CN101030801B

CN101030801B - 一种群跳频的方法及其信令传输方法

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Publication number: CN101030801B
Application number: CN2007100736161A
Authority: CN
Inventors: 张峻峰; 赵建平; 王亚峰; 路淼
Original assignee: ZTE Corp
Current assignee: ZTE Corp
Priority date: 2007-03-20
Filing date: 2007-03-20
Publication date: 2011-05-11
Anticipated expiration: 2027-03-20
Also published as: CN101030801A

Abstract

本发明公开了一种群跳频的方法，其特征在于：步骤1：将多个具备同样频率资源宽度的用户分别放入具备同样频率资源宽度的多个群中；步骤2：确定群占用资源的起始位置，再由群内用户相对位置偏移进一步确定群内用户的起始频点位置，然后，多个群共同进行跳频。本发明还提供一种完成上述跳频方法的信令传输方法，系统将用户群编号、群资源占用的起点位置、群内相对位置偏移、群的总数量、群的带宽需求和跳频间隔中的一个或多个的跳频信息显式或者隐式地通知用户。本发明将用户群组化，节省了各用户公共信令的开支，从而减少了信令的流量，节省了资源。

Description

一种群跳频的方法及其信令传输方法

技术领域

本发明涉及一种移动通信系统，特别是移动通信系统中多用户的跳频方法。

背景技术

为了满足人们对移动通信不断发展的需求，在上行链路无线传输技术的选择方面有一些基本的要求：如支持可升级带宽，适中的PAPR/CM，保证上行传输的正交性等。单载波传输方案SC-FDMA由于具有较低的PAPR(峰均比)/CM(cubic metric)，能够提高功率的有效性并扩大覆盖范围，成为目前LTE上行传输的基本候选方案。

基于子载波映射方式的数据传输方案有两种：分布式频分多址(DFDMA)和集中式频分多址(LFDMA)。在上行链路中基于分布式子载波分配的方案由于存在对频率差错有较高的敏感度，对上行功率控制要求较高，信道估计性能较差等诸多问题，目前已经被LTE的研究放弃，但分布式子载波所固有频率分集的好处，仍然可以被基于集中式子载波分配的方案以跳频的方式获得。被大多数公司推荐的单载波传输方案LFDMA-FH中使用了跳频技术(Frequency Hopping)，因此既可以保证良好的信道估计性能，还可以获得频率分集增益，并且可以获得干扰分集增益。但是业务本身在传输过程总是会发生信息量的变化，也就是传输格式的变化，比如VoIP业务，存在话音激活的时间，也存在话音静默的时间，为了充分利用话音静默时的资源，必须通过信令来控制跳频的启动和停止，以及相应跳频参数，若通过单一的调度信令来控制用户的资源占用，则消耗的信令资源量过大。

本发明设计出一种将相同颗粒度的用户进行群组化，群组所占用的频率资源相同，然后根据预定义的跳频图样作为上行多用户群组跳频的方法，每个用户可以简单的跟随群组跳频取得理想的频率分集增益。

发明内容

本发明目的是针对3GPP LTE上行链路传输方案，在基于跳频的集中式FDMA传输方案的基础上，提出一种新的群跳频模式，以取得较大的频率分集增益。

为解决以上的技术问题，本发明提供一种群跳频的方法，其特征在于：

步骤1：将多个具备同样频率资源宽度的用户分别放入多个群(Group)中，每个所述群的频率资源宽度相同；

步骤2：确定群占用频率资源的起始位置，再由群内用户相对位置偏移进一步确定群内用户的起始频点位置，然后，多个群共同进行跳频。

在进行所述步骤1之前，先根据面向不同QoS要求的用户进行分群，即将基于同一QoS等级的用户分入同一个群中。

在所述步骤2中基于Latin方确定单颗粒度连续频分多址系统群内用户的起始频点的方法包括：

在时刻j，用户k以起始位置为f(k，j)的频点发射，其中，

f(k，j)＝{[(G-j)α^-1]mod M}R+β，

其中，系统的跳频范围为N个无线资源块，根据用户最大带宽需求R将总的带宽划分为M个群G，

表示不大于N/R的最大正整数，G＝0，1，...，M-1为用户k所在的跳频群；分到同一群G中的用户根据用户相位偏移β区别，β＝0，1，...，R-1；每个用户的带宽需求为X(k)，k＝0，1，...，K-1，满足

α为跳频间隔，α＝1，2，...，M-1，K为用户数量。

在所述步骤2中，基于Costas序列方法确定单颗粒度连续频分多址系统群内用户的起始频点的方法包括：

在时刻j，用户k以起始位置为f(k，j)的频点发射，其中，

f(k，j)＝{[(log_α(G-j-1)mod(p-1))mod p-1]mod M}T+β

表示不大于N/R的最大正整数，带宽T是群的带宽，T大于等于R，G＝0，1，...，M-1为用户k所在的跳频群；分到同一群G中的用户根据用户相位偏移β区别，β＝0，1，...，T-1为该用户在跳频群内的相位偏移，每个用户的带宽需求为X(k)，k＝0，1，...，K-1，满足

p＝M+1；p为素数，α为跳频间隔，α是p的本原根，K为用户数量。

在所述步骤2中，基于固定偏移的方法确定单颗粒度连续频分多址系统群内用户的起始频点的方法包括：

在时刻j，用户k以起始位置为f(k，j)的频点发射，其中，f(k，j)＝(f(k，j-1)+γ)mod N，其中，γ是跳频间距，N为系统的跳频范围。

本发明还提供一种完成上述跳频方法的信令传输方法，其特征在于：系统将跳频信息显式或者隐式地通知用户，所述跳频信息包括：用户群编号、群资源占用的起点位置、群内相对位置偏移、群的总数量、群的带宽需求和跳频间隔中的一个或多个。

本发明提供了一种利用上述跳频方法的跳频用户和调度用户的复用方法，所述方法包括：跳频用户和调度用户采用时间复用的方式发射；或者采用频率复用的方式发射，频域调度与跳频分别根据需要占用连续的带宽。

本发明提供的跳频方法与现有技术相比，具有以下优点：

用户不会全静态的一直处于跳频状态，必要的时候会重新进行配置，当对所有用户分头进行配置时，需要的信令流量很大，本发明将用户群组化，节省了各用户公共信令的开支，从而减少了信令的流量，节省了资源。

此外，本发明可以适用于1.25M、5M、2.5M、10M、15M、20M等可变带宽的多址系统，例如DFT-S OFDM、OFDM或IFDMA系统。本发明支持高速移动特性，可以适用于3km/h、30km/h、120km/h或更高移动速率的应用场景。

附图说明

图1是群跳频分群及跳频示意图。

图2是群跳频流程图。

图3是群跳频组信令格式图。

图4是跳频用户和调度用户时分复用方式示意图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明进行详细说明。

如图1所示，跳频颗粒度分别为1RBs(无线资源块)的1、2、3、4、5、6号用户跳频方案示意，在此实施例中，共有6个用户，用户具备相同的频率带宽为1个RB，则用户1、2和3单独组成一个群，用户4、5和6组成另外一个群，两个群根据单颗粒度的跳频模式，如固定偏移、Latin方序列、Costas序列的方案进行跳频。

由图2，为本发明提供的一种群跳频的方法，所述方法包括：

步骤1：将多个具备同样频率资源宽度的用户分别放入具备同样频率资源宽度的多个群(Group)中；

步骤2：多个群共同进行跳频，确定群占用资源的起始位置，再由群内用户相对位置偏移进一步确定群内用户的起始频点位置。

本分群不仅可以用在初始分群，也可以用在分群完成后，新用户的加入。

如本发明方法所述，本发明还提供了一种面向不同QoS要求的用户的分群方法，其特征在于：

将基于同一QoS等级的用户分入同群。

其优点在于同一QoS等级的用户分入同群，可以保证用户在QoS上保持一致。该方法在上述步骤1之前完成。

几种单颗粒度跳频方法，如Latin方序列、Costas序列、固定偏移跳频方法都可以解决虚拟群的跳频问题。

如下提供了一种单颗粒度基于Latin方的连续频分多址系统跳频确定起始频点的方法：

设系统的跳频范围为N个RB(无线资源块)，根据用户最大带宽需求R将总的带宽划分为M个群(Group)，

表示不大于N/R的最大正整数，其含义为Latin方的阶数，因此，有N≥RM。

由于群的带宽要大于等于每个用户的实际带宽需求R，考虑每个群还可以做进一步分割，分配给多个用户，实现群跳频。分到同一群G中的用户根据用户相位偏移β(指定范围)区别。

设共有K个用户，每个用户的带宽需求为X(k)，k＝0，1，...，K-1，满足

则在时刻j，用户k占用的频点的起始位置为：

f(k，j)＝{[(G-j)α^-1]mod M}R+β (1)

公式(1)中，α＝1，2，L，M-1，不同的α对应着不同的跳频间隔；G＝0，1，...，M-1为用户k所在的跳频群(用户本身的群编号)；β＝0，1，...，R-1为该用户在跳频群内的相位偏移。

公式(1)中(G-j)如果有负数产生，则取模时会自动用G+M×i-j的规则代替(G-j)计算，i是正整数。α^-1的运算后如果出来小数，也要做同样的预处理。

通过在相邻小区设置不同的α，可以保证相邻小区之间的跳频图样的正交性，即一个周期内只和相同的用户碰撞一次。此外，本方案要求系统的跳频范围N必须为用户最大带宽需求R的整数倍。如不能整除时，可考虑放弃个别子载波或者无线资源块。基于Latin方的方法中，对Latin阶数M没有特定要求，当Latin阶数不是素数时，仅对α的取值有要求，即α不能是Latin阶数的因子。

还提供了一种基于Costas序列的单颗粒度连续频分多址系统跳频确定起始频点的方法：

设系统的跳频范围为N个RB(无线资源块)，根据用户最大带宽需求R将总的带宽划分为M个群(Group)，表示不大于N/R的最大正整数，因此，有N≥TM。T的选取满足如下规则，首先要大于等于R，其次满足M+1为一个素数，同时应尽可能使MT接近N。

由于群的带宽要大于等于每个用户的带宽需求R，考虑每个群还可以做进一步分割，分配给多个用户，实现群跳频。分到同一群G中的用户根据用户相位偏移β区别。

设共有K个用户，每个用户的带宽需求为X(k)，k＝0，1，...，K-1，满足则在时刻j，用户k占用的频点的起始位置为：

f(k，j)＝{[(log_α(G-j-1)mod(p-1))mod p-1]mod M}T+β (2)

公式(2)中，G＝0，1，...，M-1为用户k所在的跳频群；β＝0，1，...，T-1为该用户在跳频群内的相位偏移。p＝M+1，p必须为素数；α是p的本原根。

还提供了一种基于固定偏移的单颗粒度连续频分多址系统跳频确定下一个跳频时间频点的方法：

在时刻j，用户k以位置为f(k，j)的频点发射，

f(k，j)＝(f(k，j-1)+γ)mod N (3)

公式(3)中，γ是跳频间距，系统的跳频范围为N。

本发明还提供了一种完成跳频信息的信令传输方法，所述方法包括：系统将跳频信息显式或者隐式地通知用户，所述信息包括：用户群编号、群资源占用的起点位置、群内相对位置偏移、群的总数量、群的带宽需求和跳频间隔中的一个或多个。

其中属于小区级的信息是群的总数量、群的带宽需求和跳频间隔，可以通过无线资源管理(RRC)信令传递；

属于用户级的用户信息是群编号、群资源占用的起点位置、群内相对位置偏移，可以通过物理层(PHY)或媒质接入层(MAC)。一种典型的传递方式如图3所示：

用户级的信令包括使用群组编号编码的CRC(循环冗余校验)、群资源起点指示、每用户传输格式或激活指示。

其中从群组编号编码的CRC中可以检测出群组编号，从各用户在信令中位置的相对关系以及传输格式描述，可以知道群内相对位置偏移。

由于3GPP LTE上行链路同时支持频域调度和跳频两种方案，如何实现这两种方案的复用也是需要考虑的问题。从容易实现的角度考虑，可以简单的采用频分方式。频域调度与跳频各自根据需要占用固定的带宽，这样两种方式各自在自己带宽内部执行，互不干扰。

更复杂的情况，可以从时分复用的角度出发。即把所有系统资源在时域上划分为跳频时隙与调度时隙。跳频用户与调度用户各自占用不同的时隙进行数据传输。这样各用户可以共享所有频域资源，与频分复用相比这种方式可以大大提高调度和跳频取得的分集增益。

如图4所示，本发明提供了一种利用本发明跳频方法的跳频用户和调度用户的复用方法，所述方法包括：跳频用户和调度用户采用时间复用的方式发射；或者采用频率复用的方式发射，频域调度与跳频分别根据需要占用连续的带宽。

这样跳频用户和调度用户在时间资源上正交，并可以灵活调整跳频用户和调度用户的相对比例，如图4所示，20ms内有一个TTI可以用做跳频用户的资源。

群跳频方案可以和跳频用户和调度用户的时间、频率复用方法结合使用。

这里已经通过具体的实施例子对本发明进行了详细描述，提供上述实施例的描述为了使本领域的技术人员制造或适用本发明，这些实施例的各种修改对于本领域的技术人员来说是容易理解的。本发明并不限于这些例子，或其中的某些方面。本发明的范围通过附加的权利要求进行详细说明。

Claims

1.一种群跳频的方法，其特征在于：

步骤1：将多个具备同样频率资源宽度的用户分别放入多个群中，每个所述群的频率资源宽度相同；

步骤2：确定群占用频率资源的起始位置，再由群内用户相对位置偏移进一步确定群内用户的起始频点位置，然后多个群共同进行跳频。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在进行所述步骤1之前，先根据面向不同QoS要求的用户进行分群，即将基于同一QoS等级的用户分入同一个群中。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在所述步骤2中，基于Latin方确定单颗粒度连续频分多址系统群内用户的起始频点的方法包括：

在时刻j，用户k以起始位置为f(k，j)的频点发射，其中，

f(k，j)＝{[(G-j)α^-1]mod M}R+β，

表示不大于N/R的最大正整数，G＝0，1，...，M-1为用户k所在的跳频群；分到同一群G中的用户根据用户相位偏移β区别，β＝0，1，…，R-1；每个用户的带宽需求为X(k)，k＝0，1，...，K-1，满足

α为跳频间隔，α＝1，2，...，M-1，K为用户数量。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在所述步骤2中，基于Costas序列确定单颗粒度连续频分多址系统群内用户的起始频点的方法包括：

在时刻j，用户k以起始位置为f(k，j)的频点发射，其中，

f(k，j)＝{[(log_α(G-j-1)mod(p-1))mod p-1]mod M}T+β

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在所述步骤2中，基于固定偏移确定单颗粒度连续频分多址系统群内用户的起始频点的方法包括：

在时刻j，用户k以起始位置为f(k，j)的频点发射，其中，

f(k，j)＝(f(k，j-1)+γ)mod N

其中，γ是跳频间距，N为系统的跳频范围。

6.一种完成权利要求1所述的跳频方法的信令传输方法，其特征在于：系统将跳频信息通知用户，所述跳频信息包括：用户群编号、群资源占用的起点位置、群内相对位置偏移、群的总数量、群的带宽需求和跳频间隔中的一个或多个。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：系统将跳频信息显式或者隐式地通知用户。

8.一种利用权利要求1所述的跳频方法的跳频用户和调度用户的复用方法，其特征在于：所述跳频用户和调度用户采用时间复用的方式发射。

9.一种利用权利要求1所述的跳频方法的跳频用户和调度用户的复用方法，其特征在于：所述跳频用户和调度用户采用频率复用的方式发射，频域调度与跳频分别根据需要占用连续的带宽。