TD-LTE扩频OFDM系统的多基站协同通信方法技术方案

TD-LTE扩频OFDM系统的多基站协同通信方法，涉及一种扩频OFDM系统的多基站协同通信方法。它是为了解决现有的多基站协同通信方法的需要大量反馈信息，以及传统的基于OFDM的蜂窝网系统难以提高小区边缘用户的频谱效率的问题。本发明专利技术在协同网内，每个小区边缘用户采用扩频OFDM方式进行通信，每个用户通过码分来进行多址，每个小区的基站将该小区边缘用户使用的扩频码的索引告诉其他小区，实现每个小区都获得协同网内其他小区正在使用扩频码。此外对于基站接收到的边缘用户上行扩频信号，由于已知所有正在使用的扩频码，基站可以采用干扰消除的方式抑制多址干扰，提高边缘用户频谱利用率。本发明专利技术适用于OFDM系统的多基站协同通信。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种扩频OFDM系统的多基站协同通信方法。
技术介绍
LTE (Long Term Evolution)通信系统米用了 基于 OFDM (OrthogonalFrequencyDivision Multiplexing)的多址方式，因此小区间干扰成为主要的干扰。传统的LTE系统(R8，Release 8版本)采用的部分频率复用的方式，如图I所示，不同填充图案代表不同频率资源，将整个频率资源分为4部分，I部分用于小区中心用户，其余3部分用于小区边缘用户，不同小区中心用户采用相同的频率资源，相邻小区采用不同的频率资源。这样虽然能够降低小区间干扰，但是其频谱利用率不高。LTE的RlO (Release 10)版本，即 LTE-A (LTE-Advanced)系统提出了多点协作(CoMP, Coordinated Multipoints)技术， 即多个基站协同参与为一个用户发送或联合接收一个用户的信号，能够有效的降低小区间干扰，提高系统频谱利用率，但是传统CoMP技术需要的反馈信息量大，对回程链路的要求较闻。
技术实现思路
本专利技术是为了解决现有的多基站协同通信方法需要大量的反馈信息，以及传统的基于OFDM的蜂窝网系统难以提高小区边缘用户的频谱效率的问题，从而提供一种TD-LTE扩频OFDM系统的多基站协同通信方法。TD-LTE扩频OFDM系统的多基站协同通信方法，上行资源调度方法对于小区内需要发送数据的多个用户，协同网内的小区基站进行上行资源调度，给该小区内的用户分配上行资源及相关调制编码方式，所述上行资源调度方法由以下步骤实现对于小区内需要发送数据的每个用户步骤Al、小区基站根据该用户对应的路径损耗判断该用户位于小区中心还是小区边缘，如果该用户位于小区中心时，则采用传统的LTE上行资源调度方法对该用户进行资源调度，完成对用户的上行资源调度；如果该用户位于小区边缘时，则执行步骤A2 ；步骤A2、用户向基站上报该用户的宽带CQI值，并选择与该宽带CQI值对应的调制阶数及编码速率，并根据当前CS中已使用的扩频码索引，以及该用户的QoS要求，判断该用户的业务是否为宽带业务，如果判断结果为否，则将该用户分配一个未被使用的扩频码；如果判断结果为是，则给该用户分配Nd个未被使用的扩频码，所述Nd为大于I的整数，并基站将分配的扩频码的索引发送给该用户，然后，将该分配的扩频码的索引通过回程链路传递给其他小区基站，并执行步骤A3 ；步骤A3，将步骤A2中分配的扩频码的状态变为“已使用”；当该小区的基站接收到来自其它小区基站发送的扩频码索引时，更新该扩频码的状态为“已使用”;并执行步骤A4 ；步骤A4、当该用户的数据发送完成后，更新该用户对应的扩频码的状态为“未使用”，并将该扩频码索引发送给其它小区基站，其它小区基站更新该扩频码状态为“未使用”，从而完成对该用户的一次上行资源调度；上行PUSCH信道数据基带信号发射方法对于每个小区用户，均接收该小区内的基站发送的上行资源调度信息，若该小区用户为小区中心用户，则按照现有的3GPP TS36. 211标准在PUSCH信道上发送业务数据；若该小区用户为小区边缘用户，则采用如下步骤实现步骤BI、根据收到的上行资源调度信息中的扩频码信息产生扩频序列ru,v(n)；步骤B2、将需要发送的比特序列x(n)进行调制符号的映射，获得QPSK、16QAM或64QAM的调制后符号序列；·步骤B3、将步骤B2获得的调制后的符号序列中的每个符号乘以长度为50的ru,v(n)序列，获得扩频后的码片序列；步骤B4、将步骤B3中扩频后的码片序列进行串/并转换，得到12*50路序列，并对该序列进行长度为12*50的FFT运算，获得经FFT处理后的12*50路序列；步骤B5、将步骤B4中经FFT处理后的12*50路序列两端补零后进行IFFT运算，获得经IFFT处理后的序列；步骤B6、将步骤B5中获得的经IFFT处理后的序列进行并/串转换，并增加循环前缀，获得基带处理后的序列，并发射至PUSCH信道，完成上行PUSCH信道数据基带信号发射；上行PUSCH信道数据基带信号接收方法步骤Cl、基站根据K个用户的宽带CQI值的大小进行排序，然后进行处理，并设该K个用户使用的扩频序列分别为-,ru,v,K(n);其中，用户I为宽带CQI值最大的用户，之后的用户2，用户3，…，用户K的宽带CQI值依次减小，K为正整数；步骤C2、基站从PUSCH信道接收到的多用户信号％(η)，并进行去CP处理，然后进行串/并转换，转换后进行FFT运算，将运算后的序列做均衡处理，获得均衡后的并行数据；步骤C3、将均衡后的并行数据进行IFFT运算，获得时域信号；步骤C4、将步骤C3获得的时域信号进行并/串转换，然后采用用户I对应的扩频序列(η)进行解扩；步骤C5、将步骤C4中解扩后的序列进行解调，获得用户I的解调后序列，完成用户I的收据接收；步骤C6、基站根据用户KA的解调后序列，产生用户KA的估计信号，KA的初始值为I ;步骤C7、在多用户信号％(η)中减去步骤C6获得的用户KA的估计信号，获得去除用户KA干扰后的信号，并将该信号作为更新后的多用户信号％(η)，然后去除CP并进行串/并转换及FFT运算；将运算后的序列做均衡处理，获得均衡后的并行数据；步骤CS、将步骤C7获得的均衡后的并行数据进行IFFT运算，获得时域信号；步骤C9、将步骤CS获得的时域信号进行并/串转换，然后采用用户KA+1对应的扩频序列I'm (η)进行解扩；步骤CIO、将步骤C9中解扩后的序列进行解调，获得用户KA+1的解调后序列，完成用户KA+1的数据接收；令以=KA+1，并重复执行步骤C6至ClO直至所有用户的数据全部实现解调，完成K个用户的数据接收；下行资源调度方法对于小区内需要给多个用户发送数据的协同网内基站，首先进行下行资源调度，给该小区内的用户分配下行资源及相关调制编码方式，所述下行资源调度方法由以下步骤实现对于小区内需要发送数据的每个用户步骤D1、小区基站根据该用户对应的路径损耗判断该用户位于小区中心还是小区边缘，如果该用户位于小区中心时，则采用传统的LTE下行资源调度方法对该用户进行资 源调度，完成对用户的下行资源调度；如果该用户位于小区边缘时，则执行步骤D2 ；步骤D2、用户向基站上报该用户的宽带CQI值，并选择与该宽带CQI值对应的调制阶数及编码速率，并根据当前CS中已使用的扩频码索引，以及该用户的QoS要求，给该用户分配Ndd个未被使用的扩频码，所述Ndd为大于或等于I的整数，并基站将分配的扩频码的索引发送给该用户，然后，将该分配的扩频码的索引通过回程链路传递给其他小区基站，并执行步骤D3 ；步骤D3、将步骤D2中分配的扩频码的状态变为“已使用”；当该小区的基站接收到来自其它小区基站发送的扩频码索引时，更新该扩频码的状态为“已使用”;并执行步骤D4 ；步骤D4、当该用户的数据发送完成后，更新该用户对应的扩频码的状态为“未使用”，并将该扩频码索引发送给其它小区基站，其它小区基站更新该扩频码状态为“未使用”，从而完成对该用户的一次下行资源调度；下行PDSCH信道数据基带信号发射方法对于每个小区用户，均接收该小区内的基站发送的上行资源调度信本文档来自技高网...

【技术保护点】
TD？LTE扩频OFDM系统的多基站协同通信方法，其特征是：上行资源调度方法：对于小区内需要发送数据的多个用户，协同网内的小区基站进行上行资源调度，给该小区内的用户分配上行资源及相关调制编码方式，所述上行资源调度方法由以下步骤实现：对于小区内需要发送数据的每个用户：步骤A1、小区基站根据该用户对应的路径损耗判断该用户位于小区中心还是小区边缘，如果该用户位于小区中心时，则采用传统的LTE上行资源调度方法对该用户进行资源调度，完成对用户的上行资源调度；如果该用户位于小区边缘时，则执行步骤A2；步骤A2、用户向基站上报该用户的宽带CQI值，并选择与该宽带CQI值对应的调制阶数及编码速率，并根据当前CS中已使用的扩频码索引，以及该用户的QoS要求，判断该用户的业务是否为宽带业务，如果判断结果为否，则将该用户分配一个未被使用的扩频码；如果判断结果为是，则给该用户分配ND个未被使用的扩频码，所述ND为大于1的整数，并基站将分配的扩频码的索引发送给该用户，然后，将该分配的扩频码的索引通过回程链路传递给其他小区基站，并执行步骤A3；步骤A3，将步骤A2中分配的扩频码的状态变为：“已使用”；当该小区的基站接收到来自其它小区基站发送的扩频码索引时，更新该扩频码的状态为：“已使用”；并执行步骤A4；步骤A4、当该用户的数据发送完成后，更新该用户对应的扩频码的状态为：“未使用”，并将该扩频码索引发送给其它小区基站，其它小区基站更新该扩频码状态为：“未使用”，从而完成对该用户的一次上行资源调度；上行PUSCH信道数据基带信号发射方法：对于每个小区用户，均接收该小区内的基站发送的上行资源调度信息，若该小区用户为小区中心用户，则按照现有的3GPP？TS36.211标准在PUSCH信道上发送业务数据；若该小区用户为小区边缘用户，则采用如下步骤实现：步骤B1、根据收到的上行资源调度信息中的扩频码信息产生扩频序列ru，v？(n)；步骤B2、将需要发送的比特序列x(n)进行调制符号的映射，获得QPSK、16QAM或64QAM的调制后符号序列；步骤B3、将步骤B2获得的调制后的符号序列中的每个符号乘以长度为50的ru,v？(n)序列，获得扩频后的码片序列，其中50为假设边缘用户占用10MHz带宽时的扩频处理增益；步骤B4、将步骤B3中扩频后的码片序列进行串/并转换，得到12*50路序列，并对该序列进行长度为12*50的FFT运算，获得经FFT处理后的12*50路序列；步骤B5、将步骤B4中经FFT处理后的12*50路序列两端补零后进行IFFT运算，获得经IFFT处理后的序列；步骤B6、将步骤B5中获得的经IFFT处理后的序列进行并/串转换，并增加循环前缀，获得基带处理后的序列，并发射至PUSCH信道，完成上行PUSCH信道数据基带信号发射；上行PUSCH信道数据基带信号接收方法：步骤C1、基站根据K个用户的宽带CQI值的大小进行排序，然后进行处理，并设该K个用户使用的扩频序列分别为ru，v,1(n)，ru，v,2(n)，…，ru，v,K(n)；其中，用户1为宽带CQI值最大的用户，之后的用户2，用户3，…，用户K的宽带CQI值依次减小，K为正整数；步骤C2、基站从PUSCH信道接收到的多用户信号y0(n)，并进行去CP处理，然后进行串/并转换，转换后进行FFT运算，将运算后的序列做均衡处理，获得均衡后的并行数据；步骤C3、将均衡后的并行数据进行IFFT运算，获得时域信号；步骤C4、将步骤C3获得的时域信号进行并/串转换，然后采用用户1对应的扩频序列ru，v,1(n)进行解扩；步骤C5、将步骤C4中解扩后的序列进行解调，获得用户1的解调后序列完成用户1的收据接收；步骤C6、基站根据用户KA的解调后序列，产生用户KA的估计信号，KA的初始值为1；步骤C7、在多用户信号y0(n)中减去步骤C6获得的用户KA的估计信号，获得去除用户KA干扰后的信号，并将该信号作为更新后的多用户信号y0(n)，然后去除CP并进行串/并转换及FFT运算；将运算后的序列做均衡处理，获得均衡后的并行数据；步骤C8、将步骤C7获得的均衡后的并行数据进行IFFT运算，获得时域信号；步骤C9、将步骤C8获得的时域信号进行并/串转换，然后采用用户KA+1对应的扩频序列ru，v,1(n)进行解扩；步骤C10、将步骤C9中解扩后的序列进行解调，获得用户KA+1的解调后序列，完成用户KA+1的数据接收；令KA＝KA+1，并重复执行步骤C6至C10直至所有用户的数据全部实现解调，完成K个用户的数据接收；下行资源调度方...

【技术特征摘要】
1.TD-LTE扩频OFDM系统的多基站协同通信方法，其特征是 上行资源调度方法 对于小区内需要发送数据的多个用户，协同网内的小区基站进行上行资源调度，给该小区内的用户分配上行资源及相关调制编码方式，所述上行资源调度方法由以下步骤实现 对于小区内需要发送数据的每个用户 步骤Al、小区基站根据该用户对应的路径损耗判断该用户位于小区中心还是小区边缘，如果该用户位于小区中心时，则采用传统的LTE上行资源调度方法对该用户进行资源调度，完成对用户的上行资源调度；如果该用户位于小区边缘时，则执行步骤A2 ； 步骤A2、用户向基站上报该用户的宽带CQI值，并选择与该宽带CQI值对应的调制阶数及编码速率，并根据当前CS中已使用的扩频码索引，以及该用户的QoS要求，判断该用户的业务是否为宽带业务，如果判断结果为否，则将该用户分配一个未被使用的扩频码；如果判断结果为是，则给该用户分配Nd个未被使用的扩频码，所述Nd为大于I的整数，并基站将分配的扩频码的索引发送给该用户，然后，将该分配的扩频码的索引通过回程链路传递给其他小区基站，并执行步骤A3;步骤A3，将步骤A2中分配的扩频码的状态变为“已使用”；当该小区的基站接收到来自其它小区基站发送的扩频码索引时，更新该扩频码的状态为“已使用”；并执行步骤A4 ；步骤A4、当该用户的数据发送完成后，更新该用户对应的扩频码的状态为“未使用”，并将该扩频码索引发送给其它小区基站，其它小区基站更新该扩频码状态为“未使用”，从而完成对该用户的一次上行资源调度； 上行PUSCH信道数据基带信号发射方法 对于每个小区用户，均接收该小区内的基站发送的上行资源调度信息，若该小区用户为小区中心用户，则按照现有的3GPP TS36. 211标准在PUSCH信道上发送业务数据；若该小区用户为小区边缘用户，则采用如下步骤实现 步骤BI、根据收到的上行资源调度信息中的扩频码信息产生扩频序列ru,v (η)； 步骤Β2、将需要发送的比特序列X (η)进行调制符号的映射，获得QPSK、16QAM或64QAM的调制后符号序列； 步骤Β3、将步骤Β2获得的调制后的符号序列中的每个符号乘以长度为50的ru，v (η)序列，获得扩频后的码片序列，其中50为假设边缘用户占用IOMHz带宽时的扩频处理增益；步骤Β4、将步骤Β3中扩频后的码片序列进行串/并转换，得到12*50路序列，并对该序列进行长度为12*50的FFT运算，获得经FFT处理后的12*50路序列； 步骤Β5、将步骤Β4中经FFT处理后的12*50路序列两端补零后进行IFFT运算，获得经IFFT处理后的序列； 步骤Β6、将步骤Β5中获得的经IFFT处理后的序列进行并/串转换，并增加循环前缀，获得基带处理后的序列，并发射至PUSCH信道，完成上行PUSCH信道数据基带信号发射；上行PUSCH信道数据基带信号接收方法 步骤Cl、基站根据K个用户的宽带CQI值的大小进行排序，然后进行处理，并设该K个用户使用的扩频序列分别为ru,U(I1)，ru,v，2(n)，…，ru,v，K(n);其中，用户I为宽带CQI值最大的用户，之后的用户2，用户3，…，用户K的宽带CQI值依次减小，K为正整数；步骤C2、基站从PUSCH信道接收到的多用户信号J0 (η)，并进行去CP处理，然后进行串/并转换，转换后进行FFT运算，将运算后的序列做均衡处理，获得均衡后的并行数据； 步骤C3、将均衡后的并行数据进行IFFT运算，获得时域信号； 步骤C4、将步骤C3获得的时域信号进行并/串转换，然后采用用户I对应的扩频序列ru, ν；! (η)进行解扩； 步骤C5、将步骤C4中解扩后的序列进行解调，获得用户I的解调后序列^( )，完成用户I的收据接收； 步骤C6、基站根据用户KA的解调后序列，产生用户KA的估计信号，KA的初始值为I ;步骤C7、在多用户信号y, (η)中减去步骤C6获得的用户KA的估计信号，获得去除用户KA干扰后的信号，并将该信号作为更新后的多用户信号％(η)，然后去除CP并进行串/并转换及FFT运算；将运算后的序列做均衡处理，获得均衡后的并行数据； 步骤CS、将步骤C7获得的均衡后的并行数据进行IFFT运算，获得时域信号； 步骤C9、将步骤CS获得的时域信号进行并/串转换，然后采用用户ΚΑ+1对应的扩频序列进行解扩； 步骤CIO、将步骤C9中解扩后的序列进行解调，获得用户ΚΑ+1的解调后序列，完成用户KA+1的数据接收；令KA = KA+1，并重复执行步骤C6至ClO直至所有用户的数据全部实现解调，完成K个用户的数据接收； 下行资源调度方法 对于小区内需要给多个用户发送数据的协同网内基站，首先进行下行资源调度，给该小区内的用户分配下行资源及相关调制编码方式，所述下行资源调度方法由以下步骤实现 对于小区内需要发送数据的每个用户 步骤D1、小区基站根据该用户对应的路径损耗判断该用户·位于小区中心还是小区边缘，如果该用户位于小区中心时，则采用传统的LTE下行资源调度方法对该用户进行资源调度，完成对用户的下行资源调度；如果该用户位于小区边缘时，则执行步骤D2 ； 步骤D2、用户向基站上报该用户的宽带CQI值，并选择与该宽带CQI值对应的调制阶数及编码速率，并根据当前CS中已使用的扩频码索引，以及该用户的QoS要求，给该用户分配Ndd个未被使用的扩频码，所述Ndd为大于或等于I的整数，并基站将分配的扩频码的索引发送给该用户，然后，将该分配的扩频码的索引通过回程链路传递给其他小区基站，并执行步骤D3 ；步骤D3、将步骤D2中分配的扩频码的状态变为“已使用”；当该小区的基站接收到来自其它小区基站发送的扩频码索引时，更新该扩频码的状态为“已使用”；并执行步骤D4 ；步骤D4、当该用户的数据发送完成后，更新该用户对应的扩频码的状态为“未使用”，并将该扩频码索引发送给其它小区基站，其它小区基站更新该扩频码状态为“未使用”，从而完成对该用户的一次下行资源调度； 下行H)SCH信道数据基带信号发射方法 对于每个小区用户，均接收该小区内的基站发送的下行资源调度信息，若该小区用户为小区中心用户，则按照现有的3GPP TS36. 211标准在I3DSCH信道上发送业务数据；若该小区用户为小区边缘用户，则采用如下步骤实现步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：沙学军，吴宣利，赵龙海，李卓明，白旭，吴玮，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：