CN101005328A

CN101005328A - 一种基于正交频分复用系统的反馈资源分配方法

Info

Publication number: CN101005328A
Application number: CN 200610001650
Authority: CN
Inventors: 董莉; 邱刚; 游洪波
Original assignee: ZTE Corp
Current assignee: ZTE Corp
Priority date: 2006-01-20
Filing date: 2006-01-20
Publication date: 2007-07-25
Anticipated expiration: 2026-01-20
Also published as: CN101005328B

Abstract

一种基于OFDM系统的反馈资源分配方法，包括步骤：(a)基站进行一次新的分配，指定该次分配的反馈资源参数；(b)基站查找当前可分配时隙资源，如果该时隙上没有进行任何分配，分配该时隙，结束；否则执行下一步；(c)判断当前可分配时隙资源上已有的所有分配与新的分配是否都不存在时间重叠，如果是，分配该时隙，结束；否则执行下一步；(d)判断当前可分配时隙资源上该新的分配和与其存在时间重叠的每一个已有分配可否共存，如果可，分配该时隙，结束；否则执行下一步；(e)如查找了所有的时隙资源，则分配失败，结束，否则将下一个可分配的时隙资源作为当前可分配时隙资源，返回步骤(b)。本发明方法可以提高资源分配的利用率。

Description

一种基于正交频分复用系统的反馈资源分配方法

技术领域

本发明涉及宽带无线OFDM接入网系统(含基站及基站控制器)，更具体地说，涉及该系统中的反馈资源分配方法。

背景技术

正交频分复用(OFDM，Orthogonal Frequency Division Multiplexing)是一种特殊的多载波传输方案，它可以被看作一种调制技术，也可以被当作一种复用技术。其基本原理就是把高速的数据流通过串并变换，分配到传输速率相对较低的若干个子信道中进行传输，可以极大的提高频谱效率，基于OFDM技术的802.16e移动通信系统中，空中带宽资源的分配是以时隙(Slot)为基本单位的，图1举例示出了在子载波不全使用(PUSC，Partial Usage of theSubchannels)的方式下上行数据区的分布情况。

在802.16e协议中，基站侧可以通过两种途径了解终端的信息：一是通过分配快速反馈信道(Fast Feedback Channel)，一是通过反馈头(FeedbackHeader)。

快速反馈信道是专门划出的一块用上行区间使用码(UIUC：UplinkInterval Usage Code)＝0标示的用作快速反馈的区域，采用的调制方式是四相移相键控(QPSK)，快速反馈信道用时隙表示，分配快速反馈信道就是分配用作快速反馈的时隙。一个快速反馈信道时隙包含一个上行OFDM的时隙，一个上行OFDM的时隙包括3个子信道和2个符号，它的分布方式与正常的上行数据区的方式类似。图2示出了PUSC方式下的快速反馈信道分布情况(以4个快速反馈信道的排列为例)。

反馈头与快速反馈不一样的是，它是随着数据包(PDU，Protocol DataUnit)发送的，调制编码方式不固定，与数据的调制编码方式一样，相同长度(以Byte计)的反馈头在不同的信道条件下占用的时隙数不一样。分配反馈头的方法中，所需资源可以以反馈头的长度计，如6个字节；也可以以时隙记；当每个反馈头长度相等时，还可以以反馈头的个数计。本发明中将这些资源通称为带宽，以反馈头的方式上报时，就要分配用于反馈头的带宽。

本发明中的反馈资源是指用于快速反馈信道的时隙和/或用于反馈头的带宽。基站侧根据不同的情况决定采用的反馈方式，通常切换时需要分配快速反馈信道。

当基站侧需要了解终端的信息时，可以分配快速反馈信道或者反馈头的带宽给终端，要求终端反馈需要的信息(例如：下行测量信息，MIMO(多入多出，Multiple Input Multiple Output)模式，MIMO系数，切换时上报的目标基站的标识(ID)等)；或者当终端认为需要上报信息时，如果当前有足够的反馈资源就会利用当前的反馈信道反馈信息，如果当前反馈资源不够或者没有反馈资源就会向基站测申请，等基站侧给发出申请的终端分配了反馈资源以后，终端就会在分配的位置反馈信息。

基站侧在分配反馈资源时，有三种方式：A，一次性反馈，要求终端反馈一次；B，要求终端做有限次数的周期性反馈；C，不限次数的周期性反馈，即要求终端周期性的不断反馈，直到基站要求停止。

基站侧分配反馈资源时，对于快速反馈信道，反馈资源以时隙计，对于一次性反馈的情况只需要指明反馈时隙的位置和起始帧号(即反馈的帧号)，而对于周期性反馈，需要指明反馈时隙的位置、起始帧号、反馈周期和持续时间，持续时间可以用持续帧数或结束帧号表示，在不限次数时，也可用该信息表示，如一特定的数值或符号(在协议802.16e中当分配快速反馈信道的IE中的d＝0b111时表示是不限次数的周期反馈，d为除0b111以外不为0的值时代表周期反馈的持续时间)。对于反馈头，反馈资源以反馈头的长度计，如6个字节，基站根据该长度，结合当时的信道情况确定采用的调制编码方式，将其折合成需要的时隙数目，其它指定与快速反馈信道相同。

在指定了需要分配的反馈资源后，系统就需要从可分配资源中选择出满足要求的资源以完成分配。如何进行选择，才能既满足反馈信息的需要，又尽量少的占用资源，即提高资源的利用率，是一个有待解决的问题。在现有技术中，没有给出相应的解决方案。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提出一种基于正交频分复用系统的反馈资源分配方法，可以提高资源分配的利用率。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于正交频分复用系统的反馈资源分配方法，包括以下步骤：

(a)当有一个反馈资源的分配需求时，基站进行一次新的分配，指定该次分配的反馈资源参数，一次性反馈时包括反馈时隙的位置和起始帧号，周期性反馈时还包括反馈周期和持续时间的信息；

(b)基站查找当前的可分配时隙资源，如果该时隙上还没有进行任何分配，则执行步骤(f)；否则，执行下一步；

(c)判断当前可分配时隙资源上已有的所有分配与该新的分配是否都不存在时间重叠，如果是，执行步骤(f)；否则，执行下一步；

(d)判断当前可分配时隙资源上该新的分配和与其存在时间重叠的每一个已有分配是否可以共存，如果是，执行步骤(f)，否则，执行下一步；

(e)判断是否已查找了所有的时隙资源，如果是，则分配失败，结束，否则将下一个可分配的时隙资源作为当前可分配时隙资源，返回步骤(b)；

(f)基站将当前可分配时隙资源分配给该新的分配，分配成功，结束。

进一步地，上述反馈资源分配方法还可具有以下特点：所述步骤(a)中的反馈资源参数还包括要分配的时隙数目；所述步骤(f)中，基站将该时隙资源分配给该新的分配请求后，先判断是否已分配了该数目的时隙，如果是，则此次分配成功；否则，返回步骤(b)分配下一个时隙。

进一步地，上述反馈资源分配方法还可具有以下特点：所述步骤(a)中，基站进行新的分配时，如果分配请求需要的资源是用来上报反馈头，就先根据指定的反馈头的长度，结合当时信道情况确定采用的调制编码方式，将该长度折合成需要分配的时隙数目，再指定所述的反馈资源参数。

进一步地，上述反馈资源分配方法还可具有以下特点：所述步骤(d)如果判断结果不能共存，则先执行以下步骤：

步骤(d1)，判断是否可以在允许的范围内改变该新的分配的反馈资源参数，如果可以，修改该新的分配的至少一个反馈资源参数，返回步骤(c)，如果不可以，再执行步骤(e)。

进一步地，上述反馈资源分配方法还可具有以下特点：所述步骤(d1)中，如果修改的反馈资源参数只是修改了反馈周期，直接返回步骤(d)。

进一步地，上述反馈资源分配方法还可具有以下特点：所述步骤(c)判断已有分配和新的分配是否不存在时间重叠是按以下方式进行的：

假设上述两个分配：第一个分配是在t1时刻开始，t2时刻结束，第二个分配是在t3时刻开始，t4时刻结束，那么两个分配不存在时间重叠是指：t1＜＝t2＜t3＜＝t4，或者t3＜＝t4＜t1＜＝t2，除此以外的情况都是两个分配存在时间重叠的情况，其中t1、t2分别对应于第一个分配的开始帧号和结束帧号，t3、t4分别对应于第二个分配的开始帧号和结束帧号，令一次性反馈的结束帧号等于起始帧号，不限次数的周期性反馈的结束帧号为无穷大。

进一步地，上述反馈资源分配方法还可具有以下特点：所述步骤(d)中判断当前可分配时隙资源上该新的分配与一个已有分配是否可以共存时，是判断两个分配是否会使用同一帧号，如果是，则该两个分配不可以共存，否则，该两个分配可以共存。

进一步地，上述反馈资源分配方法还可具有以下特点：在判断两个分配是否会使用同一帧号采用以下方式：如果两个分配的反馈周期相等且各自的起始帧号对该反馈周期求得的模不相等，或者，两个分配的反馈周期不相等且各自起始帧号对其中较小的反馈周期求得的模不相等时，该两个分配不会使用同一个帧号，即该两个分配可以在同一个时隙资源中共存。

进一步地，上述反馈资源分配方法还可具有以下特点：当采用一次性反馈时，反馈周期定为1。

由上可知，本发明的反馈资源分配方法在满足分配资源不冲突的前提下，最大限度地利用了可分配资源，提高了资源的利用率。同时，本发明方法处理过程简单，分配速度快。

附图说明

图1为802.16e中数据区分布例图。

图2为802.16e中快速反馈信道分布例图。

图3为本发明实施例反馈资源分配的流程图。

图4为图3中判断两个有时间重叠的分配是否可以共存的流程图。

图5为同一资源对应的不同分配之间的关系图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。

下文提到的反馈资源分配方法中，所述反馈资源主要包括：

带宽，在宽带无线接入网系统中，尤其是适用于802.16e移动通信系统中，终端采用反馈头反馈信息时需要占用的带宽。

时隙，在宽带无线接入网系统中，尤其是适用于802.16e移动通信系统中，终端反馈信息时需要占用的时隙。

下文提到的反馈资源分配方法中，反馈信息指终端上报给基站的除业务数据以外的信息，例如：

信道测量信息，下行信道质量的测试结果；

目标基站的ID，终端需要进行切换时发送的目标基站的ID；

MIMO模式(MIMO Mode)，但系统中采用了MIMO模式时，终端反馈当前使用的MIMO模式，包含：使用的发射天线数，发射方式(STTD、SM还是Hybrid)，发射天线组(Antenna Group A1，A2，A3，B1，B2，B3)，天线选择(Antenna selection option 0-7)，预编码矩阵的码本(precoding matrixcode book，Reduced Precoding matrix code book entry0-7)；

MIMO系数(Quantized Precoding Weight)；

Band AMC(adaptive modulation and coding)differential CINR，当系统中采用了AMC方式时，反馈选择的不同频带的CINR；

终端的上行发射功率(UL_TX_Power)。

图3是本实施例基于OFDM系统的反馈资源分配方法的流程图，采用快速反馈信道，每次需要分配一个时隙，如图所示，该流程包括以下步骤：

步骤110，当有一个反馈资源的分配需求时，如基站需要了解终端的信息或者终端想要上报一些信息而提出一个反馈资源分配的申请，基站侧进行一次新的分配，指定要分配的反馈资源的参数，包括反馈时隙的位置、反馈起始帧号、反馈周期和反馈结束帧号；

本实施例以有限次数的周期性反馈为例，例如，分配了1个时隙，并指定起始帧号为20，反馈周期为4个帧，结束帧号为60。在其它情况下，对于不限次数的周期性反馈，不需指定结束帧号。对于一次性反馈，只需反馈时隙的位置的反馈的帧号。

步骤120，基站查找当前可分配时隙资源，如果该时隙上已有其它分配，执行下一步，如果还没有任何分配，则新的分配可以占用该资源，分配成功，结束；

当前可分配时隙资源在开始时可以由系统指定。

步骤130，判断该时隙资源上已有的所有分配与新的分配是否都不存在时间重叠，即一个分配结束以后另一个分配才开始。如果满足此条件，新的分配可以占用该资源，分配成功，结束；否则，执行下一步；

假设上述两个分配：第一个分配是在t1时刻(对应开始帧号FrameNoStart1)开始，t2时刻(对应结束帧号FrameNoEnd1)结束，第二个分配是在t3时刻(对应开始帧号FrameNoStart2)开始，t4时刻(对应结束帧号FrameNoEnd2)结束。那么：两个分配不存在时间重叠是指：t1＜＝t2＜t3＜＝t4，或者t3＜＝t4＜t1＜＝t2。除了这两种情况以外的情况都是两个分配存在时间重叠的情况。

对于不限次数的周期性反馈，可将结束帧号视为无穷大。而对于一次性反馈，则令结束帧号等于起始帧号，同样可用上述方法判断，但本发明不局限于此。

步骤140，判断该时隙资源上与新的分配存在时间重叠的已有的每一个分配是否能够与该新的分配共存，即两个分配不会使用同一个帧号。如果可以共存，新的分配可以占用该资源(即将该时隙资源分配给该新的分配)，分配成功，结束；否则，执行下一步；

步骤150，判断是否可以在允许的范围内改变新的分配的反馈资源参数，如开始帧号、结束帧号、反馈周期和持续时间信息中的一个或多个等，如果可以，执行步骤160，否则，执行步骤170；

步骤160，修改新的分配的至少一个反馈资源参数，返回步骤130；

这一步如果修改的仅仅是反馈周期，不涉及到起始帧号和持续时间，也可以直接返回步骤140。

步骤170，此时已经得出结论，新的分配不可以占用当前可分配时隙资源，这时再判断是否已找完了所有的可分配时隙资源，如果是，则分配失败，结束，否则，将下一个可分配的时隙资源作为当前可分配时隙资源，返回步骤120。

可以看出，分配失败的情况就是：找遍了所有可分配的反馈资源，新的分配的开始帧号、结束帧号和周期也作了所有可能的变化，还是没有满足要求的反馈资源，此时反馈资源分配失败。分配结束之后，将分配的结果告知反馈资源的申请者(例如：基站或者终端)。

在另一实施例中，如果是分配增强型快速反馈信道，则一次可能需要分配几个时隙，这时，需要专门指定时隙数目的参数。对每个时隙的分配方式与上述流程相同，而在一个时隙分配成功后，还需要判断一下是否已分配了指定的时隙数目，如果是，则此次分配成功，结束，否则，再进行下一个时隙的分配。直到成功的分配完指定数目的快速反馈信道，或者资源不够分配失败。

在另一实施例中，对于分配上报反馈头的反馈资源的情况，如反馈头的长度为6个字节。由于在不同的调制编码方式下，发送相同长度的反馈头需要的时隙数不一样，所以分配的方法也可多种。对于802.16e协议中划出专门区域作为反馈头上报的情况，可以采用这种方式：基站根据该反馈头的长度，结合当时的信道情况确定采用的调制编码方式，将其折合为需要的时隙数目，然后再按上述方式进行时隙分配即可。

上述步骤140中，当两个分配使用同一个帧号和同一个时隙时，就会发生冲突，否则就可以在该时隙上同时共存。具体地，本实施例判断两个有时间重叠的分配是否可以共存的具体方法如图4所示，包括以下步骤：

步骤210，判断两个分配的反馈周期是否相等(Period1＝Period2)，如果是，执行步骤220；否则，执行步骤230；

假设：第一个分配对应的开始帧号为FrameNoStart1(非负整数)，周期为Period1，第二个分配对应的开始帧号为FrameNoStart2(非负整数)，周期为Period2。系统中，反馈周期(Period)约定为m的n次幂(m＞0，n＞＝0，m，n∈Z)，即：Period＝mⁿ，(m＞0，n＞＝0，m，n∈Z)。Z为正整数。

对于一次性反馈的方式，其反馈周期定为1。

步骤220，将两个分配的开始帧号对反馈周期求模(用Mod表示，Mod为非负整数)，转入步骤240；

公式如下：

Mod＝FrameNoStart％Period (1)

其中，FrameNoStart为开始帧号，Period为周期，Mod为开始帧号对周期的模，％表示求模运算。

第一个分配对应的开始帧号对周期的模为：

Mod1＝FrameNoStart1％Period1；

第二个分配对应的开始帧号对周期的模为：

Mod2＝FrameNoStart2％Period2；

步骤230，取两个反馈周期中较小的反馈周期MinPeriod，将两个分配的开始帧号对该反馈周期求模，转入步骤240；

即先计算：MinPeriod＝Min(Period1，Period2)

再计算：

Mod1＝FrameNoStart1％MinPeriod；

Mod2＝FrameNoStart2％MinPeriod；

步骤240，判断两个分配求出的模Mod1是否等于Mod2，如果相等，说明两个分配不可共存，如果不相等，则这两个分配可以共享。

总之，两个分配的反馈周期相等且各自的起始帧号对该反馈周期求得的模不相等时，或者，两个分配的反馈周期不相等且各自起始帧号对其中较小的反馈周期求得的模不相等时，两个分配可以在同一个时隙资源中共存。否则，不可以共享。

为了更加清楚地反应两个分配是否能共存于一个时隙资源上的情况。用图5和下文中的表1表示出了周期为2ⁿ中的几种周期的情况，将不同周期之间的关系表示出来，分别叙述如下：

表1为开始帧号对不同周期求模的结果表，表中只列出了周期为2ⁿ中1，2，4，8，16，32，64，128的情况，有其它周期时可类推。图5中只画出了周期为2ⁿ中1，2，4，8，16的情况，有其它周期时可类推。

如图5所示，对于同一资源如果每个分配的周期都一样(例如：为16)，最多可以有16个分配，只要每个分配按照公式(1)计算的开始帧号对周期的模(Mod)两两不相等就可以共存；如果分配时周期不一样，一旦一个分配产生，与这个分配相关联的所有情况都不能再分配，不相关联的情况可以继续分配。例如：一个分配是mod0＝FrameStart％4＝1(如图5所示)，那么mod1＝FrameStart％1＝0、mod2＝FrameStart％2＝1、mod3＝FrameStart％8＝1、mod4＝FrameStart％8＝5、mod5＝FrameStart％16＝1、mod6＝FrameStart％16＝5、mod7＝FrameStart％16＝9和mod8＝FrameStart％16＝13都不能再分(图5中框内的所有分配)，否则的话就会重复分配。而剩下的情况都可以再分配(图5中框以外的部分)。

如表1所示，在分配的时候，有以下步骤：

(1)计算开始帧号对周期的模。

(2)根据周期和步骤(1)中计算出来的模在表中找到对应的位置。

(3)将表1中的第2列(含第2列)和以后的所有列重叠起来。

(4)步骤(2)中找到的位置中如果没有任何其它的分配，说明当前查找的资源可以用在当前的分配，转步骤(5)，否则只能找其它资源是否可用，查找方式相同。

(5)将步骤(2)中的位置置为不可用。

举例说明：当前分配要求的开始帧号为(FrameStart＝72)，周期为(Period＝64)。

a)计算开始帧号对周期的模：Mod＝FrameStart％Period＝72％64＝8。

b)在表1中找到对应的位置是编号为8和9的地方。

c)将表1中的第2列(含第2列)和以后的所有列重叠起来。发现有以下的分配会和当前的分配有冲突：

周期1：mod1＝FrameStart％1＝0；

周期2：mod2＝FrameStart％2＝0；

周期4：mod3＝FrameStart％4＝0；

周期8：mod4＝FrameStart％8＝0；

周期16：mod5＝FrameStart％16＝8；

周期32：mod6＝FrameStart％32＝8；

周期128：mod7＝FrameStart％128＝8、mod8＝FrameStart％128＝72。

d)如果此资源已经分给c)中所列的任何一种分配，那么当前的分配一定不能再使用该资源。

表1

Claims

1、一种基于正交频分复用系统的反馈资源分配方法，包括以下步骤：

2、如权利要求1所述的反馈资源分配方法，其特征在于，所述步骤(a)中的反馈资源参数还包括要分配的时隙数目；所述步骤(f)中，基站将该时隙资源分配给该新的分配请求后，先判断是否已分配了该数目的时隙，如果是，则此次分配成功；否则，返回步骤(b)分配下一个时隙。

3、如权利要求2所述的反馈资源分配方法，其特征在于，所述步骤(a)中，基站进行新的分配时，如果分配请求需要的资源是用来上报反馈头，就先根据指定的反馈头的长度，结合当时信道情况确定采用的调制编码方式，将该长度折合成需要分配的时隙数目，再指定所述的反馈资源参数。

4、如权利要求1所述的反馈资源分配方法，其特征在于，所述步骤(d)如果判断结果不能共存，则先执行以下步骤：

5、如权利要求4所述的反馈资源分配方法，其特征在于，所述步骤(d1)中，如果修改的反馈资源参数只是修改了反馈周期，直接返回步骤(d)。

6、如权利要求1所述的反馈资源分配方法，其特征在于，所述步骤(c)判断已有分配和新的分配是否不存在时间重叠是按以下方式进行的：

7、如权利要求1所述的反馈资源分配方法，其特征在于，所述步骤(d)中判断当前可分配时隙资源上该新的分配与一个已有分配是否可以共存时，是判断两个分配是否会使用同一帧号，如果是，则该两个分配不可以共存，否则，该两个分配可以共存。

8、如权利要求7所述的反馈资源分配方法，其特征在于，在判断两个分配是否会使用同一帧号采用以下方式：如果两个分配的反馈周期相等且各自的起始帧号对该反馈周期求得的模不相等，或者，两个分配的反馈周期不相等且各自起始帧号对其中较小的反馈周期求得的模不相等时，该两个分配不会使用同一个帧号，即该两个分配可以在同一个时隙资源中共存。

9、如权利要求8所述的反馈资源分配方法，其特征在于，当采用一次性反馈时，反馈周期定为1。