[发明专利]适于卫星移动通信的多载波多址传输方法

说明书

技术领域

本发明涉及卫星通信，尤其涉及采用低包络起伏的发送信号，从而提高卫星移动通信功率效率的多载波多址传输方法。

背景技术

不同于用户与陆地基站进行通信的陆地蜂窝移动通信系统，在卫星移动通信系统中，用户与轨道卫星进行通信，因此能够提供更为广阔的覆盖，满足用户在任何时间任何地点的通信要求。未来移动通信系统要求提供高速数据传输，以及高质量语音业务和多媒体业务。正交频分复用（OFDM）等多载波传输技术能够对抗无线信道中的频率选择性衰落，是实现无线通信中宽带传输的一项有效技术。然而，多载波传输通常会带来发送信号包络起伏的增加，从而降低射频功率放大器件的功率效率。

卫星通信系统的特点之一是用户端和基站端（卫星）需要对无线信号进行长距离的传输，是功率受限系统，对射频功放的功率效率提出了更高的要求。此时，在陆地蜂窝无线通信系统中常用的OFDM和DFT扩展OFDM（DFTS-OFDM）已不再满足卫星通信系统上行链路和下行链路对发送信号的包络起伏的要求。由于卫星通信系统的单个基站通常要与多个用户进行通信，多载波传输技术同时需要支持多个用户的接入。

针对卫星移动通信系统的上行链路和下行链路，设计发送信号具有低包络起伏的多载波多址传输方法，提高卫星移动通信系统的功率效率，具有重要的意义。

发明内容

技术问题：本发明的目的是提供一种适用于卫星移动通信系统的多载波多址传输方法，能够根据对发送信号不同的包络起伏的要求，实现几种多址模式的灵活切换，以满足卫星通信系统对功率效率的要求。

技术方案：本发明的针对卫星移动通信的多载波多址传输方案包括了上行链路和下行链路均支持正交频分复用OFDM框架下的三种传输模式，即：基于离散傅立叶变换扩展DFTS-OFDM技术的单载波模式、单个子载波模式和偏移调制单载波模式；在上行链路中，用户与基站之间的多址传输用频分多址来实现，即不同的用户占用不同的子载波组以实现频分多址；在下行链路中，基站与不同用户之间的多址传输采用时分多址来实现，即不同的用户通过占用不同的时间片以实现多址接入，单个正交频分复用OFDM符号上只传输一个用户的信号，各个用户所占的子载波组相同或不同。

如图1所示，基于DFTS-OFDM的单载波模式的发送信号按照如下步骤生成：

1.1)将每个用户的待发送比特信息经过差错控制编码、交织和基带符号映射操作，获得基带调制符号；

1.2)将每个用户的基带调制符号按照长度N_b划分为块，进行串并变换；

1.3)将串并变换后的信号进行N_b点的快速傅立叶变换；

1.4)将变换后的信号映射到N_c个子载波中的某组子载波上，其余子载波上设为0；

1.5)将映射后的信号进行N_c点的反快速傅立叶变换，插入循环前缀后得到基带发送信号。

单个子载波模式涉及将OFDM传输系统中的某资源块（通常为12个子载波）拆分成单个子载波，其发送信号按照如下步骤生成：

2.1)将每个用户的待发送比特信息经过差错控制编码、交织和基带符号映射操作，获得基带调制符号；

2.2)将单个基带调制符号映射到N_c个子载波中的某个子载波上，其余子载波上设为0；

2.3)将映射后的信号进行N_c点的反快速傅立叶变换，插入循环前缀后得到基带发送信号。

如图2所示，偏移调制单载波模式的发送信号按照如下步骤生成：

3.1)将每个用户的待发送比特信息经过差错控制编码、交织和基带符号映射操作，获得基带调制符号；

3.2)将每个用户的基带调制符号按照长度N_b划分为块，进行串并变换，将其实部和虚部分离，得到长度为2N_b的实值基带调制符号矢量；

3.3)将实值基带调制符号矢量进行2N_b点的广义傅立叶变换，并对其进行频域成型；

3.4)将频域成型后的信号映射到N_c个子载波中的某组子载波上，其余子载波上设为0；

3.5)将映射后的信号进行N_c点的反快速傅立叶变换，插入循环前缀后得到基带发送信号。

在上行链路中，用户与基站之间的多址传输用频分多址来实现，即不同的用户在步骤1.4)、步骤2.2)和步骤3.4)中所描述的子载波映射过程中占用不同的子载波组以实现频分多址，如图3所示。