CN102739601A - Td lte-a***中移动终端与中继节点混合载波协作通信方法 - Google Patents
Td lte-a***中移动终端与中继节点混合载波协作通信方法 Download PDFInfo
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Abstract
TD LTE-A***中移动终端与中继节点混合载波协作通信方法,涉及一种移动终端与中继节点混合载波协作通信方法,为了解决目前的TD LTE及TD LTE-A***当无线信道表现为双弥散特性时,上行信号和下行信号分别受ISI和ICI严重的问题。中继节点RN转发基站eNB发送的PDSCH信道上的业务数据:中继节点RN将收到的来自基站eNB的下行OFDM信号解调后再调制成SC-FDMA信号发送给用户设备UE;中继节点RN转发用户设备UE发送的PUSCH信道上的业务数据:中继节点RN将收到的来自UE的上行SC-FDMA信号解调后再调制成OFDM信号发送给基站eNB。它用于的TD LTE-A***中。
Description
技术领域
本发明涉及一种TD LTE-A***中移动终端与中继节点混合载波协作通信方法。
背景技术
TD LTE-Advanced(TD LTE-A)作为4G移动通信***的备选方案,为了支持更高的数据速率业务的需求,提高小区边缘用户的吞吐量以及提高覆盖能力,引入了中继技术。3GPPTD LTE-A标准定义了两种类型的中继节点(RN,Relay Node),图1中的1为类型1中继,图1中的2为类型2中继。类型1中继节点能够管理独立的小区,拥有独立的小区ID。类型1中继的RN1中继节点主要扩展小区覆盖范围,提升小区边缘用户UE1(User Equipment)信号质量,从而提升***容量。类型2中继节点的RN2中继节点主要用来提升小区内用户UE2)的业务质量及链路容量,通过为小区内UE提供协作分集和发射增益来提高整个***容量;此时小区内UE会收到eNB(eNodeB)和RN发送的两份相同的业务数据,进而提高UE接受业务数据的质量,提高速率;对于上行数据,eNB同样会收到来自UE和RN发送的两份相同的上行业务数据,从而提高上行数据质量。
近年来,随着人们对信息传输速率需求的不断提高,在高运动速率、高传输速率背景下进行可靠高效传输的问题已经成为人们关注的焦点。在“两高”背景下,无线信道呈现一种“双弥散”特性,即由多径造成的时间弥散和由每条径的时变特性(由Doppler频移引起)造成的频率弥散。在双弥散信道下,影响通信质量的主要因素体现为码间干扰(ISI,Inter Symbol Interference)和载波间干扰(ICI,Inter Carrier Interference)。通常情况下很难同时抑制这两种干扰。载波体制的选择往往决定于使用背景、信道环境和抗干扰手段等,通常所说的载波体制主要包括两种:单载波体制与多载波体制。目前研究表明,宽带单载波SC-FDMA对动态频偏的多普勒信道具有较好的抗干扰能力,但对多径带来的ISI比较敏感;而多载波OFDM信号则对密集多径具有较好的抑制能力,但对ICI十分的敏感。从时频域联合的角度分析不同载波体制的能量分布以及干扰能量的分布,可以发现单载波与多载波具有相似的比特能量分布形式,并且均为时频域分布不对称的形式,而不同类型的信道带来的干扰通常也具有不同类型的时频域能量分布。由于通信环境的复杂性和通信要求的多样性,为了解决复杂多变的双弥散信道所带来的各种问题,现考虑单载波SC-FDMA(Single Carrier FDMA)和多载波OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)这两种体制相结合,将这两种载波体制协同在一个通信链路中,利用其不 同抗干扰特性达到性能的互补并获得更优的传输效果。
TD LTE及TD LTE-A***上行采用单载波频分多址(signal-carrier frequency division multiple access,SC-FDMA)技术,下行采用正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)OFDM技术。当无线信道表现为双弥散特性时,即同时包含频率选择性衰落及时间选择性衰落时,尽管利用类型2中继节点,UE和eNB都会收到两个相同的信号,由于两个信号采用相同的多址技术,上行的两个SC-FDMA信号的ISI都比较严重,而下行的两个OFDM信号的ICI也都比较严重,两个信号合并后性能并不会明显提升。
发明内容
本发明的目的是为了解决目前的TD LTE及TD LTE-A***当无线信道表现为双弥散特性时,上行信号和下行信号分别受ISI和ICI严重的问题,提供一种TD LTE-A***中移动终端与中继节点混合载波协作通信方法。
TD LTE-A***中移动终端与中继节点混合载波协作通信方法,
中继节点RN转发基站eNB发送的PDSCH信道上的业务数据:中继节点RN将收到的来自基站eNB的下行OFDM信号解调后再调制成SC-FDMA信号发送给用户设备UE;
中继节点RN转发用户设备UE发送的PUSCH信道上的业务数据:中继节点RN将收到的来自UE的上行SC-FDMA信号解调后再调制成OFDM信号发送给基站eNB。
本发明的优点是:
本发明提出一种混合载波协作通信的方法,在双弥散信道下,利用类型2中继节点,将收到的来自eNB的下行OFDM信号解调后调制成SC-FDMA信号发送给UE,将收到的来自UE的上行SC-FDMA信号解调后调制成OFDM信号发送给eNB。由于UE(eNB)收到的下行(上行)的两个信号采用不同的技术,这样在双选信道下,总有一个信号的质量比较好,从而两个信号合并后性能提升比较好,这样上行信号和下行信号就分别抑制了ISI和ICI。
附图说明
图1为多个不同类型的中继节点RN及多个用户设备UE的中继应用场景。
图2为本发明所述的TD LTE-A***中移动终端与中继节点混合载波协作通信方法的SC-FDMA发射机发射过程原理图。
图3为本发明所述的TD LTE-A***中移动终端与中继节点混合载波协作通信方法的用户设备UE端将SC-FDMA信号和OFDM信号进行合并的原理图。
图4为本发明所述的TD LTE-A***中移动终端与中继节点混合载波协作通信方法的OFDM发射机发射过程原理图。
图5为为本发明所述的TD LTE-A***中移动终端与中继节点混合载波协作通信方法的基站eNB端将OFDM信号和SC-FDMA信号进行合并的原理图。
具体实施方式
具体实施方式一:本实施方式所述的TD LTE-A***中移动终端与中继节点混合载波协作通信方法,
中继节点RN转发基站eNB发送的PDSCH信道上的业务数据:中继节点RN将收到的来自基站eNB的下行OFDM信号解调后再调制成SC-FDMA信号发送给用户设备UE;
中继节点RN转发用户设备UE发送的PUSCH信道上的业务数据:中继节点RN将收到的来自UE的上行SC-FDMA信号解调后再调制成OFDM信号发送给基站eNB。
PDSCH为物理下行共享信道(Physical Downlink Shared Channel);
PUSCH为物理上行共享信道(Physical Uplink Shared CHannel)。
具体实施方式二:本实施方式是对具体实施方式一所述的TD LTE-A***中移动终端与中继节点混合载波协作通信方法的进一步限定,
中继节点RN转发基站eNB发送的PDSCH信道上的业务数据的过程包括如下步骤:
步骤1:中继节点RN用OFDM接收机按预先规定混合载波子帧的eNB-RN下行子帧接收基站eNB发送的PDSCH信道上的传输块;
步骤2:根据中继节点RN计算解码后的该传输块的CRC,判断该传输块的错对,如果该传输块正确,用SC-FDMA发射机将其调制成SC-FDMA信号,按混合载波子帧的RN-UE下行子帧发送给用户设备UE,转入步骤3;如果该传输块错误,则中继节点RN放弃转发该传输块,转入步骤1;
步骤3:用户设备UE将收到的所述SC-FDMA信号和所述OFDM信号进行合并;
步骤4:用户设备UE将步骤3合并后的信号进行后续处理,完成PDSCH信道业务数据的接收。
所述后续处理为对步骤3合并后的信号进行解速率匹配、信道解码等相关处理,该后续处理已经是本领域技术人员熟知的现有技术。
具体实施方式三:结合图2说明本实施方式,本实施方式是对具体实施方式二所述的TD LTE-A***中移动终端与中继节点混合载波协作通信方法的步骤2中的用SCFDMA发射机将其调制成SC-FDMA信号的进一步限定,
用SC-FDMA发射机将其调制成SC-FDMA信号时,输入传输块比特序列x1,其中DFT点数M为映射的子载波的个数,所述子载波的映射位置与接收的OFDM信号的子载波的映射位置相同,IFFT点数N与接收的OFDM信号的FFT点数相同。
具体实施方式四:结合图3说明本实施方式,本实施方式是对具体实施方式二所述的TD LTE-A***中移动终端与中继节点混合载波协作通信方法的进一步限定,所述步骤3中,用户设备UE将SC-FDMA信号和OFDM信号进行合并的过程为:
对基站eNB发来的OFDM信号y2去除循环前缀,对去除循环前缀后的信号进行串并转换,对串并转换后的并行数据进行FFT变换,再对FFT变换后的并行数据进行子载波映射,子载波映射后的并行数据的每一路乘上其相应的均衡系数,每路子载波对应的均衡系数C2j=Hj*/|Hj|,其中j对应第j路子载波,Hj为第j路子载波的信道频率响应,Hj*为Hj的共轭;
对中继节点RN发来的SC-FDMA信号去除循环前缀,对去除循环前缀后的信号进行串并转换,对串并转换后的并行数据进行FFT变换,再对FFT变换后的并行数据进行子载波映射,子载波映射后的并行数据的每一路乘上其相应的均衡系数,每路子载波对应的均衡系数在线性频移均衡及MSE准则下 其中Hi为第i路子载波的信道频率响应,N0为白噪声功率谱密度,P为该子载波的平均功率;再对乘上其相应的均衡系数的并行信号进行IDFT变化;
IDFT变化后的并行数据与OFDM信号均衡后的数据进行最大比合并。
具体实施方式五:本实施方式是对具体实施方式一所述的TD LTE-A***中移动终端与中继节点混合载波协作通信方法的进一步限定,
中继节点RN转发用户UE发送的PUSCH信道上的业务数据的过程包括如下步骤:
步骤1:中继节点RN用SC-FDMA接收机按混合载波子帧的预先规定的UE子帧接收用户设备UE发送的PUSCH信道上的传输块;
步骤2:根据中继节点RN计算解码后的该传输块的CRC,判断该传输块的错对,如果该传输块正确,用OFDM发射机将其调制成OFDM信号,在混合载波子帧的RN-eNB上行子帧发送给基站eNB,转入步骤3;如果该传输块错误,则RN放弃转发该传输块,转入步骤1;
步骤3:基站eNB将收到的OFDM信号和SC-FDMA信号进行合并;
步骤4:基站eNB将步骤3合并后的信号进行后续处理,完成PUSCH信道业务数据的接收。
所述后续处理为对步骤3合并后的信号进行解速率匹配、信道解码等相关处理,该后续处理已经是本领域技术人员熟知的现有技术。
具体实施方式六:结合图4说明本实施方式,本实施方式是对具体实施方式五所述的TD LTE-A***中移动终端与中继节点混合载波协作通信方法的步骤2中的用OFDM发射机将其调制成OFDM信号的进一步限定,
用OFDM发射机将其调制成OFDM信号时,输入传输块的比特序列x2,其中子载波映射位置与接收的SC-FDMA信号的子载波映射位置相同,IFFT点数N与接收的SC-FDMA信号的FFT点数相同。
具体实施方式七:结合图5说明本实施方式,本实施方式是对具体实施方式五所述的TD LTE-A***中移动终端与中继节点混合载波协作通信方法的进一步限定,
所述步骤3中,基站eNB将OFDM信号和SC-FDMA信号进行合并的过程为:对中继节点RN发来的OFDM信号y2去除循环前缀,对去除循环前缀后的信号进行串并转换,对串并转换后的并行数据进行FFT变换,再对FFT变换后的并行数据进行子载波映射,子载波映射后的并行数据的每一路乘上其相应的均衡系数,每路子载波对应的均衡系数C2j=Hj*/|Hj|,其中j对应第j路子载波,Hj为第j路子载波的信道频率响应,Hj*为Hj的共轭;
对用户设备UE发来的SC-FDMA信号去除循环前缀,对去除循环前缀后的信号进行串并转换,对串并转换后的并行数据进行FFT变换,再对FFT变换后的并行数据进行子载波映射,子载波映射后的并行数据的每一路乘上其相应的均衡系数,每路子载波对应的均衡系数在线性频移均衡及MSE准则下 其中Hi为第i路子载波的信道频率响应,N0为白噪声功率谱密度,P为该子载波的平均功率;再对乘上其相应的均衡系数的并行信号进行IDFT变化;
IDFT变化后的并行数据与OFDM信号均衡后的数据进行最大比合并。
具体实施方式八:本实施方式是对具体实施方式一所述的TD LTE-A***中移动终端与中继节点混合载波协作通信方法的进一步限定,
混合载波子帧的格式为:
其中,TX为发送子帧,RX为接收子帧,S为特殊子帧,子帧4为eNB-RN下行子帧,子帧9为RN-UE的SC-FDMA信号下行子帧,子帧3为UE上行子帧,子帧8为RN-eNB的OFDM信号上行子帧。
图2、图3、图4和图5中的CP为循环前缀。
由于SC-FDMA和OFDM在发射机部分只相差一个DFT运算,利用软件无线电实现的发射机能够很方便的在SC-FDMA与OFDM之间切换,实现起来比较方便。
Claims (8)
1.TD LTE-A***中移动终端与中继节点混合载波协作通信方法,其特征在于,
中继节点RN转发基站eNB发送的PDSCH信道上的业务数据:中继节点RN将收到的来自基站eNB的下行OFDM信号解调后再调制成SC-FDMA信号发送给用户设备UE;
中继节点RN转发用户设备UE发送的PUSCH信道上的业务数据:中继节点RN将收到的来自UE的上行SC-FDMA信号解调后再调制成OFDM信号发送给基站eNB。
2.根据权利要求1所述的TD LTE-A***中移动终端与中继节点混合载波协作通信方法,其特征在于,
中继节点RN转发基站eNB发送的PDSCH信道上的业务数据的过程包括如下步骤:
步骤1:中继节点RN用OFDM接收机按预先规定混合载波子帧的eNB-RN子帧接收基站eNB发送的PDSCH信道上的传输块;
步骤2:根据中继节点RN计算解码后的该传输块的CRC,判断该传输块的错对,如果该传输块正确,用SC-FDMA发射机将其调制成SC-FDMA信号,按混合载波子帧的RN-UE下行子帧发送给用户设备UE,转入步骤3;如果该传输块错误,则中继节点RN放弃转发该传输块,转入步骤1;
步骤3:用户设备UE将收到的所述SC-FDMA信号和所述OFDM信号进行合并;
步骤4:用户设备UE将步骤3合并后的信号进行后续处理,完成PDSCH信道业务数据的接收。
3.根据权利要求2所述的TD LTE-A***中移动终端与中继节点混合载波协作通信方法,其特征在于,所述步骤2中,用SC-FDMA发射机将其调制成SC-FDMA信号时,输入传输块比特序列x1,其中DFT点数M为映射的子载波的个数,所述子载波的映射位置与接收的OFDM信号的子载波的映射位置相同,IFFT点数N与接收的OFDM信号的FFT点数相同。
4.根据权利要求2所述的TD LTE-A***中移动终端与中继节点混合载波协作通信方法,其特征在于,所述步骤3中,用户设备UE将SC-FDMA信号和OFDM信号进行合并的过程为:
对基站eNB发来的OFDM信号y2去除循环前缀,对去除循环前缀后的信号进行串并转换,对串并转换后的并行数据进行FFT变换,再对FFT变换后的并行数据进行子载波映射,子载波映射后的并行数据的每一路乘上其相应的均衡系数,每路子载波对应的均衡系数C2j=Hj*/|Hj|,其中j对应第j路子载波,Hj为第j路子载波的信道频率响应,Hj*为Hj的共轭;
对延迟若干个子帧接收到的中继节点RN发来的SC-FDMA信号y1,去除循环前缀,对去除循环前缀后的信号进行串并转换,对串并转换后的并行数据进行FFT变换,再对FFT变换后的并行数据进行子载波映射,子载波映射后的并行数据的每一路乘上其相应的均衡系数,每路子载波对应的均衡系数在线性频移均衡及MSE准则下其中Hi为第i路子载波的信道频率响应,N0为白噪声功率谱密度,P为该子载波的平均功率;再对乘上其相应的均衡系数的并行信号进行IDFT变化;
IDFT变化后的并行数据与OFDM信号均衡后的数据进行最大比合并。
5.根据权利要求1所述的TD LTE-A***中移动终端与中继节点混合载波协作通信方法,其特征在于,
中继节点RN转发用户UE发送的PUSCH信道上的业务数据的过程包括如下步骤:
步骤1:中继节点RN用SC-FDMA接收机按混合载波子帧的预先规定的UE子帧接收用户设备UE发送的PUSCH信道上的传输块;
步骤2:根据中继节点RN计算解码后的该传输块的CRC,判断该传输块的错对,如果该传输块正确,用OFDM发射机将其调制成OFDM信号,在混合载波子帧的RN-eNB上行子帧发送给基站eNB,转入步骤3;如果该传输块错误,则RN放弃转发该传输块,转入步骤1;
步骤3:基站eNB将收到的OFDM信号和SC-FDMA信号进行合并;
步骤4:基站eNB将步骤3合并后的信号进行后续处理,完成PUSCH信道业务数据的接收。
6.根据权利要求5所述的TD LTEA***中移动终端与中继节点混合载波协作通信方法,其特征在于,
所述步骤2中,用OFDM发射机将其调制成OFDM信号时,输入传输块的比特序列x2,其中子载波映射位置与接收的SC-FDMA信号的子载波映射位置相同,IFFT点数N与接收的SC-FDMA信号的FFT点数相同。
7.根据权利要求5所述的TD LTE-A***中移动终端与中继节点混合载波协作通信方法,其特征在于,所述步骤3中,基站eNB将OFDM信号和SC-FDMA信号进行合并的过程为:
对延迟若干个子帧接收到的中继节点RN发来的OFDM信号y2去除循环前缀,对去除循环前缀后的信号进行串并转换,对串并转换后的并行数据进行FFT变换,再对FFT变换后的并行数据进行子载波映射,子载波映射后的并行数据的每一路乘上其相应的均衡系数,每路子载波对应的均衡系数C2j=Hj*/|Hj|,其中j对应第j路子载波,Hj为第j路子载波的信道频率响应,Hj*为Hj的共轭;
对用户设备UE发来的SC-FDMA信号y1去除循环前缀,对去除循环前缀后的信号进行串并转换,对串并转换后的并行数据进行FFT变换,再对FFT变换后的并行数据进行子载波映射,子载波映射后的并行数据的每一路乘上其相应的均衡系数,每路子载波对应的均衡系数在线性频移均衡及MSE准则下其中Hi为第i路子载波的信道频率响应,N0为白噪声功率谱密度,P为该子载波的平均功率;再对乘上其相应的均衡系数的并行信号进行IDFT变化;
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
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