[发明专利]一种TDMA系统中上行控制信道传输方法

说明书

技术领域

本发明涉及时分多址（TDMA）的双向数字通信系统，具体涉及一种适用于TDMA系统的上行控制信道传输方法。

背景技术

时分多址（TDMA）、频分多址（FDMA）、码分多址（CDMA）以及正交频分多址（OFDMA）是现代通信系统中常用的多址技术，其中TDMA技术应用广泛。在TDMA通信系统中，各个用户按照媒质接入层（MAC）的调度在互不重叠的时间片内传递TDMA帧，即以时分的方式共享物理媒质。

TDMA系统的时间片划分通常具有一定颗粒度，最小的时间片为一个时隙或一个物理层帧长所占用的时间，并且能够承载较多的比特信息。然而在TDMA系统中，用户（UE）与中心节点（AP）之间经常会发送短包或极少量比特信息。例如，UE与AP之间需要交互功率调整的指示、自动重传请求（ARQ）、资源请求等控制信令。

然而，这些控制信令通常仅仅需要少量比特数据，如果这些小量控制信令单独占用一个时间片，将造成信道资源的浪费。因此，TDMA系统传递小量数据时会造成系统传输效率的下降。为了克服该问题，在下行链路中，AP可以将需要发送给多个UE的控制信令汇聚并通过广播的方式在一个时间片内发送给各个UE。但上行链路中，该问题无法克服，UE只能单独发送各自的控制信令。

发明内容

本发明提供了一种适用于TDMA系统中上行控制信道的传输方法。本传输方法利用OFDMA多址技术的基本思想各个UE在一个时间片内并发传输控制信令，克服了TDMA系统对小量数据传输效率低的缺点。但由于OFDMA多址技术对于时间和频率同步精度的要求较高，AP端OFDMA信号的接收机需要较大的复杂度。本发明对控制信道的发射过程做了特殊设计，降低了接收机对时间和频率同步精度的要求，易于硬件实现。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种TDMA系统中上行控制信道传输方法，用户UE产生待发送给中心节点AP的信令数据，其步骤为：

1）对所述信令数据进行D-MPSK差分相移键控调制，同时将调制后的D-MPSK符号重复编码；

2）所述UE根据自身ID计算对应的子载波并对该D-MPSK符号在所述子载波上进行映射，并对该子载波上的数据依次进行星座扰码处理、快速傅里叶逆变换、加入循环前缀后得到OFDMA信号；

3）对所述OFDMA信号依次采用低通滤波、数模转换以及上行变频后，在设定时间片内发送到信道中，到达AP完成控制信道传输。

D-MPSK差分相移键控调制为DQPSK或D-8PSK或D-16PSK调制中的一种。

所述步骤2）对没有进行映射的子载波置零。

所述步骤1)中信令数据还可以包括控制信令的CRC校验位。

所述步骤2)中D-MPSK的调制阶数可根据信道质量进行自适应选择。

所述步骤2)中子载波的映射可以根据信道质量进行自适应选择，所述UE按照预先设定的排列规则选择子载波或者UE分配信道质量优于阀值的子载波。

所述步骤2)中星座扰码的过程为：对每一个子载波上的D-MPSK符号随机旋转π/2的整数倍。

所述步骤2)循环前缀的长度大于信道多径时延与发射提前量的最大误差之和。

其他UE重复所述步骤1)到3)中的操作并在同一个时间片内发送到信道中，完成所有UE的控制信道并发发送。

在接收端，AP在设定时间片内打开接收机，接收到所有UE发送的OFDMA信号，通过逆操作解调出每个用户的发送的控制信令。

相比传统的TDMA系统，本发明的有益效果是：

本发明提出了一种TDMA系统中的上行控制信道传输方法。本发明基于OFDMA的基本思想，克服了TDMA系统传输小量数据时效率很低的缺陷。同时，对发射的OFDMA信号做了特殊设计：采用特定的调制技术DMPSK使得接收机可以做非相干解调，克服初始相位以及时间同步误差的影响；采用重复编码，完成了频率分集，同时也增强了OFDMA信号对时间和频率同步误差的抵抗能力，增加了传输的可靠性；通过设置较长的循环前缀，提高了接收机对时间同步的误差容限。总之，本发明提出的传输方法可以极大降低降低AP接收机对OFDMA时间和频率同步精度的要求，降低实现复杂度。

附图说明

图1是本发明一种TDMA系统中上行控制信道传输方法中的流程示意图；

图2是本发明一种TDMA系统中上行控制信道传输方法的一实施例中发射机框图；

图3是本发明一种TDMA系统中上行控制信道传输方法一实施例中子载波映射示意图；