一種跳頻用戶和非跳頻用戶的頻域復用方法和系統的製作方法
2023-08-04 13:03:36
專利名稱：一種跳頻用戶和非跳頻用戶的頻域復用方法和系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及移動通信技術領域，特別涉及一種跳頻用戶和非跳頻用戶的頻域復用方法和系統。
背景技術：
跳頻技術(Frequency-HoppingSpread Spectrum ；FHSS)是在發送端與接收端時 間同步的情況下，以特定形式的一系列不連續窄頻載波來傳送訊號，對於一個非特定的接 受器，rass所產生的跳動訊號對它而言，只算是脈衝噪聲。為了解決信道深衰落以及同頻組網時的上行幹擾的問題，長期演進項目(Long Term Evolution, LTE)規定了上行物理上行共享信道(PUSCH)上的跳頻規則類型1 (type 1)和類型2 (type 2)。上行在頻域上進行跳頻，要受到兩個方面的限制一是滿足移動通信 系統上行的單載波特性，二是在混合自動重傳請求(HARQ)的多次傳輸中，跳頻用戶與非跳 頻用戶在頻域上不能碰撞。圖1表明了單載波特性對跳頻的限制。其中，每一個矩形表示一個資源塊，橫坐標 為時域，以傳輸間隔(TTI)為單位，縱坐標為頻域。中間有白點的黑色矩形框和中間有白線 的黑色矩形框分別代表的兩個跳頻用戶用戶1和用戶2，用戶2佔用多個資源塊(這裡用 佔用兩個資源塊來示例)。在經過兩次頻域上的跳躍後，用戶2所佔用的多個資源塊變換到 了頻域的兩端，在頻域上破裂(Broken)從而不再連續，這就打破了 LTE上行的單載波特性， 從而會導致數據傳輸的失敗，上述這種情況在用戶跳頻過程中是不允許出現的。圖2表明了 HARQ重傳對跳頻的限制。其中，每一個矩形表示一個資源塊，橫坐標為 時域，以傳輸間隔(TTI)為單位，縱坐標為頻域。中間有白點的黑色矩形框代表了一個跳頻 用戶即用戶3，而中間有白線的黑色矩形框代表了一個非跳頻用戶即用戶4。用戶3在經過 兩次頻域上的跳躍後，其佔用的資源塊變換到了原來用戶4在頻域上的位置，而用戶4由於 HARQ的多次重傳，依然在原來的頻域上進行數據傳輸，這樣，兩個獨立的數據傳輸就在同一 頻域上進行，互相干擾會導致兩都的數據傳輸都失敗，因此，上述這種情況在用戶跳頻過程 中是不允許出現的。跳頻規則類型2根據系統配置的子帶個數確定跳頻方式子帶個數為1時，為鏡像 跳躍方式，子帶個數大於1，為偽隨機化的跳躍方式。圖3為跳頻規則類型2的鏡像跳躍方 式原理示意圖，示出了頻帶寬度為42個RB的一種type2的跳頻圖例。該示例中只有1個 跳頻子帶，沒有子帶間跳頻，而只有系統頻帶上的鏡像式跳頻。圖中不同形式的斜線或橫線 的矩形代表了不同的跳頻用戶，頻域上相鄰的同類型矩形，代表了跳頻前後的用戶在頻域 上的位置，兩個位置距離頻帶正中的位置相同，因此，它們的跳頻是鏡像方式的。圖4為跳頻規則類型2的偽隨機化跳躍方式原理示意圖。示出了頻帶寬度為20 個RB的一種type2的跳頻圖例。這種跳頻方式將頻帶分為四個子帶，其中，框中畫豎線的 矩形代表了跳頻用戶3在頻域上的跳躍，它只進行了子帶間的頻域跳躍，而框中畫橫線的 矩形代表了跳頻用戶4在頻域上的跳躍，它不僅進行了子帶間的頻域跳躍，且進行了一個子帶內的鏡像跳躍。鏡像跳頻的頻率分集增益最大，但對資源分配的限制很苛刻；偽隨機化跳頻有利於解決LTE同頻組網的幹擾，但在跳域上無法復用跳頻用戶與非跳頻用戶。為了提供在頻域上復用跳頻頻用戶與非跳頻用戶的可能，LTE系統給出調度算法 決定的跳頻規則類型1。跳頻規則類型1的指示機制為初始頻域位置由授權給出，跳躍後 的頻域位置根據授權中給出的跳頻間隔計算得出，因此，跳頻規則類型1實際就是用戶按 照調度授權進行頻域移位的跳頻。跳頻規則類型1的跳頻間隔可以是系統頻帶寬度的1/4 或者1/2，這個選擇決定於兩個因素，一是調度的資源分配，二是系統頻帶寬度，在資源塊 (RB)總數小於50時，跳頻間隔只能是系統頻帶寬度的1/2，即跳躍後的頻域位置為
formula see original document page 5在RB總數大於50時，跳躍後的頻域可能位置為formula see original document page 5或
formula see original document page 5在上述幾個公式中，沒品(0為初始傳輸的頻域位置。可以看出，現有技術中的跳頻規則類型1給調度提供很大的靈活性，對於跳頻用 戶的頻域位置和跳頻間隔，調度都可以通過授權控制。然而，所述跳頻規則類型1存在如下 問題首先，跳頻用戶在頻域上的跳躍有可能與非跳頻用戶的重傳發生碰撞，導致相互 碰撞的跳頻用戶和非跳頻用戶的數據傳輸佔用同一個頻域資源，兩者相互幹擾，都不能實 現正常傳輸的嚴重的後果；其次，跳頻用戶實際上獲取的頻率分集增益由跳頻用戶的資源分配策略決定，但 現有的資源分配策略不能保證資源分集增益的最大化。
發明內容
有鑑於此，本發明提出了一種跳頻用戶和非跳頻用戶的頻域復用方法和裝置，可 以避免跳頻用戶和非跳頻用戶佔用的頻域資源發生碰撞。本發明實施例提出了一種跳頻用戶和非跳頻用戶的頻域復用方法，包括如下步 驟在LTE系統的物理上行共享信道的帶寬中，劃分出至少一個頻域作為非跳頻區 域，劃分出至少兩個頻域作為跳頻區域；所述跳頻區域與非跳頻區域在頻域上分離，不同的 跳頻區域或不同非跳頻區域在頻域上分離；將非跳頻用戶配置在所述非跳頻區域，將跳頻用戶配置在所述跳頻區域；所述跳頻用戶的每次跳頻都是在不同跳頻區域之間跳轉。
所述每一個跳頻區域的帶寬均相等。所述每一個跳頻用戶在跳頻前後佔用的資源塊的數目保持恆定。所述將跳頻用戶配置在所述跳頻區域包括在不同跳頻區域中初始配置的跳頻用 戶佔用的資源塊總數之差的絕對值要儘可能地小。所述劃分出至少一個頻域作為非跳頻區域，劃分出至少兩個頻域作為跳頻區域 為將LTE系統的物理上行共享信道的帶寬在頻域上分為三份，將中間部分的頻域作為非 跳頻區域，將兩端的頻域作為跳頻區域。所述跳頻用戶的跳頻間隔等於所述物理上行共享信道的帶寬的四分之一。所述劃分出至少一個頻域作為非跳頻區域，劃分出至少兩個頻域作為跳頻區域 為將物理上行共享信道的帶寬頻域均分為第一部分和第二部分，每一部分頻域都按 相同的比例分為跳頻區域與非跳頻區域。所述跳頻用戶的跳頻間隔等於所述物理上行共享信道的帶寬的二分之一。本發明實施例還提出一種跳頻用戶和非跳頻用戶的頻域復用裝置，包括劃分模塊，用於在LTE系統的物理上行共享信道的帶寬中，劃分出至少一個頻域 作為非跳頻區域，劃分出至少兩個頻域作為跳頻區域；所述跳頻區域與非跳頻區域在頻域 上分離，不同的跳頻區域或不同非跳頻區域在頻域上分離；配置模塊，用於將非跳頻用戶配置在所述非跳頻區域，將跳頻用戶配置在所述跳 頻區域；將所述跳頻用戶的跳頻規則配置為在不同跳頻區域之間跳轉。所述劃分模塊劃分出的每一個跳頻區域的帶寬均相等。較佳地，所述每一個跳頻用戶在跳頻前後佔用的資源塊的數目保持恆定。較佳地，所述配置模塊進一步包括負載平衡單元，用於按照負載平衡的原則配置跳頻用戶，使在不同跳頻區域中初 始配置的跳頻用戶佔用的資源塊總數之差的絕對值要儘可能地小。在一個實施例中，所述劃分模塊將LTE系統的物理上行共享信道的帶寬在頻域上 分為三份，將中間部分的頻域作為非跳頻區域，將兩端的頻域作為跳頻區域。其中，所述配 置模塊將跳頻用戶的跳頻間隔配置為等於所述物理上行共享信道的帶寬的四分之一。在另一個實施例中，所述劃分模塊將物理上行共享信道的帶寬頻域均分為第一部 分和第二部分，每一部分頻域都按相同的比例分為跳頻區域與非跳頻區域。其中，所述配置 模塊將跳頻用戶的跳頻間隔配置為等於所述物理上行共享信道的帶寬的二分之一。從以上技術方案可以看出，跳頻區域與非跳頻區域在頻域上分離，因此跳頻用戶 和非跳頻用戶不會發生頻域碰撞。更進一步地，所述方案與現有協議中的跳頻規則完全兼 容，且資源分配算法的實現複雜度低。另外，由於不同跳頻區域在頻域上間隔相對較遠，因 此，跳頻用戶獲取的頻率分集增益高；所分配的用於頻率選擇性調度用戶的資源塊在頻域 上是連續的，有利於手機對信道質量進行測量，從而有利於基站獲取頻率選擇性用戶的信 道質量信息。
圖1為用於說明單載波特性對跳頻的限制的原理示意圖2為用於說明HARQ重傳對跳頻的限制的原理示意圖；圖3為現有技術中的跳頻規則類型2的鏡像跳躍方式原理示意圖；圖4為現有技術中的跳頻規則類型2的偽隨機化跳躍方式原理示意圖；圖5為本發明第一實施例實現的跳頻用戶與非跳頻用戶的頻域復用的原理示意 圖；圖6為本發明第二實施例實現的跳頻用戶與非跳頻用戶的頻域復用的原理示意 圖。
具體實施例方式本發明提出的一種跳頻用戶和非跳頻用戶的頻域復用方法包括在LTE系統的物理上行共享信道的帶寬中，劃分出至少一個頻域作為非跳頻區 域，劃分出至少兩個頻域作為跳頻區域；所述跳頻區域與非跳頻區域在頻域上分離，不同的 跳頻區域或不同非跳頻區域在頻域上分離；將非跳頻用戶配置在所述非跳頻區域，將跳頻用戶配置在所述跳頻區域；所述跳頻用戶的每次跳頻都是在不同跳頻區域之間跳轉。為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，依據系統頻帶寬度的不同，以下通 過兩個實施例對本發明方案進行詳細闡述。本發明第一實施例針對系統頻帶寬度較大的情況，第二實施例針對系統頻帶寬度 較小的情況。本發明方案中，可以首先判斷系統頻帶的資源塊數目是否大於預先設定的閾 值，若是，則進行第一實施例的方案，否則進行第二實施例的方案。較佳地，所述閾值可設置 為50。本發明第一實施例方案可以概括為Al、在LTE系統的物理上行共享信道的帶寬中，將中間部分的頻域分配給頻率選 擇性調度用戶(即非跳頻用戶)，將兩端的頻域分配給跳頻用戶。為便於區分，將分配給跳頻用戶的頻域稱為跳頻區域，將分配給非跳頻用戶的頻 域稱為非跳頻區域。Bi、跳頻用戶佔用的頻段在兩端的跳頻區域之間均勻分配，跳頻間隔設置為系統 頻帶寬度的1/4，也就是所述物理上行共享信道的帶寬的四分之一；且跳頻用戶佔用的RB 數目始終是恆定的。Cl、每次跳頻，跳頻用戶都是從一個跳頻區域跳轉到另一個跳頻區域。也就是說， 跳頻用戶在兩個跳頻區域之間來回跳轉，而不在同一個跳頻區域內部進行跳轉。換句話說， 當前配置在頻域頂端的跳頻用戶，向頻域的底端跳轉；當前配置在頻域底端的跳頻用戶，向 頻域的頂端跳轉。這樣做的目的是可以充分利用頻域資源。兩個跳域區域中的任一個，其所對應的RB數量最多為系統RB總數的四分之一，即 最多為 《腦/4」。按照上述策略實現的跳頻用戶與非跳頻用戶的頻域復用的說明見圖5，
該方法與用戶所在的小區是採用幀間跳頻方式還是幀內與幀間都跳頻的方式無關。在圖5中，系統RB總數大於50，其中的48個RB用於PUSCH傳輸，共有6個跳 頻用戶，被依次分配頻域的兩端上進行第一次傳輸，在第二次傳輸時，頻域位置發生跳躍，在底端的3個用戶，以公式Μ」+^ 、\η0 Ν=::Η (即-12個RB)進行 頻域跳躍，依次轉移到頻域的頂端進行數據傳輸，而原先在頻域頂端的3個用戶，以公式 (LiV^sra/4」+η二(i)jm0dN2腳(即12個RB)進行頻域跳躍，依次轉移到頻域的底端進
行數據傳輸.在上述過程中，每一個跳頻用戶所佔用的RB數量不發生變化，頻域的中間 部分用於非跳頻用戶的數據傳輸，而在頻域兩端的跳頻區域，用於跳頻的RB數量最多為 |_A^ w/4」，否則，就會出現跳頻用戶與非跳頻用戶在頻域上的碰撞，而它的具體數量可以
根據小區資源的用途規劃加以調整。本發明第二實施例方案可以概括為A2、將物理上行共享信道的帶寬頻域均分為兩部分，這兩部分可以分別稱為第一 部分和第二部分，每一部分頻域都按相同的比例分為跳頻區域與非跳頻區域兩個部分；B2、跳頻用戶在兩個跳頻區域之間均勻分配。每次跳頻，跳頻用戶都是從一個跳頻 區域跳轉到另一個跳頻區域。也就是說，跳頻用戶在兩個跳頻區域之間來回跳轉，而不在同 一個跳頻區域內部進行跳轉。按照上述策略實現的跳頻用戶與非跳頻用戶的頻域復用的說明見圖6，它與用戶 所在的小區採用幀間跳頻方式還是幀內與幀間都跳頻的方式無關。在圖6中，系統RB總數為48個，這裡不考慮頻域兩端PUCCH佔用的RB，即48個 RB都用於PUSCH傳輸，共有6個跳頻用戶，被依次分配到兩個半頻域的前半部分進行第一
次傳輸，在第二次傳輸時，6個跳頻用戶都以公式([/V^fraUj + ^(/))mod TVkTot (即24個
RB)進行頻域跳躍，依次轉移到另外一個半頻域的前半部分進行數據傳輸。在上述過程中， 每一個跳頻用戶所佔用的RB數量不發生變化，兩個半頻域的下邊部分的RB，用於非跳頻用 戶數據傳輸，它的具體數量可以根據小區資源的用途規劃加以調整。對於上述兩種復用策略，有一個共同的要求，即對於接入系統的跳頻用戶，要盡可 能地在系統頻帶上的兩個跳頻區域內均勻分配，在不同跳頻區域中初始配置的跳頻用戶佔 用的資源塊總數之差的絕對值要儘可能地小，理想情況下，每一個跳頻區域上配置的跳頻 用戶佔用的資源塊總數均相等。以達到頻域負載均衡的目的。本發明第三實施例提出一種跳頻用戶和非跳頻用戶的頻域復用裝置，包括劃分模塊，用於在LTE系統的物理上行共享信道的帶寬中，劃分出至少一個頻域 作為非跳頻區域，劃分出至少兩個頻域作為跳頻區域；所述跳頻區域與非跳頻區域在頻域 上分離，不同的跳頻區域或不同非跳頻區域在頻域上分離；配置模塊，用於將非跳頻用戶配置在所述非跳頻區域，將跳頻用戶配置在所述跳 頻區域；將所述跳頻用戶的跳頻規則配置為在不同跳頻區域之間跳轉。較佳地，所述劃分模塊劃分出的每一個跳頻區域的帶寬均相等。較佳地，所述每一個跳頻用戶在跳頻前後佔用的資源塊的數目保持恆定。較佳地，所述配置模塊進一步包括負載平衡單元，用於按照負載平衡的原則配置跳頻用戶，使在不同跳頻區域中初 始配置的跳頻用戶佔用的資源塊總數之差的絕對值要儘可能地小。所述劃分模塊在滿足上述劃分規則的基礎上可以有多種劃分方式。例如，所述劃分模塊可以將LTE系統的物理上行共享信道的帶寬在頻域上分為三份，將中間部分的頻域 作為非跳頻區域，將兩端的頻域作為跳頻區域。其中，所述配置模塊將跳頻用戶的跳頻間隔 配置為等於所述物理上行共享信道的帶寬的四分之一。所述劃分模塊還可以將物理上行共享信道的帶寬頻域均分為第一部分和第二部 分，每一部分頻域都按相同的比例分為跳頻區域與非跳頻區域。所述配置模塊將跳頻用戶 的跳頻間隔配置為等於所述物理上行共享信道的帶寬的二分之一。本發明技術方案具有如下有益效果1、與現有協議中的跳頻規則完全兼容；2、資源分配算法的實現複雜度低；3、不同跳頻區域在頻域上間隔相對較遠，因此，跳頻用戶獲取的頻率分集增益 尚；4、所分配的用於頻率選擇性調度用戶的資源塊在頻域上是連續的，有利於手機對 信道質量進行測量，從而有利於基站獲取頻率選擇性用戶的信道質量信息。以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精 神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
權利要求
一種跳頻用戶和非跳頻用戶的頻域復用方法，其特徵在於，包括如下步驟在LTE系統的物理上行共享信道的帶寬中，劃分出至少一個頻域作為非跳頻區域，劃分出至少兩個頻域作為跳頻區域；所述跳頻區域與非跳頻區域在頻域上分離，不同的跳頻區域或不同非跳頻區域在頻域上分離；將非跳頻用戶配置在所述非跳頻區域，將跳頻用戶配置在所述跳頻區域；所述跳頻用戶的每次跳頻都是在不同跳頻區域之間跳轉。
2.根據權利要求1所述的跳頻用戶和非跳頻用戶的頻域復用方法，其特徵在於，所述 每一個跳頻區域的帶寬均相等。
3.根據權利要求2所述的跳頻用戶和非跳頻用戶的頻域復用方法，其特徵在於，所述 每一個跳頻用戶在跳頻前後佔用的資源塊的數目保持恆定。
4.根據權利要求1所述的跳頻用戶和非跳頻用戶的頻域復用方法，其特徵在於，所述 將跳頻用戶配置在所述跳頻區域包括在不同跳頻區域中初始配置的跳頻用戶佔用的資源 塊總數之差的絕對值要儘可能地小。
5.根據權利要求1至4任一項所述的跳頻用戶和非跳頻用戶的頻域復用方法，其特徵 在於，所述劃分出至少一個頻域作為非跳頻區域，劃分出至少兩個頻域作為跳頻區域為將 LTE系統的物理上行共享信道的帶寬在頻域上分為三份，將中間部分的頻域作為非跳頻區 域，將兩端的頻域作為跳頻區域。
6.根據權利要求5所述的跳頻用戶和非跳頻用戶的頻域復用方法，其特徵在於，所述 跳頻用戶的跳頻間隔等於所述物理上行共享信道的帶寬的四分之一。
7.根據權利要求1至4任一項所述的跳頻用戶和非跳頻用戶的頻域復用方法，其特徵 在於，所述劃分出至少一個頻域作為非跳頻區域，劃分出至少兩個頻域作為跳頻區域為將物理上行共享信道的帶寬頻域均分為第一部分和第二部分，每一部分頻域都按相同 的比例分為跳頻區域與非跳頻區域。
8.根據權利要求7所述的跳頻用戶和非跳頻用戶的頻域復用方法，其特徵在於，所述 跳頻用戶的跳頻間隔等於所述物理上行共享信道的帶寬的二分之一。
9.一種跳頻用戶和非跳頻用戶的頻域復用裝置，其特徵在於，包括劃分模塊，用於在LTE系統的物理上行共享信道的帶寬中，劃分出至少一個頻域作為 非跳頻區域，劃分出至少兩個頻域作為跳頻區域；所述跳頻區域與非跳頻區域在頻域上分 離，不同的跳頻區域或不同非跳頻區域在頻域上分離；配置模塊，用於將非跳頻用戶配置在所述非跳頻區域，將跳頻用戶配置在所述跳頻區 域；將所述跳頻用戶的跳頻規則配置為在不同跳頻區域之間跳轉。
10.根據權利要求9所述的跳頻用戶和非跳頻用戶的頻域復用裝置，其特徵在於，所述 劃分模塊劃分出的每一個跳頻區域的帶寬均相等。
11.根據權利要求10所述的跳頻用戶和非跳頻用戶的頻域復用裝置，其特徵在於，所 述每一個跳頻用戶在跳頻前後佔用的資源塊的數目保持恆定。
12.根據權利要求9所述的跳頻用戶和非跳頻用戶的頻域復用裝置，其特徵在於，所述 配置模塊進一步包括負載平衡單元，用於按照負載平衡的原則配置跳頻用戶，使在不同跳頻區域中初始配 置的跳頻用戶佔用的資源塊總數之差的絕對值要儘可能地小。
13.根據權利要求9至12任一項所述的跳頻用戶和非跳頻用戶的頻域復用裝置，其特 徵在於，所述劃分模塊將LTE系統的物理上行共享信道的帶寬在頻域上分為三份，將中間 部分的頻域作為非跳頻區域，將兩端的頻域作為跳頻區域。
14.根據權利要求13所述的跳頻用戶和非跳頻用戶的頻域復用裝置，其特徵在於，所 述配置模塊將跳頻用戶的跳頻間隔配置為等於所述物理上行共享信道的帶寬的四分之一。
15.根據權利要求9至12任一項所述的跳頻用戶和非跳頻用戶的頻域復用裝置，其特 徵在於，所述劃分模塊將物理上行共享信道的帶寬頻域均分為第一部分和第二部分，每一 部分頻域都按相同的比例分為跳頻區域與非跳頻區域。
16.根據權利要求15所述的跳頻用戶和非跳頻用戶的頻域復用裝置，其特徵在於，所 述配置模塊將跳頻用戶的跳頻間隔配置為等於所述物理上行共享信道的帶寬的二分之一。
全文摘要
本發明公開了一種跳頻用戶和非跳頻用戶的頻域復用方法，包括如下步驟在LTE系統的物理上行共享信道的帶寬中，劃分出至少一個頻域作為非跳頻區域，劃分出至少兩個頻域作為跳頻區域；所述跳頻區域與非跳頻區域在頻域上分離，不同的跳頻區域或不同非跳頻區域在頻域上分離；將非跳頻用戶配置在所述非跳頻區域，將跳頻用戶配置在所述跳頻區域；所述跳頻用戶的每次跳頻都是在不同跳頻區域之間跳轉。本發明還公開了一種跳頻用戶和非跳頻用戶的頻域復用裝置。
文檔編號H04W16/02GK101835159SQ20101013639
公開日2010年9月15日 申請日期2010年3月29日 優先權日2010年3月29日
發明者趙海波, 龔萍 申請人:普天信息技術研究院有限公司