長期演進系統中的循環前綴確定方法及eNodeB的製作方法
2023-05-01 03:49:51
專利名稱：長期演進系統中的循環前綴確定方法及eNodeB的製作方法
技術領域：
本發明涉及通信領域，尤其涉及一種長期演進系統中的循環前綴確定方法及eNodeB。
背景技術：
OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交頻分多路復用)技術的基本原理是在頻域內將給定信道分成N個正交子信道，每個子信道上使用一個子載波進行調製，將輸入的高速數據流分解為N個並行的低速數據流，在N個子信道上同時進行傳輸。這樣儘管總的信道是非平坦的，具有頻率選擇性，但是每個子信道是相對平坦的，在每個子信道上進行的是窄帶傳輸，信號帶寬小於信道的相應帶寬，因此就可以大大消除信號波形間的幹擾，能有效對抗頻率選擇性衰落。
符號間幹擾(Inter-Symbol Interference，符號間幹擾)是數字通信系統中除噪聲幹擾之外最主要的幹擾，它與加性的噪聲幹擾不同，是一種乘性的幹擾。造成符號間幹擾的原因有很多，實際上，只要傳輸信道的頻帶是有限的，就會造成一定的符號間幹擾。為了避免符號間幹擾，OFDM技術採用了在OFDM符號之間插入保護間隔的處理方式，該保護間隔的長度一般要大於無線信道的最大時延擴展，這樣一個符號的多徑分量就不會對下一個符號造成幹擾。由於多徑傳播的影響，如果在這段保護間隔內不插入任何信號，會產生子信道間幹擾(ICI)，為了消除由於多徑傳播造成的子信道間幹擾，一種有效的辦法就是對OFDM符號進行周期擴展，用擴展信號來填充保護間隔，這種保護間隔內的信號被稱為循環前綴(Cyclic Prefix，循環前綴)，但加入循環前綴的同時也對帶寬資源造成了一定的損失。
由於移動通信系統中的小區半徑是有差異的，有微小區、宏小區等。對於宏小區，由於小區半徑很大，為了保證小區邊緣的用戶接收信號時不受到大的符號間幹擾，需要採用較長的循環前綴。目前3GPP(The 3rd GenerationPartnership Project，第三代合作夥伴計劃)已經確定在LTE(Long TermEvolution，長期演進)系統中採用OFDM時循環前綴的長度具有兩種選擇，短循環前綴適用於半徑較小的微小區，可以在保證信號質量的前提下提高資源利用效率；長循環前綴主要適用於半徑較大的宏小區，另外在傳輸MBMS(Multimedia Broadcast Multicast Service，多媒體廣播組播業務)時為了實現多小區的宏分集也將採用長循環前綴。
目前確定LTE系統在FDD(頻分雙工)和TDD(時分雙工)模式下的下行都採用OFDM調製方式，下面兩個表格分別為LTE系統在FDD模式及TDD模式下採用OFDM調製方式進行下行數據傳輸時的傳輸參數FDD模式下的下行傳輸參數
TDD模式下的下行傳輸參數
通過上述兩個表格中的傳輸參數可知LTE系統在FDD和TDD模式下進行下行數據傳輸時，與採用短循環前綴相比，採用長循環前綴時一個子幀/時隙中將少傳輸一個符號的數據，資源利用率低於使用短循環前綴的情況，採用長循環前綴進行數據傳輸是以犧牲帶寬資源來保證大面積的覆蓋。
目前在LTE系統的宏小區使用長循環前綴進行數據傳輸可以避免小區邊緣用戶的信號出現符號間幹擾，但小區內部的用戶使用長循環前綴會對系統資源造成浪費。
發明內容
本發明提供一種長期演進系統中的循環前綴確定方法及eNodeB，用以解決現有技術中LTE系統的宏小區覆蓋範圍內的終端使用單一的長循環前綴進行數據傳輸會造成系統資源浪費的問題。
本發明方法包括一種長期演進系統中的循環前綴確定方法，包括步驟A、eNodeB確定本次資源調度單位時間中需要調度的終端；B、eNodeB判斷本次需要調度的終端是否全部位於小區的內部，若是，則採用短循環前綴向本次需要調度的終端下發數據或者指示本次需要調度的終端採用短循環前綴上傳數據，否則，採用長循環前綴向本次需要調度的終端下發數據，或者指示本次需要調度的終端採用長循環前綴上傳數據。
較佳地，所述小區為長期演進系統中的宏小區。
較佳地，所述步驟A前還包括步驟eNodeB利用預設的排序策略對需要傳輸數據的終端進行優先級排序，並根據周期性位置測量結果確定排序形成的終端序列中各終端與eNodeB之間的距離；eNodeB將終端序列中各終端距eNodeB的距離與預設距離門限進行比較，根據比較結果標註序列中各終端是位於小區內部或是位於小區邊緣。
較佳地，所述eNodeB確定本次資源調度單位時間中需要調度的終端的過程為eNodeB根據本次資源調度單位時間中可調度的終端數量，從終端序列的最前端開始截取設定數量的終端，判斷截取得到的終端序列中處於小區內部的終端和處於小區邊緣的終端中哪方數量較多，從數量較多一方中按照優先級高低順序選取本次資源調度單位時間中需要調度的終端。
較佳地，若截取得到的終端序列中處於小區內部的終端和處於小區邊緣的終端中較多一方的數量小於本次資源調度單位時間中可調度的終端數量，則eNodeB繼續從截取得到的終端序列中數量較少的一方按照優先級高低順序選取本次資源調度單位時間中需要調度的終端，以補足不足部分。
較佳地，本次資源調度單位時間中採用的循環前綴類型及為終端分配的資源信息由eNodeB通過調度信息預先發送給終端。
較佳地，所述終端按照調度信息中指示的為終端分配的資源信息接收數據，並根據調度信息中指示的循環前綴類型去除接收到的OFDM符號間的循環前綴；或者所述終端根據調度信息中指示的循環前綴類型在待發送的OFDM符號間插入循環前綴，並按照調度信息中指示的為終端分配的資源信息發送插入循環前綴後的OFDM符號。
較佳地，所述eNodeB將本次需要調度的各個終端距eNodeB的距離分別與預設距離門限進行比較，根據比較結果確定本次需要調度的終端是否全部位於小區內部。
較佳地，所述預設距離門限根據短循環前綴容許的最大時延擴展確定。
較佳地，所述資源調度單位時間為頻分復用模式下的子幀或者時分復用模式下的時隙。
一種eNodeB，包括資源分配模塊，用於根據所採用的循環前綴類型，在終端進行數據發送或接收時為終端分配相應的資源；符號發送模塊，連接所述資源分配模塊，用於利用資源分配模塊為終端分配的資源向終端下發數據或者指示終端利用所述分配的資源上傳數據；還包括調度終端確定模塊，用於確定本次資源調度單位時間中需要調度的終端；判斷模塊，分別連接所述調度終端確定模塊和資源分配模塊，用於判斷本次需要調度的終端是否全部位於小區的內部，若是，則為本次需要調度的終端分配短循環前綴，否則為本次需要調度的終端分配長循環前綴。
較佳地，所述小區為長期演進系統中的宏小區。
較佳地，還包括調度信息發送模塊，分別連接所述判斷模塊和所述資源分配模塊，用於預先向終端發送本次資源調度單位時間中採用的循環前綴的信息及為終端分配的資源的信息。
較佳地，所述資源調度單位時間為頻分復用模式下的子幀或者時分復用模式下的時隙。
本發明有益效果如下本發明技術方案中LTE系統中宏小區的eNodeB通過將本次需要調度的終端的位置信息與預設距離門限進行比較，以確定本次需要調度的終端是否全部位於小區的內部，若是，則採用短循環前綴向本次需要調度的終端下發數據或者指示本次需要調度的終端採用短循環前綴上傳數據，否則，採用長循環前綴向本次需要調度的終端下發數據，或者指示本次需要調度的終端採用長循環前綴上傳數據。從而解決了現有技術LTE系統中宏小區的eNodeB在向其覆蓋範圍內的終端發送OFDM符號時使用單一的長循環前綴會造成系統資源浪費的問題，在保證小區覆蓋範圍內的各個地理位置上的終端都能正常接收信號的前提下進一步提高了系統的資源利用效率。
圖1為本發明LTE系統中的循環前綴確定方法的主要實現原理流程圖；圖2為本發明LTE系統中宏小區的eNodeB在進行下行數據傳輸時確定循環前綴的方法的流程圖；圖3為本發明LTE系統的宏小區中預設距離門限的示意圖；圖4為本發明LTE系統中宏小區中的終端進行上行數據傳輸時確定循環前綴的方法的流程圖；圖5為本發明eNodeB的主要組成結構框圖。
具體實施例方式
為解決上述現有技術LTE系統中宏小區覆蓋範圍內的終端使用單一的長循環前綴容易造成系統資源浪費的問題，本發明提出了一種在LTE系統的宏小區中根據UE的位置，在資源分配時靈活配置長短循環前綴的處理方式，對小區內部的UE配置短循環前綴，對小區邊緣的UE配置長循環前綴，與現有技術LTE系統中宏小區使用單一的長循環前綴相比，由於使用短循環前綴的用戶都位於小區內部，因此可以滿足避免符號間幹擾的要求，且提高了系統的資源利用效率。
下面將結合各個附圖對本發明技術方案的主要實現原理具體實施方式
及其對應能夠達到的有益效果進行詳細的闡述。
請參閱圖1，該圖為本發明LTE系統中宏小區的循環前綴確定方法的主要實現原理流程圖，其主要實現過程如下步驟S10、LTE系統中宏小區的eNodeB根據預設的調度策略確定本次資源調度單位時間中需要調度的終端；步驟S11、eNodeB判斷本次需要調度的終端是否全部位於小區內部，若是，執行步驟S12、否則，執行步驟S13；步驟S12、eNodeB採用短循環前綴向本次需要調度的終端下發數據或者指示本次需要調度的終端採用短循環前綴上傳數據；步驟S13、eNodeB採用長循環前綴向本次需要調度的終端下發數據，或者指示本次需要調度的終端採用長循環前綴上傳數據。
請參閱圖2，該圖為本發明LTE系統中宏小區的eNodeB在進行下行數據傳輸時確定循環前綴的方法的流程圖，其主要實現過程如下步驟S20、LTE系統中宏小區的eNodeB根據預設的調度策略確定在進行下行數據傳輸時本次資源調度單位時間中需要調度的終端；當LTE系統採用FDD模式時，這裡的資源調度單位時間是指現有標準中規定的長度為0.5ms的子幀；而當LTE系統採用TDD模式時，這裡的資源調度單位時間是指現有標準中規定的長度為0.675ms的時隙。
所述調度策略可以為現有技術中常用的調度算法，即eNodeB可以採用現有技術中常用的調度算法為本子幀/時隙確定需要調度的終端，例如採用現有技術中的最大載幹比(MAX C/I)算法或輪詢(Round Robin)算法或ProportionalFair(正比公平)算法為本子幀/時隙確定需要調度的終端。
較佳地，所述調度策略是指eNodeB採用現有技術中常用的調度算法(如最大載幹比(MAX C/I)算法、輪詢(Round Robin)算法或者Proportional Fair(正比公平)算法)對所有需要進行下行數據傳輸的終端進行優先級排序，並根據周期性位置測量結果確定排序形成的終端序列中各終端與eNodeB之間的距離，將終端序列中各終端距eNodeB的距離與預設距離門限進行比較，根據比較結果標註序列中各終端是位於小區內部或是位於小區邊緣，以及根據本次資源調度單位時間中可調度的終端數量，從終端序列的最前端開始截取設定數量的終端，判斷截取得到的終端序列中處於小區內部的終端和處於小區邊緣的終端哪方數量較多，從數量較多的一方中按照優先級高低順序選取本次資源調度單位時間中需要調度的終端。若截取得到的終端序列中處於小區內部的終端和處於小區邊緣的終端中較多一方的數量小於本次資源調度單位時間中可調度的終端數量，則eNodeB按照優先級高低繼續從終端序列中處於小區內部的終端和處於小區邊緣的終端中數量較少的一方中順序選取本次資源調度單位時間中需要調度的終端，以補足不足部分。其目的是儘量使得在同一子幀/時隙中被調度的終端全部處於小區內部或全部處於小區邊緣，從而可以最大限度的增加採用短循環前綴的機會，進一步提高了系統的資源利用效率。
步驟S21、eNodeB判斷步驟S20中確定的本次資源調度單位時間中需要調度的終端是否全部位於小區內部，若是，執行步驟S22、步驟S23，否則，代表本次需要調度的終端中包括位於小區邊緣的終端，執行步驟S24、步驟S25；eNodeB根據周期性的位置測量結果獲取上述步驟S20中確定的需要調度的終端的位置信息，即需要調度的各個終端與eNodeB之間的距離。其中，所述周期性的位置測量主要是通過路損測量、時間提前量測量等測量手段來完成的。
具體地，所述eNodeB判斷本次資源調度單位時間中需要調度的終端是否全部位於小區內部的過程如下eNodeB在進行資源調度時，將上述確定的本次資源調度單位時間中需要調度的各個終端與eNodeB之間的距離分別與預設距離門限進行比較，根據比較結果確定本次資源調度單位時間中需要調度的各個終端是否全部位於小區的內部。
其中，所述預設距離門限是在不帶來符號間幹擾的前提下，根據短循環前綴所容許的最大時延擴展確定的傳輸距離。圖3所示為本發明LTE系統的宏小區中預設距離門限的示意圖，圖中的圓圈為小區的半徑門限，該預設距離門限在邏輯上將宏小區分為小區內部和小區邊緣兩個部分。
步驟S22、eNodeB確定在本次資源調度單位時間中採用短循環前綴向需要調度的終端發送OFDM符號，eNodeB將本次資源調度單位時間中應採用短循環前綴的信息以及為終端分配的資源的信息通過調度信息發送給終端。
步驟S23、eNodeB在待發送的原始OFDM符號之間插入短循環前綴，在本次資源調度單位時間中發送給需要調度的終端。
與採用長循環前綴相比，採用短循環前綴時一個資源調度單位時間中將多傳輸一個符號的數據，因此其資源利用率高於使用長循環前綴的情況。
步驟S24、eNodeB確定在本次資源調度單位時間中採用長循環前綴向需要調度的終端發送OFDM符號，eNodeB將本次資源調度單位時間中應採用長循環前綴的信息以及為終端分配的資源的信息通過調度信息發送給終端。
步驟S25、eNodeB在待發送的原始OFDM符號之間插入長循環前綴，在本次資源調度單位時間中發送給需要調度的終端。
步驟S26、終端接收調度信息，按照調度信息中指示的為終端分配的資源信息接收OFDM符號，並根據調度信息中指示的循環前綴類型去除接收到的OFDM符號間的循環前綴，即可得到eNodeB發送給終端的原始OFDM符號。
請參閱圖4，該圖為本發明LTE系統中宏小區中的終端進行上行數據傳輸時確定循環前綴的方法的流程圖，其主要實現過程如下步驟S30、LTE系統中宏小區的eNodeB根據預設的調度策略確定終端在進行上行數據傳輸時本次資源調度單位時間中需要調度的終端；本步驟中所述調度策略所採用的調度策略與上述步驟S20中相同，不再贅述。
步驟S31、eNodeB判斷步驟S30中確定的本次資源調度單位時間中需要調度的終端是否全部位於小區內部，若是，執行步驟S32、步驟S33，否則，代表本次需要調度的終端中包括位於小區邊緣的終端，執行步驟S34、步驟S35。
步驟S32、eNodeB確定本次資源調度單位時間中需要調度的終端應採用短循環前綴向eNodeB發送OFDM符號，eNodeB將本次資源調度單位時間中應採用短循環前綴的信息以及為終端分配的資源的信息通過調度信息發送給終端。
步驟S33、本次需要調度的終端根據調度信息中指示的循環前綴類型在待發送的原始OFDM符號之間插入短循環前綴，並按照調度信息中指示的為終端分配的資源信息向eNodeB發送插入短循環前綴後的OFDM符號。
與採用長循環前綴相比，採用短循環前綴時一個資源調度單位時間中將多傳輸一個符號的數據，因此其資源利用率高於使用長循環前綴的情況。
步驟S34、eNodeB確定本次資源調度單位時間中需要調度的終端應採用長循環前綴向eNodeB發送OFDM符號，eNodeB將本次資源調度單位時間中應採用長循環前綴的信息以及為終端分配的資源的信息通過調度信息發送給終端。
步驟S35、本次需要調度的終端根據調度信息中指示的循環前綴類型在待發送的OFDM符號間插入長循環前綴，並按照調度信息中指示的為終端分配的資源信息向eNodeB發送插入長循環前綴後的OFDM符號。
步驟S36、eNodeB接收到終端的OFDM符號後，去除相應的循環前綴，即可得到終端發送給eNodeB的原始OFDM符號。
綜上可見，實施本發明方法原理時，LTE系統中宏小區的eNodeB通過將本次需要調度的終端的位置信息與預設距離門限進行比較，以確定本次需要調度的終端是否全部位於小區的內部，若是，則採用短循環前綴向本次需要調度的終端下發數據或者指示本次需要調度的終端採用短循環前綴上傳數據，否則，採用長循環前綴向本次需要調度的終端下發數據，或者指示本次需要調度的終端採用長循環前綴上傳數據，從而解決了現有技術LTE系統中宏小區的eNodeB在向其覆蓋範圍內的終端發送OFDM符號時使用單一的長循環前綴容易造成系統資源浪費的問題，提高了系統的資源利用效率。
相應於本發明上述提出的LTE系統中的循環前綴確定方法，本發明這裡還進而提出了一種對應的eNodeB，請參照圖5，該圖是本發明eNodeB的主要組成結構框圖，其主要包括資源分配模塊10，符號發送模塊20、調度終端確定模塊30、判斷模塊40和調度信息發送模塊50，其中各個組成單元的具體作用如下
資源分配模塊10，用於根據所採用的循環前綴類型，在終端進行數據發送或接收時為終端分配相應的資源；符號發送模塊20，連接所述資源分配模塊10，用於利用資源分配模塊為終端分配的資源向終端下發數據或者指示終端利用所述分配的資源上傳數據；調度終端確定模塊30，用於確定本次資源調度單位時間中需要調度的終端；判斷模塊40，分別連接所述調度終端確定模塊30和資源分配模塊10，用於判斷本次需要調度的終端是否全部位於小區的內部，若是，則為本次需要調度的終端分配短循環前綴，否則為本次需要調度的終端分配長循環前綴；調度信息發送模塊50，分別連接所述判斷模塊40和所述資源分配模塊10，用於預先向終端發送本次資源調度單位時間中採用的循環前綴的信息及為終端分配的資源的信息。以供終端在相應的資源接收OFDM符號以及將接收到的OFDM符號中插入的循環前綴去除，或者供終端在相應的資源發送OFDM符號。
本發明上述提出的eNodeB的其他具體相關技術實現細節請參照本發明上述方法中的相關技術實現細節的具體描述，這裡不再給以過多贅述。
顯然，本領域的技術人員可以對本發明進行各種改動和變型而不脫離本發明的精神和範圍。這樣，倘若本發明的這些修改和變型屬於本發明權利要求及其等同技術的範圍之內，則本發明也意圖包含這些改動和變型在內。
權利要求
1.一種長期演進系統中的循環前綴確定方法，其特徵在於，包括步驟A、eNodeB確定本次資源調度單位時間中需要調度的終端；B、eNodeB判斷本次需要調度的終端是否全部位於小區的內部，若是，則採用短循環前綴向本次需要調度的終端下發數據或者指示本次需要調度的終端採用短循環前綴上傳數據，否則，採用長循環前綴向本次需要調度的終端下發數據，或者指示本次需要調度的終端採用長循環前綴上傳數據。
2.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述小區為長期演進系統中的宏小區。
3.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述步驟A前還包括步驟eNodeB利用預設的排序策略對需要傳輸數據的終端進行優先級排序，並根據周期性位置測量結果確定排序形成的終端序列中各終端與eNodeB之間的距離；eNodeB將終端序列中各終端距eNodeB的距離與預設距離門限進行比較，根據比較結果標註序列中各終端是位於小區內部或是位於小區邊緣。
4.如權利要求3所述的方法，其特徵在於，所述eNodeB確定本次資源調度單位時間中需要調度的終端的過程為eNodeB根據本次資源調度單位時間中可調度的終端數量，從終端序列的最前端開始截取設定數量的終端，判斷截取得到的終端序列中處於小區內部的終端和處於小區邊緣的終端中哪方數量較多，從數量較多一方中按照優先級高低順序選取本次資源調度單位時間中需要調度的終端。
5.如權利要求4所述的方法，其特徵在於，若截取得到的終端序列中處於小區內部的終端和處於小區邊緣的終端中較多一方的數量小於本次資源調度單位時間中可調度的終端數量，則eNodeB繼續從截取得到的終端序列中數量較少的一方按照優先級高低順序選取本次資源調度單位時間中需要調度的終端，以補足不足部分。
6.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，本次資源調度單位時間中採用的循環前綴類型及為終端分配的資源信息由eNodeB通過調度信息預先發送給終端。
7.如權利要求6所述的方法，其特徵在於，所述終端按照調度信息中指示的為終端分配的資源信息接收數據，並根據調度信息中指示的循環前綴類型去除接收到的OFDM符號間的循環前綴；或者所述終端根據調度信息中指示的循環前綴類型在待發送的OFDM符號間插入循環前綴，並按照調度信息中指示的為終端分配的資源信息發送插入循環前綴後的OFDM符號。
8.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述eNodeB將本次需要調度的各個終端距eNodeB的距離分別與預設距離門限進行比較，根據比較結果確定本次需要調度的終端是否全部位於小區內部。
9.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述預設距離門限根據短循環前綴容許的最大時延擴展確定。
10.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述資源調度單位時間為頻分復用模式下的子幀或者時分復用模式下的時隙。
11.一種eNodeB，包括資源分配模塊，用於根據所採用的循環前綴類型，在終端進行數據發送或接收時為終端分配相應的資源；符號發送模塊，連接所述資源分配模塊，用於利用資源分配模塊為終端分配的資源向終端下發數據或者指示終端利用所述分配的資源上傳數據；其特徵在於，還包括調度終端確定模塊，用於確定本次資源調度單位時間中需要調度的終端；判斷模塊，分別連接所述調度終端確定模塊和資源分配模塊，用於判斷本次需要調度的終端是否全部位於小區的內部，若是，則為本次需要調度的終端分配短循環前綴，否則為本次需要調度的終端分配長循環前綴。
12.如權利要求11所述的eNodeB，其特徵在於，所述小區為長期演進系統中的宏小區。
13.如權利要求11所述的eNodeB，其特徵在於，還包括調度信息發送模塊，分別連接所述判斷模塊和所述資源分配模塊，用於預先向終端發送本次資源調度單位時間中採用的循環前綴的信息及為終端分配的資源的信息。
14.如權利要求11所述的eNodeB，其特徵在於，所述資源調度單位時間為頻分復用模式下的子幀或者時分復用模式下的時隙。
全文摘要
本發明公開了一種長期演進系統中的循環前綴確定方法及eNodeB，所述方法包括A.eNodeB確定本次資源調度單位時間中需要調度的終端；B.eNodeB判斷本次需要調度的終端是否全部位於小區的內部，若是，則採用短循環前綴向本次需要調度的終端下發數據或者指示本次需要調度的終端採用短循環前綴上傳數據，否則，採用長循環前綴向本次需要調度的終端下發數據，或者指示本次需要調度的終端採用長循環前綴上傳數據。所述eNodeB包括資源分配模塊、符號發送模塊、調度終端確定模塊和判斷模塊。本發明在保證小區覆蓋範圍內的終端都能正常接收信號的前提下進一步提高了系統的資源利用效率。
文檔編號H04L12/56GK101087288SQ20061008314
公開日2007年12月12日 申請日期2006年6月5日 優先權日2006年6月5日
發明者毛磊 申請人:大唐移動通信設備有限公司