CN101072216A - 正交频分多址接入系统的资源分配和收发的方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及移动通信领域，公开了一种OFDMA系统的资源分配和收发的方法及其装置，使得OFDMA通信时兼顾较高的灵活度、较简化的调度性能和较高的频率分集性能。本发明中，将可用频带划分为至少两个DRCH区和至少一个LRCH区，在每个OFDM码元中，每个DRCH占有至少两个DRCH区中的子载波，DRCH区大小可以动态配置，每个LRCH的子载波是同一个LRCH区中的连续子载波。在不同帧内每个DRCH和LRCH包含的子载波数不变，并且每个DRCH包含的子载波数与每个LRCH包含的子载波数相同。DRCH相关联的子载波由不同的DRCH区内的子载波构成，不同的DRCH区较离散地分布在整个频率面内。

Description

正交频分多址接入系统的资源分配和收发的方法及其装置

技术领域

本发明涉及移动通信领域，特别涉及正交频分多址接入系统物理信道资源分配和数据的收发技术。

背景技术

近些年来，以正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，简称“OFDM”)为代表的多载波传输技术受到了人们的广泛关注。多载波传输把数据流分解为若干个独立的子数据流，每个子数据流将具有低得多的比特速率。用这样低比特率形成的低速率多状态符号去调制相应的子载波，就构成了多个低速率符号并行发送的传输系统。

OFDM作为一种具有代表性的多载波传输技术，将频谱分成许多子载波，每个子载波用较低的数据速率来调制。通过向不同的用户分配不同的子载波，可以实现OFDM的多址接入(Orthogonal Frequency Division MultiAccess，简称“OFDMA”)。每个窄带子载波采用不同的调制方式，例如16-正交幅度调制(Quarduture Amplitude Modulation，简称“QAM”)、64-QAM等。

OFDMA系统将经过编码的待传输数据作为频域信息，将其调制为时域信号，并在信道上传输，而在接收端则进行逆过程解调。OFDMA系统的调制和解调可以分别由逆离散傅立叶变换(Inverse Discrete Fourier Transform，简称“IDFT”)和离散傅立叶变换(Discrete Fourier Transform，简称“DFT”)来代替。通过N点IDFT运算，把频域数据符号变换为时域数据符号，经过载波调制之后，发送到信道中。在接收端，将接收信号进行相干解调，然后将基带信号进行N点DFT运算，即可获得发送的数据符号。在实际应用中，IDFT/DFT采用逆快速傅立叶变换(Inverse Fast Fourier Transform，简称“IFFT”)和快速傅立叶变换(Fast Fourier Transform，简称“FFT”)来实现。FFT技术的采用使得OFDMA系统的复杂度大大降低，再加上高性能信息处理器件，比如可编程逻辑器件(Programmable Logic Device，简称“PLD”)、数字信号处理器(Digital Signal Processor，简称“DSP”)、微处理器(MicroProcessor，简称“μP”)等的发展和应用，使得OFDMA系统的实现更加容易，成为应用最广的一种多载波传输方案。

在当前的技术中，OFDMA系统的物理信道资源分配的方式主要有两种。一种是集中分配的方式、另一种是离散分配的方式。

集中分配的方式如图1所示，将整个频段分成若干子带。每个子带由连续的子载波组成。基站根据用户反馈的各子带的信道质量指示(ChannelQuality Indicator，简称“CQI”)，在时间频率面上，将物理信道的资源以子带为单位分配给用户。这种方式下，用户通过选择和调度，能够避开深衰落的频带，有效地对抗频率选择性衰落。所以，集中分配的方式有较高的传输效率。但是，集中分配的方式需要各个子带的CQI反馈，反向控制信道的负载比较大。而且对于高速运动的用户，由于信道质量变化太快，反馈回来的CQI已经不能反应当前的信道质量，所以集中分配的方式只适合于低速用户。

离散分配的方式如图2所示，每个用户的数据分散在整个时间频率面上。对于离散分配方式，基站只要知道整个频带平均的CQI，因此反馈链路的负载较小。由于数据分散在整个频带上，因此离散分配方式有频率上的分集增益，它适用于高速运动和公共控制信道等，但是它传输的效率不如集中分配方式高。

然而，无论是集中分配方式还是离散分配方式，都有各自的优缺点，因此，为了充分利用信道资源，必须考虑两种方式的复用。

目前，现有的一种集中分配方式和离散分配方式复用的方案如图3所示，一个子帧在时间方向上由7个符号(方块)组成，单个子帧的分配步骤是：先给集中分配方式的用户分配资源(如图中的集中用户1、2、3)，然后为离散分配方式的用户(如图中的离散用户1和2)在已经集中分配了的资源中进行重新分配，覆盖掉原来分配给集中映射的单元，称为“打孔”。在图3中，离散分配的用户，频率分配随时间的变化而变化(即跳频图案)。

但是，本方案将导致如下问题：

首先，由于图3中分配给集中分配方式用户的每个子带(如最上面的竖杠大块)包含的数据量不固定，会随离散分配的“打孔”的数量变化而变化，从而大大增加调度的复杂度。因为上层分配下来的数据包需要重新组合分割才能够进行映射分配，以适合不同集中分配块的大小的变化。而且每个子帧的分割比例都不一样，需要经过计算确定。

其次，在图3中，由于集中分配的用户在接收解调数据时需要知道自己分配的块中哪些被离散分配的用户占了。因此，发送端需要将此信息在前向控制信道中通知集中分配的用户，从而增加了前向控制信道的负载。

再次，不能保证集中分配用户和离散分配用户最小资源分配粒度一致，这也将增加本复用方案的复杂程度。

现有另一种集中分配方式和离散分配方式复用的方案如图4所示，将整个频带资源等间隔地分成集中映射区和离散映射区两部分。集中映射部分的资源按照CQI反馈，调度分配给集中映射的用户。离散映射的用户分配方式如图中离散用户1和离散用户2所示，在频率上分散分配，在时间上不发生变化。但是，此方案仍存在以下不足：

集中分配用户和离散分配用户的资源分配比例太固定。而在实际应用中，集中分配的用户和离散分配的用户的数据量往往不平衡，而且很可能随着时间的变化而有较大的改变。比如，低速运动的用户往往多于高速运动的用户，而且高速运动的用户占总用户数的比例并不是一个固定值，因此如果固定地采用这种分配方式，就很容易造成物理信道资源的大大浪费，不符合系统设计原先所希望的。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种正交频分多址接入系统的资源分配和收发的方法及其装置，使得OFDMA通信时兼顾较高的灵活度、较简化的调度性能和较高的频率分集性能。

为实现上述目的，本发明提供了一种正交频分多址接入系统物理信道资源分配方法，将可用频带划分为至少两个离散资源信道DRCH区和至少一个集中资源信道LRCH区，DRCH区和LRCH区相互间隔；

在一个传输帧内设置至少一个DRCH和至少一个LRCH，每个LRCH分别由同一个LRCH区中频率上连续的至少一个子载波组成，每个DRCH分别由分布在至少两个DRCH区中的至少两个子载波组成；

根据传输帧中待传输的DRCH和LRCH的数据量大小，在所述可用频带中动态配置DRCH区和LRCH区的大小。

其中，每一个所述DRCH和LRCH的子载波数相同。

此外在所述方法中，所述LRCH区中包含的子载波数是单个LRCH中子载波数的整数倍。

此外在所述方法中，每个DRCH中子载波数是所述可用频带内DRCH区数目的整数倍；

在所述传输帧的每个正交频分复用码元中，每个DRCH在每个DRCH区中占有至少一个子载波，并且每个DRCH在每个DRCH区中占有的子载波数相同。

此外在所述方法中，根据需要动态配置的DRCH区的大小，发送端和接收端根据预先设定的资源映射表确定每一个DRCH区和LRCH区在所述可用频带内的大小和位置。

此外在所述方法中，所述可用频带的最高和最低频率分别归属两个DRCH区。

此外在所述方法中，如果采用2天线的空频块码，则每个DRCH区包含的子载波以连续的2个子载波为单位分配给单个DRCH；

如果采用4天线的空频块码，则每个DRCH区包含的子载波以连续的4个子载波为单位分配给单个DRCH。

此外在所述方法中，在不同的正交频分复用码元上，组成DRCH的子载波的频率跳变或不变。

此外在所述方法中，对于所述频率跳变的情况，频率跳变的模式通过预置的跳频序列生成；每个小区按频率碰撞最小的原则选取不同的跳频序列。

本发明还提供了一种发送数据的方法，包含以下步骤：

根据各DRCH和LRCH需要在当前传输帧发送的数据量大小，确定DRCH区的大小；

根据所述DRCH区的大小获得与各DRCH和LRCH相关联的子载波；

将待发用户数据关联到对应的DRCH和LRCH，并以正交频分多址接入方式在所述子载波上发送。

其中，所述DRCH区的大小通过广播信道发送给小区中的各移动终端。

此外在所述方法中，根据所述DRCH区的大小，通过查预先设定的资源映射表或计算，获得与各DRCH和LRCH相关联的子载波。

此外在所述方法中，所述正交频分多址接入方式的发送包含以下子步骤：

对所述待发数据进行编码调制，生成调制符号，并映射到对应的正交频分复用码元的子载波上；

对所述子载波进行逆快速傅立叶变换处理并发送正交频分复用码元。

本发明还提供了一种接收数据的方法，包含以下步骤：

根据DRCH区的大小获得与各DRCH和LRCH相关联的子载波；

接收传输帧中的数据，并以正交频分多址接入方式在所述子载波上恢复出用户数据。

其中，从广播信道获得所述DRCH区的大小。

此外在所述方法中，根据所述DRCH区的大小，通过查预先设定的资源映射表或计算，获得与各DRCH和LRCH相关联的子载波。

此外在所述方法中，所述以正交频分多址接入方式恢复出用户数据的步骤包含以下子步骤：

对接收到的正交频分复用码元进行快速傅立叶变换，恢复出与DRCH和LRCH关联的各正交频分复用码元上的子载波；

从所述子载波上提取调制符号，并对调制符号解调和解码恢复出用户数据。

本发明还提供了一种发射装置，包含：

根据各DRCH和LRCH需要在当前传输帧发送的数据量大小，确定DRCH区的大小的模块；

根据所述DRCH区的大小获得与各DRCH和LRCH相关联的子载波的模块；

将待发用户数据关联到对应的DRCH和LRCH，并以正交频分多址接入方式在所述子载波上发送的模块。

其中，实现以正交频分多址接入方式在所述子载波上发送的模块进一步包含以下单元：

对所述待发数据进行编码调制，生成调制符号的单元；

将所述调制符号映射到对应的正交频分复用码元的子载波上的单元；

对所述子载波进行逆快速傅立叶变换处理的单元；

发射经逆快速傅立叶变换处理的正交频分复用码元的单元。

本发明还提供了一种接收装置，包含：

根据DRCH区的大小获得与各DRCH和LRCH相关联的子载波的模块；

接收传输帧中的数据的模块；

对所接收的数据以正交频分多址接入方式在所述子载波上恢复出用户数据的模块。

其中，所述以正交频分多址接入方式在子载波上恢复出用户数据的模块包含以下单元：

对接收到的正交频分复用码元进行快速傅立叶变换，恢复出与DRCH和LRCH关联的各正交频分复用码元上的子载波的单元；

从所述子载波上提取调制符号的单元；

对所述调制符号解调和解码恢复出用户数据的单元。

通过比较可以发现，本发明的技术方案与现有技术的主要区别在于，因为将可用频带划分为至少两个DRCH区，每个DRCH占有至少两个DRCH区中的子载波，所以可以有较高的频率分集性能；因为DRCH区大小可以动态配置，所以可以在一个帧内较灵活地协调与DRCH和LRCH相关联的业务量的比例，灵活划分该帧内分配给DRCH和LRCH的信道资源；因为每个LRCH的子载波是同一个LRCH区中的连续子载波，不会被打孔或分割到两个LRCH区中，只要知LRCH的子载波的起始位置和子载波数就可以知道该LRCH的所有子载波，因此调度起来比较简单。

因为在不同帧内每个DRCH和LRCH包含的子载波数不变，并且每个DRCH包含的的子载波数与每个LRCH包含的子载波数相同。这样大大方便了上层逻辑数据包大小的定义，以及减少了调度时分割逻辑数据包为物理数据包时的复杂度。

接收端根据广播信道获得的DRCH区的大小，查资源映射表即可确定各DRCH和LRCH区的起始位置；从而很容易的分离出属于本终端的数据，并未增加额外的信令，因此，资源复用控制信令较少。

DRCH相关联的子载波由不同的DRCH区内的子载波构成，不同的DRCH区较离散地分布在整个频率面内。这样有利于DRCH传输的用户获得较好的频率域上的分集。仿真结果表明这样的DRCH子载波分布的频率分集性能与频率域上完全分集的性能相近，并且较频率域上完全分集的方案有较多其他方面的优越性，如资源分配灵活、调度简单等等。

因为将可用频带的最高和最低的频率划分到两个DRCH区中，使得DRCH所占的频带尽量地宽，从而进一步提升了频率分集性能。

通过跳频等方案进一步地消除或减轻了小区间的干扰。

附图说明

图1是现有技术中在时间-频率面上信道资源集中分配方式的示意图；

图2是现有技术中在时间-频率面上信道资源离散分配方式的示意图；

图3是现有技术中在时间-频率面上信道资源集中分配和离散分配过程中采用覆盖方式分配资源的示意图；

图4是现有技术中在时间-频率面上信道资源集中分配和离散分配过程中采用固定方式分配资源的示意图；

图5是根据本发明第一实施方式的OFDMA系统物理信道资源分配方法中一种信道资源分配的示意图；

图6是根据本发明第一实施方式的OFDMA系统物理信道资源分配方法中一种信道资源分配的示意图；

图7是根据本发明第三实施方式的发送数据的方法流程图；

图8是根据本发明第三实施方式的接收数据的方法流程图；

图9是根据本发明第四实施方式的数据发射、接收装置的示意图；

图10是根据本发明第一实施方式的LRCH区资源映射表。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。

本发明的核心在于，将可用频带划分为至少两个DRCH区，每个DRCH占有至少两个DRCH区中的子载波，将剩余的子载波划分为至少一个LRCH区，DRCH区和LRCH区相互间隔。并且，在一个传输帧内设置至少一个DRCH和至少一个LRCH，每个LRCH分别由同一个LRCH区中频率上连续的至少一个子载波组成，每个DRCH分别由分布在至少两个DRCH区中的至少两个子载波组成，将所划分的DRCH区与LRCH区保存在发送端与接收端内。当发送端需要发送数据时，根据传输帧中待传输的DRCH和LRCH的数据量大小，在可用频带中动态配置DRCH区和LRCH区的大小，并根据DRCH区的大小获得与各DRCH和LRCH相关联的子载波，将待发用户数据关联到对应的DRCH和LRCH，并以OFDMA方式在对应的子载波上发送。接收端根据DRCH区的大小获得与各DRCH和LRCH相关联的子载波，并在接收传输帧中的数据后，以OFDMA方式在所关联的子载波上恢复出用户数据。

以上对本发明的核心进行了简单介绍，下面对本发明的第一实施方式OFDMA物理信道资源分配方法进行详细阐述。

首先，系统将可用频带划分为至少两个DRCH区和至少一个LRCH区，DRCH区和LRCH区相互间隔，如图5所示。

具体地说，由于在多用户OFDMA环境下，数据帧作为传输的最小的编解码数据块，通常由几个OFDM码元组成。为了高效地传输不同运动速度的用户、不同业务类型的数据，需要将每个用户数据和资源信道相关联。而资源信道由一个数据帧上的多个OFDM码元上的若干个子载波组成。资源信道根据组成的子载波间的相关性分为两种：LRCH和DRCH，在一个传输帧内有多个DRCH和多个LRCH时，分别由相应的索引进行标识。

在本实施方式中，将可用频带划分为至少两个DRCH区和至少一个LRCH区，在同一传输帧中，各DRCH区包含相同的子载波数，且在一个传输帧内设置至少一个DRCH和至少一个LRCH，每个LRCH分别由同一个LRCH区中频率上连续的至少一个子载波组成，每个DRCH分别由分布在至少两个DRCH区中的至少两个子载波组成，DRCH区和LRCH区相互间隔，使得在有效提高频率分集性能的同时，简化调度的操作。

每个LRCH的子载波是同一个LRCH区中的连续子载波，例如LRCH1由第一个LRCH区中的16个连续子载波组成，LRCH2由第二个LRCH区中的16个连续子载波组成，不会被打孔或分割到两个LRCH区中，只要知道LRCH的子载波的起始位置和子载波数就可以知道该LRCH的所有子载波，因此，可以简化调度的操作。

另外，由于DRCH相关联的子载波由不同的DRCH区内的子载波构成，不同的DRCH区较离散地分布在整个频率面内，可使得DRCH传输的用户获得较好的频率域上的分集。因此，每个DRCH中子载波数是可用频带内DRCH区数目的整数倍，在每个OFDM码元中，每个DRCH在每个DRCH区中占有至少一个子载波，每个DRCH在每个DRCH区中占有的子载波数相同，并且，可用频带的最高和最低频率分别归属两个DRCH区，以达到最佳效果。仿真结果表明这样的DRCH子载波分布的频率分集性能与频率域上完全分集的性能相近，并且较频率域上完全分集的方案有较多其他方面的优越性，如资源分配灵活、调度简单等等。

为了数据包的分割方便，在每个OFDM码元中需要确定每个LRCH包含的连续子载波个数是固定的，即LRCH的最小调度粒度，如16个子载波，因此，LRCH区中包含的子载波数是单个LRCH中子载波数的整数倍。同样，为了方便上层逻辑数据包大小的定义，以及减少了调度时分割逻辑数据包为物理数据包时的复杂度，需要将每一个DRCH的子载波数设置为与LRCH相同的子载波数。例如，单个LRCH包含子载波数为16，那么，单个DRCH也将包含16个子载波。由于DRCH相关联的子载波由不同的DRCH区内的子载波构成，且在同一传输帧中，各DRCH区包含相同的子载波数，因此，如果整个频带内DRCH区的个数为8，则在每个OFDM码元中，单个DRCH在每个DRCH区内占有2个子载波。

接下来，设计包含不同子载波数的DRCH区与LRCH区的资源映射表。使得在一个帧内可以较灵活地协调与DRCH和LRCH相关联的业务量的比例，灵活划分该帧内分配给DRCH和LRCH的信道资源。比如说，某一通信系统中可用的子载波数目为416，将整个频带的子载波从上到下依次编号为0、1、2...415，每个OFDM码元中每个LRCH和DRCH包含的子载波数为16。考虑DRCH频率分集性能，可取DRCH区的个数为8，则单个DRCH在每个DRCH区内占有2个子载波，因此，每个DRCH区包含的子载波数为2的倍数，也就是说，DRCH区大小调整的步长为2个子载波。可设计DRCH区资源映射表如下表1所示：

DRCH区大小索引值	DRCH区的大小(子载波个数)	DRCH区1起始位置(子载波编号为单位)	DRCH区2起始位置(子载波编号为单位)	DRCH区3起始位置(子载波编号为单位)	DRCH区4起始位置(子载波编号为单位)	DRCH区5起始位置(子载波编号为单位)	DRCH区6起始位置(子载波编号为单位)	DRCH区7起始位置(子载波编号为单位)	DRCH区8起始位置(子载波编号为单位)
										1	2	32	82	132	182	232	282	332	382
2	4	0	52	104	156	208	260	312	364
										3	6	16	70	124	178	232	286	340	394
4	8	16	72	128	184	240	296	352	408
										5	10	0	58	116	174	232	290	348	406
6	12	48	92	136	180	224	268	312	356
										7	14	48	94	140	186	232	278	324	370
8	16	32	80	128	176	224	272	320	368
										9	18	16	66	116	166	216	266	316	366
10	20	16	68	120	172	224	276	328	380
										11	22	0	54	108	162	216	270	324	378
12	24	0	56	112	168	224	280	336	392
										13	26	48	90	132	174	216	258	300	342
14	28	32	76	120	164	208	252	296	340
										15	30	32	78	124	170	216	262	308	354
16	32	16	64	112	160	208	256	304	352
										17	34	16	66	116	166	216	266	316	366
18	36	16	68	120	172	224	276	328	380
										19	38	0	54	108	162	216	270	324	378

表1中第一列表示DRCH区大小的索引值，第二列表示DRCH区中包含子载波的个数，随着DRCH区大小索引值的增加DRCH区中包含的子载波数以2个子载波为步长增加。3-10列表示不同DRCH区大小对应的各DRCH区的起始位置。如DRCH区大小的索引值为3，对应的DRCH和LRCH复用图案如图5所示，每个DRCH区包含6个子载波，每个DRCH区起始子载波编号如表1所示，如第一个DRCH区的起始子载波编号为16，第二个DRCH区的起始子载波编号为70，其他DRCH区以此类推。

图5中包含了3个DRCH，DRCH索引号为i的DRCH关联的16个子载波可由以上信息计算得到，分别为：16+2*i，16+2*i+1，70+2*i，70+2*i+1，124+2*i，124+2*i+1，178+2*i，178+2*i+1，232+2*i，232+2*i+1，282+2*i，282+2*i+1，332+2*i，332+2*i+1，382+2*i，382+2*i+1。其中i的取值范围为0到(DRCH个数-1)的整数，即此例中为0，1，2；“*”表示乘号。

如果DRCH区大小的索引值为8，对应的DRCH和LRCH复用图案如图6所示，DRCH相关联的子载波确定方法同上。

LRCH区资源映射表如图10所示，该表中第一列表示DRCH区大小的索引值，第二列表示LRCH的个数，第三列以后表示各LRCH在整个频带中的起始位置。如DRCH区大小的索引值为3，对应的DRCH和LRCH复用图案如图5所示，LRCH的个数为23。第一个LRCH的起始子载波编号为0，即索引号为0的LRCH关联的子载波为0-15，第二个LRCH的起始子载波编号为22，即索引号为1的LRCH关联的子载波为22-37，其他LRCH的起始子载波编号及关联的子载波以此类推。

在单个DRCH的子载波数为16的情况下，DRCH区大小的索引值可取为0到26。当DRCH区大小的索引值在1到19之间时，可以通过查找上述资源映射表来确定DRCH和LRCH的位置。当DRCH区大小的索引值为0时，表示整个频带中只有LRCH将频带以16个连续的子载波为单位分割成26个LRCH，各LRCH的位置可很容易得确定，即LRCH索引为i的LRCH关联的子载波编号为16*i至16*i+15。

当DRCH区大小的索引值在20到26之间时，表明需要DRCH资源偏多，需要LRCH资源偏少，则可考虑优先分配LRCH的方法。步骤如下：

将整个频带以16个连续的子载波为单位分割成26个子带，LRCH的个数由26减去DRCH区大小的索引值得到；系统先根据各子带的CQI调度分配这几个LRCH所在的子带号；对于剩下的子带，按子载波序号依次划分为8个DRCH区，每个DRCH区包含的子载波数目相同。DRCH关联的子载波通过以下步骤确定：

设调度分配后LRCH对应的子带号为x(1)、x(2)、...、x(N)，其中N为LRCH的个数，如LRCH的个数为6，则N取为6；将除LRCH外的剩余子带包含的子载波数目除以DRCH区的个数，则可得到每个DRCH区包含的子载波数目，本例中为20*16/8＝40个，则DRCH索引号为i的DRCH在DRCH区中的16个子载波号分别为i，i+1，40*i，40*i+1，40*2*i，40*2*i+1，40*3*i，40*3*i+1，40*4*i，40*4*i+1，40*5*i，40*5*i+1，40*6*i，40*6*i+1，40*7*i，40*7*i+1；用数组DRCHt(1)、DRCHt(2)、...DRCHt(16)保存这些值；然后根据前面得到的LRCH对应的子带号确定该DRCH实际关联的子载波号，计算方法如下：对于每个DRCHt(k)，k取1到16，如果存在j，使得x(j)小于等于[DRCHt(k)/16]，并且x(j+1)大于[DRCHt(k)/16]，j的取值范围为1到N-1，则取DRCH(k)＝16*j+DRCHt(k)，否则，取DRCH(k)＝DRCHt(k)；如果存在x(N)小于等于[DRCHt(k)/16]，则取DRCH(k)＝16*N+DRCHt(k)；其中[U]表示取U的整数下界，数组DRCH(k)，k＝1到16，保存的数即DRCH索引号为i的DRCH所关联的子载波编号。

将所设计的DRCH区与LRCH区的资源映射表分别保存在发送端与接收端。

最后，发送端根据传输帧中待传输的DRCH和LRCH的数据量大小，在可用频带中动态配置DRCH区和LRCH区的大小。

具体地说，发送端首先根据DRCH和LRCH需要当前帧传输的数据量大小，确定DRCH区的大小。如果DRCH区大小的索引值在资源映射表中能够查到，则根据DRCH区的大小查找资源映射表确定各DRCH区和LRCH的起始位置。否则，如果DRCH区的大小为0，则整个频带中只有LRCH，将频带以16个连续的子载波为单位分割成26个LRCH，在得到LRCH的索引号i后，即可确定该LRCH关联的子载波编号为16*i到16*i+15，其中*为乘号。

需要说明的是，如果本实施方式可支持多输入多输出的编码方式。比如说，如果本实施方式采用2天线的空频块码，则每个DRCH区包含的子载波以连续的2个子载波为单位分配给单个DRCH；如果采用4天线的空频块码，则每个DRCH区包含的子载波以连续的4个子载波为单位分配给单个DRCH。

本发明的第二实施方式OFDMA系统物理信道资源分配方法与第一实施方式大致相同，其区别仅在于，在本实施方式中，在不同的OFDM码元上，组成DRCH的子载波的频率可跳变或不变。如果发生频率跳变的情况，频率跳变的模式可通过预置的跳频序列生成；每个小区按频率碰撞最小的原则选取不同的跳频序列。如果采用2天线的空频块码，则每两个OFDM码元频率跳变一次。本实施方式通过跳频进一步地消除或减轻了小区间的干扰。

本发明的第三实施方式数据的发送与接收方法如图7与图8所示。本实施方式基于第一实施方式的对OFDMA系统物理信道资源进行分配的基础之上。

图7为本实施方式中发送数据的方法流程图。在步骤710中，发送端首先把上层过来的不同用户的数据区分为适合DRCH传输和适合LRCH传输的两种传输方式。区分的算法由调度层决定(与现有方式相同，在此不再赘述)，基本原则是运动速度较低的用户、传输速率较高的用户适合LRCH传输；运动速度高的用户、传输速率较低并且实时要求较高的用户、公共控制信令业务等适合DRCH传输。

接着，进入步骤720，发送端根据DRCH和LRCH需要当前帧传输的数据量的大小，确定DRCH区的大小。

接着，进入步骤730，发送端根据DRCH区的大小，通过查找资源映射表并且计算得到DRCH和LRCH相关联的子载波。

接着，在步骤740中，将通信系统上层(如MAC层)传过来的逻辑数据包，在区分成DRCH类型和LRCH类型之后，分割成DRCH或LRCH的物理数据包。

具体地说，如果是DRCH类型，则根据整个发射端反馈回来的整个频带的平均的CQI，确定采用的合适的编码调制方式(MCS)，并由此计算出每个DRCH所能传输的比特数，即DRCH物理包的大小。把DRCH逻辑包，按照DRCH物理包的大小，分割成若干个DRCH物理包。

如果是LRCH类型，则采用调度算法将此逻辑数据包和LRCH相关联(调度算法与现有方式相同，在此不再赘述)。在逻辑数据包和LRCH的关联性确定后，即可通过该LRCH的CQI确定采用的编码调制的方式，由此可确定每个LRCH所能传输的比特数。根据这个比特数将逻辑数据包分割成LRCH物理数据包。

在步骤750中，由发送端中的编码单元对物理数据包进行编码处理。

在步骤760中，由发送端的调制单元对编码后的数据进行调制，生成调制符号包。

在步骤770中，由发送端的映射单元把分割好的调制符号包内的符号，关联(映射)到每个DRCH或LRCH对应的当前帧内的多个OFDM码元的子载波上。

在步骤780中，当一个帧内的所有子载波都被关联了对应的数据符号后，由发送端的IFFT单元对每个OFDM码元上的关联数据，做IFFT变换，得到时域的OFDM码元。

在步骤780中，由发送端的天线连续发送一帧内的多个OFDM码元。

需要说明的是，在本实施方式中，发送端在传输帧时，将当前帧内所划分的DRCH区的大小通过广播信道发送给小区中的各移动终端。

本实施方式中的接收数据的方法如图8所示，在步骤810中，接收端通过天线接收到时域的OFDM码元，连续接收一个帧的OFDM码元。

接着，在步骤820中，由接收端的FFT单元对接收道的OFDM码元进行FFT变换，得到频域的OFDM码元。该码元上的不同采样点对应不同的频率。

接着，在步骤830中，接收端从广播信道中获取DRCH区的大小、资源信道的类型、以及LRCH或DRCH的索引号等控制信息。

接着，在步骤840中，接收端根据DRCH区的大小，通过查找资源映射表并且计算得到DRCH和LRCH相关联的子载波。由于接收端是从广播信道获得DRCH区的大小，并根据所获得的DRCH区的大小查找资源映射表即可确定各DRCH和LRCH区的起始位置，因此，可以很容易地分离出属于本终端的数据，并未增加额外的信令，所以，资源复用控制信令较少。

接着，在步骤850中，接收端的反映射单元在区分成DRCH类型和LRCH类型之后做如下处理：

如果用户是DRCH类型，则根据DRCH的索引号，以及查表所得的DRCH区的起始位置，确定该DRCH关联的各个OFDM码元上的子载波，从这些子载波上获取相应的调制符号；如果用户是LRCH类型，则根据LRCH的索引号，以及查表所得的LRCH区的起始位置，确定该LRCH的关联的各个OFDM码元上的子载波，从这些子载波上获取相应的调制符号。

接着，在步骤860中，接收端的解调单元根据DRCH对应的MCS或根据LRCH对应的MCS，对调制符号进行解调处理。

接着，在步骤860中，接收端的解码单元对解调后的数据进行解码恢复用户数据。

对于解码获得的DRCH的数据，组成该用户的一个物理数据包，将该用户对应的该帧的所有物理数据包组合成该用户的逻辑数据包，发送给通信系统的上层(如MAC层)。对于解码获得的该LRCH的数据，组成该用户的一个物理数据包，将该用户对应的所有物理数据包组合成该用户的逻辑数据包，发送给通信系统的上层(如MAC层)。

本发明第四实施方式的数据发射、接收装置如图9所示。在发射装置中包含：用于根据各DRCH和LRCH需要在当前传输帧发送的数据量大小，确定DRCH区的大小的模块1、用于根据DRCH区的大小获得与各DRCH和LRCH相关联的子载波的模块2、用于对数据包进行编码处理的编码单元、用于调制编码后的数据以生成调制符号包的调制单元；用于将调制符号包内的符号映射到OFDM码元的子载波上的映射单元；用于对每个OFDM码元上的关联数据做IFFT变换的IFFT单元，从而得到时域的OFDM码元；用于发射OFDM码元的天线。当发射装置在传输帧时，将当前帧内所划分的DRCH区的大小通过广播信道发送给小区中的各移动终端。

在接收装置中包含：用于接收传输帧中OFDM码元的天线、用于对OFDM码元进行FFT变换处理，从而得到频率域的OFDM码元的FFT单元、用于从广播信道获取信息并根据DRCH区的大小获得与各DRCH和LRCH相关联的子载波的模块1、用于从OFDM码元的子载波上提取调制符号的解映射单元；用于对调制符号进行解调制处理得到编码后的数据的解调制单元；用于对解调后的数据进行解码，以恢复用户数据的解码单元。

虽然通过参照本发明的某些优选实施方式，已经对本发明进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (21)

1.一种正交频分多址接入系统物理信道资源分配方法，其特征在于，将可用频带划分为至少两个离散资源信道DRCH区和至少一个集中资源信道LRCH区，DRCH区和LRCH区相互间隔；

在一个传输帧内设置至少一个DRCH和至少一个LRCH，每个LRCH分别由同一个LRCH区中频率上连续的至少一个子载波组成，每个DRCH分别由分布在至少两个DRCH区中的至少两个子载波组成；

根据传输帧中待传输的DRCH和LRCH的数据量大小，在所述可用频带中动态配置DRCH区和LRCH区的大小。

2.根据权利要求1所述的正交频分多址接入系统物理信道资源分配方法，其特征在于，每一个所述DRCH和LRCH的子载波数相同。

3.根据权利要求2所述的正交频分多址接入系统物理信道资源分配方法，其特征在于，所述LRCH区中包含的子载波数是单个LRCH中子载波数的整数倍。

4.根据权利要求2所述的正交频分多址接入系统物理信道资源分配方法，其特征在于，每个DRCH中子载波数是所述可用频带内DRCH区数目的整数倍；

在所述传输帧的每个正交频分复用码元中，每个DRCH在每个DRCH区中占有至少一个子载波，并且每个DRCH在每个DRCH区中占有的子载波数相同。

5.根据权利要求4所述的正交频分多址接入系统物理信道资源分配方法，其特征在于，根据需要动态配置的DRCH区的大小，发送端和接收端根据预先设定的资源映射表确定每一个DRCH区和LRCH区在所述可用频带内的大小和位置。

6.根据权利要求1所述的正交频分多址接入系统物理信道资源分配方法，其特征在于，所述可用频带的最高和最低频率分别归属两个DRCH区。

7.根据权利要求1所述的正交频分多址接入系统物理信道资源分配方法，其特征在于，如果采用2天线的空频块码，则每个DRCH区包含的子载波以连续的2个子载波为单位分配给单个DRCH；

如果采用4天线的空频块码，则每个DRCH区包含的子载波以连续的4个子载波为单位分配给单个DRCH。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的正交频分多址接入系统物理信道资源分配方法，其特征在于，在不同的正交频分复用码元上，组成DRCH的子载波的频率跳变或不变。

9.根据权利要求8所述的正交频分多址接入系统物理信道资源分配方法，其特征在于，对于所述频率跳变的情况，频率跳变的模式通过预置的跳频序列生成；每个小区按频率碰撞最小的原则选取不同的跳频序列。

10.一种发送数据的方法，其特征在于，包含以下步骤：

根据各DRCH和LRCH需要在当前传输帧发送的数据量大小，确定DRCH区的大小；

根据所述DRCH区的大小获得与各DRCH和LRCH相关联的子载波；

将待发用户数据关联到对应的DRCH和LRCH，并以正交频分多址接入方式在所述子载波上发送。

11.根据权利要求10所述的发送数据的方法，其特征在于，所述DRCH区的大小通过广播信道发送给小区中的各移动终端。

12.根据权利要求10所述的发送数据的方法，其特征在于，根据所述DRCH区的大小，通过查预先设定的资源映射表或计算，获得与各DRCH和LRCH相关联的子载波。

13.根据权利要求10至12中任一项所述的发送数据的方法，其特征在于，所述正交频分多址接入方式的发送包含以下子步骤：

对所述待发数据进行编码调制，生成调制符号，并映射到对应的正交频分复用码元的子载波上；

对所述子载波进行逆快速傅立叶变换处理并发送正交频分复用码元。

14.一种接收数据的方法，其特征在于，包含以下步骤：

根据DRCH区的大小获得与各DRCH和LRCH相关联的子载波；

接收传输帧中的数据，并以正交频分多址接入方式在所述子载波上恢复出用户数据。

15.根据权利要求14所述的接收数据的方法，其特征在于，从广播信道获得所述DRCH区的大小。

16.根据权利要求14所述的接收数据的方法，其特征在于，根据所述DRCH区的大小，通过查预先设定的资源映射表或计算，获得与各DRCH和LRCH相关联的子载波。

17.根据权利要求14至16中任一项所述的接收数据的方法，其特征在于，所述以正交频分多址接入方式恢复出用户数据的步骤包含以下子步骤：

对接收到的正交频分复用码元进行快速傅立叶变换，恢复出与DRCH和LRCH关联的各正交频分复用码元上的子载波；

从所述子载波上提取调制符号，并对调制符号解调和解码恢复出用户数据。

18.一种发射装置，其特征在于，包含：

根据各DRCH和LRCH需要在当前传输帧发送的数据量大小，确定DRCH区的大小的模块；

根据所述DRCH区的大小获得与各DRCH和LRCH相关联的子载波的模块；

将待发用户数据关联到对应的DRCH和LRCH，并以正交频分多址接入方式在所述子载波上发送的模块。

19.根据权利要求18所述的发射装置，其特征在于，实现以正交频分多址接入方式在所述子载波上发送的模块进一步包含以下单元：

对所述待发数据进行编码调制，生成调制符号的单元；

将所述调制符号映射到对应的正交频分复用码元的子载波上的单元；

对所述子载波进行逆快速傅立叶变换处理的单元；

发射经逆快速傅立叶变换处理的正交频分复用码元的单元。

20.一种接收装置，其特征在于，包含：

根据DRCH区的大小获得与各DRCH和LRCH相关联的子载波的模块；

接收传输帧中的数据的模块；

对所接收的数据以正交频分多址接入方式在所述子载波上恢复出用户数据的模块。

21.根据权利要求20所述的接收装置，其特征在于，所述以正交频分多址接入方式在子载波上恢复出用户数据的模块包含以下单元：

对接收到的正交频分复用码元进行快速傅立叶变换，恢复出与DRCH和LRCH关联的各正交频分复用码元上的子载波的单元；

从所述子载波上提取调制符号的单元；

对所述调制符号解调和解码恢复出用户数据的单元。

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