专利名称：基于子带的发射方法及其设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及无线通信领域，特别涉及基于子带的传输技术。
背景技术：
目前，典型的基于子带的传输方式有基于单载波(即单子带)的单载波
频分多址接入(Single Carrier - Frequency Division Multiple Access, 简称 "SC-FDMA")传输方式，其信号生成的频域实现方法原理图如图1所示。 在图1 (a)中，N个编码后数据符号首先经过离散傅立叶变换(Discrete Fourier Transformation,简称"DFT")扩频，然后通过子载波映射单元映 射到逆向快速傅立叶变换(Inverse Fast Transform,简称"IFFT")频域的 指定位置，通过IFFT生成时域信号，最后插入循环前缀(Cyclic Prefix,简 称"CP")后输出。图1 (b)给出了子载波映射的具体实现方式。
对于基于多个子带的正交频分多址接入(multi band Orthogonal Frequency Division Multiple Access,简称"MB画OFDMA，，)信号生成的频 域实现方法，其原理如图2所示，假设有M个等带宽的子带，每个子带上传 送N个符号。首先，MxN个编码后的数据符号通过数据符号流分路单元分 成M个数据流，每个数据流含有N个数据符号。每个数据流上的N个数据 符号通过DFT扩频后映射到IFFT频域上的指定位置。最后，这些频域子带 信号经过IFFT变换到时域，插入CP后就生成了多个子带的正交频分复用多 址信号。
本发明的发明人发现，现有无线通信传输技术基于正交频分复用 (Orthogonal Frequency Division Multiplexing, 简称"OFDM")方案，每个OFDM符号由循环前缀和数据部分构成；为了保持较高的频谱效率，循环 前缀长度一般是数据部分长度的某个固定比例，比如1/4, 1/32等。OFDM 信号的处理方法可参见专利号为7， 388， 921的美国专利。
为了适应不同多径条件的传播场景，需要CP根据情况有所调整；在CP 长度较长时，希望数据符号长度也能跟着变长，基本保持频镨效率不变。在 现有的OFDM技术中，可以通过改变符号子载波间隔来改变数据符号长度， 但是，该方案使得信号的传输特性也发生了改变，比如改变了载波跟踪特性， 定时同步特性，对抗多普勒频移的特性等等。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于子带的发射方法及其设备，可以在保持 频谱效率稳定的同时，还能够保留除多普勒效果之外的传输特性不变。
为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种基于子带的发射方 法，包括以下步骤
确定当前子带符号数据部分长度相对于基准子带符号数据部分长度的 比例B，其中每个子带符号由循环前缀部分和数据部分组成；
对BxN个数据进行长度为BxN的离散傅立叶变换，其中N为基准子 带符号数据部分长度；
通过子载波映射将离散傅立叶变换结果映射到宽度为Bx W的总带宽中 对应的子带，其中W为基准子带符号映射到总带宽的子载波数；
对映射结果进行长度为BxW的逆向快速傅立叶变换生成时域信号，插 入循环前缀后发射。
本发明的实施方式还提供了一种基于子带的发射设备，包括 控制单元，用于确定当前子带符号数据部分长度相对于基准子带符号数据部分长度的比例B,其中每个子带符号由循环前缀部分和数据部分组成；
DFT单元，用于对Bx N个数据进行长度为Bx N的离散傅立叶变换， 其中N为基准子带符号数据部分长度；
映射单元，用于通过子载波映射将DFT单元输出的离散傅立叶变换结果 映射到宽度为B x W的总带宽中对应的子带，其中W为基准子带符号映射到 总带宽的子载波数；
IFFT单元，用于对映射单元输出的映射结果进行长度为B x W的逆向快 速傅立叶变换生成时域信号；
CP插入单元，用于在IFFT单元输出的时域信号中插入循环前缀；
发射单元，用于发射经CP插入单元处理的信号。
本发明实施方式与现有技术相比，主要区别及其效果在于
在需要改变CP长度的情况下，相应地扩展DFT和IFFT的长度，改变 传输符号数据部分长度，从而在保持频谱效率稳定的同时，还能够保留载波 恢复、定时恢复等除多普勒效果之外的传输特性不变。
进一步地，通过将一个数据流分在多个子带中传输，可以同时拥有较好 的功率峰均比和抗频域选择性干扰性能。
进一步地，各个子带的带宽可以相同，采用等分的方式将属于同一数据 流的数据分为多路，可以简化分路操作，因为对各子带对应的数据进行DFT 时，DFT的长度是相同的，为DFT处理的简化提供了可能性。
进一步地，各子带带宽的带宽也可以不同，并且各个子带的带宽与其所 承载的数据流的速率相应，从而提高资源的利用率。
进一步地，在各个子带之间设置保护隔离带宽，可以减少各个子带之间 的相互干扰。进一步地，当Bx N的值为2n13n25n3，并且Bx W的值为2n43n55n^t, DFT和IFFT都可以被高效地执行。
图1是现有技术中SC-FDMA单载波信号生成的频域实现方法原理图2是现有技术中基于多个子带的正交频分复用多址信号生成的频域实 现方法原理图3是根据本发明第一实施方式的基于子带的发射方法流程图； 图4是根据本发明第一实施方式的基于子带的发射方法示意图； 图5是根据本发明第二实施方式的基于子带的发射方法流程图； 图6是根据本发明第二实施方式的基于子带的发射方法示意图； 图7是根据本发明第四实施方式的基于子带的发射设备结构图。
具体实施例方式
在以下的叙述中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细 节。但是，本领域的普通技术人员可以理解，即使没有这些技术细节和基于 以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请各权利要求所要求保 护的技术方案。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发 明的实施方式作进一步地详细描述。
本发明第一实施方式涉及一种基于子带的发射方法，具体流程如图3所示。
在步骤310中，确定当前子带符号数据部分长度相对于基 子带符号数据部分长度的比例B,其中每个子带符号由CP部分和数据部分组成。比如
说，根据当前子带符号的CP部分长度与基准子带符号的CP部分长度的比 值获取到B, B可以是大于1的正数，也可以是小于1的正数，如数据符号 长度被扩展时，B为大于1的正数，数据符号长度被缩短时，B为小于1的 正数。
此外，可以理解，B也可以不等于当前子带符号的CP部分长度与基准 子带符号的CP部分长度之比，也就是说在不同的时候数据据部分长度与CP 长度的比例可以不同，例如在室内时多径的长度变化范围较小，CP可以在 整个子带符号中占比较小的比例，在室外时多径的长度变化范围较大，CP 可以在整个子带符号中占比较大的比例。
接着，在步骤320中，对B x N个数据进行长度为B x N的DFT变换， 其中N为基准子带符号数据部分长度。比如说，当前子带符号的数据部分长 度相对于基准子带符号的数据部分长度的比例B = 2,则对2xN个编码后的 数据符号进行长度为2 x N的DFT。
接着，在步骤330中，通过子载波映射将DFT变换结果映射到宽度为B xW的总带宽中对应的子带，其中W为基准子带符号映射到总带宽的子载 波数。需要说明的是，本实施方式的总带宽中只有一个子带，因此在本步骤 中，通过子载波映射将经DFT的变换结果映射到宽度为B x W的总带宽中对 应的子带上。
接着，在步骤340中，对映射结果进行长度为BxW的IFFT生成时域 信号，插入CP后发射。比如说，当前子带符号的数据部分长度相对于基准 子带符号的数据部分长度的比例B = 2，则在本步骤中，对映射结果进行双倍 长度的IFFT，生成时域信号，并在插入CP后发射。在B取2的情况下，本 实施方式的发射方法示意图如图4所示，其中，图4(a)中的N个符号为 基准子带符号数据部分，图4 (b)为子带符号数据部分长度增加一倍后的频域实现方法示意图。
由于在本实施方式中，在需要改变CP长度的情况下，相应地扩展DFT 和IFFT的长度，改变传输符号数据部分长度，从而在保持频谱效率稳定的 同时，还能够保留载波恢复、定时恢复等除多普勒效果之外的传输特性不变。
本发明第二实施方式涉及一种基于子带的发射方法，在本实施方式中， 总带宽中有D个子带，其中D",具体流程如图5所示。
在步骤510中，确定当前子带符号数据部分长度相对于基准子带符号数 据部分长度的比例B,其中每个子带符号由CP部分和数据部分组成。比如 说，根据当前子带符号的CP部分长度与基准子带符号的CP部分长度的比 值获取到B， B可以是大于1的正数，也可以是小于1的正数，如数据符号 长度被扩展时，B为大于1的正数，数据符号长度被缩短时，B为小于1的 正数。
此外，可以理解，B也可以不等于当前子带符号的CP部分长度与基准 子带符号的CP部分长度之比，也就是说在不同的时候数据据部分长度与CP 长度的比例可以不同，例如在室内时多径的长度变化范围较小，CP可以在 整个子带符号中占比较小的比例，在室外时多径的长度变化范围较大，CP 可以在整个子带符号中占比较大的比例。
另外，值得一提的是，本实施方式中的B满足以下条件
Bx N的值为2n13n25n3，并且BxW的值为2n43n55n6，其中，n1、 n2、 n3、 n4、 n5、 n6均为非负整数。这个条件下DFT和IFFT都可以被高效地 执行。
在步骤520中，将属于同一数据流的数据分为D路，每一路数据分别对 应一个子带。其中，D个子带的带宽可以相同，也可以不同。如果D个子带 的带宽相同，则在本步骤中可采用等分的方式将属于同一数据流的数据分为 D路。此外，可以理解，各子带的带宽也可以不相同，此时要根据各子带的
10带宽比例将同一数据流的数据分为D路。通过将一个数据流分在多个子带中 传输，可以同时拥有较好的功率峰均比和抗频域选择性干扰性能。
在步骤530中，对D路数据分别独立地进行DFT。比如说，基准子带 符号数据部分长度为L，则当前子带符号数据部分长度即为BxL，将BxL 个数据等分为D路数据后，每一路数据长度为Bx N'。在本步骤中，对每路 数据分别进行长度为BxN'的DFT，其中N'为基准子带符号数据部分长度L 等分为D路后的数据长度(即N'=L/D),如图6所示。如果是根据各子带 的带宽比例将同一数据流的数据分为D路的，则对某路长度为BxN'的数据 而言，进行长度为Bx N'的DFT，其中N'为基准子带符号数据部分长度L分 为D路后该路的数据长度。
在步骤540中，通过子载波映射将DFT变换结果映射到宽度为Bx W 的总带宽中对应的子带，其中W为基准子带符号映射到总带宽的子载波数， 如图6所示。
在步骤550中，对映射结果进行长度为BxW的IFFT生成时域信号， 插入CP后发射，如图6所示。
在需要改变CP长度的情况下，相应地扩展DFT和IFFT的长度，改变
传输符号数据部分长度，从而在保持频谱效率稳定的同时，还能够保留载波 恢复、定时恢复等除多普勒效果之外的传输特性不变。
由于在本实施方式中，各个子带的带宽可以相同，采用等分的方式将属 于同一数据流的数据分为多路，可以简化分路操作，因为对各子带对应的数 据进行DFT时，DFT的长度是相同的，为DFT处理的简化提供了可能性。
另外，值得一提的是，本实施方式中各个子带之间可有保护隔离带宽， 各保护隔离带宽相同。由于在各个子带之间设置有保护隔离带宽，因而可以 减少各个子带之间的相互干扰。
此外，可以理解，各子带之间也可以没有保护隔离带宽，即使有保护隔离带宽，各保护隔离带宽也可以不相同。
本发明第三实施方式涉及一种基于子带的发射方法。本实施方式与第二 实施方式基本相同，区别主要在于
在第二实施方式中，各个子带中的数据属于同一数据流；然而在第三实
施方式中，各个子带中的数据属于同 一 用户设备的不同的数据流。
此外，可以理解，不同的数据流可以属于不同的信道或不同的业务。D 个子带的带宽可以不同，各子带的带宽与其所承载的数据流的速率相应。
由于各子带的带宽可以不同，并且各个子带的带宽与其所承载的数据流 的速率相应，从而提高了资源的利用率。
此外，可以理解，各子带的带宽也可以是相同的。
本发明的各方法实施方式可以以软件、硬件、固件等等方式实现。不管 本发明是以软件、硬件、还是固件方式实现，指令代码都可以存储在任何类 型的计算机可访问的存储器中(例如永久的或者可修改的，易失性的或者非 易失性的，固态的或者非固态的，固定的或者可是换的介质等等)。同样， 存储器可以例如是可编程阵列逻辑(Programmable Army Logic,简称 "PAL")、随机存取存储器(Random Access Memory,简称"RAM")、 可编程只读存j诸器(Programmable Read Only Memory,简称"PROM")、 只读存储器(Read-Only Memory,简称"ROM")、电可擦除可编程只读 存储器(曰ectrically Erasable Programmable ROM,简称"EEPROM")、 磁盘、光盘、数字通用光盘(Digital Versatile Disc,筒称"DVD")等等。
本发明第四实施方式涉及一种基于子带的发射设备，其结构如图7所示， 包括
控制单元，用于确定当前子带符号数据部分长度相对于基准子带符号数 据部分长度的比例B，其中每个子带符号由CP部分和数据部分组成。DFT单元，用于对BxN个数据进行长度为BxN的DFT,其中N为基
准子带符号数据部分长度。
映射单元，用于通过子载波映射将DFT单元输出的DFT结果映射到宽 度为BxW的总带宽中对应的子带，其中W为基准子带符号映射到总带宽的 子载波数。
IFFT单元，用于对映射单元输出的映射结果进行长度为BxW的IFFT 生成时域信号。
CP插入单元，用于在IFFT单元输出的时域信号中插入CP。
发射单元，用于发射经CP插入单元处理的信号。
通过在DFT单元和IFFT单元扩展DFT和IFFT的长度，可以在保持频 谱效率稳定的同时，还能够保留载波恢复、定时恢复等除多普勒效果之外的 传输特性不变。
其中，控制单元根据以下公式确定B:
B=当前子带符号CP部分长度/基准子带符号CP部分长度。
此外，可以理解，B也可以不等于当前子带符号CP部分长度/基准子 带符号CP部分长度。
第一实施方式是与本实施方式相对应的方法实施方式，本实施方式可与 第一实施方式互相配合实施。第一实施方式中提到的相关技术细节在本实施 方式中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提 到的相关技术细节也可应用在第一实施方式中。
本发明第五实施方式涉及一种基于子带的发射设备。本实施方式与第四 实施方式基本相同，区别主要在于
在第四实施方式中，总带宽内只有一个子带，而在第五实施方式中，总 带宽中有D个子带，其中D", DFT单元有D个。发射设备还包括分路单元，用于将属于同一数据流的数据分为D路，分
别输出到D个DFT单元。
第二实施方式是与本实施方式相对应的方法实施方式，本实施方式可与 第二实施方式互相配合实施。第二实施方式中提到的相关技术细节在本实施 方式中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提 到的相关技术细节也可应用在第二实施方式中。
需要说明的是，本发明设备实施方式中提到的各单元都是逻辑单元，在 物理上， 一个逻辑单元可以是一个物理单元，也可以是一个物理单元的一部 分，还可以以多个物理单元的组合实现，这些逻辑单元本身的物理实现方式 并不是最重要的，这些逻辑单元所实现的功能的组合是才解决本发明所提出 的技术问题的关键。此外，为了突出本发明的创新部分，本发明上述设备实 施方式并没有将与解决本发明所提出的技术问题关系不太密切的单元引入，
虽然通过参照本发明的某些优选实施方式，已经对本发明进行了图示和 描述，但本领域的普通4支术人员应该明白，可以在形式上和细节上对其作各 种改变，而不偏离本发明的精神和范围。
权利要求
1.一种基于子带的发射方法，其特征在于，包括以下步骤确定当前子带符号数据部分长度相对于基准子带符号数据部分长度的比例B，其中每个子带符号由循环前缀部分和数据部分组成；对B×N个数据进行长度为B×N的离散傅立叶变换，其中N为基准子带符号数据部分长度；通过子载波映射将离散傅立叶变换结果映射到宽度为B×W的总带宽中对应的子带，其中W为基准子带符号映射到总带宽的子载波数；对映射结果进行长度为B×W的逆向快速傅立叶变换生成时域信号，插入循环前缀后发射。
2. 根据权利要求1所述的基于子带的发射方法，其特征在于，所述确 定B的步骤中，B二当前子带符号循环前缀部分长度/基准子带符号循环前缀部分长度。
3. 根据权利要求2所述的基于子带的发射方法，其特征在于，所述总 带宽中只有一个子带。
4. 根据权利要求2所述的基于子带的发射方法，其特征在于，所述总 带宽中有D个子带，其中D>1。
5. 根据权利要求4所述的基于子带的发射方法，其特征在于，在所述 进行离散傅立叶变换的步骤之前，还包括将属于同一数据流的数据分为D 路的步骤，每一路数据分别对应一个子带，分别独立地进行所述离散傅立叶 变换。
6. 根据权利要求5所述的基于子带的发射方法，其特征在于，所述D个子带的带宽相同，所述将属于同一数据流的数据分为D路的步骤中采用 等分的方式进行分路。
7. 根据权利要求4所述的基于子带的发射方法，其特征在于，所述各 个子带中的数据属于同 一用户设备的不同的数据流。
8. 根据权利要求7所述的基于子带的发射方法，其特征在于，所述D 个子带的带宽不同，各子带的带宽与其所承载的数据流的速率相应。
9. 根据权利要求4所述的基于子带的发射方法，其特征在于，各个所 述子带之间有保护隔离带宽，各保护隔离带宽相同。
10. 根据权利要求1至9中任一项所述的基于子带的发射方法，其特 征在于，所述B满足以下条件Bx N的值为2n13n25n3，并且已x w的值为2n43n55n6，其中，n1、 n2、 n3、 n4、 n5、 n6均为非负整数。
11. 一种基于子带的发射设备，其特征在于，包括控制单元，用于确定当前子带符号数据部分长度相对于基准子带符号数 据部分长度的比例B，其中每个子带符号由循环前缀部分和数据部分组成；DFT单元，用于对B x N个数据进行长度为BxN的离散傅立叶变换， 其中N为基准子带符号数据部分长度；映射单元，用于通过子载波映射将所述DFT单元输出的离散傅立叶变 换结果映射到宽度为BxW的总带宽中对应的子带，其中W为基准子带符 号映射到总带宽的子载波数；IFFT单元，用于对所述映射单元输出的映射结果进行长度为BxW的 逆向快速傅立叶变换生成时域信号；CP插入单元，用于在所述IFFT单元输出的时域信号中插入循环前缀；发射单元，用于发射经所述CP插入单元处理的信号。
12. 根据权利要求11所述的基于子带的发射设备，其特征在于，所述控制单元根据以下公式确定B:B-当前子带符号循环前缀部分长度/基准子带符号循环前缀部分长度。
13. 根据权利要求12所述的基于子带的发射设备，其特征在于，所述 总带宽中有D个子带，其中D";所述DFT单元有D个；所述发射设备还包括分路单元，用于将属于同一数据流的数据分为D 路，分别输出到D个所述DFT单元。
全文摘要
本发明涉及无线通信领域，公开了一种基于子带的发射方法及其设备。本发明中，在需要改变CP长度的情况下，相应地扩展DFT和IFFT的长度，改变传输符号数据部分长度，从而在保持频谱效率稳定的同时，还能够保留载波恢复、定时恢复等除多普勒效果之外的传输特性不变。系统中可以有一个子带，也可以有多个子带。通过将一个数据流分在多个子带中传输，可以同时拥有较好的功率峰均比和抗频域选择性干扰性能。
文档编号H04L27/26GK101616113SQ200810043540
公开日2009年12月30日 申请日期2008年6月24日 优先权日2008年6月24日
发明者涛 吴, 张小东, 简相超, 垚 陈 申请人:展讯通信(上海)有限公司