[发明专利]时频资源分配方法、装置及应用其的基站与无线通信系统

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，更具体地说，涉及时频资源分配方法、装置及应用其的基站与无线通信系统。

背景技术

二代移动通信以时分多址(TDMA)和窄带码分多址(CDMA)为主要的接入技术，例如全球移动通信(GSM)系统和CDMA IS-95移动通信系统。三代移动通信以宽带CDMA为主要的接入技术，例如通用移动通信系统(UMTS)和WCDMA移动通信系统。在CDMA技术中，一个用户的数据符号将占用所有的载频宽度，不同的用户或用户数据通过扩频码来进行区分。由于多径信道破坏了扩频码之间的正交性，使得CDMA技术成为一个自干扰的系统，因此，系统容量和频谱效率无法满足宽带无线通信的要求。

下一代移动通信技术需要支持语音、数据、音频、视频、图像等广泛的业务类型。为了支持多种业务类型，要求下一代移动通信系统支持更高的数据速率、更高的频谱效率、完善的服务质量(QoS)保障机制，提供更好的移动性支持和无线网络覆盖，实现为用户随时随地提供通信服务的目标。

20世纪90年代以来，多载波技术成为宽带无线通信的热点技术，其基本思想是将一个宽带载波划分为多个子载波，并在多个子载波上同时传输数据，在多数的系统应用当中，子载波的宽度小于信道的相干宽度，这样在频率选择性信道上，每个子载波上的衰落为平坦衰落，这样就减少了符号间的干扰，并且不需要复杂的信道均衡，适合高速数据的传输。多载波技术有多种形式，如正交频分复用(OFDM)、多载波CDMA(MC-CDMA)、多载波直接扩展CDMA(MC-DS-CDMA)、多音调CDMA(MT-CDMA)、多载波TDMA(MC-TDMA)、时频域二维扩展、以及在以上基础上的多种扩展技术。

OFDM技术是多载波技术中比较有代表性的一种技术。在OFDM技术中，在频域内将给定信道分成许多正交子信道，并且允许子载波频谱部分重叠，只要满足子载波间相互正交，就可从混叠的子载波上分离出数据信号。

图1A示出了OFDM技术中用户数据传输过程示意图，如图1A所示，用户数据首先经过信道编码和交织处理，并采用一些调制方法、如二相制相移键控信号(BPSK，Binary Phase Shift Keying)调制、四相制相移键控信号(QPSK，Quaternary Phase Shift Keying)调制、正交幅度调制(QAM，Quadrature Amplitude Modulation)等形成符号，然后经过OFDM操作调制到射频上。在OFDM操作中，首先将符号进行串行/并行转换，形成多个低速的子数据流，每个数据流占用一个子载波；子数据流到子载波的映射可通过离散傅立叶反变换(IDFT)或快速傅立叶反变换(IFFT)实现；同时OFDM技术使用循环前缀(CP)作为保护间隔，大大减少甚至消除了码间干扰，并且保证了各信道之间的正交性，从而大大减少了信道间的相互干扰。

自1993年开始，陆续出现了强多载波调制与CDMA相结合的技术，目前通常将这些技术划分为频域扩展和时域扩展两大类，如图1B所示，用户数据在经过信道编码、交织和调制后形成符号，形成的符号在进行OFDM操作之前频域或时域的扩展。如果只对符号进行频域扩展，则称为MC-CDMA；如果只对符号进行时域扩展，则称为MC-DS-CDMA；如果对符号进行的频域扩展和时域扩展同时存在，则称为时频域二维扩展的多载波技术。

通过以上描述可见，多载波的映射通过IDFT或IFFT实现，各子载波之间频谱互相重叠且保持正交，并可通过使用循环前缀来克服符号间的干扰。在OFDM技术中，也可通过加窗的方法加快子载波频谱的带外衰减，也存在一些技术手段避免使用循环前缀。这样，多载波技术中用户数据传输过程如图1C所示，用户数据首先经过调制处理，该调制处理可包括信道编码、交织、符号调制以及时域和/或频域扩展等一系列操作，通过调制处理后得到的数据在进行了串行/并行转换后，以一定的技术手段映射到多个子载波上去，这些子载波可为正交的，也可为非正交的，然后再经过并行/串行调制到射频上去。