利用循环前缀时隙传输信息的方法和装置.pdf

本发明实施例公开了一种利用循环前缀CP时隙传输信息的方法，该方法包括：接收端接收发送端在CP时隙发送的信号，根据该信号功率的变化情况获取发送端传输的信息。针对现有技术中接收端对于CP时隙不作任何处理，从而造成CP时隙浪费的情况，本发明实施例利用CP时隙可以传输真正的循环前缀，也可以零功率或极小功率发送真正的循环前缀或者预设的其他信号的特点，通过在发射端对CP时隙的功率进行控制，利用功率的变化来携带信息。提高了CP时隙的利用率，降低了CP时隙的浪费，并通过对CP时隙的利用，增强系统性能，增大系统吞吐量。

1、  一种利用循环前缀CP时隙传输信息的方法，其特征在于，该方法包括
接收端接收发送端在CP时隙发送的信号，根据该信号功率的变化情况获取发送端传输的信息。

2、  如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述发送端根据待传输信息的内容，选择在CP时隙进行全功率发送或零功率发送或者小功率发送。

3、  如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据功率的变化情况获取发送端传输的信息为：
所述接收端检测在CP时隙接收到的信号功率，并将检测结果和预设的门限值进行比较判断，大于该门限值时判断为“1”，小于该门限值时判断为“0”；或者，大于该门限值时判断为“0”，小于该门限值时判断为“1”；
根据判断结果，获得所述发送端传输的信息。

4、  如权利要求2所述的方法，其特征在于，将至少两个连续或者不连续的CP时隙进行绑定，所述绑定的CP时隙的发送功率相同。

5、  如权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述发送端，将所述待传输信息进行编码、交织、加扰处理。

6、  如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述待传输信息包括：系统广播消息或多播消息或控制信息或用户数据。
7 一种接收端，其特征在于，包括：
接收单元，用于接收发送端在循环前缀CP时隙发送的信号；
检测判断单元，用于检测所述接收单元接收的CP时隙信号的功率，并将检测结果和预设的门限值进行比较判断，大于该门限值时判断为“1”，小于该门限值时判断为“0”；或者，大于该门限值时判断为“0”，小于该门限值时判断为“1”；
信息获取单元，根据所述检测判断单元输出的判断结果，获取发送端传输的信息。

8、  一种发送端，其特征在于，包括：
功率设定单元，用于根据待传输的信息内容，设定循环前缀CP时隙信号的发送功率；
信号发送单元，用于根据所述功率设定单元输出的设定值，在CP时隙发送信号。

9、  如权利要求8所述的一种发送端，其特征在于，还包括：
时隙绑定单元，用于将至少两个连续或者不连续的CP时隙进行绑定，所述绑定的CP时隙的发送功率相同。

10、  如权利要求8所述的一种发送端，其特征在于，还包括：
编码交织加扰单元，用于将所述待传输信息进行编码、交织、加扰处理。

利用循环前缀时隙传输信息的方法和装置
技术领域
本发明属于移动通信技术领域，特别涉及一种利用循环前缀时隙传输信息的方法和装置。
背景技术
随着通信技术的发展，对于信息的传输质量要求日益提高。为了有效对抗高速传输时的符号间干扰(Inter-Symbol Interference，ISI)，提出了正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM)技术。OFDM把信道分成许多正交子信道，各子信道间保持正交，频谱相互重叠，提高了频谱利用率。OFDM符号是周期延伸的，将每个符号的后L个样本复制到该符号前面构成循环前缀(Cyclic Prefix，CP)，这大大减少了OFDM系统对同步错误的敏感性，能有效地抵抗多径时延的损害。如图1所示，OFDM符号的后L个样本复制到符号前端形成CP。
以OFDM在超移动宽带(Ultra Mobile Broadband，UMB)系统中的应用为例，CP的长度有四种：6.51μs，13.02μs，19.53μs，26.04μs，对应于不同的基站覆盖范围。
基站的覆盖范围有大有小，大的基站覆盖可以到几十公里，小的基站覆盖几百米。现在出现了一种更小的基站——Femto基站
Femtocell(毫微微小区)主要针对的是在屋内覆盖不完整的问题，通过在屋内安装一个小功率基站的方法改善屋内的信号覆盖情况，增强在屋内的通信能力。从实现上说，Femtocell的基站与正常的基站没有区别，只是功率要小很多，因此作用距离通常在几十米以内。
UMB系统定义了4种CP，如果是同步系统，则全网使用同一CP。如果是异步系统，相邻小区CP可以不一样，但其缺点比较明显，比如终端只能作硬切换，无法作小区协同等等。
当UMB系统引入Femto这种小基站后，对于femto等小范围覆盖的通信系统，由于距离非常近，因此多径影响很小，同时，由于距离非常近，同步的精度也可以很高。此时CP的用处已经不大。而接收端对于CP部分是直接丢弃的，因此存在浪费。如图2所示，小覆盖基站应使用的CP长度仅占普通基站CP长度很小部分。
根据802.11n协议的模型，一般室内传播时延为80-1050ns。而UMB系统中，一个OFDM符号长度为113.93μs，CP的时长在6.51μs到26μs之间，CP的长度为OFDM符号的1/16甚至更多。可见CP部分浪费得比较多。
以5M系统为例。一个chip的时长约为200ns，而最大时延仅5个chip长度，但是CP部分占用32-128个chip的长度，浪费比较大。
发明内容
本发明实施例提供一种利用循环前缀时隙传输信息的方法和装置，通过对循环前缀时隙的利用，提高了CP时隙的利用率，降低了CP时隙的浪费。
本发明实施例提供了一种利用循环前缀时隙传输信息的方法，该方法包括：
接收端接收发送端在CP时隙发送的信号，根据该信号功率的变化情况获取发送端传输的信息。
本发明实施例还提供了一种接收端，包括：
接收单元，用于接收发送端在循环前缀CP时隙发送的信号；
检测判断单元，用于检测所述接收单元接收的CP时隙的信号的功率，并将检测结果和预设的门限值进行比较判断，大于该门限值时判断为“1”，小于该门限值时判断为“0”；或者，大于该门限值时判断为“0”，小于该门限值时判断为“1”；
信息获取单元，根据所述检测判断单元输出的判断结果，获取发送端传输的信息。
本发明实施例还提供了一种发送端，包括：
功率设定单元，用于根据待传输的信息内容，设定循环前缀CP时隙信号的发送功率；
信号发送单元，用于根据所述功率设定单元输出的设定值，在CP时隙发送信号。
针对现有技术中接收端对于CP时隙不作任何处理，从而造成CP时隙浪费的情况，本发明实施例利用CP时隙可以传输真正的循环前缀，也可以零功率或极小功率发送真正的循环前缀或者预设的其他信号的特点，通过在发射端对CP时隙的功率进行控制，利用功率的变化来携带信息。提高了CP时隙的利用率，降低了CP时隙的浪费，并通过对CP时隙的利用，增强系统性能，增大系统吞吐量。
附图说明
图1现有技术中普通基站应发送的OFDM符号示意图；
图2现有技术中小覆盖基站应发送的OFDM符号示意图；
图3本发明实施例中CP时隙采用部分功率或无功率发送时的示意图一；
图4本发明实施例中CP时隙采用部分功率或无功率发送时的示意图二；
图5本发明实施例中CP时隙采用部分功率或无功率发送时的示意图三；
图6本发明实施例中利用CP时隙的功率变化指示二进制信息的示意图；
图7本发明实施例中CP时隙绑定示意图；
图8本发明实施例中利用CP时隙的功率变化指示多进制信息的示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例目的、技术方案及优点更加清楚、明了，以下参照附图，对本发明实施例进行详细描述：
首先，本方案利用OFDM符号中CP时隙可以传输真正的循环前缀，也可以用零功率或极小功率来进行发送，获取底噪信息。
发射端利用OFDM符号内CP时隙的功率变化来携带信息。比如，当用全(满)功率发送CP时，表示二进制信息“1”，当用部分功率或无功率发送CP时，表示二进制信息“0”；或者，用满功率发送CP时，表示二进制信息“0”，用部分功率或无功率发送CP时，表示二进制信息“1”。为了叙述方便，下文都以满功率发送表示为“1”，部分功率或无功率(小功率)发送表示“0”来说明，这并不构成对本发明实施例的任何限制。当CP时隙采用满功率发送OFDM符号时，其发送方式跟普通基站发送方式一样，使用跟普通基站一样的CP时隙长度，如图1所示，所发送的信号可以是真正的循环前缀，也可以是预设的其他信号。当CP时隙采用部分功率发送或者无功率发送时可使用三种方式发送，CP时隙所发送的信号可以是真正的循环前缀，也可以是预设的其他信号：
第一种方式，发送方式跟普通基站发送方式一样，使用跟普通基站一样的CP时隙长度，但整个CP时隙内的发射功率明显低于满功率发送，所发送的信号可以是真正的循环前缀，也可以是预设的其他信号。如图3所示。
第二种方式，发送方式跟普通基站发送方式一样，使用跟普通基站一样的CP时隙长度，所发送的信号可以是真正的循环前缀，也可以是预设的其他信号，但对于小覆盖基站应使用的CP时隙部分使用满功率发送，而剩余部分使用低功率发送。如图4所示。
第三种方式，和第二种方式类似，但满功率部分传输的信号和低功率部分传输的信号可以独立，低功率部分甚至可以不传任何信号，如图5所示。
基站通过上述方法在CP中携带二进制信息。如图6所示，第一个OFDM符号中CP时隙的传输使用全功率，接收端收到该OFDM符号后判断其CP时隙的功率(能量)。一个常用的功率检测方法为：用一个已知的信号和收到的信号作相关处理，得到的相关值即可以认为是功率值，比如CP部分的信号依旧是真正的循环前缀时，接收端可以用检测得到的OFDM信号找到CP时隙段对应的已知信号，然后与在CP时隙对应收到的信号作相关即可。所述已知信号既可以是预先设定的，也可以是检测到的OFDM信号按照现有的CP生成方式本应生成的CP信号。若检测得到的功率超过一个门限值T则认为该CP时隙指示一个二进制信息“1”；在第二个OFDM符号内，CP时隙用极小功率或零功率发送，接收端收到该OFDM后判决其CP能量小于门限值T，则该CP时隙指示二进制信息“0”。这样在三个连续的OFDM符号中，图6所示的例子利用三个CP时隙可以携带二进制信息’101’。依次类推，可以利用更多OFDM符号的CP时隙指示更多信息。例如，在UMB系统中一个普通物理帧包含8个OFDM符号，这样利用8个OFDM符号的CP时隙则可以携带8比特的二进制信息。这里涉及的门限值可以预先设定，也可以动态调整，比如用已检测的低功率或零功率的CP时隙得到的检测值或者静默测试帧得到的检测值对已有的门限进行修正。
每一个超帧包含一个前导帧与25帧普通物理帧。从而一个超帧包含8×25＝200个CP时隙。利用这200个CP时隙中的全部或部分来传输信息，理想情况下可以携带200个比特信息。考虑到检测误差，可以将多个CP时隙进行绑定。比如使用二进制码发送时，可以设定多个CP时隙携带一个比特信息，检测的时候将多个CP时隙能量相加或者各自乘以一个权重相加，超过设定门限则判为“1”，低于设定门限则判为“0”。例如用2个CP时隙指示一个比特信息，此时可以携带100个比特信息。如图7所示，发射端在第一、第二个OFDM符号中CP满功率发射，第三、第四个OFDM符号中CP极低功率发射，接收端把第一，第二个OFDM符号中收到的CP能量合并后跟门限值T比较，若大于该门限值，则认为第一，第二个OFDM符号的CP时隙携带一个二进制比特信息“1”。同样道理，接收端把第三，第四个OFDM符号中收到的CP能量合并后跟门限值T比较，若低于该门限值，则判断第三，第四个OFDM符号的CP时隙携带二进制比特信息“0”。所绑定的两个CP时隙可以连续也可以不连续。
进一步，可以把CP时隙功率从全功率到零功率(考虑到功放的范围，零功率与极小功率等同)范围进行量化分成多个段，通过把CP时隙功率设置在不同的功率段以携带多个二进制信息或者多进制信息。如图8所示，一个OFDM符号内，CP时隙功率从满功率到零功率分成N段，则可携带log₂ N个二进制信息。接收端通过把接收到的CP时隙段功率与N-1个门限值比较则可以获得该CP时隙对应的信息。
为了保证传输的正确性，可以在发射端对CP时隙指示的信息进行编码，交织，加扰等处理，以提高接收端可靠性，这里不再做详细叙述。这些利用CP时隙段指示的信息可以用于携带系统广播信息或者多播信息或者控制信息，也可以携带传输用户数据。
为了支持上述方案，系统需要增加参数指示来广播CP时隙的用法，包括但不限于CP时隙传输的功率如何量化、CP时隙绑定的设置、是否使用全部CP时隙等等内容。该指示可以在广播信道或控制信道中携带，也可以是系统默认或利用既定的CP时隙携带的信息来传输。
如果CP时隙传输的是用户数据，需要增加新的指配消息来通知终端如何使用该资源。
如果相邻的基站使用不同的CP，必然面临同步的问题，那么可以配置为使用较大的那个CP，但是覆盖小的那个小区的CP可以部分传输数据。
本发明实施例提供了一种利用循环前缀时隙传输信息的接收端。该接收端可以集成在基站中，也可以集成在终端中。该接收端包括：
接收单元，用于接收发送端在循环前缀CP时隙发送的信号；
检测判断单元，用于检测所述接收单元接收的CP时隙的信号的功率，并将检测结果和门限值进行比较判断，大于该门限值，则判断为“1”，小于该门限值，则判断为“0”；或者，大于该门限值时判断为“0”，小于该门限值时判断为“1”；
信息获取单元，根据所述检测判断单元输出的判断结果，获取发送端传输的信息。
本发明实施例还提供了一种利用循环前缀时隙传输信息的发送端。该发送端可以集成在基站中，也可以集成在终端中。该发送端包括：
功率设定单元，用于根据待传输的信息内容，设定循环前缀CP时隙的发送功率；
信号发送单元，用于根据所述功率设定单元输出的设定值的功率，在CP时隙发送。
进一步的，该发送端还包括：
时隙绑定单元，用于将至少两个连续或者不连续的CP时隙进行绑定，所述绑定的CP时隙的发送功率相同。
编码交织加扰单元，用于将所述待传输信息进行编码、交织、加扰处理。
通过本发明实施例提供的技术方案，可以提高CP时隙的利用率，降低CP时隙的浪费，并通过对CP时隙的利用，增强系统性能，增大系统吞吐量。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必需的硬件平台的方式来实现，当然也可以全部通过硬件来实施，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案对背景技术做出贡献的全部或者部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。