專利名稱：采用正交頻分復(fù)用的基站發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的方法
本申請(qǐng)是名稱為“在無(wú)線通信系統(tǒng)中的控制系統(tǒng)和多路訪問(wèn)方法”(申請(qǐng)?zhí)?00410055658.9；申請(qǐng)日2004年8月2日)的申請(qǐng)的分案申請(qǐng)技術(shù)領(lǐng)域一般地說(shuō)，本發(fā)明涉及在無(wú)線通信系統(tǒng)中采用OFDMA的基站發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的方法，更具體地說(shuō)，涉及通過(guò)利用OFDMA方案由與無(wú)線終端通信的基站發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的方法。
背景技術(shù)：
在無(wú)線通信系統(tǒng)的初始階段，開(kāi)發(fā)無(wú)線通信系統(tǒng)以支持用戶的移動(dòng)性并提供語(yǔ)音通信服務(wù)。隨著技術(shù)的進(jìn)步，能夠提供數(shù)據(jù)通信服務(wù)以及語(yǔ)音通信服務(wù)的無(wú)線通信系統(tǒng)已經(jīng)商業(yè)化。稱為“第三代”的當(dāng)前的移動(dòng)通信技術(shù)主要分為用于同步系統(tǒng)的3GPP2標(biāo)準(zhǔn)和用于異步系統(tǒng)的3GPP標(biāo)準(zhǔn)。第三代技術(shù)基于根據(jù)通信量(traffic)類型的語(yǔ)音通信服務(wù)，但它處于研究和開(kāi)發(fā)階段，更多地集中在多媒體服務(wù)上。
不久的將來(lái)提供的4G移動(dòng)通信系統(tǒng)需要改善3G移動(dòng)通信系統(tǒng)的系統(tǒng)性能。對(duì)4G移動(dòng)通信系統(tǒng)最重要的一種需求是能夠以較高的速率提供多媒體服務(wù)。需要有效地使用頻率來(lái)滿足這種需求。此外，在各種信道環(huán)境中也必須確保高質(zhì)量的服務(wù)(Q oS)。
3G移動(dòng)通信系統(tǒng)使用自適應(yīng)調(diào)制和編碼(AMC)或每個(gè)副載波水填充(waterfilling)以便在有限的頻帶中以較高的速率發(fā)送數(shù)據(jù)。雖然AMC或水填充技術(shù)能夠增加頻率效率，但是這些技術(shù)僅能夠在一定的條件下使用。
例如，該技術(shù)要求及時(shí)信道狀態(tài)信息。此外，在頻分雙工(FDD)模式中要求信道反饋。要求大量的信息以用于快速變化的信道的完整反饋傳輸。如果沒(méi)有執(zhí)行完整反饋傳輸，則在該系統(tǒng)中不能反映及時(shí)變化的信道狀態(tài)。此外，如果移動(dòng)終端以較高的速度移動(dòng)，則它的信道變化增加。這使得適當(dāng)?shù)厥褂肁MC技術(shù)變得困難。
因此，AMC和水填充技術(shù)可以有效地使用以提高不要求信道反饋的信道的頻率效率，這不同于頻分雙工(duplexing)模式。即，該技術(shù)可以用于能夠以最小的負(fù)載獲得信道反饋信息的環(huán)境中。
此外，在終端移動(dòng)較慢時(shí)，AMC和水填充技術(shù)的算法可以更加有效地使用。在這些狀態(tài)下，AMC和水填充技術(shù)可以以更高的頻率效率提供較高的速率數(shù)據(jù)傳輸。
然而，頻率效率的增加需要在移動(dòng)通信環(huán)境中發(fā)送大量的數(shù)據(jù)。頻率復(fù)用系數(shù)需要接近1以增加頻率效率。在相鄰單元之間的干擾必須抑制以使頻率復(fù)用系數(shù)接近1。抑制干擾的方法的某些實(shí)例是干擾避開(kāi)和干擾平均。
基于AMC和水填充的技術(shù)能夠增加頻率效率，但不能與能使頻率復(fù)用系數(shù)接近1的干擾避開(kāi)技術(shù)協(xié)調(diào)。
如上文所述，下一代無(wú)線通信系統(tǒng)要求更高的數(shù)據(jù)傳輸。頻率的有效使用需要以更高的速率傳輸數(shù)據(jù)。然而，包括當(dāng)前開(kāi)發(fā)的技術(shù)的常規(guī)技術(shù)不能提供高效地使用頻率的解決方案。

發(fā)明內(nèi)容
因此，考慮到了上述的和其它問(wèn)題已經(jīng)設(shè)計(jì)出了本發(fā)明，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種在無(wú)線通信系統(tǒng)中有效地利用頻率的方法和系統(tǒng)。
本發(fā)明的另一目的是提供一種在滿足所要求的QoS的同時(shí)傳輸數(shù)據(jù)的方法和系統(tǒng)。
本發(fā)明的另一目的是提供一種有效地利用頻率并提供高速多媒體服務(wù)的方法和控制系統(tǒng)。
根據(jù)本發(fā)明的一方面，通過(guò)在以時(shí)分和頻分雙工模式與無(wú)線終端進(jìn)行通信的無(wú)線通信系統(tǒng)的基站中的呼叫(call)控制方法實(shí)現(xiàn)上述和其它的目的，該方法包括如下的步驟a)在給無(wú)線終端分配呼叫時(shí)檢查從無(wú)線終端接收的雙工模式確定因數(shù)(factor)，并基于雙工模式確定因數(shù)確定無(wú)線終端是否位于基站的本地或遙遠(yuǎn)區(qū)域中；和b)如果無(wú)線終端處于本地區(qū)域，則將時(shí)分雙工信道分配給無(wú)線終端的前向和反向鏈路，以及如果無(wú)線終端處于遙遠(yuǎn)區(qū)域，則將時(shí)分雙工信道分配給無(wú)線終端的前向鏈路，并確定用于所分配的信道的頻率跳躍(hopping)模式和多路訪問(wèn)模式，然后將頻分雙工信道分配給無(wú)線終端的反向鏈路以執(zhí)行與無(wú)線終端的通信。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種包括與無(wú)線終端通信的基站的無(wú)線通信系統(tǒng)，該基站根據(jù)無(wú)線終端的雙工模式確定因數(shù)以時(shí)分和頻分雙工模式給無(wú)線終端提供服務(wù)，該系統(tǒng)包括無(wú)線終端，該無(wú)線終端用于在建立呼叫時(shí)將雙工模式確定因數(shù)傳輸給基站，設(shè)置如基站設(shè)置的用于反向傳輸?shù)臅r(shí)間或頻率分割雙工模式，以及根據(jù)每個(gè)時(shí)分和頻分雙工模式確定訪問(wèn)方法和跳躍模式，然后根據(jù)所設(shè)置的用于反向傳輸?shù)臅r(shí)間或頻率分割雙工模式建立前向信道和反向信道以執(zhí)行與基站的通信；和基站，該基站用于在建立呼叫時(shí)從無(wú)線終端中接收雙工模式確定因數(shù)，基于所接收的雙工模式確定因數(shù)設(shè)置時(shí)分雙工模式或頻分雙工模式用于反向傳輸和設(shè)置時(shí)分雙工模式用于前向傳輸，以及確定頻率跳躍模式和多路訪問(wèn)模式，然后根據(jù)所確定的頻率跳躍和多路訪問(wèn)模式執(zhí)行與無(wú)線終端的通信。


通過(guò)下文結(jié)合附圖的詳細(xì)描述將會(huì)更加清楚本發(fā)明的上述目的和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)，在附圖中附圖1所示為根據(jù)本發(fā)明使用在無(wú)線通信系統(tǒng)中可用的頻率資源的方法的附圖；附圖2所示為根據(jù)本發(fā)明分配FDD和僅-TDD頻率資源部分的基站的服務(wù)區(qū)域的附圖；附圖3所示為在利用時(shí)分和頻分雙工的無(wú)線通信系統(tǒng)中的基站裝置中發(fā)送和接收通信量的單元的配置的方塊圖；附圖4所示為根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例從基站向無(wú)線終端分配前向呼叫的方法的流程圖；附圖5所示為在使用根據(jù)本發(fā)明的時(shí)分和頻分雙工的無(wú)線通信系統(tǒng)的基站裝置給無(wú)線終端分配呼叫時(shí)的分配頻率的方法；附圖6所示為根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例僅-TDD頻率資源部分的時(shí)間分割和頻率跳躍方法；和附圖7所示為根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例僅-FDD頻率資源部分用于反向方向的傳輸?shù)臅r(shí)間分割和頻率跳躍方法。
附圖8所示為根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的在基站和無(wú)線終端之間的數(shù)據(jù)傳輸。
附圖9所示為根據(jù)本發(fā)明的再一實(shí)施例的在基站和無(wú)線終端之間的數(shù)據(jù)傳輸。
附圖10所示為根據(jù)本發(fā)明的又一實(shí)施例的在基站和無(wú)線終端之間的數(shù)據(jù)傳輸。
具體實(shí)施例方式
下文參考附圖詳細(xì)地描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。在附圖中，相同或類似的單元以相同的參考標(biāo)號(hào)表示，即使它們?cè)诓煌母綀D中描述。
在下面的描述中，示出了各種特定的單元如詳細(xì)的消息或信號(hào)。對(duì)這種單元的描述僅用于更好地理解本發(fā)明。因此，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員會(huì)了解到不使用上述的特定單元也可以實(shí)施本發(fā)明。
此外，在本發(fā)明的下面的描述中，將省去已有功能和并入在其中的配置的詳細(xì)描述，以免模糊了本發(fā)明的主題。
本發(fā)明提供一種使用具有不同的優(yōu)點(diǎn)的時(shí)分和頻分雙工方法的無(wú)線通信系統(tǒng)。然而，本發(fā)明沒(méi)有公開(kāi)使用時(shí)分和頻分雙工方法的僅一集合的方法。
更具體地說(shuō)，在本發(fā)明中，將基站的單元區(qū)域劃分為較大的和較小的單元或宏觀和微觀單元或圍繞基站的本地和遙遠(yuǎn)區(qū)域。這里，應(yīng)當(dāng)指出一個(gè)單元與一個(gè)基站相對(duì)應(yīng)。因?yàn)檫@些單元區(qū)劃分方法類似，因此在下文的描述中將較大的單元稱為“遙遠(yuǎn)區(qū)域”，它表示距離基站相對(duì)遙遠(yuǎn)的區(qū)域。較小的單元稱為“本地區(qū)域”，它表示距離基站相對(duì)較近的區(qū)域。
此外，在本發(fā)明中，在以這種方式劃分的本地和遙遠(yuǎn)區(qū)域中可以不同的通信方案執(zhí)行通信。然而，按照環(huán)境要求，在基站中的終端也可以使用不同的通信方案(scheme)，在遙遠(yuǎn)區(qū)域中的終端也可以使用通常在本地區(qū)域中使用的通信系統(tǒng)，本發(fā)明還公開(kāi)了在無(wú)線終端從本地區(qū)域移動(dòng)到遙遠(yuǎn)區(qū)域時(shí)以及在它從遙遠(yuǎn)區(qū)域移動(dòng)本地區(qū)域時(shí)與無(wú)線終端進(jìn)行不間斷通信的方法，以及提供一種在同時(shí)使用時(shí)分和頻分雙工方法時(shí)在系統(tǒng)之間協(xié)調(diào)的方法。
在本發(fā)明中，還描述了使用基于AMC和水填充技術(shù)的正交頻分多路訪問(wèn)(access)(OFDMA)方法的方法以及使用基于頻率跳躍技術(shù)的頻率跳躍(FH)-OFDMA方法的方法。
附圖1所示為根據(jù)本發(fā)明在無(wú)線通信系統(tǒng)中使用可用的頻率資源的方法。在附圖1中，參考標(biāo)號(hào)100表示可用于基站的頻率資源。在本發(fā)明中，可用的頻率資源主要?jiǎng)澐謨蓚€(gè)的頻率資源部分，即僅-TDD(時(shí)分雙工)頻率資源部分110和僅-FDD(頻分雙工)頻率資源部分120。與僅-FDD頻率資源部分120相比，可將更多的頻率資源分配給僅-TDD頻率資源部分110。僅-FDD頻率資源部分120的頻率資源分配給在特定狀態(tài)中的無(wú)線終端，這將在下文中更加詳細(xì)地描述，在本發(fā)明中它們被僅分配給反向鏈路。
由于多媒體數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)和服務(wù)特征的緣故，在反向方向上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量很可能比在前向方向上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量小得多。結(jié)果，小量的僅-FDD頻率資源部分120的頻率資源能夠執(zhí)行反向傳輸。因此，與僅-TDD頻率資源部分110相比，將更窄的頻帶分配給僅-FDD頻率資源部分120。
如上文所描述，僅在反向鏈路中僅使用FDD頻率資源部分120。結(jié)果，基站從可能在反向鏈路上發(fā)送數(shù)據(jù)的無(wú)線終端中將僅-FDD頻率資源部分120分配給特定的無(wú)線終端，由此使特定的無(wú)線終端能夠在反向方向上傳輸數(shù)據(jù)。
在僅-TDD頻率資源部分110中，每個(gè)頻率及時(shí)有效以用于傳輸，并且在前向和反向鏈路中使用相同的頻率。然而，在不同的時(shí)間間隔上使用相同的頻率。如附圖1的右側(cè)所示，僅-TDD頻率資源部分110被劃分成用于前向(或下行)鏈路通信量傳輸?shù)臅r(shí)間間隔111和用于反向(上行)鏈路通信量傳輸?shù)臅r(shí)間間隔112。在本發(fā)明的描述中，術(shù)語(yǔ)“前向”指從基站到終端的方向，以及術(shù)語(yǔ)“反向”指從終端到基站的方向。
傳輸周期T包括分別用于前向和反向鏈路通信量傳輸?shù)膬蓚€(gè)重復(fù)的時(shí)間間隔111和112和用于導(dǎo)頻(pilot)發(fā)送的另一重復(fù)時(shí)間間隔113。在用于前向和反向鏈路通信量傳輸?shù)膬蓚€(gè)時(shí)間間隔111和112之間還需要具有預(yù)定的時(shí)間間隔的保護(hù)時(shí)間。使用保護(hù)時(shí)間的傳輸時(shí)間間隔避免了由于前向和反向傳輸?shù)臅r(shí)間延遲引起的在前向和反向傳輸之間的重疊。
為與僅-TDD頻率資源部分110的周期一致，僅用于反向鏈路傳輸?shù)膬H-FDD頻率資源部分120的傳輸周期還具有用于導(dǎo)頻發(fā)送的時(shí)間間隔121。僅-FDD頻率資源部分120的導(dǎo)頻發(fā)送可以以與僅-TDD頻率資源部分110的周期T相同的周期的間隔執(zhí)行。
附圖2所示為根據(jù)本發(fā)明分配FDD和僅-TDD頻率資源部分的基站的服務(wù)區(qū)域的附圖。在附圖2中在基站由蜂窩通信系統(tǒng)構(gòu)成時(shí)六邊形單元210、220和230是基站的服務(wù)區(qū)域的理想模型。將基站設(shè)置在每個(gè)六邊形單元210、220和230的中心。如上文所述，六邊形單元僅是理想的模型。通常，在基站由蜂窩通信系統(tǒng)構(gòu)成時(shí)單元具有不同的形狀。然而，為了說(shuō)明的簡(jiǎn)便，下文的描述假設(shè)該單元具有均勻的六邊形。
參考附圖2，在六邊形單元210、220和230中的圓211、221和231表示在距位于六邊形單元210、220和230中的中心的基站預(yù)定的距離內(nèi)的位置。在這種理想的實(shí)例中，基站的服務(wù)區(qū)可以劃分為在圓211、221和231之內(nèi)的本地區(qū)域和在圓211、221和231之外的遙遠(yuǎn)區(qū)域。這里應(yīng)當(dāng)指出，在附圖2中的本地區(qū)域和遙遠(yuǎn)區(qū)域?qū)儆诓煌膯卧?，但屬于一種其中與在同一基站中的收發(fā)器執(zhí)行通信的單元。將該單元?jiǎng)澐譃楸镜貐^(qū)域和遙遠(yuǎn)區(qū)域僅用于解釋本發(fā)明。在本發(fā)明中的TDD和FDD實(shí)際上并不彼此分離。即在單一單元中的各按終端可以按TDD模式或FDD模式操作，這取決于各種條件或環(huán)境。
如上文所描述，每個(gè)基站具有劃分為本地區(qū)域和遙遠(yuǎn)區(qū)域的服務(wù)區(qū)域。如果基站是扇形基站，則每個(gè)基站劃分為扇形，每個(gè)扇形具有本地和遙遠(yuǎn)區(qū)域。這種基站一般具有三個(gè)扇區(qū)。如果基站至少具有兩個(gè)扇區(qū)，則扇區(qū)具有不同的本地和遙遠(yuǎn)區(qū)域。具體地說(shuō)，基站的本地和遙遠(yuǎn)區(qū)域的劃分可基于通過(guò)無(wú)線終端報(bào)告的導(dǎo)頻信號(hào)的強(qiáng)度等或在通信的過(guò)程中的傳輸功率電平。
根據(jù)本發(fā)明的雙工模式確定因數(shù)(將在下文中更詳細(xì)地描述)可以包括基站距無(wú)線終端的距離、無(wú)線終端的行進(jìn)速度、基站和無(wú)線終端的接收的信號(hào)功率電平等。例如，如果作為雙工模式確定因數(shù)的通過(guò)無(wú)線終端報(bào)告的導(dǎo)頻信號(hào)的強(qiáng)度低于預(yù)定的閾值，則確定無(wú)線終端位于遙遠(yuǎn)區(qū)域內(nèi)，否則確定它位于本地區(qū)域內(nèi)。
然而，在基站與無(wú)線終端進(jìn)行通信時(shí)如果要求在預(yù)定閾值之上的傳輸功率來(lái)發(fā)送通信量，則確定無(wú)線終端位于遙遠(yuǎn)區(qū)域內(nèi)，否則確定無(wú)線終端位于本地區(qū)域內(nèi)。
可替換地，如果基站包括一包含它的服務(wù)區(qū)域的形狀等的信息的地圖，并從無(wú)線終端接收位置信息信號(hào)，則基站可以通過(guò)將地圖信息與由無(wú)線終端報(bào)告的位置信息進(jìn)行比較來(lái)確定無(wú)線終端是處于本地還是遙遠(yuǎn)區(qū)域內(nèi)。
因此，上文描述的確定方法可以分別使用或者它們還可以結(jié)合使用。
在本發(fā)明的描述中，術(shù)語(yǔ)“雙工模式確定因數(shù)”指包含所有用于確定雙工模式的系數(shù)的信息，它被從無(wú)線終端傳輸?shù)交?。該無(wú)線終端以消息的形式產(chǎn)生雙工模式確定因數(shù)并將該消息報(bào)告給基站。
終端用戶可以接受在基站中的整個(gè)服務(wù)區(qū)中的FDD服務(wù)。即可以將在反向鏈路中的FDD資源不僅分配給位于較外(outer)服務(wù)區(qū)域的用戶，而且還分配給位于較內(nèi)(inner)服務(wù)區(qū)域的用戶，當(dāng)后者用戶處于不良的信道環(huán)境中或高速移動(dòng)時(shí)。在附圖2中，在其中各終端可以TDD模式操作的服務(wù)區(qū)域可以擴(kuò)展到較外服務(wù)區(qū)域。即，即使當(dāng)終端位于單元邊緣時(shí)，它們也可以TDD模式操作。這就需要較內(nèi)(inner)服務(wù)區(qū)域與較外(inner)服務(wù)區(qū)域相同。在附圖2中的單元?jiǎng)澐謨H是用于有效模式分配的邏輯劃分。實(shí)際上，單元不是從形體上劃分，并且它是一個(gè)單一單元，與終端按TDD模式還是按FDD模式操作無(wú)關(guān)。在整個(gè)單元區(qū)域中，可以按TDD模式執(zhí)行通信，也可以按FDD模式執(zhí)行通信。
此外，即使當(dāng)將FDD反向(reverse)頻率資源分配剄各終端時(shí)，終端可以根據(jù)基站的控制在反向鏈路中執(zhí)行TDD模式傳輸。這里，TDD反向鏈路信道主要用于發(fā)送用于TDD模式的信道評(píng)估的導(dǎo)頻?；究梢灾噶钤谡麄€(gè)服務(wù)區(qū)域中的終端，通過(guò)TDD反向鏈路信道發(fā)送用于信道評(píng)估的導(dǎo)頻，這些終端可以是靜止的或低速移動(dòng)。按照這種方式，基站利用導(dǎo)頻執(zhí)行信道評(píng)估和分配TDD前向鏈路資源。這是為利用信道互易性(reciprocity)，正是TDD的優(yōu)點(diǎn)。
通常以這樣一種方式分配雙工模式資源，即給在本地區(qū)域中的終端分配TDD模式資源，而給在遙遠(yuǎn)區(qū)域中的終端在前向鏈路中分配TDD模式資源，在反向鏈路中分配FDD模式資源。這種方式雙工模式分配方法不是必須的。例如，當(dāng)終端位于本地區(qū)域中時(shí)，可以給它們分配FDD反向信道資源，其取決于雙工模式分配算法的確定。另外，即使當(dāng)終端位于本地區(qū)域中時(shí)，可以給它們分配TDD反向信道資源，其取決于雙工模式分配算法的確定。
現(xiàn)在詳細(xì)地描述根據(jù)本發(fā)明如附圖1所示在將頻率資源劃分為FDD和僅-TDD頻率資源部分110和120時(shí)以及如結(jié)合附圖2所示上述的在將基站的單元?jiǎng)澐譃楸镜睾瓦b遠(yuǎn)區(qū)域時(shí)如何建立反向和前向鏈路。
如果基站與位于本地區(qū)域中的無(wú)線終端進(jìn)行通信，則使用TDD方案用于在前向和反向鏈路中進(jìn)行通信。然而，如果基站與在遙遠(yuǎn)區(qū)域中的無(wú)線終端進(jìn)行通信，則使用TDD方案用于前向鏈路中的通信和使用FDD方案用于在反向鏈路中的通信。結(jié)果，總是使用僅-TDD頻率資源部分110執(zhí)行在基站和無(wú)線終端之間建立的前向鏈路中的通信量傳輸，而與該終端是處于本地還是遙遠(yuǎn)區(qū)域無(wú)關(guān)。
在位于本地區(qū)域中的無(wú)線終端在反向鏈路中執(zhí)行通信量傳輸時(shí)，它們通常使用僅-TDD頻率資源部分110。在位于遙遠(yuǎn)區(qū)域中的無(wú)線終端在反向鏈路中執(zhí)行通信量傳輸時(shí)，它們使用僅-FDD頻率資源部分120。然而，即使當(dāng)終端位于遠(yuǎn)方時(shí)，它們也可以利用TDD反向信道資源，其取決于雙工模式分配算法的確定，并且也可以同時(shí)利用FDD反向信道資源和TDD反向信道資源。為何將FDD反向信道資源分配給位于遠(yuǎn)方的終端的原因是，指令終端通過(guò)TDD反向信道發(fā)送導(dǎo)頻，以從靜止的或低速移動(dòng)的終端中提取CQI或CSI信息。不僅是導(dǎo)頻而且還有一般數(shù)據(jù)可以通過(guò)FDD反向信道傳輸。為何遙遠(yuǎn)區(qū)域中的終端可以按FDD和TDD模式操作的原因是，它們都處于同一單元中。
這樣，與反向鏈路相比，將更多的頻率資源分配給前向鏈路，由此實(shí)現(xiàn)了非對(duì)稱的服務(wù)。
將預(yù)定周期的僅-TDD頻率資源部分110劃分為可變的時(shí)間間隔以用于在前向和反向鏈路中傳輸。這使得以前向和反向鏈路的可變的持續(xù)時(shí)間實(shí)現(xiàn)非對(duì)稱服務(wù)，而不是以固定寬度的前向和反向鏈路實(shí)現(xiàn)非對(duì)稱服務(wù)。
模擬或?qū)嶒?yàn)可用于查找將可用的頻率資源100分割為T(mén)DD和僅-FDD頻率資源部分110和120的最佳分割值(例如，最佳分割比)?？蓪H-TDD和FDD頻率資源部分110和120不同分配到不同的基站，并且還可將它們相同分配到每個(gè)基站。
下面參照?qǐng)D1中所示的頻率分配方法，介紹怎樣將頻率分配給圖2中所示的本地區(qū)域和遙遠(yuǎn)區(qū)域。
在僅-TDD頻率資源部分110中的與時(shí)間間隔111相對(duì)應(yīng)的資源分配給位于本地區(qū)域和遙遠(yuǎn)區(qū)域中的終端用于前向鏈路傳輸。在僅-TDD頻率資源部分110中的與時(shí)間間隔112相對(duì)應(yīng)的資源主要分配給位于本地區(qū)域中的終端用于反向鏈路傳輸。即使當(dāng)終端處于遙遠(yuǎn)區(qū)域時(shí)可以根據(jù)基站的確定，可將TDD頻率分配給一個(gè)特定的終端。
在根據(jù)本地區(qū)域和遙遠(yuǎn)區(qū)域以這樣一種方式劃分僅-TDD頻率資源部分110的資源的同時(shí)，將僅-TDD頻率資源部分120的資源分配給僅用于反向鏈路的本地區(qū)域和遙遠(yuǎn)區(qū)域中的終端。通過(guò)利用僅-TDD頻率資源部分120，基站的本地區(qū)域和遙遠(yuǎn)區(qū)域中的所有終端可以通知基站它們的信道狀態(tài)。下面所述是通過(guò)利用僅-TDD頻率資源部分120的這種信道狀態(tài)通知的個(gè)實(shí)例。
位于基站的本地區(qū)域和遙遠(yuǎn)區(qū)域中的所有終端檢查從基站前向所接收的導(dǎo)頻信號(hào)強(qiáng)度、QoS等。通過(guò)這一導(dǎo)頻信號(hào)檢查，位于本地區(qū)域和遙遠(yuǎn)區(qū)域中的每一終端可以檢查頻率資源的信道狀態(tài)，通過(guò)該信道接收導(dǎo)頻信號(hào)。根據(jù)接收的信道狀態(tài)，每一終端產(chǎn)生要反饋給基站的信道狀態(tài)信息?？梢园ㄐ诺蕾|(zhì)量指示符(CQI)或信道狀態(tài)指示符(CSI)的消息的形式產(chǎn)生這一信道狀態(tài)信息。通過(guò)僅-TDD頻率資源部分120沿反向方向?qū)QI或CSI消息反饋到基站，每一終端可以通知基站其所接收的信道狀態(tài)。每一終端，其可劃分為位于本地區(qū)域和遙遠(yuǎn)區(qū)域中的或劃分為靜止的、慢速移動(dòng)的或快速移動(dòng)的終端，通過(guò)將CQI或CSI信息反饋到基站，其可實(shí)現(xiàn)與基站的信道互易性。
接著介紹怎樣在每一個(gè)本地區(qū)域和遙遠(yuǎn)區(qū)域中或者在每一個(gè)這樣的區(qū)域?qū)崿F(xiàn)多路訪問(wèn)法，如圖2中所示這些本地區(qū)域和遙遠(yuǎn)區(qū)域區(qū)域被劃分為單元區(qū)域，其中該每一個(gè)這樣的區(qū)域是根據(jù)雙工模式確定因數(shù)例如無(wú)線終端的行進(jìn)速度將單元區(qū)域劃分的。
上述雙工模式確定因數(shù)包括在基站和終端之間的距離、無(wú)線終端的行進(jìn)速度。為了確定一終端在本地區(qū)域中，該終端必須在其中可以高傳輸速率傳輸數(shù)據(jù)的或低速移動(dòng)的本地區(qū)域中。該本地區(qū)域可以空間單元的形式實(shí)現(xiàn)。如果確定該終端位于本地區(qū)域中。則將僅-TDD頻率資源部分分配給簡(jiǎn)化它們的信道評(píng)估的終端。如上所述，也可以基于終端的行進(jìn)速度確定該終端是否在本地區(qū)域中。在本地區(qū)域中，信道衰落低。因此基站優(yōu)先或易于利用AMC技術(shù)或MIMO(多輸入多輸出)技術(shù)，對(duì)于確定位于本地區(qū)域中的終端，它們采用多天線。
當(dāng)終端位置遠(yuǎn)離基站或高速移動(dòng)中時(shí)，確定終端位于遙遠(yuǎn)區(qū)域中。位于遙遠(yuǎn)區(qū)域中的終端要求信道能強(qiáng)抗干擾。因此最好將僅-TDD頻率資源分配給在遙遠(yuǎn)區(qū)域中的終端，并且最好對(duì)于確定位于遙遠(yuǎn)區(qū)域中的終端不利用AMC技術(shù)或MIMO技術(shù)。然而，根據(jù)基站的確定結(jié)果可以將TDD模式、AMC和MIMO方法應(yīng)用于一特定的終端。
附圖3所示為在利用時(shí)分和頻分雙工的無(wú)線通信系統(tǒng)中的基站裝置中發(fā)送和接收通信量的單元的配置的方塊圖。參考附圖3，基站裝置包括多個(gè)單元310至320，每個(gè)單元包括控制器311、TDD發(fā)送/接收分離器313、編碼處理器312和調(diào)制解調(diào)器/無(wú)線模塊。編碼處理器312包括FDD解碼器312a、TDD編碼器312b和TDD解碼器312c。調(diào)制解調(diào)器/無(wú)線模塊包括FDD接收器314、TDD發(fā)送器315和TDD接收器316。
FDD解碼器312a將在反向鏈路上接收的編碼的符號(hào)解碼并將它們轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)。FDD解碼器312a連接到FDD接收器314。FDD接收器314將從雙工器302接收的反向無(wú)線信號(hào)下轉(zhuǎn)換并將經(jīng)轉(zhuǎn)換的信號(hào)輸出給FDD解碼器312a。
TDD編碼器312b和TDD解碼器312c與TDD發(fā)送/接收分離器313連接。TDD發(fā)送器315和TDD接收器316還與TDD發(fā)送/接收分離器313連接。TDD編碼器312b對(duì)要發(fā)送的通信量進(jìn)行編碼并將經(jīng)編碼的通信量輸出給TDD發(fā)送/接收分離器313。TDD發(fā)送/接收分離器313輸出經(jīng)編碼的通信量給TDD發(fā)送器315，TDD發(fā)送器315然后進(jìn)行上轉(zhuǎn)換并輸出經(jīng)編碼的通信量給開(kāi)關(guān)301。
TDD接收器316下轉(zhuǎn)換從開(kāi)關(guān)301接收的信號(hào)并將其輸出給TDD發(fā)送/接收分離器313。TDD發(fā)送/接收分離器313輸出從TDD接收器316接收的信號(hào)給TDD解碼器312c。TDD發(fā)送/接收分離器313在控制器311的控制之下分離并處理發(fā)送和接收通信量。
控制器311根據(jù)如上文在附圖1中描述的前向和反向鏈路傳輸控制TDD發(fā)送/接收分離器313的發(fā)送和接收通信量?？刂破?11控制編碼處理器312的每個(gè)數(shù)據(jù)塊并控制調(diào)制解調(diào)器/無(wú)線模塊的調(diào)制/解調(diào)和無(wú)線處理。此外，控制器311控制開(kāi)關(guān)301以在要執(zhí)行如在附圖1中所示的前向或反向鏈路傳輸時(shí)切換到TDD發(fā)送器315或切換到TDD接收器316。這樣，開(kāi)關(guān)301在控制器311的控制下將雙工器302連接到TDD發(fā)送器315或連接到TDD接收器316。
控制器311進(jìn)一步執(zhí)行快速頻率跳躍(FH)、擴(kuò)展、AMC、水填充、MINO(多路輸入多路輸出)模式控制或者梳型AMC控制。這將在下文中參考在附圖4中的流程圖和在附圖6和7的解釋進(jìn)行描述。
現(xiàn)在參考附圖3，雙工器302連接到天線Ant，并還連接到FDD接收器314和開(kāi)關(guān)301。雙工器302將對(duì)應(yīng)于在附圖1中所示的僅-FDD頻率資源部分120的頻帶中的信號(hào)從自天線Ant中接收的信號(hào)中分離出來(lái)，并將經(jīng)分離的信號(hào)輸出給FDD接收器314。此外，雙工器302將對(duì)應(yīng)于在附圖1中所示的僅-TDD頻率資源部分110的頻帶中的信號(hào)從自天線Ant中接收的信號(hào)中分離出來(lái)，并將經(jīng)分離的信號(hào)輸出給開(kāi)關(guān)310。
雙工器302還將從開(kāi)關(guān)301接收的信號(hào)通過(guò)天線發(fā)送給無(wú)線終端。雙工器302從開(kāi)關(guān)301接收并輸出給天線Ant的信號(hào)通信量對(duì)應(yīng)于在如附圖1所示的僅-TDD頻率資源部分110中的前向鏈路中以時(shí)間間隔111發(fā)送的通信量。
附圖4所示為說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例基站如何操作將前向呼叫分配給無(wú)線終端的流程圖。參考附圖4，在步驟400中，基站的控制器311控制導(dǎo)頻信號(hào)的周期性或恒定的發(fā)送，并控制必須廣播的信息的發(fā)送。即，基站周期性地或連續(xù)地發(fā)送導(dǎo)頻信號(hào)并給包括在基站中的單元的無(wú)線終端發(fā)送必須廣播的信息。
在步驟402中，控制器311確定特定的無(wú)線終端是否已經(jīng)請(qǐng)求前向呼叫分配。呼叫分配請(qǐng)求包括通過(guò)特定的無(wú)線終端進(jìn)行的呼出傳輸請(qǐng)求和從基站的上游網(wǎng)絡(luò)對(duì)特定的無(wú)線終端指定的呼入的接收等。如果已經(jīng)請(qǐng)求了前向呼叫分配，則控制器311進(jìn)行到步驟404，否則它返回到步驟400。
在步驟404中，控制器檢查當(dāng)前為基站剩余的實(shí)際和信道資源以確定它是否可以給所請(qǐng)求的呼叫分配信道。如果信道分配是可以的，則控制器311進(jìn)行到步驟408，否則它移動(dòng)到步驟406以產(chǎn)生并發(fā)送信道分配失敗消息。
在特定的無(wú)線終端已經(jīng)請(qǐng)求了呼叫分配時(shí)，將所產(chǎn)生的信道分配失敗消息在特定的控制信道上發(fā)送給特定的無(wú)線終端。然而，在基站的上游網(wǎng)絡(luò)上的特定的節(jié)點(diǎn)已經(jīng)請(qǐng)求了分配時(shí)，所產(chǎn)生的信道分配失敗消息發(fā)送給特定的節(jié)點(diǎn)。
在步驟408中，控制器311確定在上文附圖1和2中所描述的方式的用于無(wú)線終端的雙工模式。即，控制器311檢測(cè)從無(wú)線終端接收的雙工模式確定因數(shù)。如上文所述，雙工模式確定因數(shù)包括在基站和終端之間的距離、無(wú)線終端的行進(jìn)速度、終端和基站的所接收的信號(hào)的功率電平等。此外，雙工模式確定因數(shù)還可以包括在訪問(wèn)通道上從無(wú)線終端中接收的呼叫分配請(qǐng)求信號(hào)的時(shí)間偏移。在此，如果基站從無(wú)線終端接收導(dǎo)頻信號(hào)的強(qiáng)度信息和無(wú)線終端的地理位置信息兩者，或者甚至它接收兩條信息中的一條，則控制器311檢查所接收的信息。如果確定無(wú)線終端處于以低速運(yùn)動(dòng)或者它位于本地區(qū)域中，則控制器311選擇時(shí)分雙工模式用于無(wú)線終端。但是，如果確定無(wú)線終端處于高速運(yùn)動(dòng)中或者它位于遙遠(yuǎn)區(qū)域中，則控制器311選擇頻分雙工模式用于無(wú)線終端。
控制器311使用從無(wú)線終端中接收的信息以檢測(cè)終端的雙工模式確定因數(shù)?；谒鶛z測(cè)的雙工模式確定因數(shù)，控制器311確定用于無(wú)線終端的反向傳輸?shù)碾p工模式?；趶臒o(wú)線終端中接收的信息，基站的控制器311確定無(wú)線終端是位于基站的本地還是遙遠(yuǎn)區(qū)域之內(nèi)。如果雙工模式確定因數(shù)包括無(wú)線終端的行進(jìn)速度，并且如果它指示無(wú)線終端處于以預(yù)定的閾值速度或更高的速度運(yùn)動(dòng)中，則即使無(wú)線終端實(shí)際位于本地區(qū)域之內(nèi)控制器311仍然確定它位于遙遠(yuǎn)區(qū)域之內(nèi)，因?yàn)樵诟咚龠\(yùn)動(dòng)的無(wú)線終端可以在較短的時(shí)間內(nèi)進(jìn)入遙遠(yuǎn)區(qū)域，即使它們當(dāng)前位于本地區(qū)域中，此外因?yàn)樗鼈冞€經(jīng)常造成單元之間的轉(zhuǎn)接。為降低基站的負(fù)載并且更有效地使用信道資源，假設(shè)在高于運(yùn)動(dòng)的無(wú)線終端位于遙遠(yuǎn)區(qū)域內(nèi)。
基于其它的雙工模式確定因數(shù)比如地理?xiàng)l件、在基站周圍的建筑物的狀態(tài)等，確定無(wú)線終端是否位于如在附圖2所示的圓的里面的本地區(qū)域之內(nèi)還是該圓之外的遙遠(yuǎn)區(qū)域中。
根據(jù)基站所安裝的地理位置，基站的本地和遙遠(yuǎn)區(qū)域的邊界可以具有不同的形狀而不是附圖2所示的圓形。但是，為更好地理解本發(fā)明，下文的描述參考圓形邊界給出。
基于確定無(wú)線終端是否位于本地還是遙遠(yuǎn)區(qū)域，基站的控制器311確定用于無(wú)線終端的反向傳輸模式。在本發(fā)明中，如上文所描述，控制器311使位于本地區(qū)域中的無(wú)線終端使用僅-TDD頻率資源部分在反向方向上能夠執(zhí)行傳輸，并且使位于遙遠(yuǎn)區(qū)域內(nèi)的無(wú)線終端使用僅-FDD頻率資源部分在反向方向上能夠執(zhí)行傳輸。結(jié)果，基于對(duì)無(wú)線終端是否位于本地或遙遠(yuǎn)區(qū)域的確定，基站的控制器311設(shè)置終端的反向傳輸模式。這種確定不僅可以通過(guò)基站的控制器311執(zhí)行，還可以通過(guò)BTS的調(diào)度表執(zhí)行。因此，基站的控制器311同時(shí)確定無(wú)線終端的反向傳輸時(shí)序、反向傳輸?shù)念l率等。
如果完成了雙工模式確定，根據(jù)本發(fā)明控制器311確定跳躍模式。根據(jù)在使用的鏈路和頻率范圍確定不同的跳躍模式。下文參考附圖6和7更加詳細(xì)地描述根據(jù)在使用的鏈路和頻率范圍進(jìn)行的跳躍模式確定的詳細(xì)說(shuō)明。
在步驟410中，控制器311確定頻率跳躍模式。在步驟412中，控制器311將包含所確定的雙工和跳躍模式的信息的呼叫分配消息發(fā)送給無(wú)線終端。在基站從無(wú)線終端中接收到呼出呼叫發(fā)送請(qǐng)求時(shí)或者在它從基站的上游節(jié)點(diǎn)接收呼入呼叫時(shí)基站發(fā)送呼叫分配消息，然后在傳呼之后從無(wú)線終端接收響應(yīng)。
在步驟412中在發(fā)送呼叫分配消息之后，控制器311以在步驟408和412中所確定的模式與終端進(jìn)行通信。
附圖5所示為根據(jù)本發(fā)明在使用時(shí)分和頻分雙工的無(wú)線通信系統(tǒng)的基站裝置給無(wú)線終端分配呼叫時(shí)的分配頻率的方法。參考附圖5，所示的六邊形單元是在無(wú)線通信系統(tǒng)為如附圖2所描述的蜂窩系統(tǒng)時(shí)基站的理想單元模型。通過(guò)500和510所指示的六邊形界定了兩個(gè)基站的相應(yīng)的服務(wù)區(qū)域。在基站的服務(wù)區(qū)域500之內(nèi)的圓505界定了基站的本地和遙遠(yuǎn)區(qū)域的理論邊界。
位于基站的服務(wù)區(qū)域500內(nèi)的無(wú)線終端501、502、503和504說(shuō)明了如何根據(jù)無(wú)線終端的位置分配頻率和時(shí)間間隙。第一無(wú)線終端501位于最接近基站的位置上的本地區(qū)域內(nèi)，第二無(wú)線終端502位于在比第一無(wú)線終端501更加遠(yuǎn)離基站的位置上的本地區(qū)域內(nèi)。第三無(wú)線終端503位于遙遠(yuǎn)區(qū)域內(nèi)，以及第四無(wú)線終端504位于比第三無(wú)線終端503更較遠(yuǎn)離基站的位置上的遙遠(yuǎn)區(qū)域內(nèi)。
如附圖5的下角所示，基站可用的頻率資源的僅-TDD頻率資源部分110被劃分為分配給前向鏈路的時(shí)間間隔111和分配給反向鏈路的時(shí)間間隔112。該基站使用僅-TDD頻率資源部分110來(lái)執(zhí)行在前向鏈路上到所有的無(wú)線終端的通信量傳輸。該基站將在時(shí)間間隔111上的的時(shí)間間隙(自與在兩個(gè)時(shí)間間隔111和112之間的保護(hù)時(shí)間相鄰的時(shí)間間隙起)分配給無(wú)線終端。在此，以距基站距離增加的順序給無(wú)線終端分配時(shí)間間隙。即，在前向鏈路中，將最接近保護(hù)時(shí)間的第一時(shí)間間隙分配給最接近基站的第一無(wú)線終端501，然后將第二時(shí)間間隙分配給距離基站第二近的第二無(wú)線終端502。然后，將第三時(shí)間間隙分配給第三無(wú)線終端，該第三無(wú)線終端位于遙遠(yuǎn)區(qū)域內(nèi)但在位于遙遠(yuǎn)區(qū)域內(nèi)的無(wú)線終端中最接近基站，以及將在時(shí)間間隙中首先到來(lái)的第四時(shí)間間隙分配給距離基站最遙遠(yuǎn)的第四無(wú)線終端。
上文的描述是在如下的假設(shè)在每個(gè)周期T中，前向傳輸首先執(zhí)行，然后在保護(hù)時(shí)間之后執(zhí)行反向傳輸。此外，在反向傳輸首先執(zhí)行并且然后在保護(hù)時(shí)間之后執(zhí)行前向傳輸時(shí)，以如上文所描述的相同方式執(zhí)行給無(wú)線終端分配時(shí)間間隙。此外，接近保護(hù)時(shí)間的時(shí)間間隙分配給位于本地區(qū)域中的無(wú)線終端。
相反，在反向方向上傳輸?shù)念l率資源分配以如下的方式執(zhí)行。在保護(hù)時(shí)間附近的反向鏈路時(shí)間間隙分配給在基站附近的無(wú)線終端，它使用僅-TDD頻率資源部分用于反向傳輸。即與保護(hù)時(shí)間相鄰的反向鏈路時(shí)間間隙分配給最接近基站的第一無(wú)線終端501，下一反向鏈路時(shí)間間隙分配給第二無(wú)線終端502，它是在使用僅TTD頻率資源部分用于反向傳輸?shù)臒o(wú)線終端中第二最接近基站的無(wú)線終端。使用僅-TDD頻率資源部分的無(wú)線終端的時(shí)間間隙分配方法使由于同步失敗引起的干擾最小。時(shí)間間隙分配方法還使在終端之間的干擾最小，這種干擾是由在相鄰單元之間的通信量不對(duì)稱的比率的差值造成在相鄰單元之間的上行和下行時(shí)間間隙之間的沖突引起的。
位于在基站的遙遠(yuǎn)區(qū)域內(nèi)的無(wú)線終端不受由時(shí)間分割引起的同步失敗的影響，因?yàn)樗鼈兪褂妙l率雙工方法用于在反向方向上的傳輸。由在通信量的不對(duì)稱比率的差值引起的干擾也被最小化。
更具體地說(shuō)，基站500和510使用僅-TDD頻率資源部分執(zhí)行反向和前向鏈路傳輸，并且它們?cè)诿總€(gè)傳輸周期上同步。分別用于前向和反向傳輸?shù)膬蓚€(gè)時(shí)間間隔的比率可以根據(jù)分配給前向和反向鏈路的時(shí)間間隙改變。在下文假設(shè)周期T是20ms和在該周期T中的一個(gè)時(shí)間間隙是1.25ms的情況下詳細(xì)地描述這些。每個(gè)基站具有32個(gè)時(shí)間間隙。如果兩個(gè)時(shí)間間隙指定給保護(hù)時(shí)間，則在30個(gè)時(shí)間間隙中執(zhí)行數(shù)據(jù)傳輸。在此，假設(shè)第一基站500在前向方向上以24個(gè)時(shí)間間隙和在反向方向上以6個(gè)時(shí)間間隙執(zhí)行傳輸。還假設(shè)第二基站510在前向方向上以20個(gè)時(shí)間間隙和在反向方向上以10個(gè)時(shí)間間隙執(zhí)行傳輸。
然后，第一基站500在第1至第第24時(shí)間間隙中執(zhí)行前向傳輸，并且在第27至第32時(shí)間間隙中執(zhí)行反向傳輸。保護(hù)時(shí)間由第25和第26時(shí)間間隙組成。第二基站510在第1至第第20時(shí)間間隙中執(zhí)行前向傳輸，并且在第23至第32時(shí)間間隙中執(zhí)行反向傳輸。保護(hù)時(shí)間由第21和第22時(shí)間間隙組成。因此，在第23和第24時(shí)間間隙中，第二基站510等待信號(hào)接收，同時(shí)第一基站500發(fā)送信號(hào)，這可能在基站之間引起干擾。
如果與前向鏈路保護(hù)時(shí)間相鄰的時(shí)間間隙被分配給在如附圖5中所示的本地區(qū)域中的無(wú)線終端，則該終端可以以較小的功率執(zhí)行到基站的發(fā)送和自基站的接收。在基站和無(wú)線終端的傳輸功率降低時(shí)，與另一基站或?qū)儆谄渲械臒o(wú)線終端的干擾將降低。因此，使由在單元之間的通信量不對(duì)稱比率的差值引起的干擾最小化。
上述反向鏈路中的傳輸僅用于通信量傳輸。即上述反向傳輸沒(méi)有指定用于信道狀態(tài)反饋。如上所述，在本地區(qū)域和遙遠(yuǎn)區(qū)域中的所有終端利用僅-FDD頻率資源部分120，作為用于將信道狀態(tài)等信息向基站反饋的信道。應(yīng)當(dāng)指出圖5中所示僅用于通信量傳輸。在本地區(qū)域和遙遠(yuǎn)區(qū)域中的所有終端，包括第一和第二無(wú)線終端501和502可以利用僅-FDD頻率資源部分120作為反饋信道。當(dāng)所有利用僅-FDD頻率資源部分120作為用于通知基站它們的信道狀態(tài)的反饋信道時(shí)，最好將梳型分配方法用于分配僅-FDD頻率資源部分120的資源，以便將它們的導(dǎo)頻信號(hào)均勻地分送到各資源。
在如下的說(shuō)明中，術(shù)語(yǔ)“分級(jí)單元環(huán)境”用于說(shuō)明一種其中將單元?jiǎng)澐譃楸镜貐^(qū)域和遙遠(yuǎn)區(qū)域的特定的單元環(huán)境，如圖5中所示。下面介紹用于在這種分級(jí)單元環(huán)境中沿前向和反向方向傳輸數(shù)據(jù)和通信量的的有效技術(shù)。
在如下的說(shuō)明中，假設(shè)第一無(wú)線終端501接收前向鏈路中的數(shù)據(jù)，第二無(wú)線終端502在反向鏈路中發(fā)送數(shù)據(jù)，第三無(wú)線終端503接收前向鏈路中的數(shù)據(jù)，第四無(wú)線終端504在反向鏈路中發(fā)送數(shù)據(jù)。下面介紹一些可以根據(jù)一假設(shè)同樣使用的方法，該假設(shè)為單元具有分級(jí)單元環(huán)境以及各終端沿上述方向接收和發(fā)送數(shù)據(jù)。
第一無(wú)線終端501和第二無(wú)線終端502位于在本地區(qū)域中。如上所述，MIMO和AMC技術(shù)可以用于位于在本地區(qū)域中的終端。當(dāng)然，在本發(fā)明中的實(shí)施例中應(yīng)用的OFDMA技術(shù)也可以用于位于在本地區(qū)域中的終端。即將頻分多路訪問(wèn)方法位于在本地區(qū)域中的終端。位于在本地區(qū)域中的無(wú)線終端是靜止的或具有游動(dòng)的流動(dòng)性。
第三無(wú)線終端503和第四無(wú)線終端504位于在遙遠(yuǎn)區(qū)域中或處于高速移動(dòng)中。因此，最好將強(qiáng)抗干擾的信道分配給在遙遠(yuǎn)區(qū)域中或處于高速移動(dòng)中的終端，以與在本地區(qū)域中相同的方式將MIMO和AMC技術(shù)應(yīng)用于該終端可能不是優(yōu)選的。相反，可以將后面介紹的頻率跳躍(FH)和擴(kuò)展方法應(yīng)用于該終端。MIMO技術(shù)可以采用Div.或Mux技術(shù)。更具體地說(shuō)，最好對(duì)于第三無(wú)線終端503利用快速頻率跳躍方法，其通過(guò)利用僅-FDD頻率資源部分120接收前向鏈路中的數(shù)據(jù)，而最好通過(guò)利用僅-FDD頻率資源部分120來(lái)利用慢速頻率跳躍方法于反向鏈路。
當(dāng)然，在本發(fā)明中的實(shí)施例中應(yīng)用的OFDMA技術(shù)也可以用于第三無(wú)線終端503和第四無(wú)線終端504。即，將基于避免干擾/平均干擾的多路訪問(wèn)方法用于在遙遠(yuǎn)區(qū)域中的終端。
表1示出按照上述對(duì)于第一到第四無(wú)線終端501-504的位置和數(shù)據(jù)傳輸方向的假設(shè)適用于每一鏈路的通信技術(shù)。
表1

在表1中，“Div.”代表空間多樣性并表示使用Spase Time BlockCode(STBC空間時(shí)間塊代碼)或Differentiaj Time Code(DSTC不同時(shí)間代碼)；“Mux.”表示使用空間多工法；“SVD”代表Singular ValueDecomposition(單值分解)。在SVD方法中，假設(shè)TDD前向鏈路具有信道互易性，在前向鏈路傳輸中，基站可以使用與在前向鏈路中使用的終端和基站之間使用的前向信道的信道響應(yīng)信息相同的信息。在這種情況下，如果在多天線信道陣列H上執(zhí)行SVD，在終端和基站之間的通信鏈路可以按照分開(kāi)的N個(gè)平行空間信道等效表示，其中N是比發(fā)送/接收天線的兩個(gè)數(shù)目中較小的。通過(guò)將作為一種填充技術(shù)的水填充算法用于分離的空間信道，可以計(jì)算每個(gè)發(fā)送天線的發(fā)射功率，以便增加MIMO信道容量。當(dāng)用于發(fā)送的數(shù)據(jù)是以基于這種方法計(jì)算的發(fā)射功率，按位加載到每個(gè)發(fā)送天線時(shí)，可以得到接近總信道容量的吞吐量，只要按照發(fā)送天線要加載的數(shù)據(jù)量不同。
由于SVD方法對(duì)于信道評(píng)估誤差相對(duì)靈敏，當(dāng)希望為靜止的或低速移動(dòng)的終端提供高傳輸速率時(shí)(即當(dāng)在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間間隔期間信道中幾乎沒(méi)有變化時(shí)，或當(dāng)終端位于其中信道評(píng)估相對(duì)正確的單元的中心時(shí))可以應(yīng)用SVD方法。因此，表1表示了SVD方法僅用于第一無(wú)線終端501和第二無(wú)線終端502。
此外，根據(jù)本發(fā)明還可以使用頻率跳躍方法。簡(jiǎn)而言之，除了時(shí)間間隙之外，在改變它們的頻率的同時(shí)，頻率跳躍方法增加在基站附近的無(wú)線終端和遠(yuǎn)離它的無(wú)線終端的吞吐量。
附圖6所示為根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例僅-TDD頻率資源部分的時(shí)間分割和頻率跳躍方法。附圖7所示為根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例用于在反向方向上的傳輸?shù)膬H-FDD頻率資源部分的時(shí)間分割和頻率跳躍方法。
參考附圖6，在一個(gè)周期T中，將僅-TDD頻率資源部分劃分為導(dǎo)頻信號(hào)傳輸周期Tpu、分配給在遙遠(yuǎn)區(qū)域中的無(wú)線終端以便在前向鏈路上傳輸?shù)牡谝粫r(shí)間間隔T1和分配給在本地區(qū)域的無(wú)線終端以便在前向鏈路上傳輸?shù)牡诙r(shí)間間隔T2。僅-TDD頻率資源部分進(jìn)一步被劃分為緊接著第二時(shí)間間隔T2的保護(hù)時(shí)間和分配給無(wú)線終端以在反向方向上傳輸?shù)牡谌龝r(shí)間間隔T3。
在本方法中，在附圖6中所示的將對(duì)應(yīng)于第一時(shí)間間隔T1的第一頻率資源區(qū)111a劃分成的每個(gè)單元，界定了可以分配給一個(gè)無(wú)線終端的頻率和時(shí)間間隙。通過(guò)在第一時(shí)間間隔T1的第一頻率資源區(qū)111a中的“③”和“④”所指示的頻率資源單元界定了分配給在遙遠(yuǎn)區(qū)域中的無(wú)線終端的跳躍頻率和時(shí)間間隙。根據(jù)本發(fā)明，快速頻率跳躍OFDMA方法可用于第一頻率資源區(qū)111a。
對(duì)應(yīng)于第二時(shí)間間隔T2的第二頻率資源區(qū)111b中的“①”和“②”所指示的頻率資源單元，界定了分配給在本地區(qū)域中的無(wú)線終端用于在前向鏈路中的傳輸?shù)奶S頻率和時(shí)間間隙。根據(jù)本發(fā)明AMC OFDMA方法、水填充OFDMA方法或者M(jìn)IMO OFDMA方法可用于第二頻率資源區(qū)111b。
對(duì)應(yīng)于第三時(shí)間間隔T3的第三頻率資源區(qū)112中的“①”和“②”所指示的頻率資源單元，界定了分配給在本地區(qū)域中的無(wú)線終端用于在反向鏈路中的傳輸?shù)奶S頻率和時(shí)間間隙。根據(jù)本發(fā)明，雖然第三頻率資源區(qū)112基于提供AMC和水填充的信道狀態(tài)信息的AMC OFDMA方法，但是梳型或交錯(cuò)型方法可用于給每個(gè)用戶分配副載波。
現(xiàn)在參考附圖7描述根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例用于在反向方向上傳輸?shù)膬H-FDD頻率資源部分的時(shí)間和頻率跳躍方法和對(duì)應(yīng)的多路訪問(wèn)和傳輸方法。如附圖7所示，將僅-FDD頻率資源部分劃分為導(dǎo)頻信號(hào)傳輸周期Tpd和分配給在遙遠(yuǎn)區(qū)域中的無(wú)線終端用于反向傳輸(即在上行鏈路中的傳輸)的第四時(shí)間間隔T4。
附圖6所示為在第一時(shí)間間隔T1中執(zhí)行快速頻率跳躍，在此期間將資源分配給在遙遠(yuǎn)區(qū)域中的終端。即在圖6中，分配給遙遠(yuǎn)區(qū)域中的終端的每一時(shí)間間隔占據(jù)小的時(shí)間間隔。附圖6還表示在第二時(shí)間間隔T2中執(zhí)行慢速頻率跳躍，在此期間將資源分配給在本地區(qū)域中的終端。即在圖6中，分配給本地區(qū)域中的終端的每一時(shí)間間隔占據(jù)大的時(shí)間間隔?？梢詫㈩l率跳躍方法以及MIMO和AMC方法應(yīng)用于位于本地區(qū)域中的終端。
在這種情況下，因?yàn)樵谶b遠(yuǎn)區(qū)域中的無(wú)線終端在上行鏈路中執(zhí)行傳輸，因此必須考慮在基站單元附近的終端的功耗及其干擾。因此，一個(gè)使用較慢的頻率跳躍的較慢的頻率跳躍OFDMA法可用于第四頻率資源區(qū)T4，該較慢的頻率跳躍OFDMA法可比得上分配給在如附圖6中所描述的遙遠(yuǎn)區(qū)域中的無(wú)線終端的第一時(shí)間間隔T1的前向鏈路資源區(qū)的較快的頻率跳躍OFDMA法。
如上文參考附圖6和7所描述，因?yàn)轭l率跳躍用于在前向和反向鏈路中的傳輸，因此必須根據(jù)預(yù)定的方案或所有的基站執(zhí)行頻率跳躍，而且該無(wú)線終端必須已知頻率跳躍的規(guī)則。因此，如附圖4所示，需要確定跳躍模式的步驟410。
下面將介紹本發(fā)明的某些改進(jìn)或其它實(shí)施例。
附圖8所示為根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的在基站和無(wú)線終端之間的數(shù)據(jù)傳輸方法的概念性示意圖。
在圖8中，如上所述，將基站的服務(wù)區(qū)域劃分為本地區(qū)域505和遙遠(yuǎn)區(qū)域500。本地區(qū)域505和遙遠(yuǎn)區(qū)域500的確定是不僅基于距基站的距離，而且還如上所述，基于雙工模式確定因數(shù)。例如該確定可以基于終端的流動(dòng)性或行進(jìn)速度。這里，假設(shè)確定第一無(wú)線終端501和第二無(wú)線終端502位于本地區(qū)域，第三無(wú)線終端503和第四無(wú)線終端504位于遙遠(yuǎn)區(qū)域。還假設(shè)第一無(wú)線終端501和第三無(wú)線終端503接收前向鏈路中的數(shù)據(jù)，第二無(wú)線終端502和第四無(wú)線終端504發(fā)送反向鏈路中的數(shù)據(jù)。
在圖8中的實(shí)施例中，將頻率分配到用于前向鏈路的時(shí)間間隔DL和用于反向鏈路的時(shí)間間隔UL。用于前向鏈路的時(shí)間間隔DL和用于反向鏈路的時(shí)間間隔UL之間限定了切換時(shí)間以避免數(shù)據(jù)重疊。無(wú)線終端在前向鏈路DL中以距基站的距離增加的順序傳輸數(shù)據(jù)(即在遙遠(yuǎn)區(qū)域中的終端和本地區(qū)域中的終端501按所稱的順序執(zhí)行數(shù)據(jù)傳輸)。無(wú)線終端在反向鏈路UL中以距基站的距離增加的順序傳輸數(shù)據(jù)(即在本地區(qū)域中的終端502和遙遠(yuǎn)區(qū)域中的終端504按所稱的順序執(zhí)行數(shù)據(jù)傳輸)。如上所述，可以將MIMO及AMC技術(shù)應(yīng)用于本地區(qū)域中的終端，可以將頻率跳躍和/或擴(kuò)展方法以及應(yīng)用于遙遠(yuǎn)區(qū)域中的終端。
附圖9所示為根據(jù)本發(fā)明的再一實(shí)施例的在基站和無(wú)線終端之間的數(shù)據(jù)傳輸方法的概念性示意圖。
按照與圖8中相同的假設(shè)介紹這一實(shí)施例。在這一實(shí)施例中，分配給前向鏈路DL的頻率與分配給反向鏈路UL的頻率分開(kāi)，如附圖9所示。為前向和反向傳輸，無(wú)線終端以距基站的距離減少的順序分配頻率。即位于遙遠(yuǎn)區(qū)域中的終端503和504首先分配頻率，其后位于本地區(qū)域中的終端501和502分配頻率。這一實(shí)施例中的分別頻率分配避免了由于切換時(shí)間所引起的總?cè)萘拷档汀?br> 附圖10所示為根據(jù)本發(fā)明的又一實(shí)施例的在基站和無(wú)線終端之間的數(shù)據(jù)傳輸方法的概念性示意圖。下面將參照附圖10介紹根據(jù)本發(fā)明的又一實(shí)施例的的數(shù)據(jù)傳輸方法。
應(yīng)當(dāng)指出附圖10的數(shù)據(jù)傳輸方法基于與圖8和9中相同的假設(shè)。附圖10介紹一示范性實(shí)例，其中同時(shí)使用TDD模式和FDD模式。更詳細(xì)地說(shuō)，遙遠(yuǎn)區(qū)域中的終端和本地區(qū)域中的終端按照與圖1中的相同方式彼此區(qū)分。長(zhǎng)距離終端的單個(gè)反向鏈路通過(guò)利用專用的副載波執(zhí)行反向傳輸。長(zhǎng)距離終端和短距離終端的單個(gè)反向鏈路通過(guò)利用由基站可使用的長(zhǎng)距離區(qū)域中的等同于反向?qū)Ｓ玫闹付l率資源以外的其余頻率資源執(zhí)行時(shí)間分割。為了短距離終端的反向傳輸，通過(guò)利用TDD專用的頻率資源在預(yù)定的時(shí)間周期執(zhí)行反向傳輸操作。
如上所述，在圖10中表示終端中能夠執(zhí)行與單個(gè)方向及它們的相關(guān)聯(lián)的資源劃分狀態(tài)相關(guān)聯(lián)的前向/反向傳輸?shù)牡膯卧獏^(qū)域。更詳細(xì)地說(shuō)，經(jīng)過(guò)前向鏈路向第一無(wú)線終端501和第三無(wú)線終端503發(fā)送TDD專用的頻率資源的數(shù)據(jù)。經(jīng)過(guò)反向鏈路TDD專用的頻率資源的第二無(wú)線終端502發(fā)送數(shù)據(jù)。在FDD專用的頻率資源的情況下，僅第四無(wú)線終端504可以發(fā)送數(shù)據(jù)。
同時(shí)，本發(fā)明的反向(reverse)專用的頻率資源僅作為反饋信道采用，用于檢查基站和終端之間的信道狀態(tài)。在這種情況下，按照需要，可以將反向?qū)Ｓ玫念l率資源或者添加到長(zhǎng)距離反向信道，或者添加到時(shí)分專用的頻率資源。
從上文的描述中可以看出，本發(fā)明通過(guò)提供不同的分割雙工方法比如TDD和FDD并且還使用適合于每種雙工方法的不同多路訪問(wèn)方法，給在運(yùn)動(dòng)中的用戶提供了一種最佳的通信服務(wù)。AMC方法和頻率跳躍方法同時(shí)使用，由此獲得了兩種方法的好處。此外，對(duì)于處于參考速度或更高的速度運(yùn)動(dòng)的用戶使用隨機(jī)的頻率跳躍技術(shù)，由此使得在雙工單元中的頻率復(fù)用系數(shù)幾乎接近1。
上文的特征能夠使頻率復(fù)用的效率最大。
雖然為說(shuō)明的目的已經(jīng)公開(kāi)了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員會(huì)理解的是在不脫離如附加的權(quán)利要求所公開(kāi)的本發(fā)明的范圍和精神的前提下可以做出各種修改、增加和替代。
權(quán)利要求
1.一種用于通過(guò)利用OFDMA方案由與無(wú)線終端通信的基站發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的方法，該方法包括如下的步驟通過(guò)利用OFDMA方案確定數(shù)據(jù)傳輸周期；確定在數(shù)據(jù)傳輸周期中的用于前向鏈路的時(shí)間間隔，和反向鏈路的時(shí)間間隔，以及兩個(gè)時(shí)間間隔之間的切換時(shí)間；將包括在用于前向鏈路的時(shí)間間隔中的用于在前向鏈路中的數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r(shí)間間隙，以無(wú)線終端距基站的距離減少的順序分配給位于基站的本地區(qū)域和遙遠(yuǎn)區(qū)域中的無(wú)線終端，并將包括在用于反向鏈路的時(shí)間間隔中的用于反向鏈路的數(shù)據(jù)接收的時(shí)間間隙，以無(wú)線終端距基站的距離增加的順序分配給位于基站的本地區(qū)域和遙遠(yuǎn)區(qū)域中的無(wú)線終端；以及在用于前向鏈路的時(shí)間間隙中發(fā)送數(shù)據(jù)和在用于反向鏈路的時(shí)間間隙中接收數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括如下的步驟基于無(wú)線終端和基站之間的距離、無(wú)線終端的行進(jìn)速度以及無(wú)線終端和基站接收信號(hào)功率電平的其中之一，確定無(wú)線終端是位于基站的本地區(qū)域還是位于遙遠(yuǎn)區(qū)域中的一個(gè)區(qū)域中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中將MIMO方法和AMC方法用于與位于基站的本地區(qū)域中的終端通信。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中將頻率跳躍和擴(kuò)展方法用于與位于基站的遙遠(yuǎn)區(qū)域中的終端通信。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中將切換時(shí)間設(shè)置到一能夠防止前向鏈路的數(shù)據(jù)和反向鏈路的數(shù)據(jù)重疊的最小時(shí)間間隔。
6.一種用于通過(guò)利用OFDMA方案由與無(wú)線終端通信的基站發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的方法，該方法包括如下的步驟確定在可用正交頻帶中的用于前向鏈路的正交頻帶和用于反向鏈路的正交頻帶將所確定的用于前向鏈路的正交頻帶和用于反向鏈路的正交頻帶以無(wú)線終端距基站的距離減少的順序，分配給位于基站的本地區(qū)域和遙遠(yuǎn)區(qū)域的無(wú)線終端，并通過(guò)分配的正交頻帶分別在前向鏈路和反向鏈路中發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中還基于無(wú)線終端和基站之間的距離、無(wú)線終端的行進(jìn)速度以及無(wú)線終端和基站接收信號(hào)功率電平的其中之一，確定無(wú)線終端是在基站的本地區(qū)域中還是在遙遠(yuǎn)區(qū)域中。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中將MIMO方法和AMC方法用于與位于本地區(qū)域中的終端通信。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中將頻率跳躍和擴(kuò)展方法用于與位于遙遠(yuǎn)區(qū)域中的終端通信。
全文摘要
用于通過(guò)利用OFDMA方案由與無(wú)線終端通信的基站發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的方法，包括步驟通過(guò)利用OFDMA方案確定數(shù)據(jù)傳輸周期；確定在數(shù)據(jù)傳輸周期中的用于前向鏈路的時(shí)間間隔，和反向鏈路的時(shí)間間隔，以及兩個(gè)時(shí)間間隔之間的切換時(shí)間；將包括在用于前向鏈路的時(shí)間間隔中的用于在前向鏈路中的數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r(shí)間間隙，以無(wú)線終端距基站的距離減少的順序分配給位于基站的本地區(qū)域和遙遠(yuǎn)區(qū)域中的無(wú)線終端，并將包括在用于反向鏈路的時(shí)間間隔中的用于反向鏈路的數(shù)據(jù)接收的時(shí)間間隙，以無(wú)線終端距基站的距離增加的順序分配給位于基站的本地區(qū)域和遙遠(yuǎn)區(qū)域中的無(wú)線終端；以及在用于前向鏈路的時(shí)間間隙中發(fā)送數(shù)據(jù)和在用于反向鏈路的時(shí)間間隙中接收數(shù)據(jù)。
文檔編號(hào)H04B7/204GK101043313SQ20071008549
公開(kāi)日2007年9月26日 申請(qǐng)日期2004年8月2日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月31日
發(fā)明者尹相普, 金映秀, 金基鎬 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社