长期演进lte上行链路边信息间接传输方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于通信技术领域，特别涉及一种边信息间接传输方法，可用于长期演进 LTE无线通信上行链路的单载波频分多址SC-FDMA系统。
【背景技术】
[0002] 单载波频分多址SC-FDMA技术已经被长期演进LTE上行链路采用，由于它使用了 预编码，和正交频分复用多址OFDMA相比具有较低的峰均比。随着移动网络从4G向5G发 展，在信噪比较高的小小区中，为了获得更高的频谱效率，当前的发展趋势是采用高阶调 制。然而高阶调制的应用会给单载波频分多址SC-FDM信号带来较大的峰均比，使得功放 的效率降低，难以满足5G网络在高能效方面的要求。
[0003] 正交频分复用OFDM系统中常用的概率类降低峰均比的方法，比如部分传输序列 PTS和选择映射SLM，同样可以应用到单载波频分多址SC-FDM系统中。该类方法可以在不 引入额外带宽和噪声增强效应的情况下降低单载波频分多址SC-FDM信号的峰均比。然 而边信息的传输会降低系统的传输效率，使得概率类降低峰均比方法在实际系统中变得 不够实用。为了避免边信息的直接传输，正交频分复用OFDM系统已有一些适用于概率类 降低峰均比方法的边信息间接传输方案，其中一部分可以应用到单载波频分多址SC-FDM 系统中。文献"SLMandPTSpeak-powerreductionofOFDMsignalswithoutside information''(IEEETransactionsonWirelessCommunications，2005)中提出了基于最 大似然ML译码的边信息检测算法，该算法具有较好的误比特率BER性能，但由于边信息检 测和数据译码过程中较高的计算复杂度从而不实用。为了克服复杂度限制，文献"Selected mappingwithoutsideinformationforPAPRreductioninOFDM'，（IEEETransactions onWirelessCommunications，2009)中提出了一种可用于选择映射SLM方法的边信息间接 传输方案，每个数据块的边信息被嵌入到其中扩展相位符号的位置之中。这种方法虽然具 有较低的复杂度，但是会有一定的边信息检测性能损失从而导致误比特率BER性能恶化， 尤其对于高阶调制信号。文献"PAPRreductionforLFDMAusingareducedcomplexity PTSscheme"（29thNationalRadioScienceConference，2012)中提出了一种适用于单 载波频分多址SC-FDM系统中部分传输序列PTS方法的边信息间接传输方案，但是接收端 边信息检测的复杂度较高，尤其在相位旋转矢量的数目较多的时候，并且只适用于基于部 分传输序列PTS降低峰均比的单载波频分多址SC-FDM系统，不具有通用性。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种长期演进LTE上行链路边 信息间接传输方法，以避免所需边信息的直接传输，提高系统传输效率以及降低系统成本。
[0005] 为实现上述目的，本发明方法的思路是：利用长期演进LTE上行链路单载波频分 多址SC-FDM子帧中的块导频符号，将边信息和导频符号中某些子载波的标号组成的集合 建立一一关联，实现边信息的嵌入，并在接收端利用提出的边信息检测算法进行检测恢复， 从而实现边信息的间接传输。
[0006] 本发明实现的具体步骤包括如下：
[0007] (1)在每个子帧的第b个导频符号中，确定信道估计子载波的个数和位置：
[0008]la)将信道估计子载波的个数确定为：t=M-nZd/Zp，其中M为每个导频符号内用 户占用子载波的总数目，n为每个边信息嵌入SIE子块的长度，b= 1，...，Zp，ZdS-个单 载波频分多址SC-FDM子帧内数据符号的个数，Zp为子帧内导频符号的个数；
[0009]Ib)将信道估计子载波的位置标号集合确定为：FCE= |c(i)，1彡i彡n。}，其中 c(i)为Fffi中的第i个元素，按下式计算：
[0012] (2)在每个子帧的第b个导频符号中，划分边信息嵌入SIE子块：
[0013] 2a)根据确定的信道估计子载波位置集合FeE，将边信息嵌入SIE子载波位置集合 确定为4 =⑷丨以< 紙"厂<小
[0014] 2b)将边信息嵌入SIE子载波位置集合Fsie用交织方式划分为g=Zd/Zp个长度为 n的等长子块，并将第P个子块Ifee >确定为：
[0017] (3)在每个子帧的第b个导频符号中，b= 1，...，Zp，将边信息嵌入到划分好的边 信息嵌入SIE子块I(b'e)中；
[0018] (4)在每个子帧的第b个导频符号中，b= 1，...，Zp，利用导频数据进行边信息检 测，得到检测结果
[0019] (5)根据边信息检测结果重新获得导频符号上的整体信道频域响应估计值：
[0020] 5a)根据边信息检测结果M,,..，将导频符号中置零子载波位置集合确定
号；
[0021] 5b)通过最小二乘LS方法对非零子载波位置Fn^t应信道上的频域响应进行估 计；
[0022] 5c)用估计出的非零子载波位置Fm对应信道上的频域响应在置零子载波位置Fe 上内插，获得置零子载波位置^对应信道上的频域响应；
[0023] 5d)将估计出的非零子载波位置Fm对应信道上的频域响应和置零子载波位置 Fe对应信道上的频域响应合并，重新获得用户在导频符号整体信道上的频域响应估计值 {/7(,4).A' =U"Jkf}。
[0024] 本发明与现有技术相比具有以下优点：
[0025] 第一，本发明利用单载波频分多址SC-FDM子帧中的块导频符号进行边信息嵌入 和检测，与现有技术相比在不影响数据符号传输和不增加系统资源情况下，可实现有效的 边信息间接传输。
[0026] 第二，本发明利用恒模值导频符号上的接收数据进行边信息检测，克服了现有技 术对调制方式敏感尤其是高阶调制下检测性能下降的缺点，具有更广的适用范围。
[0027] 第三，本发明使用了复杂度较低的边信息检测方法，和现有技术相比降低了系统 处理成本，具有更好的实用性。
[0028] 第四，本发明利用块导频进行边信息嵌入和检测的同时，不会带来信道估计损失。
[0029] 第五，本发明可以扩展到任何具有块导频帧结构的无线通信系统中的边信息间接 传输。
【附图说明】
[0030] 图1为本发明的流程图；
[0031]图2为本发明在不同参数下边信息检测性能比较曲线图；
[0032]图3为本发明与现有技术的边信息检测性能比较曲线图；
[0033]图4为使用本发明进行边信息间接传输的单载波频分多址SC-FDM系统与常规单 载波频分多址SC-FDM系统的信道估计性能对比曲线图；
[0034]图5为使用本发明进行边信息间接传输的单载波频分多址SC-FDM系统与使用现 有技术进行边信息传输的单载波频分多址SC-FDM系统的误比特率性能比较曲线图。
【具体实施方式】
[0035] 下面结合附图对本发明做进一步详细的描述。
[0036] 参照图1，本发明的实现给出如下两种实施例：
[0037]实施例1，利用基于查阅表格的标号选择器的边信息间接传输方法
[0038] 步骤1，在每个子帧的第b个导频符号中确定信道估计子载波的个数和位置。
[0039]I. 1)将信道估计子载波的个数确定为：n。=M-nZd/Zp，其中M为每个导频符号内 用户占用载波的总数目，n为每个边信息嵌入SIE子块的长度，b= 1，...，Zp，ZdS-个单 载波频分多址SC-FDM子帧内数据符号个数，Zp为子帧内导频符号个数；
[0040] 1. 2)将信道估计子载波的位置标号集合确定为：FCE= |c(i)，1彡i彡n。}，其中 c(i)为Fffi中的第i个元素，按下式计算：
[0043] 步骤2,在每个子帧的第b个导频符号中，划分边信息嵌入SIE子块。
[0044] 2. 1)根据确定的信道估计子载波位置集合FeE，将边信息嵌入SIE子载波位置集合 确定为Am= # |1 ^ ;
[0045] 2. 2)将边信息嵌入SIE子载波位