专利名称：一种减小多径延迟干扰的数据传输方法
技术领域：
本发明涉及数据传输技术领域，特别是指一种减小多径延迟干扰的数据传输方法。
背景技术：
3GPP WG1提案R1-050254中提出，在传输数据的时候，可以采用局部的单载波技术(localized single carrier)来传输数据。局部的单载波技术即是通过频率上属于一个频率块(chunk)的时域波形来承载数据信号，如图1示出了局部的单载波传输数据的频率块的示意图。对于数据传输过程，不可避免的会产生信号传输的多径。多径指，由于发射端信号在传输过程中，由建筑物产生反射、衍射、散射的原因，导致一个接收端会收到不同幅度、相位、不同到达时间的电磁波。一般来说，不同的信道环境多径延迟的大小不同。
传输数据时，为了克服传输过程中的多径干扰，可以采用频率域均衡技术。为了简化频率域均衡，可以在每个频率块边缘增加循环前缀(CP)。当循环前缀的长度大于多径延迟的大小时，循环前缀保护了前一个符号的信号不会对下一个符号的信号造成干扰，而且在接收方去掉循环前缀后，在时间域上多径效应正好是一个循环卷积，从而在频率域上多径效应是一个乘积，因此采用了循环前缀后可以用简单的频率域均衡来进行用户信号的解调，并可以利用多径效应来接收信号。
如图2示出了目前的采用单载波技术传输数据信号的流程图，对调制后的信号，通过发射脉冲成型，再添加循环前缀，发射出去，其中发射脉冲成型可以利用频域操作来实现，发射脉冲成型的步骤可包括进行FFT变换、再乘上一个频率域的成型函数p(f)，再进行IFFT变换，其中p(f)可以是选定的要传送数据信号的频率块对应的根升余弦滤波器的频率响应，FFT、IFFT分别是传送信号的整个带宽的快速傅立叶变换和快速逆傅立叶变换，FFT和IFFT子载波宽度的倒数即是一个频率块占用的不包括循环前缀的时间长度。该过程中，构造符号和CP的步骤如下以一个符号周期为单位，每个符号周期的前端发射的是循环前缀。一个符号周期定义为一个频率块(chunk)占用的时间长度，类似于正交频分复用系统中的一个符号周期。如图3所示，其中的CP表示的是循环前缀，这部分信号是一个符号周期的尾部信号拷贝得到的，将这个符号周期尾部和循环前缀相同的信号称为尾部循环前缀信号。
当CP采用固定的值时，由于自然界中衰落的不同，在衰落信道的延迟扩展比较大的情况下可能出现多径延迟的大小超过循环前缀的长度。另外，由于不同用户的多径可能不同，因此当所有的用户采用同样的CP长度时，有些用户的多径延迟扩展也可能大于CP的长度，从而，会导致符号间的干扰，并且会破坏多径效应作为循环卷积的结构，导致多径效应影响接收端对信号的接收。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供了一种减小多径延迟干扰的数据传输方法，可以针对不同衰落环境、不同用户，灵活地增加循环前缀的长度来减小多径延迟的干扰。
本发明提供的减小多径延迟干扰的数据发送方法，包括以下步骤对调制的数据信号，利用要传输该数据信号的频率块所对应的发射脉冲成型，产生一个不包括循环前缀CP的一个符号周期的信号；判断是否要增加循环前缀的长度，若是，则将一信号重复传输作为增加的循环前缀信息，和循环前缀CP依次发送出去。
其中，所述判断是否要增加循环前缀的长度的步骤是通过判断多径延迟扩展是否大于循环前缀CP长度来决定的。所述多径延迟扩展为对于所接收的多径信号，测量最早接收的一信号的时间，最晚接收的一信号时间，所述两个信号的时间差作为所述多径延迟扩展。
其中，判断多径延迟扩展的步骤可以在一个或者多个时间传输区间(TTI)内执行。
其中，所述将一信号重复传输作为增加的循环前缀信息发送出去的步骤包括计算当前用户的多径延迟信号的窗口，相比通常的循环前缀要求的延迟晚时，在当前符号的尾部和下一符号的尾部循环前缀信号的前面发射所述信号。所述信号的长度为所述晚的范围。
其中，所述将一信号重复传输作为增加的循环前缀信息发送出去的步骤包括计算当前用户的多径延迟信号的窗口，相比通常的循环前缀要求的延迟早时，在当前符号的循环前缀的后面和下一个符号的最前端发射所述信号。所述信号的长度为所述早的范围。
其中，所述进行重复传输的信号携带有需要发送的可用信息。
其中，该方法应用于单载波的数据传输。
由上述方法可以看出，本发明在循环前缀的单载波系统中，传输数据时，可针对不同衰落环境、不同用户，灵活地增加改变循环前缀的长度。还可以根据多径延迟窗口和通常延迟的早或晚灵活的将循环前缀在其前或后增加。另一方面，可以利用循环前缀进行有用信息的传送。
图1为局部的单载波一个频率块的示意图。
图2为单载波技术传输数据的流程图。
图3为现有技术构造的要传送的符号。
图4为多径延迟发生变化的示意图。
图5为本发明第一种发射方法的符号的结构图。
图6为本发明第二种发射方法的符号的结构图。
图7为本发明调整CP长度传输数据的流程图。
具体实施例方式
本发明提供了一种数据的传输方法，使得在传输数据时，可以根据需要对循环前缀(CP)的长度进行灵活的调整，避免出现多径延迟的大小超过循环前缀的长度而降低解调的性能。本发明的数据传输包括以下步骤第一步骤对调制的数据信号，利用选定的要传输所调制后数据信号的频率块对应的发射脉冲成型，产生一个不包括循环前缀CP的一个符号周期的信号。
第二步骤判断是否增加循环前缀的长度，若是，通过发送重复信号P来作为增加的循环前缀信息的长度，并发送CP。
判断是否增加循环前缀的长度，是通过对多径延迟扩展的估计进行的。终端发送一个信号后，可以在基站处测量接收的多径信号，测量最早接收的信号的时间，最晚接收的信号时间，所述两个多径信号的时间差(也可以理解为从最早接收的信号的时刻到最晚接收的信号的时刻)即为所述多径延迟扩展或称作多径延迟信号的时间窗口。然后基站判断是否增加CP长度及增加多少，采用哪种方式增加，通知给用户终端，终端根据通知信息发送信号。
其中，在测量出多径延迟信号可以根据下面的两种不同情况，采用不同的两种方式增加循环前缀的长度，其中该过程可以参见图7示出的流程图。
如图4，对于当前用户，其多径延迟信号的窗口是否比通常的循环前缀要求的延迟更晚，若是，则记录所晚的时间长度(t2-t3)，采用下面的方法a(对应图4中的a)，否则，若该多径延迟信号的窗口比通常的循环前缀要求的延迟更早，记录所早的时间长度(t4-t1)，采用下面的方法b(对应图4中的b)a参见图5，在当前符号周期的尾端发射一定长度的信号P，在下一个符号的尾部循环前缀信号前发射相同的P。其中，信号P的长度不小于记录的时间长度(t2-t3)或者已经达到系统允许的最大的长度。
b参见图6，重复发射的信号P位于当前符号的循环前缀的后面，和下一个符号的最前端。其中，信号P的长度不小于记录的时间长度(t4-t1)或者已经达到系统允许的最大的长度。
上面的a和b，从对应的图中可以看出，P作为循环前缀的一部分和原CP构成了新的CP，因此循环前缀的长度增加了。
另外，如果多径延迟信号的时间窗口，既有早的部分也有晚的部分，例如图4中的(t4-t3)，则同时采用a和b，如图4中的c。
由于信道延迟改变的速度和符号周期相比较来说是很慢的，因此，不需要在每个符号的传输中都进行信道延迟的判断，而可以在一段时间内，如一个或者多个时间传输区间(TTI)，再进行判断是否需要更改循环前缀的长度。
另外，上述增加的P信息，还可以用来携带有需要发送的有用的信息，这样，循环前缀中P的信息可以被解调出来，提高资源的利用率。如，信号P可以是需要发送两次的信号，例如传输格式指示等控制信号。
接收方接收时，首先将循环前缀CP去掉，然后再通过FFT变换到频率域，在频率域进行滤波和均衡，再通过IFFT变换到时间域，进行信号的解调。其中，去掉的循环前缀，和没有增加循环前缀长度的时候，完全相同。即虽然增加了P和CP一起作为循环前缀，但是接收方去掉循环前缀的仍然是CP，而仍然保证信道衰落仍然是一个循环卷积，符号间没有干扰，占用不同频率的信号之间的正交性。
上面通过发射重复的信号来增加循环前缀长度的方法，保持了每个符号的时间长度不变，接收方去掉的循环前缀的长度不变。因此，在通信系统中可以针对每个用户多径扩展的大小，决定是否增加循环前缀的长度，以及增加的循环前缀的长度的大小，使得循环前缀的长度大于多径扩展，同时不影响多个用户信号的接收。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种减小多径延迟干扰的数据发送方法，其特征在于，该方法包括以下步骤对调制的数据信号，利用要传输该数据信号的频率块所对应的发射脉冲成型，产生一个不包括循环前缀CP的一个符号周期的信号；判断是否要增加循环前缀的长度，若是，则将一信号重复传输作为增加的循环前缀信息，和循环前缀CP依次发送出去。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述判断是否要增加循环前缀的长度的步骤是通过判断多径延迟扩展是否大于循环前缀CP长度来决定的。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述判断多径延迟扩展的步骤可以在一个或者多个时间传输区间(TTI)内执行。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述多径延迟扩展为对于所接收的多径信号，测量最早接收的一信号的时间，最晚接收的一信号时间，所述两个信号的时间差作为所述多径延迟扩展。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将一信号重复传输作为增加的循环前缀信息发送出去的步骤包括计算当前用户的多径延迟信号的扩展，相比通常的循环前缀要求的延迟晚时，在当前符号的尾部和下一符号的尾部循环前缀信号的前面发射所述信号。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述信号的长度为不小于所述延迟的晚的时间长度。
7.根据权利要求1或5所述的方法，其特征在于，所述将一信号重复传输作为增加的循环前缀信息发送出去的步骤包括计算当前用户的多径延迟信号的扩展，相比通常的循环前缀要求的延迟早时，在当前符号的循环前缀的后面和下一个符号的最前端发射所述信号。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述信号的长度为不小于所述延迟的早的时间长度。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括所述进行重复传输的信号携带有需要发送的可用信息。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法应用于单载波的数据传输。
全文摘要
本发明示出了一种减小多径延迟干扰的数据发送方法，包括以下步骤对调制的数据信号，利用要传输该数据信号的频率块所对应的发射脉冲成型，产生一个不包括循环前缀CP的一个符号周期的信号；通过判断多径延迟扩展是否大于循环前缀CP长度来确定是否要增加循环前缀的长度，若是，则将一信号重复传输作为增加的循环前缀信息，和循环前缀CP依次发送出去；所述信号发送方法可以是在当前符号的尾部和下一符号的尾部循环前缀信号的前面发射所述信号，或在当前符号的循环前缀的后面和下一个符号的最前端发射所述信号。使用本发明，可以针对不同衰落环境、不同用户，灵活地增加循环前缀的长度来减小多径延迟的干扰。
文档编号H04L25/03GK1881968SQ20051007680
公开日2006年12月20日 申请日期2005年6月15日 优先权日2005年6月15日
发明者曲秉玉 申请人:华为技术有限公司