一種tdma系統中上行控制信道傳輸方法
2023-08-05 13:38:46 3
專利名稱：一種tdma系統中上行控制信道傳輸方法
技術領域：
本發明涉及時分多址(TDMA)的雙向數字通信系統，具體涉及一種適用於TDMA系統的上行控制信道傳輸方法。
背景技術：
時分多址(TDMA)、頻分多址(FDMA)、碼分多址(CDMA)以及正交頻分多址(OFDMA) 是現代通信系統中常用的多址技術，其中TDMA技術應用廣泛。在TDMA通信系統中，各個用戶按照媒質接入層(MAC)的調度在互不重疊的時間片內傳遞TDMA幀，即以時分的方式共享物理媒質。
TDMA系統的時間片劃分通常具有一定顆粒度，最小的時間片為一個時隙或一個物理層幀長所佔用的時間，並且能夠承載較多的比特信息。然而在TDMA系統中，用戶(UE)與中心節點(AP)之間經常會發送短包或極少量比特信息。例如，UE與AP之間需要交互功率調整的指示、自動重傳請求(ARQ)、資源請求等控制信令。
然而，這些控制信令通常僅僅需要少量比特數據，如果這些小量控制信令單獨佔用一個時間片，將造成信道資源的浪費。因此，TDMA系統傳遞小量數據時會造成系統傳輸效率的下降。為了克服該問題，在下行鏈路中，AP可以將需要發送給多個UE的控制信令匯聚並通過廣播的方式在一個時間片內發送給各個UE。但上行鏈路中，該問題無法克服，UE 只能單獨發送各自的控制信令。發明內容
本發明提供了一種適用於TDMA系統中上行控制信道的傳輸方法。本傳輸方法利用OFDMA多址技術的基本思想各個UE在一個時間片內並發傳輸控制信令，克服了 TDMA系統對小量數據傳輸效率低的缺點。但由於OFDMA多址技術對於時間和頻率同步精度的要求較高，AP端OFDMA信號的接收機需要較大的複雜度。本發明對控制信道的發射過程做了特殊設計，降低了接收機對時間和頻率同步精度的要求，易於硬體實現。
為了實現上述目的，本發明的技術方案是
一種TDMA系統中上行控制信道傳輸方法，用戶UE產生待發送給中心節點AP的信令數據，其步驟為
I)對所述信令數據進行D-MPSK差分相移鍵控調製，同時將調製後的D-MPSK符號重複編碼；
2)所述UE根據自身ID計算對應的子載波並對該D-MPSK符號在所述子載波上進行映射，並對該子載波上的數據依次進行星座擾碼處理、快速傅立葉逆變換、加入循環前綴後得到OFDMA信號；
3)對所述OFDMA信號依次採用低通濾波、數模轉換以及上行變頻後，在設定時間片內發送到信道中，到達AP完成控制信道傳輸。
D-MPSK差分 相移鍵控調製為DQPSK或D-8PSK或D-16PSK調製中的一種。
所述步驟2)對沒有進行映射的子載波置零。
所述步驟1)中信令數據還可以包括控制信令的CRC校驗位。
所述步驟2)中D-MPSK的調製階數可根據信道質量進行自適應選擇。
所述步驟2)中子載波的映射可以根據信道質量進行自適應選擇，所述UE按照預先設定的排列規則選擇子載波或者UE分配信道質量優於閥值的子載波。
所述步驟2)中星座擾碼的過程為對每一個子載波上的D-MPSK符號隨機旋轉 π /2的整數倍。
所述步驟2)循環前綴的長度大於信道多徑時延與發射提前量的最大誤差之和。
其他UE重複所述步驟I)到3)中的操作並在同一個時間片內發送到信道中，完成所有UE的控制信道並發發送。
在接收端，AP在設定時間片內打開接收機，接收到所有UE發送的OFDMA信號，通過逆操作解調出每個用戶的發送的控制信令。
相比傳統的TDMA系統，本發明的有益效果是
本發明提出了一種TDMA系統中的上行控制信道傳輸方法。本發明基於OFDMA的基本思想，克服了 TDMA系統傳輸小量數據時效率很低的缺陷。同時，對發射的OFDMA信號做了特殊設計採用特定的調製技術DMPSK使得接收機可以做非相干解調，克服初始相位以及時間同步誤差的影響；採用重複編碼，完成了頻率分集，同時也增強了 OFDMA信號對時間和頻率同步誤差的抵抗能力，增加了傳輸的可靠性；通過設置較長的循環前綴，提高了接收機對時間同步的誤差容限。總之，本發明提出的傳輸方法可以極大降低降低AP接收機對 OFDMA時間和頻率同步精度的要求，降低實現複雜度。
圖1是本發明一種TDMA系統中上行控制信道傳輸方法中的流程示意圖2是本發明一種TDMA系統中上行控制信道傳輸方法的一實施例中發射機框圖3是本發明一種TDMA系統中上行控制信道傳輸方法一實施例中子載波映射不意圖4是本發明一種TDMA系統中上行控制信道傳輸方法一實施例中的接收機框圖。
具體實施方式
下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，可以理解的是，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
本發明一種實施例中TDMA系統中的上行控制信道傳輸方法，其步驟包括
1)第k個用戶UE根據各自需求產生需要發送給中心節點AP的N比特信令數據 IKb1,…，bN_J，N取值為常數；
2)對比特{bQ，b1；…，U進行差分相移鍵控調製(D-MPSK)。設每D-MPSK符號攜帶的比特數為K，則調製後的D-MPSK符號為{\，X1,…，XtrJ，其中Xtl為參考符號，取值為1，
權利要求
1.一種TDMA系統中上行控制信道傳輸方法，用戶UE產生待發送給中心節點AP的信令數據，其步驟為 1)對所述信令數據進行D-MPSK差分相移鍵控調製，同時將調製後的D-MPSK符號重複編碼； 2)所述UE根據自身ID計算對應的子載波並對該D-MPSK符號在所述子載波上進行映射，並對該子載波上的數據依次進行星座擾碼處理、快速傅立葉逆變換、加入循環前綴後得到(FDMA信號； 3)對所述OFDMA信號依次採用低通濾波、數模轉換以及上行變頻後，在設定時間片內發送到信道中，到達AP完成控制信道傳輸； 4)其他UE重複所述步驟I)到3)中的操作並在同一個時間片內發送到信道中，完成所有UE的控制信道並發發送。
2.如權利要求1所述的TDMA系統中上行控制信道傳輸方法，其特徵在於，D-MPSK差分相移鍵控調製為DQPSK或D-8PSK或D-16PSK調製中的一種。
3.如權利要求1所述的TDMA系統中上行控制信道傳輸方法，其特徵在於，所述步驟2)對沒有進行映射的子載波置零。
4.如權利要求1所述的TDMA系統中上行控制信道傳輸方法，其特徵在於，所述步驟I)中信令數據還可以包括控制信令的CRC校驗位。
5.如權利要求1所述的TDMA系統中上行控制信道傳輸方法，其特徵在於，所述步驟2)中D-MPSK的調製階數可根據信道質量進行自適應選擇。
6.如權利要求1所述的TDMA系統中上行控制信道傳輸方法，其特徵在於，所述步驟2)中子載波的映射可以根據信道質量進行自適應選擇，所述UE按照預先設定的排列規則選擇子載波或者UE分配信道質量優於閥值的子載波。
7.如權利要求1所述的TDMA系統中上行控制信道傳輸方法，其特徵在於，所述步驟2)中星座擾碼的過程為對每一個子載波上的DMPSK符號隨機旋轉π /2的整數倍。
8.如權利要求1所述的TDMA系統中上行控制信道傳輸方法，其特徵在於，所述步驟2)循環前綴的長度大於信道多徑時延與發射提前量的最大誤差之和。
9.如權利要求1所述的TDMA系統中上行控制信道傳輸方法，其特徵在於，在接收端，AP在設定時間片內打開接收機，接收到所有UE發送的OFDMA信號，通過逆操作解調出每個用戶的發送的控制信令。
全文摘要
本發明涉及TDMA系統中上行控制信道傳輸方法，其步驟為1)對信令數據進行差分相移鍵控調製，同時將調製後的D-MPSK符號重複編碼；2)UE根據自身ID計算對應的子載波並對該調製符號在相應的子載波上進行映射，並對該子載波上的數據依次進行星座擾碼處理、快速傅立葉逆變換、加入循環前綴後得到OFDMA信號；3)對該信號依次採用低通濾波、數模轉換以及上行變頻後，在設定時間片內發送到信道中到達AP；4)其他UE重複所述步驟1)到3)中的操作並在同一個時間片內發送到信道中，完成所有UE的控制信道並發發送。本發明提出的傳輸方法可以極大降低降低AP接收機對OFDMA時間和頻率同步精度的要求，降低實現複雜度。
文檔編號H04L27/26GK103051580SQ20121054440
公開日2013年4月17日 申請日期2012年12月14日 優先權日2012年12月14日
發明者趙輝, 張 誠, 張冰, 李鬥, 趙玉萍, 李紅濱 申請人:北京大學, 西安電子科技大學, 北京三梯通網絡技術有限公司, 北京瀚諾科技有限公司