一種資源跳頻分配方法

2023-07-24 00:55:26

專利名稱：一種資源跳頻分配方法
技術領域：
本發明涉及移動通信系統，尤其涉及單載波OFDM系統，例如3GPP( 3rd Generation Partnership Project, 第三4戈合"f乍^f火4半i十戈'j ) LTE (Long Term Evolution,長^月〉買近i卞戈'J J上41"'dT〉原社1禾符半孰8 法。
背景技術：
為了滿足人們對移動通信不斷發展的需求，在上行鏈路無線傳輸技術的 選擇方面有一些基本的要求如支持可升級帶寬，適中的PAPR (Peak Average Power Ration,峰均比)/CM ( cubic metric,三階度量)，^f呆i正上^fH專 輸的正交性等。單載波傳輸方案SC-FDMA (Single Carrier Frequency Division Multiple Address,單載波頻分復用多址)由於具有較低的PAPR/CM， 能夠提高功率的有效性並擴大覆蓋範圍，成為目前LTE上行傳輸的基本候 選方案。
基於子載波映射方式的數據傳輸方案有兩種DFDMA (Distributed Frequency Division Multiple Address,分布式頻分多址)和LFDMA(Localised Frequency Division Multiple Address,集中式頻分多址)。在LTE上行鏈路 中基於分布式子載波分配的方案由於存在對頻率差錯有較高的敏感度，對上 行功率控制要求較高，信道估計性能較差等諸多問題，目前已經被LTE放 棄，但分布式子載波所固有的頻率分集的好處，仍然可以淨皮基於集中式子載 波分配的方案以跳頻的方式獲得。被大多數公司推薦的單載波傳輸方案 LFDMA - FH (Frequency Hopping,跳頻)中使用了跳頻技術，因此既可以 保證良好的信道估計性能，還可以獲得頻率分集增益，並且可以獲得幹擾分 集增益。
通用的跳頻方案都是在單用戶或者多用戶傳輸環境下進行的。在隨機跳
頻情況下，如果沒有合理地設計跳頻圖樣，用戶間則不能保證相互正交而可 能發生碰撞，這會導致嚴重失真從而造成接收失敗。
當LTE上行用戶發射所佔帶寬的需求不同時，通常方式的跳頻會造成 系統的PAPR/CM增大，從而違反了單載波系統的設計初衷。

發明內容
本發明要解決的技術問題是針對3GPP LTE上行鏈路傳輸方案，在基於 跳頻的LFDMA傳輸方案的基礎上，提供一種資源分配跳頻的方法，解決 系統的PAPR/CM增大的問題，以取得較大的頻率分集增益，同時保證上行 鏈路的子載波連續發射的單載波特性。
為了解決上述技術問題，本發明提出了一種資源跳頻分配方法，應用於 正交頻分復用系統，其特徵在於，系統在當前時隙為用戶分配連續的資源塊 後，對於需要跳頻的所有用戶，系統在當前時隙的後續時隙選擇相同數目的 連續資源塊分配給所述用戶，且每一用戶在所述後續時隙所分配資源塊的位 置與當前時隙所分配資源塊的位置不相同。
進一步地，上述方法還可具有以下特點，所述方法進一步包含如下步驟
(a) 將所述當前時隙和後續時隙的可用子載波以資源塊為單位劃分為 k段，k大於等於l,當前時隙和後續時隙的段建立——對應關係，對應段 包含的資源塊數相同；
(b) 系統在當前時隙的某一段中為某一用戶分配連續的資源塊，假設 所述為該用戶分配的資源塊相對該段的起始位置其序號/，...,7' + "-1,其中 02j、/-w,其中/是為用戶分配的資源塊所在段的資源塊數，"是為所述用 戶分配的資源塊數；
(c) 所述用戶需要跳頻時，在後續時隙中，在當前時隙為用戶分配的 資源塊所在段的對應段上為用戶分配資源塊，所述資源塊相對於所在段的起 士臺4立置其序號為,--.，/ + "_1或/_7 — ,..-，/_/ —l 。
進一步地，上述方法還可具有以下特點，所述當前時隙和後續時隙分別 為同一子幀的第一個時隙和第二個時隙，或所述當前時隙和後續時隙分別為
子幀和子幀的後續子幀。
進一步地，上述方法還可具有以下特點，所述k值為1時，所述步驟(C) 中，所述資源塊相對於所在段的起始位置其序號為/-/-",…,/-卜1 。
進一步地，上述方法還可具有以下特點，所述步驟(b)，當為用戶分 配資源塊所在段與其對應段的位置相同時，所述步驟(c)中，所述資源塊
相對於所在段的起始位置其序號為/-w,…,/"'-l 。
進一步地，上述方法還可具有以下特點，所述步驟(b)中，為用戶分 配資源塊所在段與其對應段的位置相同，所述步驟(c)中，用戶不需要跳 頻時，在後續時隙為用戶分配與當前時隙資源塊位置相同的資源塊。
進一步地，上述方法還可具有以下特點，所述當前時隙和後續時隙劃分 段每段所包含的資源塊數相同或不同。
進一步地，上述方法還可具有以下特點，所述子幀為上行子幀。
進一步地，上述方法還可具有以下特點，不同小區的當前時隙和後續時
本發明所述方法不需要額外的信令開銷，用戶可以根據跳頻規則找到相 應數據，並且每個用戶根據自己的帶寬需求佔用連續的頻鐠，既能保持單載 波特性，又能取得理想的頻率分集增益。


圖1是LTE系統上行幀結構(短循環前綴CP); 圖2是本發明資源跳頻分配方法流程圖3是本發明LTE系統10MHz帶寬下一種資源跳頻分配方式的示意圖4a是本發明LTE系統10MHz帶寬下另 一種資源跳頻分配方式的示 意圖4b是本發明LTE系統10MHz帶寬下另 一種資源跳頻分配方式的示 意圖。
具體實施例方式
經研究分析，通常方式的跳頻造成系統的PAPR/CM增大是用戶佔用不 連續的子載波造成的。因此本發明方法在跳頻時給同 一用戶分配在頻域上連 續的資源塊來克服這一 問題。
3GPP LTE上4亍幀結構如圖1所示。其中1個lms子幀(subframe )包 含兩個時隙(slots),稱為第一個時隙和第二個時隙，每個時隙包含7個短 CP的OFDM(正交頻分復用)符號。其中每個時隙的第四個OFDM符號上 承載著用戶導頻信號。根據帶寬的不同， 一個OFDM符號含有不同個數的 可用子載波， 一個資源塊(Resource Block)在時域上是一個時隙長，在頻 域上是連續12個子載波。資源塊是LTE上行分配的最小單位。資源塊按物 理頻段從高到低依次編號為O,l,...。
本發明資源跳頻分配的第一種方法的具體步驟如下
步驟l:假設系統可用資源塊一共為M，系統為用戶在第一個時隙上分 配相應的資源，如連續n個資源塊，lSn^M，則用戶在第一個時隙分配到 的連續資源塊序號可以為,…,j' + "-1， 0sy^M-"。
步驟2 :根據用戶在第一個時隙中資源塊的位置確定該用戶在第二個時 隙中資源塊的位置。用戶在第二個時隙中所佔資源塊的位置是在第一個時隙 中所佔資源塊位置的逆序跳頻，因此該用戶在第二個時隙中所佔的資源塊的 位置為M-/'-w,…，M-/-1。
本發明資源跳頻分配的第二種方法如圖2所示，具體步驟如下
步驟210:把系統可用子載波按照RB為單位平均分成若干段，假設系 統可用RB數為M,平均劃分為A段，則每段中包含的資源塊數/ =肘/"
劃分段的主要依據是系統帶寬和系統性能。
本發明劃分段時也可以不採用平均劃分，各段的RB數也可以不同。
步驟220:第 一個時隙的各段與第二個時隙的各段之間建立——對應關 系，每對對應的段其包含的RB數相同；
上述段與段的對應關係可以固定，也可以隨著子幀號改變而改變。
步驟230:系統為用戶在第一個時隙某段上分配相應的資源，所分配的 資源塊是連續的，如為用戶分配連續n個資源塊，其序號相對於該段的起始 位置為,…，y + w-1，其中，1^"/, osys/-"；
其中，系統為同一個用戶分配的所有資源塊必須在同一個段中。
步驟240:根據用戶在第一個時隙上所分資源塊的所在段，系統在第二 個時隙的對應段上為用戶分配資源塊；
步驟250:用戶需要跳頻時，系統為用戶在第二個時隙上分配的資源塊 位置相對於所在段的起始位置的序號可以是,…，y + n-l，即相對於所在段的 起始位置，和第一個時隙中資源塊相同的位置(順序方式)，此時各對應段 的位置必須不相同，也可以是/-卜",..,/-卜1，相對於所在段的起始位置， 第一個時隙中資源塊位置序號的逆序，此時，各對應段的位置可以相同或不 同。
同一時隙中各段可以採用不同的跳頻方式(順序或逆序)
本發明第 一種資源跳頻方法也可以看作第二種方法的 一個特例，即將時
隙的資源塊分成一^a,採用逆序的方式進行跳頻。
如果有些用戶不需要跳頻，那麼在步驟二中，第一個時隙的某些段與其 在第二個時隙的對應段在頻域中的位置相同。
上述資源跳頻方法也可以推廣到多個時隙上，此時第一個時隙對應當前 時隙，第二個時隙對應後續時隙。或推廣到多個子幀，第一個時隙對應一個 或多個子幀，第二個時隙對應後續的一個或多個子幀，從而實現一個或多個 子幀之間的跳頻，或多個時隙之間的跳頻。
不同小區的當前時隙和後續時隙可以釆用不同的跳頻模式，或者建立不
同的段與段的映射關係，來降低鄰區幹擾；也就是保證了目標小區中用戶受 到的幹擾是來自鄰區某些用戶的部分幹擾，而不是和鄰區某些用戶完全乾 擾。
上面所提到的兩種方法也可以從用戶的角度進行表述，也就是，用戶
在第一個時隙分得的資源塊號是/z，…,"wl，而在第二個時隙分得的資源塊
號是,+ /2,...,, + ""-1，其中，t是用戶資源在第一個時隙和第二個時隙上頻 域資源改變量；在上面第一個種方法中，？ = M-2x7'-n，在上面第二種方法 中，,=/)或者,=;7 + / —2xy'-",其中p表示對應段之間的距離；如果？ = 0，就 表示該用戶沒有發生跳頻。
下面通過一個應用實例進一步i兌明本發明。以3GPP LTE的FDD (Frequency Division Duplex,頻分復用)系統為例，假設帶寬為10MHz， 則可用子載波數量為600個， 一個lms子幀含有兩個時隙，每個時隙含有7 個短CP的OFDM符號。 一個資源塊在時間上持續一個時隙，在頻域上佔有 連續12個子載波。因此在一個子幀中的兩個時隙中分別有600/12=50個資 源塊，編號為0,1,...,49。用戶所佔資源在一個子幀內按照時隙為單位進行跳 頻。
第一個種資源跳頻分配的具體實施步驟如下
1. 假設用戶在第一個時隙所分得的資源塊數為3，且所佔有的資源塊 的序號為5, 6和7號資源塊；
2. 用戶在第二個時隙所分得資源塊數也為3,其所佔有的資源塊的序 號為第一個時隙的逆序，即為42， 43和44,如圖3所示。
第二種資源跳頻分配的具體實施步驟如下
1. 把系統可用600個子載波按照資源塊為單位(每個資源塊含有12個 子載波)平均分成2段，每段含有25個資源塊。第一個段對應的資源塊序 號為0,1,...,24,第二l殳對應的資源塊序號為25,26，...,49;
2. 第一個段和第二段對應，第二段和第一個段對應；
3. 假設用戶在第一個時隙在第一段上分配到3個資源塊，其序號相對 第一段起始位置為5, 6和7;
4. 用戶在第二個時隙上在第二段上也分配3個資源塊；
5. 用戶在第二個時隙上在第二段上分配的3個資源塊的位置可以是相 對於第二段起始位置的5， 6和7號資源塊，即第30, 31和32號資源塊， 如圖4a所示；
用戶在第二個時隙上分配的資源塊的也可以是相對於第二段起始位置
的17， 18和19號資源塊，即第42, 43和44號資源塊，如圖4b所示。
當然，本發明還可有其它多種實施例，在不背離本發明精神及其實質的
形，但這些相應的改變和變形都應屬於本發明所附的權利要求的保護範圍。
權利要求
1、一種資源跳頻分配方法，應用於正交頻分復用系統，其特徵在於，系統在當前時隙為用戶分配連續的資源塊後，對於需要跳頻的所有用戶，系統在當前時隙的後續時隙選擇相同數目的連續資源塊分配給所述用戶，且每一用戶在所述後續時隙所分配資源塊的位置與當前時隙所分配資源塊的位置不相同。
2、 如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述方法進一步包含如下 步驟(a) 將所述當前時隙和後續時隙的可用子載波以資源塊為單位劃分為 k段，k大於等於l,當前時隙和後續時隙的段建立——對應關係，對應段 包含的資源塊數相同；(b) 系統在當前時隙的某一段中為某一用戶分配連續的資源塊，假設 所述為該用戶分配的資源塊相對該段的起始位置其序號7v..,7' + n-1,其中 oq、/-n，其中/是為用戶分配的資源塊所在段的資源塊數，"是為所述用 戶分配的資源塊數；(c) 所述用戶需要跳頻時，在後續時隙中，在當前時隙為用戶分配的 資源塊所在段的對應段上為用戶分配資源塊，所述資源塊相對於所在段的起 士臺^f立置其序號為》一，/ + "_1或/_/_",.-.，/__/—1 。
3、 如權利要求1或2所述的方法，其特徵在於，所述當前時隙和後續 時隙分別為同 一子幀的第 一個時隙和第二個時隙，或所述當前時隙和後續時 隙分別為子幀和子幀的後續子幀。
4、 如權利要求2所述的方法，其特徵在於，所述k值為l時，所述步 驟(c)中，所述資源塊相對於所在段的起始位置其序號為/-卜",...,/-7'-1。
5、 如權利要求2所述的方法，其特徵在於，所述步驟(b),當為用戶 分配資源塊所在段與其對應段的位置相同時，所述步驟(c)中，所述資源 塊相對於所在段的起始位置其序號為/-y-w，...,/-y-l。
6、 如權利要求2所述的方法，其特徵在於，所述步驟(b)中，為用戶 分配資源塊所在段與其對應段的位置相同，所述步驟(C)中，用戶不需要 跳頻時，在後續時隙為用戶分配與當前時隙資源塊位置相同的資源塊。
7、 如權利要求2所述的方法，其特徵在於，所述當前時隙和後續時隙劃分段每段所包含的資源塊數相同或不同。
8、 如權利要求3所述的方法，其特徵在於，所述子幀為上行子幀。
9、 如權利要求1或2所述的方法，其特徵在於，不同小區的當前時隙區幹擾。
全文摘要
本發明提出了一種資源跳頻分配方法，應用於正交頻分復用系統，其特徵在於，系統在當前時隙為用戶分配連續的資源塊後，對於需要跳頻的所有用戶，系統在當前時隙的後續時隙選擇相同數目的連續資源塊分配給所述用戶，且每一用戶在所述後續時隙所分配資源塊的位置與當前時隙所分配資源塊的位置不相同。本發明所述方法不需要額外的信令開銷，用戶可以根據跳頻規則找到相應數據，並且每個用戶根據自己的帶寬需求佔用連續的頻譜，既能保持單載波特性，又能取得理想的頻率分集增益。
文檔編號H04J11/00GK101384065SQ20071014737
公開日2009年3月11日 申請日期2007年9月7日 優先權日2007年9月7日
發明者張峻峰, 博 戴, 鬱光輝 申請人:中興通訊股份有限公司