專利名稱：一種上行時頻資源的分配方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線通信技術(shù)，更具體地說，涉及一種上行時頻資源的分配方法。
背景技術(shù)：
20世紀(jì)90年代以來，多載波技術(shù)成為寬帶無線通信的熱點(diǎn)技術(shù)，其基本思想是將一個寬帶載波劃分成多個子載波，在該多個子載波上同時傳輸數(shù)據(jù)。在多數(shù)的系統(tǒng)應(yīng)用當(dāng)中，子載波的寬度小于信道的相干帶寬，這樣在頻率選擇性信道上，每個子載波上的衰落為平坦衰落，從而減少了符號間串?dāng)_，并且不需要復(fù)雜的信道均衡，適合高速數(shù)據(jù)的傳輸。
多載波技術(shù)通常會采用到頻域信道估計(jì)技術(shù)和頻域均衡技術(shù)。一些單載波系統(tǒng)也可通過在接收端進(jìn)行傅立葉變換(FFT，F(xiàn)ourier Transformation)，把單載波系統(tǒng)等效為由多個并行子載波構(gòu)成的系統(tǒng)，以進(jìn)行頻域信道估計(jì)和頻域均衡處理。
其中頻域信道估計(jì)通常采用基于輔助信息的相干解調(diào)方法，這種基于輔助信息的信道估計(jì)方法是在發(fā)送端信號的某些固定位置設(shè)置一些已知的導(dǎo)頻符號，在接收端利用這些導(dǎo)頻符號進(jìn)行信道估計(jì)。
在采用頻域信道估計(jì)和頻域均衡的系統(tǒng)中，相當(dāng)于所用資源也具有了時頻二維結(jié)構(gòu)。此時，導(dǎo)頻符號的設(shè)計(jì)更加靈活，可以在時間和頻率兩個域進(jìn)行復(fù)用，只要導(dǎo)頻符號在時間和頻率方向上的間隔相對于信道的相關(guān)時間和信道相干帶寬足夠小，在接收端就可以得到比較好的信道估計(jì)效果。
對于下行鏈路，參考導(dǎo)頻符號包括公用導(dǎo)頻的導(dǎo)頻符號和用戶專用的隨路導(dǎo)頻的導(dǎo)頻符號。用戶數(shù)據(jù)的相干解調(diào)所需要的信道估計(jì)一般由基站發(fā)給所有用戶的公用導(dǎo)頻得到，這樣的導(dǎo)頻設(shè)計(jì)可以在占用較少時頻資源的情況下具有較高的效率，如圖1所示。
對于上行鏈路，由于各個用戶的信道環(huán)境是不一樣的，每個用戶用于信道估計(jì)的參考導(dǎo)頻符號都是專用的隨路導(dǎo)頻。為了保證信道估計(jì)的準(zhǔn)確性，通常的上行專用導(dǎo)頻的開銷都比較大。
同時，上行控制信令的開銷也是需要考慮的。例如，無線通信系統(tǒng)通常利用資源調(diào)度等方法提高整個系統(tǒng)的性能。這些方法同時會增加系統(tǒng)資源的開銷。在頻率復(fù)用的系統(tǒng)中，可以將不同的用戶固定安排在不同的子帶上，如圖3所示；也可以隨著無線信道的頻率及時間變化，有效安排不同用戶的傳輸資源，包括頻率資源和時間資源，以獲取更高的頻譜利用效率和用戶滿意度。特別地，對其中的頻率調(diào)度，需要基站能獲知用戶在可調(diào)度頻帶上所有頻率子帶的信道信息。這對上行來說，通常需要每個參與調(diào)度的用戶在可調(diào)度頻帶的所有子帶上發(fā)送訓(xùn)練信息，以便讓基站獲知各頻率子帶的信道情況，進(jìn)行調(diào)度。該訓(xùn)練信息需要比較大的開銷，同時還要有合理的安排以便保證上行峰均比。
另外，下行數(shù)據(jù)傳輸帶來的一些短小的物理層上行信令也要增加系統(tǒng)開銷，與上行的數(shù)據(jù)和導(dǎo)頻進(jìn)行合理復(fù)用，例如下行HARQ需要的反饋信息(ACK)等。另外為了適應(yīng)不同的移動速度，系統(tǒng)中插入導(dǎo)頻的數(shù)量不同，這樣可以減少系統(tǒng)的資源開銷，同時也需要增加一些交互的信令，這信令也需要與上行的數(shù)據(jù)和導(dǎo)頻進(jìn)行合理復(fù)用。
另一方面，上行鏈路中發(fā)射功率的峰均比也是一個不可忽視的問題，現(xiàn)有的單載波技術(shù)，往往通過在時域波形上進(jìn)行信號的承載，使得發(fā)射功率的峰均比比較低。單載波系統(tǒng)中，導(dǎo)頻與數(shù)據(jù)一般采用時分復(fù)用(TDM)方式，各個用戶數(shù)據(jù)之間則采用頻分復(fù)用(FDM)方式或時分復(fù)用方式，如圖2、3所示，分別是分散方式和集中方式的用戶頻率復(fù)用中的導(dǎo)頻布置圖(以4個用戶為例)。在這種導(dǎo)頻設(shè)計(jì)方式中，導(dǎo)頻與數(shù)據(jù)占用同樣的頻帶，并占滿該頻帶內(nèi)的所有頻率資源。因而上行傳送的控制信息還需要相應(yīng)額外增加系統(tǒng)的開銷，使系統(tǒng)資源的利用率降低。
因此，如何有效利用上行資源進(jìn)行上行信道的有效復(fù)用，提高整個系統(tǒng)的資源利用率，同時又不影響數(shù)據(jù)傳輸性能，是目前必須解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，針對現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種能夠有效地利用上行時頻資源進(jìn)行上行信道的有效復(fù)用，提高系統(tǒng)資源利用率，同時能夠保證信道估計(jì)性能的上行時頻資源的分配方法。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是提供一種上行時頻資源的分配方法，包括A.為用戶導(dǎo)頻符號分配和其數(shù)據(jù)符號占用相同頻帶的時間資源；B.設(shè)定用戶導(dǎo)頻符號在其時間資源內(nèi)占用的頻率資源少于相應(yīng)數(shù)據(jù)符號在其時間資源內(nèi)占用的頻率資源；以及C.將導(dǎo)頻符號的時間資源內(nèi)除導(dǎo)頻所占用頻率資源外的剩余的頻率資源分配用于傳輸其他用戶的信息或該用戶的控制信息。
在本發(fā)明所述的分配方法，所述其他用戶的信息為其他用戶所需的對上行信道情況進(jìn)行測量的信息。
在本發(fā)明所述的分配方法，所述該用戶的控制信息為該用戶反饋的下行傳輸相關(guān)的控制信息。
在本發(fā)明所述的分配方法，所述其他用戶所需的對上行信道情況進(jìn)行測量的信息包括上行頻域調(diào)度的信息、同步信息以及自適應(yīng)導(dǎo)頻選擇信息至少之一。
在本發(fā)明所述的分配方法，所述該用戶反饋的下行傳輸相關(guān)的控制信息為下行混合重傳請求相關(guān)的確認(rèn)信息。
在本發(fā)明所述的分配方法，所述步驟B進(jìn)一步包括使導(dǎo)頻均勻間隔地占用其頻帶內(nèi)的頻率子載波。
在本發(fā)明所述的分配方法，所述步驟B進(jìn)一步包括設(shè)定用戶多個導(dǎo)頻符號中的部分導(dǎo)頻符號在其時間資源內(nèi)占用的頻率資源少于相應(yīng)數(shù)據(jù)符號在其時間資源內(nèi)占用的頻率資源。
在本發(fā)明所述的分配方法，所述步驟C進(jìn)一步包括使其他用戶的信息或該用戶的控制信息均勻間隔地占用所述剩余頻率資源內(nèi)的頻率子載波。
在本發(fā)明所述的分配方法，所述步驟C進(jìn)一步包括將其他用戶的信息或該用戶的控制信息間隔至少一個信道估計(jì)周期被傳輸。
在本發(fā)明所述的分配方法，所述用戶包括數(shù)據(jù)符號占用相同時間資源的不同頻帶的多個用戶，每一用戶的導(dǎo)頻符號占用相同時間資源的不同頻帶，不同用戶導(dǎo)頻符號的時間資源內(nèi)的剩余頻率資源被分配用于傳輸相同用戶或不同用戶的信息。
實(shí)施本發(fā)明上行時頻資源的分配方法，可以使導(dǎo)頻占用比數(shù)據(jù)稀疏的頻率資源，并能夠有效利用導(dǎo)頻符號的時間資源內(nèi)除導(dǎo)頻符號所占用的頻率資源外的剩余頻率資源傳輸其他用戶的信息或該用戶的控制信息，進(jìn)行上行信道的導(dǎo)頻與用戶信息的有效復(fù)用，在保證用戶頻域信道估計(jì)性能和數(shù)據(jù)傳輸性能不變的情況下，更加有效的利用上行資源進(jìn)行多用戶信息的復(fù)用，從而提高系統(tǒng)資源利用率。此外，還可以保證上行用戶的導(dǎo)頻和數(shù)據(jù)具有較好的峰均比特性。
下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。


圖1是下行鏈路上公用導(dǎo)頻的布置圖。
圖2是上行鏈路上分散方式用戶頻率復(fù)用中的導(dǎo)頻布置圖。
圖3是上行鏈路上集中方式用戶頻率復(fù)用中的導(dǎo)頻布置圖。
圖4是本發(fā)明上行時頻資源的分配方法的流程圖。
圖5是本發(fā)明一實(shí)施例形成梳狀譜導(dǎo)頻的示意圖。
圖6是本發(fā)明一實(shí)施例于集中方式用戶頻率復(fù)用中的導(dǎo)頻時頻資源分配示意圖。
圖7是本發(fā)明一實(shí)施例設(shè)置導(dǎo)頻的稀疏程度與信道估計(jì)性能的比較示意圖。
圖8是本發(fā)明的多個導(dǎo)頻時頻資源分配示意圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明上行時頻資源的分配方法，使得進(jìn)行數(shù)據(jù)解調(diào)(進(jìn)行信道估計(jì))所需的時分導(dǎo)頻占用盡可能少的頻率資源，并且能夠有效利用導(dǎo)頻時間段內(nèi)剩余頻率資源傳輸其他用戶的信息或本用戶的控制信息。如圖4所示，該方法包括以下步驟A.為用戶導(dǎo)頻符號分配和其數(shù)據(jù)符號占用相同頻帶的時間資源；B.設(shè)定用戶導(dǎo)頻符號在其時間資源內(nèi)占用的頻率資源少于相應(yīng)數(shù)據(jù)符號在其時間資源內(nèi)占用的頻率資源；以及C.將導(dǎo)頻符號的時間資源內(nèi)除導(dǎo)頻符號所占用頻率資源外的剩余頻率資源分配用于傳輸其他用戶的信息或該用戶的控制信息。
在本發(fā)明實(shí)施例中，在每個TTI中時分復(fù)用某用戶的數(shù)據(jù)和導(dǎo)頻，每個TTI中可插入至少一個導(dǎo)頻，使得導(dǎo)頻和數(shù)據(jù)有相同的采樣率，占用相同頻帶，但在該頻帶內(nèi)，導(dǎo)頻符號占用比數(shù)據(jù)符號少的頻率資源。這可以通過如下過程做到假設(shè)用戶i的導(dǎo)頻包括Q個值dq(i)，組成一個導(dǎo)頻塊，其中每個樣點(diǎn)時長為Ts，該用戶的一個導(dǎo)頻塊可以表示為d(i)=[d0(i),d1(i),···,dQ-1(i)]T]]>(其中T表示矩陣轉(zhuǎn)置)。壓縮這個塊中的樣點(diǎn)，使其由時長Ts變?yōu)榇a片時長Tc，然后再對該塊進(jìn)行L次的重復(fù)，得到重復(fù)處理后的導(dǎo)頻符號為 其中L表示該塊的重復(fù)次數(shù)，該重復(fù)處理后的導(dǎo)頻符號可以進(jìn)一步表示為cl(i)=1L·dlmodQ(i),]]>l＝0，1，…，QL-1。
這樣經(jīng)過重復(fù)處理后得到的導(dǎo)頻符號序列在頻率軸上呈現(xiàn)為一組梳狀的頻譜形狀，如圖5所示。
上述梳狀頻譜在頻域上可以具有不同的頻域偏移量，得到另一組梳狀譜，各組梳狀譜彼此交錯開來，導(dǎo)頻可以選擇其中的任何一組。這可通過如下方式實(shí)現(xiàn)選擇一組特定的相位向量sl(i)=exp{-j·l·Φ(i)},]]>l＝0，…，QL-1，Φ(i)=i·2πQL,]]>其中S表示相位向量，Φ表示相位旋轉(zhuǎn)因子。
將得到的這組相位向量與上述得到的數(shù)據(jù)符號cl(i)按元素進(jìn)行相乘，最后將得到該用戶i的導(dǎo)頻符號為x(i)=[c0(i),c1(i)e-jΦ(i),···,cQL-1(i)e-j(QL-1)Φ(i)]T.]]>為保證信道估計(jì)性能，導(dǎo)頻符號梳齒之間的最小間隔小于信道的相干帶寬。在時域上，插入導(dǎo)頻的密度和間隔并沒有改變，但在頻域上卻可使得每一導(dǎo)頻形成梳狀譜，如圖5、6所示，這樣便使得導(dǎo)頻符號在其時間資源內(nèi)占用的頻率資源少于相應(yīng)數(shù)據(jù)符號在其時間資源內(nèi)占用的頻率資源，相鄰兩導(dǎo)頻符號梳齒之間形成剩余頻率資源。
在本實(shí)施例中，導(dǎo)頻符號均勻間隔占用其頻率資源內(nèi)的頻率子載波。通過上述梳狀譜的實(shí)現(xiàn)，通過改變重復(fù)次數(shù)L，L≥2，導(dǎo)頻占用頻率資源為該頻帶內(nèi)資源的1/L。例如當(dāng)L＝2時，導(dǎo)頻符號只占用上述頻率資源內(nèi)的偶數(shù)或奇數(shù)子載波。當(dāng)然，也可以采用導(dǎo)頻符號非均勻間隔占用其頻率資源內(nèi)的頻率子載波的模式。
此時，其他用戶的需傳送的信息可以占用導(dǎo)頻符號梳齒之間的剩余頻率資源，與該用戶的導(dǎo)頻頻分復(fù)用，以被傳輸。其中插入其他用戶信息時，可以將用戶信息均勻間隔地插入所述剩余頻率資源中，也可以不均勻插入。均勻插入的方法可以仍然采用上述梳狀譜的形成方法，只是采用不同于該用戶導(dǎo)頻的梳狀譜頻域偏移量。另外，其他用戶的信息可以間隔多個發(fā)送/接收數(shù)據(jù)處理單元地插入該剩余頻率資源中，只要能夠滿足傳輸用戶信息的需求即可。這些其他用戶的信息包括但不限于其他用戶所需的對上行信道情況進(jìn)行測量的信息，該測量信息包括但不限于上行頻域調(diào)度的信息、同步信息以及自適應(yīng)導(dǎo)頻選擇信息等。其中用于上行頻域調(diào)度的信息又可包括用于頻域調(diào)度的子載波或子帶測量信息、用于頻域調(diào)度的子載波反饋信息等。
另外，該用戶自身的一些上行控制信息也可在導(dǎo)頻符號梳齒之間的剩余頻率資源上傳輸。這些用戶的控制信息包括但不限于該用戶反饋的下行傳輸相關(guān)的控制信息，該控制信息可以是下行混合重傳請求相關(guān)的確認(rèn)信息。此外，用戶信息還可以為用戶設(shè)備測量信息、信道質(zhì)量指示信息(Channel QualityIndicator，簡稱CQI)等。
在接收端，先將接收信號解復(fù)用，獲得同一用戶的數(shù)據(jù)和導(dǎo)頻。因頻域上兩導(dǎo)頻符號梳齒之間的最小間隔小于信道的相干帶寬，所以可通過插值法得到其他位置的信道響應(yīng)。因此，在解復(fù)用得到導(dǎo)頻后，可以先估計(jì)其導(dǎo)頻符號當(dāng)前子載波的信道參數(shù)，再通過插值法估計(jì)數(shù)據(jù)所在所有子載波的信道參數(shù)。同時，通過對導(dǎo)頻梳狀譜的分離，恢復(fù)出復(fù)用的其他信息。
如果復(fù)用的是該用戶的控制信息，這些信息可以用與其頻分復(fù)用的導(dǎo)頻進(jìn)行解調(diào)，或采用其他非相干的解調(diào)方法進(jìn)行解調(diào)。
如果復(fù)用的是其他用戶的信息，這些信息通常都不需要解調(diào)(例如做信道情況測量的信息)或可以采用其他非相干解調(diào)方法進(jìn)行解調(diào)。
本發(fā)明的這一實(shí)施例在充分保證信道估計(jì)性能的情況下，減少了導(dǎo)頻占用的資源。以3GPP TS25.814中的系統(tǒng)為例，比較了分別將導(dǎo)頻符號在頻域上占用總頻帶資源的1、1/2、1/4、1/8的幾種情況，比較結(jié)果如圖7所示，表明在頻域上當(dāng)兩個導(dǎo)頻符號的間隔小于信道相干帶寬時(前三種情況)，利用插值估計(jì)其他子載波的信道響應(yīng)性能受的影響非常小。
同時，上述在頻域等距間插導(dǎo)頻的情況還可保證該用戶的導(dǎo)頻和數(shù)據(jù)具有較好的峰均比特性。其他用戶的信息在剩余頻域資源上的等距間插也可以保證其他用戶較好的峰均比特性。對于在導(dǎo)頻剩余頻率資源上復(fù)用該用戶自己的其他控制信息的方式，也可同時采用其他措施保證峰均比較小。
當(dāng)同一TTI中用戶數(shù)據(jù)和多個導(dǎo)頻符號時分復(fù)用時，考慮到一些特殊應(yīng)用場景下的信道估計(jì)性能的保證，可以只對其中部分導(dǎo)頻進(jìn)行上述操作，其他導(dǎo)頻則占滿其時間資源內(nèi)的整個頻率資源。這樣，平均地，導(dǎo)頻占用的頻率資源仍較數(shù)據(jù)占用的頻率資源稀疏，可以利用這部分導(dǎo)頻的導(dǎo)頻符號梳齒之間形成的剩余頻率資源傳輸其他用戶的信息或該用戶的控制信息。例如圖8所示，在TTI的頭和尾分別插入一個導(dǎo)頻，其中頭部的導(dǎo)頻形成梳狀譜。這種情況可用于信道環(huán)境比較差，頻率的相干帶寬比較小的情況下。
在上行多個用戶數(shù)據(jù)按頻帶進(jìn)行頻分復(fù)用的情況下，亦可以采用上述方法，使該多個用戶各自導(dǎo)頻符號在其各自頻率資源(頻帶)上形成的梳狀譜導(dǎo)頻在時間上對齊，這些用戶各自導(dǎo)頻符號梳齒之間形成的剩余頻率資源可以用于傳送各自的控制信息或其他不同用戶的信息，也可以統(tǒng)一調(diào)配，用于傳送同一個其他用戶的信息。此外，該多個用戶占用的頻率資源的頻帶的帶寬可以相同，亦可以不同。
本發(fā)明上行時頻資源的分配方法使導(dǎo)頻占用比數(shù)據(jù)部分稀疏的頻率資源，實(shí)現(xiàn)導(dǎo)頻在頻域上稀疏的資源分布，并利用導(dǎo)頻符號的時間資源內(nèi)導(dǎo)頻所占用頻率資源外的剩余的頻率資源傳輸其他用戶的信息或該用戶的控制信息。本發(fā)明適用于任何系統(tǒng)資源可以通過時頻分復(fù)用的系統(tǒng)。
權(quán)利要求
1.一種上行時頻資源的分配方法，其特征在于，包括A.為用戶導(dǎo)頻符號分配和其數(shù)據(jù)符號占用相同頻帶的時間資源；B.設(shè)定該用戶導(dǎo)頻符號在其時間資源內(nèi)占用的頻率資源少于相應(yīng)數(shù)據(jù)符號在其時間資源內(nèi)占用的頻率資源；以及C.將導(dǎo)頻符號的時間資源內(nèi)除導(dǎo)頻符號所占用頻率資源外的剩余頻率資源分配用于傳輸其他用戶的信息或該用戶的控制信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分配方法，其特征在于，所述其他用戶的信息為其他用戶所需的對上行信道情況進(jìn)行測量的信息。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分配方法，其特征在于，所述該用戶的控制信息為該用戶反饋的下行傳輸相關(guān)的控制信息。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的分配方法，其特征在于，所述其他用戶所需的對上行信道情況進(jìn)行測量的信息包括上行頻域調(diào)度的信息、同步信息以及自適應(yīng)導(dǎo)頻選擇信息至少之一。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的分配方法，其特征在于，所述該用戶反饋的下行傳輸相關(guān)的控制信息為下行混合重傳請求相關(guān)的確認(rèn)信息。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分配方法，其特征在于，所述步驟B進(jìn)一步包括使導(dǎo)頻符號均勻間隔地占用其頻帶內(nèi)的頻率子載波。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分配方法，其特征在于，所述步驟B進(jìn)一步包括設(shè)定用戶多個導(dǎo)頻符號中部分導(dǎo)頻符號在其時間資源內(nèi)占用的頻率資源少于相應(yīng)數(shù)據(jù)符號在其時間資源內(nèi)占用的頻率資源。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分配方法，其特征在于，所述步驟C進(jìn)一步包括使其他用戶的信息或該用戶的控制信息均勻間隔地占用所述剩余頻率資源內(nèi)的頻率子載波。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分配方法，其特征在于，所述步驟C進(jìn)一步包括將其他用戶的信息或該用戶的控制信息間隔至少一個信道估計(jì)周期被傳輸。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分配方法，其特征在于，所述用戶包括數(shù)據(jù)符號占用相同時間資源的不同頻帶的多個用戶，每一用戶的導(dǎo)頻符號占用相同時間資源的不同頻帶，不同用戶導(dǎo)頻符號的時間資源內(nèi)的剩余頻率資源被分配用于傳輸相同用戶或不同用戶的信息。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種上行時頻資源的分配方法，包括為用戶導(dǎo)頻符號分配和其數(shù)據(jù)符號占用相同頻帶的時間資源；設(shè)定用戶導(dǎo)頻符號在其時間資源內(nèi)占用的頻率資源少于相應(yīng)數(shù)據(jù)符號在其時間資源內(nèi)占用的頻率資源；以及將導(dǎo)頻符號的時間資源內(nèi)除導(dǎo)頻符號所占用頻率資源外的剩余頻率資源分配用于傳輸其他用戶的信息或該用戶的控制信息。實(shí)施本發(fā)明，在保證用戶頻域信道估計(jì)性能和數(shù)據(jù)傳輸性能不變的情況下，更加有效的利用上行資源進(jìn)行多用戶信息的復(fù)用，從而提高系統(tǒng)資源利用率。此外，還可以保證上行用戶的導(dǎo)頻和數(shù)據(jù)具有較好的峰均比特性。
文檔編號H04L27/26GK1805318SQ20051003682
公開日2006年7月19日 申請日期2005年8月24日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月24日
發(fā)明者黃睿, 馬莎, 曲秉玉 申請人:華為技術(shù)有限公司