正交频分复用调制子载波分割与子带交叉排列的方法 【技术领域】
本发明涉及用于数字信息传输技术领域，具体涉及一种正交频分复用调制(OFDM)子载波分割与子带交叉排列的方法。
背景技术
在IEEE802.16协议中，分配给用户的子载波组由相隔一定距离的子载波构成，目的是使分配给同一个用户的所有子载波不会同时处于深衰落，保证用户传输信息的最低质量要求，但对需大数据量或视频传输的用户，质量无法保证。
在多径信道传输中，信道呈现频率选择性衰落的特点，OFDM符号中各子载波的误码率性能由频域信道冲击响应确定，比特差错主要出现在处于深衰落的子载波上，如果频域冲击响应增益最大和处于深衰落的子载波在OFDM符号中被标识出来，且相应地增大或减少传输数据量，则在系统容量损失不大的情况下，整体误码率性能将会提高。上述方法属自适应子载波分配技术，用于对需要大数据量或视频传输的用户提供较高质量的保护。如果在整个传输频带内使用自适应子载波分配技术，系统反馈信息的开销量非常大，同时对需要大数据量或视频传输的用户使用此技术，传输质量才能明显提高；对一般语音类用户，由于受占用子载波数和移动台运动速度的影响，自适应子载波分配技术无法有效使用，因此，有必要根据用户的种类区分系统是否采用自适应技术。另一方面，如果各种类型地用户所占用的子载波杂散排列，系统指示信息的开销将更加庞大。
经文献检索发现，Thomas Keller等人发表的“Adaptive ModulationTechniques for Duplex OFDM Transmission”(IEEE TRANSACTIONS ONVEHICULAR TECHNOLOGY，VOL.49，NO.5，SEPTEMBER 2000，“双工正交频分复用传输中的自适应调制技术”)一文中，提到了采用自适应子载波调制技术对频域上不同衰落的频率点采用不同的调制方式。选取的准则是将频域信道冲击响应的增益大小与门限进行比较。该方法以接收端的频域信道冲击响应在发端也已知为前提，即在OFDM系统中，所有有效数据子载波的调制模式都要从接收端向发送端传输，这给信息指示链路增加了极大的负担。另一方面，在多用户系统中，某一子载波应该分配给哪个用户、应该采用何种调制方式，均要在发送端进行综合判断。信息传输的负担将进一步增加。
【发明内容】
本发明的目的是针对正交频分复用调制系统中如何高效地应用自适应子载波分配技术，提出一种正交频分复用调制子载波分割与子带交叉排列的方法，通过将正交频分复用调制子载波分割成若干交叉排列的两类子带，使其减少了自适应子载波分配时需要的系统反馈信息量，同时兼顾了一般语音类用户的需求。
本发明是通过以下技术方案实现的，本发明利用频率选择性信道周期衰落的特点，将OFDM子载波分割成若干交叉排列的两类子带，并分配给不同需求的两类用户，一类用户采用自适应分配技术，另一类用户采用一般的OFDM传输技术；为避免单频干扰对某一类型子带的破坏性影响，将两类子带顺序交替排放占满所有有效数据子载波，在发射端将不同类型用户的数据映射到其对应的子载波上。
以下对本发明作进一步的说明，包括以下步骤：
1)将OFDM子载波中的有效数据子载波等分为2N个连续子带(此处子带是指由几个相邻子载波构成的子载波集合)，其中N为正整数；
2)2N个子带中N个子带分配给语音类用户，N个子带分配给数据与视频类用户；
3)语音类子带和数据与视频类子带顺序交替排放，占用整个OFDM子载波中的有效数据子载波；
4)用户信息在发端被区分类别，也就是语音类子带和数据与视频类子带，经各自的纠错编码后，进行符号调制并根据其类别映射到该类别子带内的子载波上，与公共控制信息，零边带，导频组成一个完整的OFDM符号，经过IFFT、插入循环前缀、成形滤波、数模变换、射频变换处理后送给信道传输，由收端进行相应的分类接收处理。
与现有技术相比，本发明根据频率选择性信道周期衰落的特点，将OFDM子载波分割成交叉排列的子带，并分配给不同需求的用户，该方法减少了自适应子载波分配时需要的系统反馈信息量，同时兼顾了一般语音类用户的需求。
【附图说明】
图1在OFDM有效数据子载波中，N＝2时子带顺序交替排放示意图
【具体实施方式】
为更好地理解本发明的技术方案，以下结合附图作进一步描述：
本发明在发端进行以下步骤：
(1)将OFDM系统有效数据子载波顺序排列；
将上述子载波等分成4个连续子带；
(2)4个子带中，2个分配给语音类用户，2个分配给数据与视频类用户；
(3)交叉排列这4个子带，排列模式可包括两种：语音类、数据与视频类、语音类、数据与视频类(如图1所示)和数据与视频类、语音类、数据与视频类、语音类；
(4)将一般语音类用户的信息经Turbo乘积编码和QAM调制后映射到语音类子带，将数据与视频类用户的信息经Turbo乘积编码后根据自适应子载波调制的指示方式调制并映射到数据与视频类子带；
上述有效数据子载波与公共控制信息、零边带、导频组成一个完整的OFDM符号，经过1024点IFFT生成1024点时域信号，将1024点时域信号的最后256点复制，并填充到1024点时域信号的前面行成1280点时域信号，即插入循环前缀，随后，经过成形滤波器，对1280点时域信号进行滤波，并经过8位的数模变换成为模拟信号，最后，射频变换处理将基带信号变换到2.4GHz的载频后送给信道传输，由收端进行相应的分类接收处理。
以1024点FFT的OFDM系统为例，系统包括64个用户，其中56个语音类用户，8个数据与视频类用户。频带不区分时，系统指示信息需要1024×64个指示单位，频带区分后，系统指示信息需要512×8个指示单位，减少16倍。