[发明专利]载波资源分配系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种载波资源分配系统和方法。

背景技术

近年来，宽带无线通信技术得到了迅猛的发展，人们对无线数据多媒体业务的需求，促进了用于高速宽带无线通信技术的发展和应用。正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，简称OFDM)技术和多输入多输出(Multiple-input Multiple-output，简称MIMO)技术已经或者即将用于各种高速宽带无线通信系统中，但是一些关键的技术，包括导频设计、信道估计、同步算法等，仍有待完善和解决。这些设计和算法可以帮助通信系统很好地克服无线信道的多径和时变两个特性，这两个特性也是给无线传输信号带来困难的最大的两个问题。

频分复用和并行数据传输的思想最早出现在二十世纪六十年代，经过四十多年的研究和开发，OFDM技术已经成为广泛应用的高速数据传输技术。其中，最重要的一项使用技术是快速傅立叶变换(Fast Fourier Transform，简称FFT)。它大大降低了并行数据调制解调的难度，从而使OFDM技术的广泛使用成为可能。另外，数字信号处理(Digital Signal Processing，简称DSP)及大规模集成电路(Very Large Scale Integration，简称VLSI)技术克服了以往制约OFDM技术存在的大运算量和高速缓存的问题，为OFDM技术的应用铺平了道路。

从概念上讲，OFDM技术的基本思想是将需要传输的数据分散到大量同时传输的子载波上，虽然每个子载波采用的是较低速率的调制方式，但是由于子载波数目众多，因此整体可以使用高速数据传输。这些子载波间通过适当地选择频谱间隔而实现正交。和传统的频分复用(Frequency Division Modulation，简称FDM)不同，OFDM技术中的这些子载波彼此之间是允许交叠的。每个子载波的频谱均是Sinc函数，他们在采样点处彼此互不干扰。这样可以充分利用频谱资源，实现很高的频谱利用率，但是同时也对其它方面提出了更高的要求。

目前，OFDM技术已被广泛应用在现有的通信系统中，且该技术已经体现在无线局域网标准802.11a中，相关产品也已经获得应用。OFDM技术和MIMO技术结合的相关技术也已经在IEEE802.16中完成标准的制订。另外，在移动无线通信接入系统中，第三代合作伙伴计划(3GPP)的无线接入网、IEEE 802.20的物理层也正在考虑使用OFDM技术和MIMO技术，以构建具有更高频率效率的移动无线通信接入系统。

采用了OFDM技术的数据传输系统具有以下优点：

1)对多径延迟扩展具有较强的容错性。如图1所示，一个OFDM符号时域上包括两个部分：数据部分和循环前缀部分，循环前缀部分由数据部分的末端循环生成，图1中数据部分占用的时间为T_data，循环前缀部分占用的时间为T_cp。OFDM技术的容错性表现在：与一个OFDM符号的持续时间Ts相比，典型信道冲击响应的持续时间很小，只占用Ts中一个很小的部分，因此可以通过增加较小的循环前缀，即T_cp以完全克服由多径引起的信号之间的干扰。

2)对频率选择性衰落具有较强的容错性。OFDM技术通过采用信道编码等冗余方案，可以恢复强衰落子载波所携带的数字信号。

3)采用了简单的均衡算法。由于OFDM技术采用频域传递信号，而信道的作用在频域上表现为简单的乘法，从而使采用OFDM技术的数据传输系统在执行信号均衡时，只需要一个简单的单抽头均衡器即可实现。

4)相对于FDM技术而言，OFDM技术具有较高的频谱效率。

虽然采用OFDM技术的数据传输系统具有上述优点，但是要使上述优点能够在系统的实际应用中完全体现出来，特别的要使得OFDM技术和MIMO技术有机地结合使用，必须要解决以下关键技术：符号同步、信道估计和均衡、系统广播信息的发射与接收等。这些关键技术与系统的实际使用环境密切相关，也与系统的网络配置要求密切相关。

现在的通讯技术中对于每帧中的资源分配划分，主要通过发送共享信令信道(Shared Signaling Channel，简称SSCH)通知各个用户资源分配的方式，用户通过对SSCH的信息进行处理后得知其数据在业务信道中所在的位置和长度，然后可以对其进行正确处理。