CN100574489C - 正交频分多址系统的动态资源分配方法 - Google Patents

Abstract

提供了一种在OFDMA系统中的动态资源分配方法。基站确定是否多个SS的每一个支持基于子信道的动态资源分配。如果SS支持基于子信道的动态资源分配，则基站基于子信道向所述SS分配资源。如果SS不支持基于子信道的动态资源分配，则基站基于突发脉冲串向所述SS分配资源。

Description

正交频分多址系统的动态资源分配方法

技术领域

本发明一般涉及一种OFDMA(正交频分多址)蜂窝通信系统，具体涉及一种OFDMA蜂窝通信系统的资源分配方法。

背景技术

对于未来的移动通信，需要高速、高质量的数据传输来支持具有高质量的各种多媒体业务。为了提供这些高质量的业务，近来已经对于OFDMA进行了积极的研究。

OFDM(正交频分复用)，OFDMA所基于的操作，被用作物理层传输方案，用于各种无线通信系统，包括WLAN(无线局域网)、数字电视和未来的移动通信系统，这是因为它具有用于在具有低均衡复杂性的频率选择衰落信道上的高速通信的能力。

IEEE 802.16是由IEEE工作组开发并且在2001年12月被批准的宽带无线通信标准。IEEE 802.16用于使用点对多点架构的固定宽带无线系统，定义了在得到许可的10GHz和66GHz之间的带宽的使用。在2003年1月被批准的、对IEEE 802.6的修改的IEEE 802.16a提供了在2GHz和11GHz之间的带宽的非视线扩展(non-line-of-sight)，以支持在高达50公里的范围内的700Mbps的发送。

IEEE 802.16协议定义了用于IP(因特网协议)、以太网和ATM(异步传送模式)的传输PHY(物理)层、MAC(媒体访问控制)层和汇聚子层(CS)。

正在讨论许多技术来支持在包括IEEE 802.16系统的OFDMA无线通信系统中的高数据率。它们的大多数针对用于子信道和副载波的动态频率和功率资源分配机制。资源分配要求精确的信道信息和对特定分配信息的通知。第四代移动通信系统的物理标准针对跳频和多个副载波。因此，向所有用户站(SS)发送与几百个副载波相关的公共动态资源分配信息消息引起在系统中的严重控制负荷。更具体而言，在下行链路上，基于每个OFDM码元采用跳频。于是，需要与所分配时间资源的数量的幂那么多条资源分配信息。

在IEEE 802.16标准中定义的无线帧以用于同步和下行链路传输的前导码开始，其后跟随包括下行链路MAP(DL-MAP)和上行链路MAP(UL-MAP)消息的控制字段。

DL-MAP消息包括参数，如物理同步、基站标识符(BS ID)、分配开始时间、单元的数量和MAP信息单元(MAP IE)等。DL-MAP IE每个都包括下行链路间隔使用代码(DUIC)，通过它来定义下行链路传输。同时，UL-MAP消息提供了在基站中的SS的每个上行链路传输的开始时间以及每个突发脉冲串(burst)的上行链路间隔使用代码(UIUC)。IEEE 802.16d标准在下表中定义了DI-MAP IE。

(表1)

DL-MAP Information Element(){
		DIUC	4比特
OFDMA Symbol Offset	10比特
		Subchannel Offset	5比特
Boosting	3比特
		No.OFDMA Symbols	9比特
No.Subchannels	5
		}

在表1中，DL-MAP IE定义了用于物理突发脉冲串的子信道和OFDM码元以及相关的DIUC。

DIUC表示下行链路间隔使用代码，OFDMA Symbol Offset指示其中突发脉冲串开始的OFDM码元的偏移，而Subchannel Offset指示用于承载突发脉冲串的最低索引的OFDM子信道。Boosting是指示发送功率放大的指示符，No.OFDMA Symbols指示用于承载下行链路物理突发脉冲串的OFDM码元的数量，而No.Subchannels指示用于承载突发脉冲串的连续索引的OFDMA子信道的数量。

上述的第四代移动通信物理标准考虑了跳频和多个副载波。因此，向所有SS公共发送关于几百个副载波的动态资源分配信息消息引起在系统中的严重的控制负荷。而且，在下行链路上，因为基于每个OFDM码元采用跳频，因此需要与所分配时间资源的数量的幂那样多条分配信息。

但是，现有的IEEE 802.16d标准在实现最佳资源分配中具有限制，这是因为DL-MAP IE基于突发脉冲串定义了AMCS(自适应调制和编码方案)。

发明内容

因此，已设计本发明来实质上解决至少上述问题和/或缺点，并且提供至少下述优点。因此，本发明的一个目的是提供一种动态资源分配方法，用于通过在OFDMA通信系统中重新定义下行链路消息来使得实现最佳的资源分配。

本发明的另一个目的是提供一种动态资源分配方法，用于通过修改在OFDMA通信系统中的下行链路消息而按照SS的能力来应用不同的DL-MAP

IE而使得实现有效的资源分配。

本发明的另一个目的是提供一种动态资源分配方法，用于通过确定在OFDMA通信系统中的每个子信道的AMCS来使得实现更有效的资源分配。

通过在OFDMA通信系统中提供动态资源分配方法来实现上述的和其他的目的。

按照本发明的一个方面，在用于在多载波无线通信系统中按照从SS接收的信道状态信息来向SS分配资源的动态资源分配方法中，基站确定是否每个SS支持基于子信道的动态资源分配。如果SS支持基于子信道的动态资源分配，则基站基于子信道向所述SS分配资源。如果SS不支持基于子信道的动态资源分配，则基站基于突发脉冲串向所述SS分配资源。

按照本发明的另一个方面，在用于在OFDMA无线通信系统中按照从SS接收的信道状态信息来向SS分配资源的动态资源分配方法中，基站向SS发送DL MAP以访问DL信息，按照DL MAP的信息从所述SS接收基于子信道的信道状态信息，并且按照信道状态信息和DL MAP信息，基于子信道向要传送到SS的突发脉冲串动态分配资源。

附图说明

通过下面参照附图的详细说明，本发明的上述和其他目的、特点和优点将会变得更加清楚，其中：

图1A和1B图解了按照本发明的一个优选实施例的用于下行链路和上行链路的多MAP结构；

图2概念性地图解了按照本发明的一个优选实施例的在动态资源分配方法中依赖于MAP类型的多MAP结构；

图3图解了按照本发明的一个优选实施例的使用资源分配方法的系统中的帧结构；

图4是图解按照本发明的一个优选实施例的资源分配方法的流程图。

具体实施方式

以下，参照附图来详细说明本发明的优选实施例。在下面的说明中，不详细说明公知的功能和结构，这是因为它们将以不必要的细节模糊本发明。

本发明利用基于多个OFDM码元的跳频用于SS，所述SS在下行链路上需要动态资源分配机制。子信道包括可以在一个相干带宽内选择的相邻副载波。假定所述副载波具有相同的信道特征。在本发明中，对于基站重新定义DL-MAP IE以选择性地支持对请求高速传输的SS的动态信道分配算法。下面的表2图解了按照本发明的一个优选实施例的为资源分配方法重新定义的DL-MAP IE。

(表2)

DL-MAP Information Element(){
		OFDMA Symbol Offset	10比特
Subchannel Offset	5比特
		No.OFDMA Symbols	9比特
No.Subchannels	5
		For(i＝1:i＜＝(No.sub)；i++{
DIUC	4比特
		Boosting	3比特
}
		}

从表2看出，DL-MAP IE定义了使用多个DIUC而不是像传统上那样使用一个DIUC的至少一个子信道的突发脉冲串简档(profile)。即，对于每个子信道给出DIUC和Boosting。因此，通过子信道的数量来确定DIUC和Boosting的信息量。

如果SS支持动态资源分配，则基站可以选择性地分配两个DL-MAP IE之一。即，如果SS支持或请求基于子信道的资源分配，则基站向SS发送新的DL MAP IE。但是，如果SS不支持基于子信道的资源分配，则BS向SS发送表1中所示的传统DL-MAP IE。

如上所述，传统的DL-MAP IE基于突发脉冲串提供AMCS，而新的DL-MAP IE基于子信道提供AMCS。

当对于特定的子信道需要放大时，可以使用Boosting字段来命令子信道的功率放大。

因此，一旦接收到传统的DL-MAP IE，SS向基站反馈基于突发脉冲串的信道状态信息。一旦接收到新的DL-MAP IE，SS向基站反馈在突发脉冲串内的每个信道的状态信息。

图1A和1B图解了按照本发明的一个实施例的多MAP结构。在图1A中，DL-MAP消息包括通过MAP类型字段彼此区分的多个DL-MAP IE，并且支持按照MAP类型的不同MAP结构。UL-MAP消息支持与图1B所图解的相同的MAP结构。

MAP类型是4比特。MAP类型比特以从MSB(最高有效位)到LSB(最低有效位)的顺序来依序表示CTCH(公共业务信道)分配、定期分配、子信道选择AMC(SS-AMC)和扩展的CID。

图2图解了在按照本发明的一个优选实施例的动态资源分配方法中的按照MAP类型的不同MAP结构。参见图2，当分配CTCH时，MAP类型字段的MSB被设置为1，在定期分配的情况下下一个比特被设置为1，当使用SS-MAC时第三比特被设置为1，而当使用扩展CID时LSB被设置为1。

在本发明的一个优选实施例中，根据SS-AMC比特来确定是使用新的还是使用传统的DL-MAP IE。如果SS-AMC比特是0，则使用传统的DL-MAPIE来传送AMC信息。然而，如果SS-AMC比特是1，则通过新的DL-MAP IE来发送AMC信息。

图3图解了按照本发明的一个优选实施例的使用资源分配方法的系统中的帧结构。参见图3，DL帧包括连续的时隙：TOS(业务类型)31、DL-MAP 31、UL-MAP 33和具有不同用户突发脉冲串的数据区域37。按照用户突发脉冲串的DL-MAP IE的MAP类型来调制和编码在数据区域37中的每个用户突发脉冲串。因此，由于SS-AMC比特是1，所以基于子信道来调制和编码MAP类型是XX1X的用户D和用户E的数据。基于突发脉冲串来调制和编码SS-AMC比特被设置为0的用户A的数据。

本发明针对按照MAP类型的资源分配。因此，为了简明，仅仅论述了MAP类型字段的SS-AMC比特。也应当明白，由于以与DL MAP相同的方式而配置UL MAP，所以不说明UL MAP。

图4是图解按照本发明的一个优选实施例的资源分配方法的流程图。参见图4，在步骤S401中一旦从SS接收到资源分配请求消息，则在步骤S402，基站确定是否每个SS支持基于子信道的动态资源分配模式。如果SS不支持基于子信道的动态资源分配模式，则基站在步骤S406向SS发送包括第一类型的DL-MAP IE的DL-MAP消息以进行基于突发脉冲串的动态资源分配，并且在步骤S407基于突发脉冲串从SS接收信道状态信息。基站然后在步骤S408按照基于突发脉冲串的信道状态信息，基于突发脉冲串来调制和编码要发送到SS的数据。

但是，如果SS支持基于子信道的动态资源分配模式，则基站在步骤S403向SS发送包括第二类型的DL-MAP IE的DL-MAP消息以进行基于子信道的动态资源分配，并且在步骤S404基于子信道从SS接收信道状态信息。所述基站然后在步骤405按照基于子信道的信道状态信息，基于子信道来调制和编码要发送到SS的数据。

在步骤S405和S408后，基站在步骤S409和S410中将编码信号映射到帧，并且发送所述帧。

如上所述，本发明的动态资源分配方法使用DL-MAP IE基于突发脉冲串或基于信道来分配资源，所述DL-MAP IE是按照在OFDMA无线通信系统中的SS的性能或请求而不同地被定义的。因此，使得实现有效的资源管理。而且，基于子信道的资源分配与基于突发脉冲串的资源分配相比较，使得实现精确的资源管理和基于子信道的功率分配。因此，改善了总的系统性能。

虽然已经参照本发明的某些实施例示出和说明了本发明，但是本领域的技术人员应当理解，在不脱离所附的权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，可以在其中进行形式和细节上的各种改变。

Claims (10)

1.一种用于包括至少一个基站的多载波无线通信系统的动态资源分配方法，所述基站按照从多个用户站接收的信道状态信息来向所述多个用户站分配资源，该方法包括：

根据用户站的性能或请求确定每个用户站是否支持基于子信道的动态资源分配；

如果用户站支持基于子信道的动态资源分配，则基于子信道向所述用户站分配资源；以及

如果用户站不支持基于子信道的动态资源分配，则基于突发脉冲串向所述用户站分配资源，

在基于子信道的资源分配中使用的下行链路MAP信息单元与在基于突发脉冲串的资源分配中使用的下行链路MAP信息单元不同。

2.按照权利要求1的动态资源分配方法，其中，基于子信道分配资源的步骤包括：

向用户站发送第二类型的下行链路MAP信息单元；

从用户站接收基于子信道的信道状态信息；以及

按照所述信道状态信息，基于子信道来调制和编码用户站的数据。

3.按照权利要求2的动态资源分配方法，其中，基于突发脉冲串分配资源的步骤包括：

向用户站发送第一类型的下行链路MAP信息单元；

从用户站接收基于突发脉冲串的信道状态信息；以及

按照所述信道状态信息，基于突发脉冲串来调制和编码用户站的数据。

4.按照权利要求3的动态资源分配方法，还包括步骤：

将基于子信道调制和编码的信号和基于突发脉冲串调制和编码的信号映射到一个帧；以及

发送所述帧。

5.按照权利要求1的动态资源分配方法，其中，基于突发脉冲串分配资源的步骤包括：

向用户站发送第一类型的下行链路MAP信息单元；

从用户站接收基于突发脉冲串的信道状态信息；以及

按照所述信道状态信息，基于突发脉冲串来调制和编码用户站的数据。

6.按照权利要求1的动态资源分配方法，其中，所述下行链路MAP信息单元具有由MAP类型字段确定的MAP结构。

7.按照权利要求6的动态资源分配方法，其中，所述MAP类型字段是4比特。

8.按照权利要求7的动态资源分配方法，其中，所述MAP类型字段的比特以从最高有效位到最低有效位的顺序来依序表示公共业务信道分配、定期分配、子信道选择自适应调制和编码、和扩展的CID。

9.按照权利要求8的动态资源分配方法，其中，所述资源分配方法包括当该子信道选择自适应调制和编码比特是1时基于子信道分配资源。

10.按照权利要求8的动态资源分配方法，其中，所述资源分配方法还包括当该子信道选择自适应调制和编码比特是0时基于突发脉冲串分配资源。

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