保護間隔也為288符號。因為長數(shù)據(jù)幀的IDFT運算點數(shù)多，頻 域子載波頻譜成型性能好，因此不需要額外的時域窗口頻譜成型。復(fù)幀結(jié)構(gòu)利用時域數(shù)據(jù)幀的規(guī)律和保護間隔填充的循環(huán)擴展進行復(fù)幀同步，不包 括輔助信號；信道估計由每個時頻子信道內(nèi)部的導(dǎo)頻實現(xiàn)?？紤]到需要支持實時業(yè)務(wù)，因此復(fù)幀不宜太長，要求持續(xù)時間IOms左右。選擇復(fù) 幀長度為5408*64 = 346112符號，持續(xù)時間約11. 3ms。為了支持18MHz、9MHz和4. 5MHz三種有效信號帶寬，簡化時頻圖案映射，同時兼顧 信道帶寬內(nèi)某些頻點存在的嚴重干擾，選擇基本帶寬為300kHz，則每個頻域數(shù)據(jù)塊對應(yīng)信 號帶寬為18MHz/9MHz/4. 5MHz的有效基本時頻單元分別為60個、30個、和15個。參照圖18，以中心頻率F0，有效信號帶寬BW = 4. 5MHz為例，對應(yīng)基本時頻單元的 頻域子載波采用集中放置，基本時頻單元因此編號為1至15。步驟3.獲得系統(tǒng)可用時頻資源、信道條件和業(yè)務(wù)需求信息根據(jù)時分雙工的要求，確定預(yù)留給上行信道的時間資源，假定上行信道資源最少 為25%，最多為75%?？紤]到該系統(tǒng)可能存在頻點干擾，假定已經(jīng)得到干擾對應(yīng)的頻率圖樣。業(yè)務(wù)需求信息假定已知，包括高速移動的高優(yōu)先級業(yè)務(wù)數(shù)目和低速移動的低優(yōu)先 級業(yè)務(wù)數(shù)目，每個業(yè)務(wù)均為發(fā)射端到一個接收端的點對點業(yè)務(wù)，信道條件已知。步驟4.根據(jù)所述系統(tǒng)可用資源、信道條件、和業(yè)務(wù)需求，基于所述基本傳輸模式 確定多業(yè)務(wù)傳輸所采用的具體傳輸模式如步驟3所述，系統(tǒng)可用時頻資源需要靈活調(diào)度，不僅上行下行時頻資源需要靈
30活調(diào)度，而且高優(yōu)先級業(yè)務(wù)和低優(yōu)先級業(yè)務(wù)占用的時頻資源也需要靈活調(diào)度，因此系統(tǒng)需 要給出物理層信令，復(fù)幀結(jié)構(gòu)需要開辟專門的信令子信道。參照圖18，確定多業(yè)務(wù)傳輸所采用的具體傳輸模式得到的完整復(fù)幀結(jié)構(gòu)，復(fù)幀總 長度為(5408*64)個符號，最多可支持64個長數(shù)據(jù)幀，或256個短數(shù)據(jù)幀。圖中，每個方框 代表一個時域數(shù)據(jù)幀，依次標(biāo)號為1至最大值。設(shè)計用于下行多址多業(yè)務(wù)傳輸?shù)臅r頻資源 位于復(fù)幀結(jié)構(gòu)最后，占用長度為(5408*C)個符號，C是整數(shù)，最小為16(對應(yīng)復(fù)幀時頻資源 的25% )，最大為48(對應(yīng)復(fù)幀時頻資源的75% )，其它資源用于上行多址傳輸，滿足時分 雙工的要求。為了信令子信道分配的方便，也為了接收機同步的方便，復(fù)幀結(jié)構(gòu)的前16+A1 個數(shù)據(jù)幀為短數(shù)據(jù)幀，之后是A2個長數(shù)據(jù)幀、和預(yù)約用于上行多址傳輸?shù)姆枺渲?(16+A1) /4+A2+C = 64，要求Al是4的整數(shù)倍的正整數(shù)。顯然A1、A2和C是復(fù)幀結(jié)構(gòu)參數(shù)， 根據(jù)上下行業(yè)務(wù)需求和高低優(yōu)先級業(yè)務(wù)決定。參照圖19，給出信令子信道時頻分配圖案?？v軸為頻率軸，中心頻率FO = 2. 4GHz， 有效帶寬以BW = 4. 5MHz為例，每個頻域數(shù)據(jù)塊包括15個基本時頻單元，依次編號為1至 15。橫軸是時間軸，TO是復(fù)幀的起始時刻，Tl = (16*1352/30. 72) = 704. 2us是復(fù)幀前16 個短數(shù)據(jù)幀的持續(xù)時間。信令子信道僅位于復(fù)幀的前16個短數(shù)據(jù)幀，依次編號為1至16，因 此不依賴于復(fù)幀結(jié)構(gòu)參數(shù)Al、A2和C，有效保證接收端信令子信道的正常解調(diào)。如前所述， 信道帶寬內(nèi)可能存在嚴重的窄帶干擾，并且干擾頻點未知，而信令子信道必須預(yù)先配置，因 此信令子信道采用跳頻技術(shù)，以保證信令子信道的可靠性；在16個短數(shù)據(jù)幀內(nèi)，信令子信 道占用的基本時頻單元數(shù)目會有規(guī)律變化。最后，信令子信道帶寬為0. 9MHz，對應(yīng)每個短數(shù) 據(jù)幀的頻域數(shù)據(jù)塊的3個連續(xù)基本時頻單元。以有效帶寬4. 5MHz為例，信令占用的整個復(fù) 幀時頻資源的比例為(0. 9/4. 5)* (16*1352)/(5408*64) = 1.25%。普通子信道的時頻資源分配與信令子信道類似，其中短數(shù)據(jù)幀承載高速業(yè)務(wù)，頻 譜利用率低，長數(shù)據(jù)幀承載低速業(yè)務(wù)，頻譜利用率高。為了提高系統(tǒng)傳輸可靠性和系統(tǒng)頻譜 效率等指標(biāo)，普通子信道的時頻資源分配由子信道分配算法根據(jù)系統(tǒng)可用資源、信道條件、 和業(yè)務(wù)需求進行優(yōu)化，不再細述?？紤]到接收端的復(fù)幀同步、信令子信道的同步和信道估計，信令子信道對應(yīng)的頻 域數(shù)據(jù)塊需要加入導(dǎo)頻，不再細述。信令子信道的優(yōu)先級最高，因此采用低階調(diào)制和低碼率 糾錯編碼，不再細述。最后，根據(jù)業(yè)務(wù)傳輸速率要求，為每個時頻子信道確定傳輸模式，包括但不限于擾 碼、糾錯編碼、星座映射、交織模式、和平均功率，其中子信道分配算法在總發(fā)射功率的約束 下，優(yōu)化每個子信道的平均功率。通常承載高優(yōu)先級業(yè)務(wù)的子信道采用低階調(diào)制和/或低 碼率糾錯編碼，承載低優(yōu)先級業(yè)務(wù)的子信道采用高階調(diào)制和/或高碼率糾錯編碼，不再細 述。如實施例4所述，信令子信道和承載高優(yōu)先級業(yè)務(wù)的子信道可以輔助承載低優(yōu)先級業(yè) 務(wù)的子信道進行信道估計。確定多業(yè)務(wù)傳輸所采用的具體傳輸模式得到的完整復(fù)幀結(jié)構(gòu)、時頻映射圖案和每 個時頻子信道的子信道傳輸模式等信息由信令子信道承載，以保證所有時頻子信道業(yè)務(wù)數(shù) 據(jù)的解調(diào)和解碼；確定多業(yè)務(wù)傳輸所采用的具體傳輸模式輸出，指導(dǎo)發(fā)射端裝置(基站)和 接收端裝置(移動終端)的實現(xiàn)。
步驟5.由于系統(tǒng)支持物理層信令和靈活調(diào)度，所以轉(zhuǎn)入步驟6。步驟6.如果系統(tǒng)可用資源、信道條件、和業(yè)務(wù)需求發(fā)生變化，則返回步驟3 ；否則， 保持系統(tǒng)設(shè)置不變。以上實施方式僅用于說明本發(fā)明，而并非對本發(fā)明的限制，有關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的普通 技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變化和變型，因此所有 等同的技術(shù)方案也屬于本發(fā)明的范疇，本發(fā)明的專利保護范圍應(yīng)由權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求
一種確定下行多址系統(tǒng)多業(yè)務(wù)傳輸模式的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟S1，獲取系統(tǒng)參數(shù)和業(yè)務(wù)信息；S2，根據(jù)系統(tǒng)參數(shù)和業(yè)務(wù)信息確定基本傳輸模式，包括以下步驟S2.1，確定傳輸中所采用的復(fù)幀由輔助信號與一個或多個不同長度的時域數(shù)據(jù)幀組成，所述時域數(shù)據(jù)幀由保護間隔和時域數(shù)據(jù)塊組成，所述時域數(shù)據(jù)塊經(jīng)時頻變換與頻域數(shù)據(jù)塊在復(fù)幀結(jié)構(gòu)中一一對應(yīng)，所述頻域數(shù)據(jù)塊由子載波組成；S2.2，確定傳輸中的基本信道單元為由位于同一時域數(shù)據(jù)幀內(nèi)的一個或多個子載波組成的基本時頻單元，所述基本時頻單元占據(jù)的信號帶寬固定，定義為基本帶寬；S2.3，確定傳輸中的物理層子信道為所述復(fù)幀結(jié)構(gòu)中由一個時域數(shù)據(jù)幀內(nèi)的一個或多個基本時頻單元組成、或由多個時域數(shù)據(jù)幀內(nèi)的多個基本時頻單元組成的時頻子信道；S3，獲得系統(tǒng)可用時頻資源、信道條件和業(yè)務(wù)需求信息；S4，在外部子信道分配算法指導(dǎo)下，根據(jù)所述系統(tǒng)可用資源、信道條件、和業(yè)務(wù)需求，基于所述基本傳輸模式，確定多業(yè)務(wù)傳輸所采用的具體傳輸模式，包括以下步驟S4.1，確定不同業(yè)務(wù)傳輸時具體采用的復(fù)幀結(jié)構(gòu)；S4.2，確定基本時頻單元到時頻子信道的映射結(jié)果或時頻子信道到基本時頻單元的映射結(jié)果的時頻映射圖案，完成傳輸不同業(yè)務(wù)所需時頻子信道的時頻資源分配；S4.3，確定每個時頻子信道的子信道傳輸模式。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟S4之后還包括如下步驟S5，判斷系統(tǒng)是否支持物理層信令和靈活調(diào)度，若不支持，則結(jié)束，系統(tǒng)按當(dāng)前具體傳 輸模式工作，否則執(zhí)行步驟S6;S6，若系統(tǒng)可用時頻資源、信道條件、或業(yè)務(wù)需求信息發(fā)送變化，返回執(zhí)行步驟S3。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，步驟Sl中，所述系統(tǒng)參數(shù)包括系統(tǒng)工作頻段、最大信道帶寬、和信道傳輸?shù)淖畲髸r延 擴展；所述業(yè)務(wù)信息包括最大支持的子信道數(shù)目、最大移動速度、最大傳輸速率、和實時性 要求；步驟S2中確定基本傳輸模式還包括以下步驟S2.4，定義步驟S2. 1中復(fù)幀的輔助信號形式，選擇頻譜成型方法，根據(jù)頻譜成型方法 和最大信道帶寬確定基本符號間隔和信號帶寬；S2. 5，根據(jù)工作頻段和不同業(yè)務(wù)的最大移動速度，定義一種或多種時域數(shù)據(jù)塊長度； S2. 6，根據(jù)不同業(yè)務(wù)對應(yīng)信道的最大時延擴展，定義一種或多種保護間隔長度、及保護 間隔的一種或多種填充方式，根據(jù)多業(yè)務(wù)實時性需求，確定步驟S2. 1中復(fù)幀的長度范圍； S2. 7，確定步驟S2. 2中基本時頻單元的基本帶寬的具體大??； S2. 8，定義與步驟S2. 5中時域數(shù)據(jù)塊對應(yīng)的每種頻域數(shù)據(jù)塊的基本時頻單元劃分方 式，其中每種頻域數(shù)據(jù)塊共享相同的基本時頻單元劃分方式。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟S3中，所述系統(tǒng)可用資源包括系統(tǒng)可用帶寬、發(fā)射功率和復(fù)幀時頻資源；所述信 道條件包括發(fā)射端到不同業(yè)務(wù)接收端的傳輸信道的信道時延擴展、信道多普勒擴展、信道 干擾圖案；所述業(yè)務(wù)需求信息包括所需時頻子信道數(shù)目和對應(yīng)每個時頻子信道的實時性要求、傳輸帶寬要求、QOS要求、和傳輸速率要求；步驟S4. 1中，根據(jù)所述業(yè)務(wù)需求信息，結(jié)合外部子信道分配算法來確定具體采用的復(fù) 幀結(jié)構(gòu)，包括確定復(fù)幀中時域數(shù)據(jù)幀的數(shù)目和每個時域數(shù)據(jù)幀的種類；步驟S4. 2中，根據(jù)所述系統(tǒng)可用資源、信道干擾圖案和業(yè)務(wù)傳輸帶寬要求，在外部子 信道分配算法的指導(dǎo)下，為對應(yīng)所述業(yè)務(wù)需求的每個時頻子信道分配可用時頻資源，確定 基本時頻單元到時頻子信道的映射結(jié)果或時頻子信道到基本時頻單元的映射結(jié)果，得到時 頻映射圖案，完成傳輸不同業(yè)務(wù)所需時頻子信道的時頻資源分配；步驟S4. 3中，根據(jù)所述業(yè)務(wù)實時性要求、QOS要求和傳輸速率要求，確定每個時頻子信 道的子信道傳輸模式。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，步驟S4.2包括以下子步驟S4. 2. 1，以步驟S2. 7確定的基本時頻單元為單位，確定系統(tǒng)可用時頻資源； S4. 2. 2，確定對應(yīng)所述業(yè)務(wù)需求信息的每個時頻子信道的子信道帶寬，其中，子信道帶 寬是基本帶寬的整數(shù)倍；S4. 2. 3，確定每個時頻子信道對應(yīng)的一個或多個頻域數(shù)據(jù)塊位置； S4. 2. 4，確定每個時頻子信道的所有基本時頻單元。
6.如權(quán)利要求1、2、4或5任一所述的方法，其特征在于，若基本時頻單元由多個子載波組成，基本時頻單元所對應(yīng)子載波的位置集中放置，或 者是分散放置，或者是二者的混合；若時頻子信道由多個基本時頻單元組成，時頻子信道對應(yīng)的基本時頻單元的位置集中 放置，或者是分散放置，或者是二者的混合。
7.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，步驟S2.7確定的基本帶寬是所述復(fù)幀內(nèi)任 意頻域數(shù)據(jù)塊子載波間隔的整數(shù)倍。
8.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，步驟S4.2. 4中，對應(yīng)每個時頻子信道的一個 或多個頻域數(shù)據(jù)塊，構(gòu)成該時頻子信道的基本時頻單元在頻域數(shù)據(jù)塊中的位置或者相同， 或者相互獨立。
9.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，步驟S4. 2. 1中，系統(tǒng)可用資源信息由外部頻譜感知模塊提供； 系統(tǒng)可用資源對應(yīng)的復(fù)幀時頻資源，不包括系統(tǒng)預(yù)約的時頻資源或系統(tǒng)確認為不可用 的時頻資源。
10.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，若步驟S5判斷得出系統(tǒng)支持物理層信令和靈活調(diào)度，還包括分配用于傳輸包含信令 信息的信令業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的信令子信道的步驟，所述信令信息包括具體采用的復(fù)幀結(jié)構(gòu)、時頻 映射圖案和子信道傳輸模式。
11.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，步驟S2. 4中所定義的輔助信號形式為前導(dǎo)序列、疊加序列、或所述復(fù)幀中時域數(shù)據(jù)幀 之間或之后的已知訓(xùn)練序列，或為多種序列的組合，或沒有輔助信號；S2. 6中所述保護間隔的填充方式是所述時域數(shù)據(jù)幀的時域數(shù)據(jù)塊的循環(huán)擴展、零序 列、或已知訓(xùn)練序列，或沒有保護間隔，其中所述時域數(shù)據(jù)幀的保護間隔或者全部相同，或 者獨立設(shè)置。
12.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該方法應(yīng)用到面向?qū)拵?shù)字地面廣播的下 行多址OFDM塊傳輸系統(tǒng)中來確定多業(yè)務(wù)的傳輸模式。
13.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該方法應(yīng)用到面向?qū)拵o線移動通信的下 行多址OFDM塊傳輸系統(tǒng)中來確定多業(yè)務(wù)的傳輸模式。
14.一種基于權(quán)利要求1所述方法的發(fā)射端裝置，其特征在于，該發(fā)射端裝置包括 資源調(diào)度單元，用于利用權(quán)利要求1所述的方法確定多業(yè)務(wù)傳輸中所采用的復(fù)幀結(jié)構(gòu)、子信道傳輸模式和時頻映射圖案，產(chǎn)生包含所有時頻子信道參數(shù)的信令信息及調(diào)度信 息，所述調(diào)度信息包括子信道傳輸模式和時頻映射圖案，以及發(fā)射端所有其它單元的控制 信號和時序信號；信令業(yè)務(wù)復(fù)接單元，用于將資源調(diào)度單元產(chǎn)生的信令信息和填充信息進行復(fù)接得到信 令數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，輸出對應(yīng)的信令業(yè)務(wù)比特；子信道編碼調(diào)制單元，用于根據(jù)資源調(diào)度單元提供的子信道傳輸模式，對信令業(yè)務(wù)比 特或由多業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)得到的普通業(yè)務(wù)比特進行編碼和調(diào)制，得到對應(yīng)的業(yè)務(wù)符號，同時根據(jù) 需要填充時頻子信道所需的訓(xùn)練符號和/或虛擬子載波；頻域數(shù)據(jù)塊組成單元，用于根據(jù)資源調(diào)度單元提供的時頻映射圖案和當(dāng)前頻域數(shù)據(jù)塊 的時序信號，對屬于當(dāng)前頻域數(shù)據(jù)塊的多個時頻子信道的業(yè)務(wù)符號和訓(xùn)練符號進行復(fù)接， 得到完成子載波復(fù)接的頻域數(shù)據(jù)塊并輸出給IDFT單元；IDFT單元，根據(jù)當(dāng)前輸入頻域數(shù)據(jù)塊的長度信息，對輸入的頻域數(shù)據(jù)塊進行IDFT運 算，得到當(dāng)前時域數(shù)據(jù)塊；時域數(shù)據(jù)幀組幀單元，根據(jù)資源調(diào)度單元提供的復(fù)幀結(jié)構(gòu)和當(dāng)前時域數(shù)據(jù)幀的時序信 號，得到填充所需信號的保護間隔，將保護間隔和時域數(shù)據(jù)塊一起組成時域數(shù)據(jù)幀并輸出 到復(fù)幀組幀單元；復(fù)幀組幀單元，根據(jù)資源調(diào)度單元提供的時頻映射圖案和當(dāng)前復(fù)幀的時序信號，將輸 入的一個或多個時域數(shù)據(jù)幀和輔助信號一起組成復(fù)幀信號；復(fù)幀后續(xù)處理單元，對復(fù)幀信號進行頻譜成型、數(shù)模變換和射頻調(diào)制的后處理，得到最 后的發(fā)射信號。
15.如權(quán)利要求14所述的發(fā)射端裝置，其特征在于，所述子信道編碼調(diào)制單元的編碼調(diào)制操作包括擾碼、糾錯編碼、星座映射、交織、和功 率控制；所述子信道編碼調(diào)制單元所輸入的一路普通業(yè)務(wù)比特由一個或多個子業(yè)務(wù)的比特復(fù) 接得到。
16.一種基于權(quán)利要求3所述方法和對應(yīng)于權(quán)利要求14所述發(fā)射端裝置的接收端裝 置，其特征在于，該接收端裝置包括控制單元，用于接收系統(tǒng)預(yù)置的信令子信道信息，基本傳輸模式中確定的部分復(fù)幀結(jié) 構(gòu)信息和部分時頻圖案映射信息，根據(jù)信令子信道解調(diào)及信令解析單元得到的信令信息、 和前端單元提供的同步信息，得到接收端所需的全部復(fù)幀結(jié)構(gòu)、時頻圖案映射和所需子信 道傳輸模式信息，產(chǎn)生接收端所有其它單元所需的控制信號和時序信號；前端單元，用于在控制單元的控制下，完成射頻解調(diào)、模數(shù)轉(zhuǎn)換，并根據(jù)復(fù)幀結(jié)構(gòu)進行 接收端同步，得到復(fù)幀信號和同步信號；時域數(shù)據(jù)幀分離單元，在控制單元的控制下，根據(jù)復(fù)幀結(jié)構(gòu)，首先從復(fù)幀信號中分離所 需時域數(shù)據(jù)幀，然后從時域數(shù)據(jù)幀中分離出時域數(shù)據(jù)塊，輸出到DFT單元；DFT單元，在控制單元的控制下，根據(jù)復(fù)幀結(jié)構(gòu)提供的輸入時域數(shù)據(jù)塊的塊長，進行 DFT變換，得到由子載波組成的頻域數(shù)據(jù)塊；頻域數(shù)據(jù)塊子信道分離單元，在控制單元的控制下，根據(jù)復(fù)幀結(jié)構(gòu)、時頻映射圖案和當(dāng) 前頻域數(shù)據(jù)塊的時序信號，對輸入頻域數(shù)據(jù)塊進行子信道分離，得到對應(yīng)信令子信道的信 令符號塊，和對應(yīng)傳輸多業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的普通子信道的普通符號塊；子信道解調(diào)解碼單元，用于在控制單元的控制下，對不同時頻子信道的信令符號塊和/ 或普通符號塊進行解調(diào)解碼，得到對應(yīng)信令業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和普通業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)；信令解析單元，用于在控制單元的控制下，對信令業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進行解析，得到信令業(yè)務(wù)數(shù) 據(jù)包含的信令信息并輸出給控制單元。
17.如權(quán)利要求16所述的接收端裝置，其特征在于，所述子信道解調(diào)解碼單元包括信 令子信道解調(diào)解碼單元和普通子信道解調(diào)解碼單元，其中，子信道解調(diào)解碼單元，包括信令子信道估計單元，用于在控制單元的控制下，根據(jù)信令子信道傳輸模式進行信令 子信道的信道估計，得到信令子信道估計結(jié)果；信令子信道均衡單元，用于利用信令子信道估計結(jié)果進行信令子信道均衡，得到均衡 后的數(shù)據(jù)符號；信令子信道解調(diào)解碼執(zhí)行單元，用于對均衡后的數(shù)據(jù)符號進行解交織、星座解映射、信 道解碼、和解擾的解調(diào)解碼操作，得到信令業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，送給信令解析單元； 所述普通子信道解調(diào)解碼單元包括普通子信道估計單元，用于在控制單元的控制下，根據(jù)當(dāng)前普通子信道傳輸模式，進行 當(dāng)前普通子信道的信道估計或更新，得到當(dāng)前普通子信道估計結(jié)果；普通子信道均衡單元，利用當(dāng)前普通子信道估計結(jié)果對輸入普通符號塊進行信道均 衡，得到均衡后的數(shù)據(jù)符號；普通子信道解調(diào)解碼執(zhí)行單元，用于對普通子信道均衡單元均衡后的數(shù)據(jù)符號進行解 交織、星座解映射、信道解碼和解擾的解調(diào)解碼操作，得到普通業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)并輸出。
18.如權(quán)利要求17所述的接收端裝置，其特征在于，所述信令子信道解調(diào)解碼單元的輸出同時輸入到普通子信道解調(diào)解碼單元； 所述普通子信道解調(diào)解碼單元中的普通子信道估計單元結(jié)合輸入的信令子信道解調(diào) 解碼單元的輸出，進行當(dāng)前普通子信道的信道估計或更新。
19.如權(quán)利要求17所述的接收端裝置，其特征在于，該接收端實現(xiàn)裝置包括兩個普通 子信道解調(diào)解碼單元，其中一個為高優(yōu)先級子信道解調(diào)解碼單元，另一個為低優(yōu)先級子信 道解調(diào)解碼單元；其中高優(yōu)先級子信道解調(diào)解碼單元輸出的結(jié)果輸出到低優(yōu)先級子信道解調(diào)解碼單元， 低優(yōu)先級子信道解調(diào)解碼單元結(jié)合輸入的高優(yōu)先級子信道解調(diào)解碼結(jié)果進行當(dāng)前普通子 信道的信道估計或更新。
全文摘要
本發(fā)明涉及確定下行多址系統(tǒng)多業(yè)務(wù)傳輸模式的方法及發(fā)射端、接收端裝置，本發(fā)明中信息傳輸采用復(fù)幀結(jié)構(gòu)，復(fù)幀結(jié)構(gòu)中的時域數(shù)據(jù)幀長度靈活可變，所采用的時頻分片技術(shù)為對時間和子載波資源進行基本時頻單元劃分，基本時頻單元由位于同一時域數(shù)據(jù)幀內(nèi)的一個或多個子載波組成且占據(jù)的信號帶寬固定；利用基本時頻單元進行時頻子信道分配；根據(jù)系統(tǒng)可用資源、信道條件和多業(yè)務(wù)需求確定傳輸模式；基于傳輸模式的確定得到發(fā)射端裝置；并根據(jù)傳輸模式的確定和發(fā)射端裝置得到對應(yīng)某個時頻子信道的接收端裝置。本發(fā)明支持多種業(yè)務(wù)傳輸?shù)男枨?，并且可以根?jù)外部獲得的系統(tǒng)可用資源信息、信道條件和業(yè)務(wù)具體需求，靈活調(diào)度系統(tǒng)資源，靈活配置系統(tǒng)參數(shù)。
文檔編號H04L27/26GK101924721SQ20091008710
公開日2010年12月22日 申請日期2009年6月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月10日
發(fā)明者宋健, 彭克武, 楊昉, 楊知行, 潘長勇 申請人:清華大學(xué)