專利名稱：在正交頻分復用移動通信系統(tǒng)中分配頻率的裝置和方法
技術領域：
本發(fā)明總的來說涉及一種正交頻分復用(OFDM)通信系統(tǒng)。本發(fā)明尤其涉及一種用于通過考慮用戶設備(UE)的移動性分配頻率資源以支持高速下行鏈路分組接入(HSDPA)業(yè)務的裝置和方法。
背景技術：
隨著近來用于移動通信業(yè)務各種內容的發(fā)展，存在一種對諸如視頻、音頻、文本和數字廣播以及語音業(yè)務之類的多媒體業(yè)務的增長需求。為了滿足這種需求，對正交頻分復用(OFDM)的研究正在進行，這是一種用于有效傳輸高速數據的常規(guī)無線接入技術。OFDM是一種典型的用于第4代或更后一代移動通信系統(tǒng)的技術，對于超高速分組傳輸技術的研究和標準化正在全世界積極地進行。
OFDM技術通過使用多個正交副載波來提供高頻率效率，并通過使用逆快速傅立葉變換(IFFT)塊和快速傅立葉變換(FFT)塊確保高速數據的處理。在OFDM方案中，按OFDM碼元進行發(fā)送，在多路徑環(huán)境中當前的發(fā)送碼元可能偶爾受先前的發(fā)送碼元影響。為了避免OFDM碼元間的干擾，OFDM方案采用了一種循環(huán)前綴(CP)以在多徑信道環(huán)境中提供抗碼元干擾和衰落的穩(wěn)健性。優(yōu)點在于，OFDM方案可以簡單地擴展到多用戶和多天線系統(tǒng)。
在本文環(huán)境中，第3代合作項目(3GPP)的Rel6(第6版)提供了用于高速分組數據下行鏈路傳輸的OFDM方案的應用。即，OFDM方案被用于支持高速下行鏈路分組接入業(yè)務(HSDPA)。在這種情況下，為發(fā)送下行鏈路OFDM信號，基站包括使用IFFT將頻域信號轉換為時域信號的功能、調制在OFDM信號上運載的數據的功能以及處理有關OFDM信號發(fā)送的射頻(RF)的功能。
圖1示出了一種3GPP Rel6建議的基站發(fā)射機的傳統(tǒng)結構。
參照圖1，支持HSDPA的基站提供了用于數據傳輸的高速下行鏈路共享信道(HS-DSCH)和用于運載為HS-DSCH的解調所需的控制信息的高速共享控制信道(HS-SCCH)。例如，HS-SCCH運載通過指示碼數的信道化編碼集(CCS)信息，通過該信道化編碼集(CCS)信息完成發(fā)送HS-DSCH。在當前的標準中，最多15個信道化編碼可以用于HS-DSCH的發(fā)送。
用于HSDPA的HS-DSCH數據和包括控制信息和導頻信息的HS-SCCH信息分別在QAM映射器(mapper)100和102中被映射到正交幅度調制(QAM)信號。物理信道(PHY_CH)映射和復用塊104把QAM信號映射到用于數據傳輸的副載波和用于控制信息傳輸的副載波，然后復用所映射的副載波。IFFT塊106對N個復用副載波信號執(zhí)行IFFT，也就是，OFDM調制，并輸出由N個OFDM采樣組成的OFDM碼元。
保護間隔插入器108在由N個OFDM采樣組成的OFDM碼元中插入前綴或后綴。例如，保護間隔插入器108在OFDM采樣中復制最后的G個OFDM采樣(復制的采樣數據)并將復制的采樣數據插入到OFDM碼元的前面。這里，其前面插入了前綴或后綴的OFDM碼元，將被稱作為“OFDM傳輸碼元”。從保護間隔插入器108輸出的OFDM傳輸碼元被分離到同相(I)通道和正交(Q)通道，然后通過數模轉換器(DAC)110轉換成模擬OFDM信號。OFDM信號通過RF單元112被轉換成射頻(RF)信號，接著通過天線114發(fā)射。
OFDM信號的接收性能相當多地依賴于接收OFDM信號的UE的移動性。這是因為無線信道隨著UE的移動和位置而改變特性。
如果UE的移動速度大于或等于增長多普勒效應的閾值速度，則UE的信道質量經受頻繁的變化，使得基站不能正常傳輸下行鏈路分組數據。也就是說，傳統(tǒng)系統(tǒng)為數據傳輸分配無線資源而沒有考慮UE的移動性，導致整個系統(tǒng)性能的惡化。

發(fā)明內容
因此，為解決上面的問題，本發(fā)明的示范性實施例提供了一種在正交頻分復用(OFDM)移動通信系統(tǒng)中根據用戶設備(UE)的移動性來分配無線資源的裝置和方法。
本發(fā)明的示范性實施例提供了一種在OFDM移動通信系統(tǒng)中分別給高速UE和低速UE分配無線資源的裝置和方法。
本發(fā)明的示范性實施例提供了一種在OFDM移動通信系統(tǒng)中通過分別服務高速UE和低速UE而最大化服務質量(QoS)的裝置和方法。
本發(fā)明的示范性實施例提供了一種在OFDM移動通信系統(tǒng)中向基站反饋UE的移動性信息的裝置和方法。
根據本發(fā)明的一個示范方面，提供了一種在正交頻分復用(OFDM)移動通信系統(tǒng)中通過基站將頻率資源分配給用戶設備(UE)的方法。該方法包括以下步驟接收來自UE的至少包括移動性信息的反饋信息；根據移動性信息確定UE屬于高速組還是低速組，如果該UE屬于高速組，則根據開環(huán)解決方案為UE分配頻率資源，如果UE屬于低速組，則根據閉環(huán)解決方案為UE分配頻率資源；以及使用分配的頻率資源為UE發(fā)送數據。
根據本發(fā)明的另外一個示范性方面，提供了一種在正交頻分復用(OFDM)移動通信系統(tǒng)中接收分配的頻率資源的方法，該分配的頻率資源用于接收高速下行鏈路分組數據，該方法包括以下步驟通過多副載波信道利用從基站接收的OFDM信號按頻率測量信道質量；測量接收OFDM信號的用戶設備(UE)的移動性；根據測量的移動性確定UE是否高速移動；如果UE高速移動，則在反饋信息中包括指示測量的移動性的移動性信息，并將反饋信息發(fā)送到基站；以及如果UE不以高速移動，則在反饋信息中包括指示測量的移動性的移動性信息和指示信道質量的信道信息，并將反饋信息發(fā)送到基站。
根據本發(fā)明再一個另外的示范性方面，提供了一種在正交頻分復用(OFDM)移動通信系統(tǒng)中分配頻率資源給用戶設備(UE)的基站裝置，該裝置包括資源分配器，用于從UE接收至少包括移動性信息的反饋信息，根據移動性信息確定UE屬于高速組還是低速組，如果UE屬于高速組，則根據開環(huán)解決方案為UE分配頻率資源，如果UE屬于低速組，則根據閉環(huán)解決方案為UE分配頻率資源，并且確定指示分配的頻率資源的映射模式；以及發(fā)射機，用于根據由資源分配器提供的映射模式映射用于UE的數據到分配的頻率資源，并發(fā)送用于UE的數據。
仍根據本發(fā)明的另一個示范性方面，提供了一種在正交頻分復用(OFDM)移動通信系統(tǒng)中用于接收分配的頻率資源的用戶設備(UE)裝置，該分配的頻率資源用于接收高速下行鏈路分組數據，該裝置包括信道測量器，用于通過多路徑信道利用從基站接收的OFDM信號按頻率測量信道質量；移動性測量器，用于測量UE的移動性；反饋信息生成器，用于根據測量的移動性確定UE是否高速移動，如果UE高速移動，則在反饋信息中包括指示測量的移動性的移動性信息；而如果UE沒有以高速移動，則在反饋信息中包括移動性信息和信道信息；以及發(fā)射機，用于向基站發(fā)送反饋信息。


根據下面詳細的描述并結合附圖，本發(fā)明上面的和其它的目的、特征和優(yōu)點將變得更加明顯。
圖1是圖示了基站發(fā)射機的傳統(tǒng)結構的圖；圖2是圖示根據本發(fā)明的示范性實施例用于分配無線資源的基站發(fā)射機的示范性結構的圖；圖3是圖示根據本發(fā)明的實施例分別為高速用戶設備(UE)和低速UE分配無線資源的示范性操作的流程圖；圖4A到圖4D是示范性圖示根據本發(fā)明示范性實施例的無線資源分配方法的圖；圖5是圖示根據本發(fā)明示范性實施例用于更新分配的無線資源的示范性基站操作的流程圖；圖6是圖示根據本發(fā)明的示范性實施例用于發(fā)送反饋信息的UE發(fā)射機的示范性結構的示意圖；圖7是圖示根據本發(fā)明示范性實施例用于發(fā)送反饋信息的示范性UE操作的流程圖；以及圖8是圖示根據本發(fā)明示范性實施例用于無線資源分配的示范性系統(tǒng)吞吐量的圖。
以上附圖中，相同或相近的元件、特征和結構由相同的參考標號來表示。
具體實施例方式
現在將參照附圖進行詳細地描述本發(fā)明的示范性實施例。在下面的描述中，為了簡明，省略在此所并入的已知的功能和配置的詳細描述。
在本發(fā)明的一個實施例中，在支持高速下行鏈路分組接入(HSDPA)業(yè)務的正交頻分復用(OFDM)移動通信系統(tǒng)中，基站考慮用戶設備(UE)的移動性，分配無線資源特別是頻率資源，從而保證同一小區(qū)中以不同速度移動的多個UE的服務質量(QoS)。
在向UE發(fā)送高速分組數據的過程中，基站通過每個UE的多普勒效應分配頻率資源以滿足每個UE需要的QoS?；靖鶕總€UE的多普勒值(也就是多普勒頻率)采用開環(huán)解決方案和閉環(huán)解決方案分配頻率資源。
更具體地講，基站采集每個UE的移動速度或多普勒值，并且如果該速度/多普勒值大于或等于預定的閾值，基站使用為高速UE組所設置的資源分配解決方案，其適合于較高信道變化率。如果該速度/多普勒值低于該閾值，基站使用為低速UE組設置的資源分配解決方案，其適合于較低信道變化率。在提供給處于靜止狀態(tài)或非常低速移動的UE的可能的QoS與提供給高速移動(例如，30Km/h或更高)的UE的可能的QoS之間存在差別。因此，基站使用一種能考慮具有不同移動速度的UE的信道環(huán)境而最大化UE的發(fā)送效率的資源分配解決方案。
在這里，假定應用于OFDM系統(tǒng)的高速下行鏈路分組接入(HSDPA)信道在調制碼元映射到物理信道之前在結構上彼此相等或大致相等。在下面的描述中，為了舉例，將QAM碼元用作調制碼元。通過把信道映射到不同的OFDM時頻單元(element)來實現信道復用。對其分配信道的時頻單元之間的關系被定義成時頻模式，而復用方案應滿足下面三個特點。
首先，復用方案應最大化時頻網格中向其分配信道的兩個隨機單元之間的最小距離。
其次，復用方案應最小化兩個隨機時頻模式之間的正規(guī)化(normalize)的周期漢明(Hamming)相關。
第三，復用方案應最小化時頻模式之間正規(guī)化的周期漢明相關的最大旁瓣。
復用方案使用空時發(fā)射分集(STTD)或空頻發(fā)射分集(SFTD)可獲得分集增益。為獲得頻率分集增益，復用方案也可以使用跳頻或頻率交織。
圖2圖示了根據本發(fā)明一個實施例的基站發(fā)射機的結構。
參照圖2，正交幅度調制(QAM)映射器200和202分別映射HS-DSCH數據和HS-SCCH信息到QAM信號，該HS-SCCH信息包含用于解調HS-DSCH數據的控制信息和導頻信息。將該QAM信號映射到按照從資源分配器230提供的映射模式分配的無線頻率資源。
資源分配器230使用來自UE的反饋信息確定適合于UE的時間、頻率或空間映射模式。物理信道(PHY_CH)映射和復用塊204通過考慮從資源分配器230提供的映射模式將用于支持HSDPA的多個UE的信道數據映射到它們對應的子帶，并復用這些子帶。這里，“子帶”指包含一個或多個副載波的頻率資源單元。
逆快速傅立葉變換(IFFT)塊206將復用的信號轉換成由N個OFDM采樣組成的OFDM碼元。保護間隔插入器208在由N個OFDM采樣組成的OFDM碼元中插入前綴或后綴。例如，保護間隔插入器208從OFDM采樣中復制最后的G個OFDM采樣并將復制的采樣插入到OFDM碼元的前面。從保護間隔插入器208輸出的OFDM傳輸碼元被分離到I通道和Q通道，然后通過數模轉換器(DAC)210轉換成模擬OFDM信號。OFDM信號通過RF單元212轉換成射頻(RF)信號，然后通過天線214發(fā)射。
基站的資源分配器230通過考慮每個UE的移動性基于來自UE的反饋信息來分配頻率資源，并提供指示分配的頻率資源的映射模式給物理信道映射和復用塊204。也就是說，資源分配器230基于來自UE的反饋信息考慮時間、頻率或空間的分集來確定適合于每個UE的映射模式。
圖3是圖示根據本發(fā)明的示范性實施例分別為高速UE和低速UE分配無線資源的示范性基站操作的流程圖。
參照圖3，在步驟300基站接收來自多個UE的反饋信息。該反饋信息可以包含指示每個UE速度或對應于該移動速度的多普勒值的移動信息和用于分配的頻率資源的信道質量指標(CQI)。這里，移動信息不僅僅包含每個UE的速度/多普勒值，也包含據其可確定速度的相關信息。當基站可用的副載波分離成副載波組時，CQI指示用于每個副載波組(也就是子帶)的信號質量。另外，CQI包括分配的副載波或分配的副載波組的零值/峰值信息。該“零值”指沒有檢測到有效信號的副載波/子帶，而“峰值”指檢測到具有峰值強度的信號的副載波/子帶?；疽揽恳苿有孕畔⒖刂品答佀俾省Ｒ簿褪钦f，基站考慮移動性信息，單獨控制每個UE的移動性報告周期和CQI報告周期，或控制用于發(fā)送反饋信息的反饋周期。
在步驟302中，基站根據接收的反饋信息將UE分離成高速UE組和低速UE組。在步驟304中，基站確定高速UE組中的UE數量和低速UE組中的UE數量，并據此確定可用的頻率集。在步驟304中，基站確定適合于高速UE組和低速UE組的頻率資源?；臼褂孟旅娴姆椒ù_定頻率資源。
第一種方法有優(yōu)先級的考慮。也就是說，第一種方法給高速UE組分配較高優(yōu)先級，并將作為3GPP開環(huán)資源分配解決方案的科斯塔斷(Costas)序列應用到該高速UE組。科斯塔斯序列指定了時頻資源，后面將對其進行詳細的描述。根據時頻映射技術分配時頻單元給高速UE組?；緦⒊朔峙浣o高速UE組的時頻單元外剩余的時頻單元分配給低速UE組。后面將參照圖4A對第一種方法進行詳細的描述。
第二種方法基于高速UE的數量和低速UE的數量的比率將整個頻帶分成兩部分。例如，可以假定可用的整個頻帶總共有16個子帶#0到#15，高速UE的數量是低速UE數量的兩倍。在這種情況下，基站為高速UE組分配較低頻帶，也就是子帶#0到#10，并且為低速UE組分配較高頻帶，也就是子帶#11到#15。后面將參照圖4B對第二種方法進行詳細的描述。
第三種方法通過將頻率交織技術應用到第二種方法獲得頻率分集增益。用此方法，基站分配頻率集，使得對高速UE組可用的子帶與對低速UE組可用的子帶在整個頻帶彼此交替。每個頻率集的大小根據高速UE組中UE的數量和低速UE組中UE的數量的比率來確定。此外，基站分配頻率集，使得用于高速UE組的子帶或用于低速UE組的子帶不應彼此毗連。后面將參照圖4C對第三種方法進行詳細的描述。
第四種方法將每個子帶分割成高速UE組中UE的數量和低速UE組中UE的數量的比率。該方法對組成每個子帶的副載波按照高速UE組中UE的數量和低速UE組中UE的數量的比率進行劃分，并將用于高速UE組的頻帶與用于低速UE組的頻帶分開。后面將參照圖4D對第四種方法進行詳細的描述。
當在步驟306中確定屬于高速UE組的UE時，在步驟308中基站使用開環(huán)解決方案分配單獨的頻率資源給高速UE組中的UE。也就是說，基站根據諸如基于科斯塔斯序列的時頻映射、STTD、SFTD、跳頻和頻率交織之類的開環(huán)解決方案在為高速UE組分配的頻率集中分配頻率資源。因此，當為高速UE組分配頻率資源時基站不需要高速UE組中的UE的信道信息。此外，基站可以根據平均信號干擾比(SIR)來為高速UE組中的UE單獨子帶選擇調制方案和編碼率。
當在步驟310中確定屬于低速UE組的UE時，在步驟312中基站根據閉環(huán)解決方案在為低速UE組分配的頻率集中分配單獨的頻率資源給低速UE組中的UE。在這種情況下，基站不僅使用低速UE組中UE的移動性信息，而且使用諸如零值/峰值信息的信道信息。例如，基站使用對于零值的信道信息執(zhí)行頻率調度，使得不分配對應于零值的子帶給相應的UE。
這是因為在執(zhí)行用于高速UE組的頻率分配之后，執(zhí)行具有較低信道變化率的低速UE組的頻率分配。在這種情況下，基站分析從低速UE組中UE傳送來的零值/峰值信息，并根據零值/峰值信息執(zhí)行頻率調度以分配最優(yōu)的頻率資源，使得對高速UE組分配對應于低速UE組的峰值的子帶或對低速UE組不分配對應于零值的子帶。
此外，基站可以根據UE通過上行鏈路信道傳送來的反饋信息調整反饋周期和反饋信息的類型。
如上所述，基站在高速UE組和低速UE組之間區(qū)分，然后使用一種合適的頻率分配算法分配頻率資源給相應的UE組?；緦Ω咚賃E組使用開環(huán)算法，對低速UE組使用閉環(huán)算法。通過這種方式，基站最大化高速UE和低速UE共存的移動通信系統(tǒng)的整體性能，并采用OFDM方案有效支持HSDPA。
圖4A到圖4D圖示了示范性實施例，其中根據本發(fā)明的示范性實施例基站給如圖3中所示的高速UE組和低速UE組分配頻率資源。在圖4A到圖4D中，橫軸表示整個頻帶的子帶，縱軸表示整個OFDM幀的OFDM碼元間隔。因此，每個塊表示一個時頻單元，該時頻單元是子帶和OFDM碼元間隔的組合。
圖4A圖示了用于通過考慮優(yōu)先級分配頻率資源的方法的映射模式。該方法使用時頻映射模式分配頻率給高速UE組。用此方法，基站分配較高的優(yōu)先級給高速UE組，并使用科斯塔斯序列給高速UE組分配頻率。科斯塔斯序列是一種映射模式，該映射模式表示根據時頻映射技術分配的時頻單元。當OFDM碼元(時間軸)的數量等于子帶(頻率軸)的數量時，也就是說，當時間軸由15個碼元間隔組成，并且子帶的數量是15時，表示分配的時頻單元的映射模式如下。
科斯塔斯序列#0＝[13，5，3，9，2，14，11，15，4，12，7，10，1，6，8]科斯塔斯序列#0是用于創(chuàng)建第1信道的映射模式?？扑顾剐蛄?0指示第0信道由第1個子帶的第13個碼元間隔、第2個子帶的第5個碼元間隔、第3個子帶的第3個碼元間隔等等創(chuàng)建。為了提供附加信道，通過沿著頻率軸逐一移動科斯塔斯序列#0指示的子帶，如下創(chuàng)建科斯塔斯序列#1。
科斯塔斯序列#1＝[14，6，4，10，3，15，12，0，5，13，8，11，2，7，9]類似地，科斯塔斯序列#1指示第2個信道由第1個子帶的第14個碼元間隔、第2個子帶的第6個碼元間隔、第3個子帶的第4個碼元間隔等等創(chuàng)建。如上所述，在圖4A中假定在由基站管理的小區(qū)中存在3個UE，UE1和UE2是高速UE，而UE3是低速UE。
根據科斯塔斯序列#0為UE1分配[13，5，3，9，2，14，11，15，4，12，7，10，1，6，8]的時頻單元。為UE2分配通過沿著頻率軸逐一移動科斯塔斯序列#0的子帶得到的[14，6，4，10，3，15，12，0，5，13，8，11，2，7，9]的時頻單元。
然而，考慮到相應的反饋信息，給作為低速UE的UE3分配在除了分配給高速UE組的時頻資源外剩余的資源中的資源。在這種情況下，基站分配該資源，使得根據反饋信息不應該將映射到零值的頻率和分配給UE1和UE2的頻率分配給UE3。
圖4A的頻率分配方法可以為高速UE提供靈活的頻率分配。然而，由于低速UE必須被分配除了零值頻率和分配給UE1和UE2的頻率之外的剩余頻率，所以基站未給低速UE分配最優(yōu)的頻率資源。因而，基站通過頻率調度分配次優(yōu)頻率給低速UE。
換句話說，如果給低速UE的最優(yōu)子帶與分配給高速UE的時頻單元交迭，則對于具有與高速UE數量一樣多的碼元間隔，低速UE不能使用最優(yōu)子帶，而只能使用次優(yōu)子帶。
圖4B圖示了以高速UE組中的UE數量和低速UE組中的UE數量的比率劃分具有預定大小的整個頻帶的第二種方法。
在圖4B中，用于高速UE組的頻率集由左手側的子帶#1到#9組成，用于低速UE組的頻率集由右手側的子帶#10到#15組成。如果高速UE組中的UE數量假設為Nf，并且低速UE組中的UE數量假設為Ns，則分配給高速UE組的子帶數量k變成15*Nf/(Nf+Ns)的取整值，而分配給低速UE組的子帶數量變?yōu)?5-k。
圖4C圖示了第三種方法，用于按以下方式為高速UE組分配子帶使得子帶被最大地和周期性地安排在整個頻帶上。
在圖4C中，因為高速UE組中的UE數量Nf比低速UE組中的UE數量Ns少，所以為高速UE組分配的頻率集比為低速UE組分配的頻率集少。在這種情況下，高速UE組的子帶不相互毗連，而是空間分離的以獲得頻率分集效果。也就是說，高速UE組的頻率和低速UE組的頻率彼此交替。類似地，分配給高速UE組的子帶數量k變成15*Nf/(Nf+Ns)的上取整值，分配給低速UE組的子帶數量變?yōu)?5-k。
圖4D圖示了用于分配組成一個子帶的多個副載波給高速UE組和低速UE組的第四種方法。
參照圖4D，每個子帶由至少一個用于高速UE組的副載波和至少一個用于低速UE組的副載波組成。使用基于科斯塔斯序列的時頻映射技術或跳頻技術可為高速UE組中的UE分配頻率資源。使用反饋信息可為低速UE組中的UE分配頻率資源。
如果高速UE組中的UE數量是Nf，低速UE組中的UE數量是Ns，并且每個子帶由Nc個副載波組成，則在每個子帶中分配給高速UE組的副載波數量k變成Nc*Nf/(Nf+Ns)的上取整值。例如，如果高速UE組需要更多的頻率資源，則基站將由Nc個副載波組成的每個子帶劃分為round(Nc/(Nc-k))(對Nc/(Nc-k)取整)個頻率單元，分配每個子帶的一個頻率單元給低速UE組，合并每個子帶剩余的頻率單元，并分配合并的頻率單元給高速UE。
圖5是圖示根據本發(fā)明的示范性實施例更新分配的無線資源的示范性基站操作的流程圖。
參照圖5，在步驟502中，依據來自UE的反饋信息，基站將位于其小區(qū)內的UE分類成高速UE組和低速UE組?；究紤]高速UE組中UE的數量和低速UE組中UE的數量來分配頻率資源。當在高速UE組和低速UE組中的UE被分配合適的頻率時，基站使用一種在UE移動性方面優(yōu)化的算法。
例如，在步驟502中，基站根據時頻映射模式使用科斯塔斯序列給高速UE組中的UE分配時頻單元。也就是說，接收根據科斯塔斯序列傳送的OFDM信號的UE獲得了頻率分集效果。然而，基站使用來自每個UE的反饋信息，如零值/峰值或CQI，為低速UE組中的UE分配最優(yōu)的子帶。
在步驟504中，基站確定用于更新已分配頻率的無線資源分配周期是否已經到達。無線資源分配周期可以由基站考慮UE的移動性設置。如果無線資源分配周期已經到達，則基站前進到步驟508。在步驟508中，基站考慮高速UE組中的UE數量和低速UE組中的UE數量重新分配頻率資源。對于頻率分配，基站使用前述的頻率分配方法。
然而，如果在步驟504中確定無線資源分配周期沒有到達，則在步驟506中基站確定在小區(qū)中的無線資源環(huán)境中是否有任何事件發(fā)生。也就是說，基站確定是否已經有新的UE從另外的小區(qū)進入了當前小區(qū)或當前小區(qū)中的UE已經移到另外小區(qū)?；蛘撸敬_定是否高速UE組中的UE已經移到了低速UE組或者低速UE組中的UE已經移到了高速UE組。
在檢測到事件的發(fā)生時，基站前進到步驟508，在此步驟，它通過考慮所述UE的組狀態(tài)和每個組中UE的數量來更新小區(qū)中的頻率分配。
當UE已經移動到了不包含該UE的組時，為了進行快速頻率分配，基站可以分配最小的頻率，即使作為分析小區(qū)中高速UE組和低速UE組的結果，沒有UE屬于任何一個組。
也就是說，在步驟506中，基站可以根據預先確定的最小事件發(fā)生準則更新頻率分配來代替每次事件發(fā)生時重新分配頻率資源。這是為了避免位于小區(qū)中的UE和基站之間信令的低效使用。
圖6圖示了根據本發(fā)明的示范性實施例用于發(fā)送反饋信息的示范性UE發(fā)射機的結構。
參照圖6，串并轉換器(SPC)600將經過多徑信道傳輸的OFDM信號轉換成N個OFDM采樣。FFT塊602對并行的N個OFDM采樣進行FFT，并輸出N個數據碼元。并串轉換器(PSC)604串行轉換N個調制碼元，并將串行轉換的調制碼元輸出到保護間隔去除器606。保護間隔去除器606從串行轉換的調制碼元流中去除為避免碼元間干擾插入的前綴或后綴，并將去除保護間隔的調制碼元流輸出到解調器608。解調器608解調從保護間隔去除器606輸出的數據碼元，并將解調的數據碼元輸出到解碼器610。解碼器610把解調的數據碼元解碼為原始數據。
信道測量器612使用從FFT塊602輸出的N個采樣為每個副載波/子帶測量信道質量。信道測量器612確定P個有較低SIR的副載波/子帶或與零值相對應的副載波/子帶作為信道測量的結果。或者，信道測量器612確定有較高SIR的副載波/子帶。將確定的信道信息輸入到反饋信息生成器614。反饋信息生成器614包括反饋信息中的信道信息。移動性測量器616計算UE的移動性信息。移動性測量器616可以根據先前的信道信息和輸入的信道信息之間的比較結果間接測量UE的移動性，或直接測量UE的移動速度。計算出的移動速度由反饋信息生成器614包含在反饋信息中，然后通過發(fā)射機618發(fā)送給基站。
在另一個例子中，移動性測量器616通過對先前估計的UE速率與當前UE速率進行比較計算一個多普勒值。所估計的多普勒值或速率差由反饋信息生成器614包括在反饋信息中，然后通過發(fā)射機618發(fā)送給基站。反饋信息可以進一步包括信道信息，如用于副載波/子帶的CQI和零值/峰值。基站通過考慮UE的移動性使用反饋信息進行頻率分配。
圖7是圖示根據本發(fā)明的示范性實施例發(fā)送反饋信息的示范性UE操作的流程圖。
參照圖7，在步驟700中，UE接收從基站發(fā)送的OFDM信號，并測量用于每個副載波/子帶的信道的質量。也就是說，UE為每個副載波/子帶測量信道質量，并確定用于零值的子帶或確定用于峰值的子帶。在步驟702中，UE存儲信道質量信息。
在步驟704中，UE通過對當前信道質量與先前測量的信道質量比較來計算由于UE的移動性引起的信道變化。在步驟706中，UE確定信道變化是否超出了預定的閾值。如果信道變化超出了閾值，則UE前進到步驟708。相反，如果信道變化沒有超出閾值，則UE前進到步驟710。前進到步驟708指示UE在預定的小區(qū)中高速移動或從預定的小區(qū)高速移動到另一小區(qū)。前進到步驟710指示UE低速移動。
在步驟712中，UE在反饋信息中包含信道變化信息和信道質量信息，并將反饋信息發(fā)送給基站?；景研诺雷兓斪鱑E的移動性信息。
例如，從以30Km/h或更高的高速移動的UE發(fā)送的反饋信息在信道質量經受不斷變化的環(huán)境中被接收。因此，基站不能保證從高速UE連續(xù)發(fā)送的反饋信息的可靠性。當反饋信息被頻繁地從高速UE發(fā)送時，特別是在低信道質量的環(huán)境中，在基站和UE間存在信令負擔。因此，高速UE只向基站發(fā)送基站基于其可以檢測信道變化的反饋信息。也就是說，在發(fā)送前高速UE在反饋信息中只包括指示UE的信道變化、速率和多普勒值的移動性信息。
因此，高速UE使用用于允許基站最大化頻率分集的方法，可以克服諸如由快速信道變化引起的載波間干擾的干擾。在接收帶有移動性信息的反饋信息時，基站基于時頻映射、STTD、SFTD、跳頻或頻率交織分配頻率資源，確定相應的UE屬于高速UE組，即確定使用信道信息的閉環(huán)頻率分配是不可能的。
相反，在發(fā)送前，低速UE不僅在反饋信息中包括如UE的信道變化、速率或多普勒值的移動性信息，還包括諸如與副載波/子帶相關的CQI信息和零值/峰值的信道信息。在接收包含移動性信息和信道信息的反饋信息時，基站使用閉環(huán)算法基于信道信息分配頻率資源，確定相應的UE屬于低速UE組。因此，使用頻率調度方案或最大載波干擾比(C/I)選擇方案，可以從基站為低速UE分配保證QoS的頻率資源。
圖8圖示了根據本發(fā)明的示范性實施例用于無線資源分配的示范性系統(tǒng)吞吐量。在這里，在傳統(tǒng)開環(huán)/閉環(huán)解決方案802和804與根據本發(fā)明的示范性實施例的自適應解決方案806之間進行比較，前者沒有區(qū)分高速UE組和低速UE組。
參照圖8，因為信道信息對于一個具有達ηa的多普勒值的UE是有效的，所以就系統(tǒng)吞吐量而言閉環(huán)解決方案804是有利的。然而，反饋信息對于多普勒值大于ηb的UE不再起作用。因此，從ηb開始，閉環(huán)解決方案804的系統(tǒng)吞吐量一點一點地減少。
相反，開環(huán)解決方案802平滑地響應多普勒值的變化。然而，因為頻率分集增益，多普勒值的增加增加了系統(tǒng)吞吐量。
如果UE的多普勒值小于預定的閾值ηa，則根據本發(fā)明的示范性實施例的自適應解決方案806根據閉環(huán)解決方案804分配頻率。然而，如果多普勒值大于閾值ηa，則自適應解決方案806使用開環(huán)解決方案802分配頻率。盡管這里示出了兩個閾值，也可能如上所述使用一個閾值。用此方法，自適應解決方案通過考慮UE的移動性更新頻率分配有效地分配頻率資源，從而惡化了系統(tǒng)吞吐量。
如從先前的描述可以理解，本發(fā)明的示范性實施例在發(fā)送分組數據之前分別分配頻率給高速UE和低速UE。本發(fā)明的示范性實施例根據UE的移動性使用不同的頻率分配算法，從而提高了移動通信系統(tǒng)的整體效率。此外，本發(fā)明的示范性實施例周期性地考慮UE移動性分配無線資源，從而滿足QoS要求。
盡管參考本發(fā)明的示范性實施例，已經對本發(fā)明做出了說明和描述，但是本領域的技術人員將會理解，在不背離如由權利要求書定義的本發(fā)明精神和范圍的情況下，在此可以進行形式和細節(jié)的各種修改。
權利要求
1.一種在正交頻分復用(OFDM)移動通信系統(tǒng)中由基站分配頻率資源給用戶設備(UE)的方法，該方法包括如下步驟接收來自UE的至少包括移動性信息的反饋信息；根據移動性信息確定UE屬于高速組還是低速組，如果該UE屬于高速組，則根據開環(huán)解決方案為UE分配頻率資源，如果UE屬于低速組，則根據閉環(huán)解決方案為UE分配頻率資源；以及使用分配的頻率資源為UE發(fā)送數據。
2.如權利要求1的方法，進一步包括步驟在整個頻帶中確定指示可分配給高速組的頻率資源的第一頻率集；以及確定除了第一頻率集以外的剩余頻率資源作為用于指示可分配給低速組的頻率資源的第二頻率集。
3.如權利要求2的方法，其中所述確定步驟包括步驟將根據時頻映射技術確定的時頻單元確定為第一頻率集。
4.如權利要求2的方法，其中所述確定步驟包括以下步驟按屬于高速組的UE數目與屬于低速組的UE數目的比率，把整個頻帶劃分為一個頻帶和另外一個頻帶；以及分別將該一個頻帶和該另外一個頻帶確定為第一頻率集和第二頻率集。
5.如權利要求2的方法，其中所述確定步驟包括確定第一頻率集的步驟，使得高速組的子帶在整個頻帶上被分配。
6.如權利要求2的方法，其中所述確定步驟包括以下步驟按屬于高速組的UE數目與屬于低速組的UE數目的比率，將組成整個頻帶的每個子帶劃分為兩個副載波集；以及將所述副載波集確定為第一頻率集和第二頻率集。
7.如權利要求1的方法，其中所述分配步驟包括以下步驟使用基于科斯塔斯序列的時頻映射、跳頻、空時發(fā)射分集(STTD)、空頻發(fā)射分集(SFTD)或頻率交織將頻率資源分配給屬于高速組的UE。
8.如權利要求1的方法，其中所述分配步驟包括以下步驟使用頻率調度方案或最大載波干擾比(C/I)選擇方案，根據包括在反饋信息中的信道信息分配頻率資源給屬于低速組的UE。
9.一種在正交頻分復用(OFDM)移動通信系統(tǒng)中接收分配的頻率資源的方法，該分配的頻率資源用于接收高速下行鏈路分組數據，該方法包括以下步驟通過多副載波信道利用從基站接收的OFDM信號按頻率測量信道質量；測量接收OFDM信號的用戶設備(UE)的移動性；根據測量的移動性確定UE是否高速移動；如果UE高速移動，則在反饋信息中包括指示測量的移動性的移動性信息，并將反饋信息發(fā)送到基站；以及如果UE不以高速移動，則在反饋信息中包括指示測量的移動性的移動性信息和指示信道質量的信道信息，并將反饋信息發(fā)送到基站。
10.如權利要求9的方法，其中所述測量移動性的步驟包括以下步驟將測量的信道質量與先前測量的信道質量比較以計算信道變化；如果信道變化大于或等于預定的閾值，則確定UE高速移動；以及如果信道變化小于閾值，則確定UE低速移動。
11.如權利要求9的方法，其中所述移動性信息表示UE的移動速度和多普勒值中的一個。
12.如權利要求9的方法，其中所述信道信息包括按頻率的信道質量指標(CQI)信息和指示零值和峰值頻率的零值峰值信息。
13.一種在正交頻分復用(OFDM)移動通信系統(tǒng)中分配頻率資源給用戶設備(UE)的基站裝置，該裝置包括資源分配器，用于從UE接收至少包括移動性信息的反饋信息，根據移動性信息確定UE屬于高速組還是低速組，如果UE屬于高速組，則根據開環(huán)解決方案為UE分配頻率資源，如果UE屬于低速組，則根據閉環(huán)解決方案為UE分配頻率資源，并且確定指示分配的頻率資源的映射模式；以及發(fā)射機，用于相據由資源分配器提供的映射模式映射用于UE的數據到分配的頻率資源，并發(fā)送用于UE的數據。
14.如權利要求13的基站裝置，其中所述資源分配器確定在整個頻帶中指示可分配給高速組的頻率資源的第一頻率集，并將除第一頻率集以外的剩余頻率資源確定為可分配給低速組的頻率資源的第二頻率集。
15.如權利要求14的基站裝置，其中所述資源分配器將根據時頻映射技術確定的時頻單元確定為第一頻率集。
16.如權利要求14的基站裝置，其中所述資源分配器按屬于高速組的UE數目與屬于低速組的UE數目的比率，將整個頻帶劃分為一個頻帶和另一個頻帶，并分別將所述一個頻帶和所述另一個頻帶確定為第一頻率集和第二頻率集。
17.如權利要求14的基站裝置，其中所述資源分配器確定第一頻率集，使得高速組的子帶在整個頻帶上被分配。
18.如權利要求14的基站裝置，其中所述資源分配器按屬于高速組的UE數目與屬于低速組的UE數目的比率，將組成整個頻帶的每個子帶劃分為兩個副載波集，并且將副載波集分別確定為第一頻率集和第二頻率集。
19.如權利要求13的基站裝置，其中所述資源分配器使用基于科斯塔斯序列的時頻映射、跳頻、空時發(fā)射分集(STTD)、空頻發(fā)射分集(SFTD)或頻率交織給屬于高速組的UE分配頻率資源。
20.如權利要求13的基站裝置，其中所述資源分配器使用頻率調度方案或最大載波干擾比(C/I)選擇方案，根據包括在反饋信息中的信道信息給屬于低速組的UE分配頻率資源。
21.一種在正交頻分復用(OFDM)移動通信系統(tǒng)中用于接收分配的頻率資源的用戶設備(UE)裝置，該分配的頻率資源用于接收高速下行鏈路分組數據，該裝置包括信道測量器，用于通過多路徑信道利用從基站接收的OFDM信號按頻率測量信道質量；移動性測量器，用于測量UE的移動性；反饋信息生成器，用于根據測量的移動性確定UE是否高速移動，如果UE高速移動，則在反饋信息中包括指示測量的移動性的移動性信息；而如果UE沒有以高速移動，則在反饋信息中包括移動性信息和信道信息；以及發(fā)射機，用于向基站發(fā)送反饋信息。
22.如權利要求21的UE裝置，其中所述移動性測量器將測量的信道質量與先前測量的信道質量比較以計算信道變化，如果信道變化大于或等于預定閾值，則確定UE高速移動，而如果信道變化小于閾值，則確定UE低速移動。
23.如權利要求21的UE裝置，其中所述移動性信息表示UE的移動速度和多普勒值中的一個。
24.如權利要求21的UE裝置，其中所述信道信息包括按頻率的信道質量指標(CQI)信息和指示零值和峰值頻率的零值/峰值信息。
全文摘要
一種在正交頻分復用(OFDM)移動通信系統(tǒng)中給用戶設備(UE)分配頻率資源的裝置和方法?；緩腢E接收至少包括移動性信息的反饋信息，并根據移動性信息確定UE屬于高速組還是低速組。如果UE屬于高速組，則基站按照開環(huán)解決方案為UE分配頻率資源，而如果UE屬于低速組，則基站根據閉環(huán)解決方案為UE分配頻率資源，并使用分配的頻率資源為UE發(fā)送數據。
文檔編號H04L5/02GK1761182SQ200510113210
公開日2006年4月19日 申請日期2005年8月17日 優(yōu)先權日2004年8月17日
發(fā)明者吳玄錫, 玉光萬, 金相曉, 金潣龜, 尹秀真 申請人:三星電子株式會社