CN101087288A - 长期演进系统中的循环前缀确定方法及eNodeB - Google Patents
长期演进系统中的循环前缀确定方法及eNodeB Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种长期演进系统中的循环前缀确定方法及eNodeB，所述方法包括：A.eNodeB确定本次资源调度单位时间中需要调度的终端；B.eNodeB判断本次需要调度的终端是否全部位于小区的内部，若是，则采用短循环前缀向本次需要调度的终端下发数据或者指示本次需要调度的终端采用短循环前缀上传数据，否则，采用长循环前缀向本次需要调度的终端下发数据，或者指示本次需要调度的终端采用长循环前缀上传数据。所述eNodeB包括资源分配模块、符号发送模块、调度终端确定模块和判断模块。本发明在保证小区覆盖范围内的终端都能正常接收信号的前提下进一步提高了系统的资源利用效率。
Description
技术领域
本发明涉及通信领域，尤其涉及一种长期演进系统中的循环前缀确定方法及eNodeB。
背景技术
OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交频分多路复用)技术的基本原理是在频域内将给定信道分成N个正交子信道，每个子信道上使用一个子载波进行调制，将输入的高速数据流分解为N个并行的低速数据流，在N个子信道上同时进行传输。这样尽管总的信道是非平坦的，具有频率选择性，但是每个子信道是相对平坦的，在每个子信道上进行的是窄带传输，信号带宽小于信道的相应带宽，因此就可以大大消除信号波形间的干扰，能有效对抗频率选择性衰落。
符号间干扰(Inter-Symbol Interference，符号间干扰)是数字通信系统中除噪声干扰之外最主要的干扰，它与加性的噪声干扰不同，是一种乘性的干扰。造成符号间干扰的原因有很多，实际上，只要传输信道的频带是有限的，就会造成一定的符号间干扰。为了避免符号间干扰，OFDM技术采用了在OFDM符号之间插入保护间隔的处理方式，该保护间隔的长度一般要大于无线信道的最大时延扩展，这样一个符号的多径分量就不会对下一个符号造成干扰。由于多径传播的影响，如果在这段保护间隔内不插入任何信号，会产生子信道间干扰(ICI)，为了消除由于多径传播造成的子信道间干扰，一种有效的办法就是对OFDM符号进行周期扩展，用扩展信号来填充保护间隔，这种保护间隔内的信号被称为循环前缀(Cyclic Prefix，循环前缀)，但加入循环前缀的同时也对带宽资源造成了一定的损失。
由于移动通信系统中的小区半径是有差异的，有微小区、宏小区等。对于宏小区，由于小区半径很大，为了保证小区边缘的用户接收信号时不受到大的符号间干扰，需要采用较长的循环前缀。目前3GPP(The 3rd GenerationPartnership Project，第三代合作伙伴计划)已经确定在LTE(Long TermEvolution，长期演进)系统中采用OFDM时循环前缀的长度具有两种选择，短循环前缀适用于半径较小的微小区，可以在保证信号质量的前提下提高资源利用效率；长循环前缀主要适用于半径较大的宏小区，另外在传输MBMS(Multimedia Broadcast Multicast Service，多媒体广播组播业务)时为了实现多小区的宏分集也将采用长循环前缀。
目前确定LTE系统在FDD(频分双工)和TDD(时分双工)模式下的下行都采用OFDM调制方式，下面两个表格分别为LTE系统在FDD模式及TDD模式下采用OFDM调制方式进行下行数据传输时的传输参数：
FDD模式下的下行传输参数：
| 传输带宽 | 1.25MHz | 2.5MHz | 5MHz | 10MHz | 15MHz | 20MHz |
| 子帧长度 | 0.5ms | |||||
| 子载波间隔 | 15kHz | |||||
| 采用短/长CP时，子帧中的OFDM符号数 | 7/6 | |||||
TDD模式下的下行传输参数：
| 传输带宽 | 1.25MHz | 2.5MHz | 5MHz | 10MHz | 15MHz | 20MHz |
| 时隙长度 | 0.675ms | |||||
| 子载波间隔 | 15kHz | |||||
| 采用短/长CP时，时隙中的OFDM符号数 | 8/7 | |||||
通过上述两个表格中的传输参数可知：LTE系统在FDD和TDD模式下进行下行数据传输时，与采用短循环前缀相比，采用长循环前缀时一个子帧/时隙中将少传输一个符号的数据，资源利用率低于使用短循环前缀的情况，采用长循环前缀进行数据传输是以牺牲带宽资源来保证大面积的覆盖。
目前在LTE系统的宏小区使用长循环前缀进行数据传输可以避免小区边缘用户的信号出现符号间干扰，但小区内部的用户使用长循环前缀会对系统资源造成浪费。
发明内容
本发明提供一种长期演进系统中的循环前缀确定方法及eNodeB，用以解决现有技术中LTE系统的宏小区覆盖范围内的终端使用单一的长循环前缀进行数据传输会造成系统资源浪费的问题。
本发明方法包括：
一种长期演进系统中的循环前缀确定方法，包括步骤：
A、eNodeB确定本次资源调度单位时间中需要调度的终端；
B、eNodeB判断本次需要调度的终端是否全部位于小区的内部，若是，则采用短循环前缀向本次需要调度的终端下发数据或者指示本次需要调度的终端采用短循环前缀上传数据，否则，采用长循环前缀向本次需要调度的终端下发数据，或者指示本次需要调度的终端采用长循环前缀上传数据。
较佳地，所述小区为长期演进系统中的宏小区。
较佳地，所述步骤A前还包括步骤：
eNodeB利用预设的排序策略对需要传输数据的终端进行优先级排序，并根据周期性位置测量结果确定排序形成的终端序列中各终端与eNodeB之间的距离；
eNodeB将终端序列中各终端距eNodeB的距离与预设距离门限进行比较，根据比较结果标注序列中各终端是位于小区内部或是位于小区边缘。
较佳地，所述eNodeB确定本次资源调度单位时间中需要调度的终端的过程为：
eNodeB根据本次资源调度单位时间中可调度的终端数量，从终端序列的最前端开始截取设定数量的终端，判断截取得到的终端序列中处于小区内部的终端和处于小区边缘的终端中哪方数量较多，从数量较多一方中按照优先级高低顺序选取本次资源调度单位时间中需要调度的终端。
较佳地，若截取得到的终端序列中处于小区内部的终端和处于小区边缘的终端中较多一方的数量小于本次资源调度单位时间中可调度的终端数量，则eNodeB继续从截取得到的终端序列中数量较少的一方按照优先级高低顺序选取本次资源调度单位时间中需要调度的终端，以补足不足部分。
较佳地，本次资源调度单位时间中采用的循环前缀类型及为终端分配的资源信息由eNodeB通过调度信息预先发送给终端。
较佳地，所述终端按照调度信息中指示的为终端分配的资源信息接收数据，并根据调度信息中指示的循环前缀类型去除接收到的OFDM符号间的循环前缀；或者
所述终端根据调度信息中指示的循环前缀类型在待发送的OFDM符号间插入循环前缀，并按照调度信息中指示的为终端分配的资源信息发送插入循环前缀后的OFDM符号。
较佳地，所述eNodeB将本次需要调度的各个终端距eNodeB的距离分别与预设距离门限进行比较，根据比较结果确定本次需要调度的终端是否全部位于小区内部。
较佳地，所述预设距离门限根据短循环前缀容许的最大时延扩展确定。
较佳地，所述资源调度单位时间为频分复用模式下的子帧或者时分复用模式下的时隙。
一种eNodeB，包括：
资源分配模块，用于根据所采用的循环前缀类型，在终端进行数据发送或接收时为终端分配相应的资源；
符号发送模块，连接所述资源分配模块，用于利用资源分配模块为终端分配的资源向终端下发数据或者指示终端利用所述分配的资源上传数据；
还包括：
调度终端确定模块，用于确定本次资源调度单位时间中需要调度的终端；
判断模块，分别连接所述调度终端确定模块和资源分配模块，用于判断本次需要调度的终端是否全部位于小区的内部，若是，则为本次需要调度的终端分配短循环前缀，否则为本次需要调度的终端分配长循环前缀。
较佳地，所述小区为长期演进系统中的宏小区。
较佳地，还包括：
调度信息发送模块，分别连接所述判断模块和所述资源分配模块，用于预先向终端发送本次资源调度单位时间中采用的循环前缀的信息及为终端分配的资源的信息。
较佳地，所述资源调度单位时间为频分复用模式下的子帧或者时分复用模式下的时隙。
本发明有益效果如下：
本发明技术方案中LTE系统中宏小区的eNodeB通过将本次需要调度的终端的位置信息与预设距离门限进行比较，以确定本次需要调度的终端是否全部位于小区的内部，若是，则采用短循环前缀向本次需要调度的终端下发数据或者指示本次需要调度的终端采用短循环前缀上传数据，否则，采用长循环前缀向本次需要调度的终端下发数据，或者指示本次需要调度的终端采用长循环前缀上传数据。从而解决了现有技术LTE系统中宏小区的eNodeB在向其覆盖范围内的终端发送OFDM符号时使用单一的长循环前缀会造成系统资源浪费的问题，在保证小区覆盖范围内的各个地理位置上的终端都能正常接收信号的前提下进一步提高了系统的资源利用效率。
附图说明
图1为本发明LTE系统中的循环前缀确定方法的主要实现原理流程图；
图2为本发明LTE系统中宏小区的eNodeB在进行下行数据传输时确定循环前缀的方法的流程图；
图3为本发明LTE系统的宏小区中预设距离门限的示意图；
图4为本发明LTE系统中宏小区中的终端进行上行数据传输时确定循环前缀的方法的流程图；
图5为本发明eNodeB的主要组成结构框图。
具体实施方式
为解决上述现有技术LTE系统中宏小区覆盖范围内的终端使用单一的长循环前缀容易造成系统资源浪费的问题，本发明提出了一种在LTE系统的宏小区中根据UE的位置，在资源分配时灵活配置长短循环前缀的处理方式，对小区内部的UE配置短循环前缀，对小区边缘的UE配置长循环前缀，与现有技术LTE系统中宏小区使用单一的长循环前缀相比，由于使用短循环前缀的用户都位于小区内部，因此可以满足避免符号间干扰的要求，且提高了系统的资源利用效率。
下面将结合各个附图对本发明技术方案的主要实现原理、具体实施方式及其对应能够达到的有益效果进行详细的阐述。
请参阅图1，该图为本发明LTE系统中宏小区的循环前缀确定方法的主要实现原理流程图，其主要实现过程如下：
步骤S10、LTE系统中宏小区的eNodeB根据预设的调度策略确定本次资源调度单位时间中需要调度的终端；
步骤S11、eNodeB判断本次需要调度的终端是否全部位于小区内部，若是，执行步骤S12、否则，执行步骤S13；
步骤S12、eNodeB采用短循环前缀向本次需要调度的终端下发数据或者指示本次需要调度的终端采用短循环前缀上传数据；
步骤S13、eNodeB采用长循环前缀向本次需要调度的终端下发数据，或者指示本次需要调度的终端采用长循环前缀上传数据。
请参阅图2，该图为本发明LTE系统中宏小区的eNodeB在进行下行数据传输时确定循环前缀的方法的流程图，其主要实现过程如下：
步骤S20、LTE系统中宏小区的eNodeB根据预设的调度策略确定在进行下行数据传输时本次资源调度单位时间中需要调度的终端；
当LTE系统采用FDD模式时，这里的资源调度单位时间是指现有标准中规定的长度为0.5ms的子帧；而当LTE系统采用TDD模式时，这里的资源调度单位时间是指现有标准中规定的长度为0.675ms的时隙。
所述调度策略可以为现有技术中常用的调度算法，即eNodeB可以采用现有技术中常用的调度算法为本子帧/时隙确定需要调度的终端，例如采用现有技术中的最大载干比(MAX C/I)算法或轮询(Round Robin)算法或ProportionalFair(正比公平)算法为本子帧/时隙确定需要调度的终端。
较佳地，所述调度策略是指eNodeB采用现有技术中常用的调度算法(如最大载干比(MAX C/I)算法、轮询(Round Robin)算法或者Proportional Fair(正比公平)算法)对所有需要进行下行数据传输的终端进行优先级排序，并根据周期性位置测量结果确定排序形成的终端序列中各终端与eNodeB之间的距离，将终端序列中各终端距eNodeB的距离与预设距离门限进行比较，根据比较结果标注序列中各终端是位于小区内部或是位于小区边缘，以及根据本次资源调度单位时间中可调度的终端数量，从终端序列的最前端开始截取设定数量的终端，判断截取得到的终端序列中处于小区内部的终端和处于小区边缘的终端哪方数量较多，从数量较多的一方中按照优先级高低顺序选取本次资源调度单位时间中需要调度的终端。若截取得到的终端序列中处于小区内部的终端和处于小区边缘的终端中较多一方的数量小于本次资源调度单位时间中可调度的终端数量，则eNodeB按照优先级高低继续从终端序列中处于小区内部的终端和处于小区边缘的终端中数量较少的一方中顺序选取本次资源调度单位时间中需要调度的终端，以补足不足部分。其目的是尽量使得在同一子帧/时隙中被调度的终端全部处于小区内部或全部处于小区边缘，从而可以最大限度的增加采用短循环前缀的机会，进一步提高了系统的资源利用效率。
步骤S21、eNodeB判断步骤S20中确定的本次资源调度单位时间中需要调度的终端是否全部位于小区内部，若是，执行步骤S22、步骤S23，否则，代表本次需要调度的终端中包括位于小区边缘的终端，执行步骤S24、步骤S25；
eNodeB根据周期性的位置测量结果获取上述步骤S20中确定的需要调度的终端的位置信息，即需要调度的各个终端与eNodeB之间的距离。其中，所述周期性的位置测量主要是通过路损测量、时间提前量测量等测量手段来完成的。
具体地，所述eNodeB判断本次资源调度单位时间中需要调度的终端是否全部位于小区内部的过程如下：
eNodeB在进行资源调度时，将上述确定的本次资源调度单位时间中需要调度的各个终端与eNodeB之间的距离分别与预设距离门限进行比较，根据比较结果确定本次资源调度单位时间中需要调度的各个终端是否全部位于小区的内部。
其中，所述预设距离门限是在不带来符号间干扰的前提下，根据短循环前缀所容许的最大时延扩展确定的传输距离。图3所示为本发明LTE系统的宏小区中预设距离门限的示意图，图中的圆圈为小区的半径门限，该预设距离门限在逻辑上将宏小区分为小区内部和小区边缘两个部分。
步骤S22、eNodeB确定在本次资源调度单位时间中采用短循环前缀向需要调度的终端发送OFDM符号，eNodeB将本次资源调度单位时间中应采用短循环前缀的信息以及为终端分配的资源的信息通过调度信息发送给终端。
步骤S23、eNodeB在待发送的原始OFDM符号之间插入短循环前缀，在本次资源调度单位时间中发送给需要调度的终端。
与采用长循环前缀相比，采用短循环前缀时一个资源调度单位时间中将多传输一个符号的数据，因此其资源利用率高于使用长循环前缀的情况。
步骤S24、eNodeB确定在本次资源调度单位时间中采用长循环前缀向需要调度的终端发送OFDM符号，eNodeB将本次资源调度单位时间中应采用长循环前缀的信息以及为终端分配的资源的信息通过调度信息发送给终端。
步骤S25、eNodeB在待发送的原始OFDM符号之间插入长循环前缀，在本次资源调度单位时间中发送给需要调度的终端。
步骤S26、终端接收调度信息，按照调度信息中指示的为终端分配的资源信息接收OFDM符号，并根据调度信息中指示的循环前缀类型去除接收到的OFDM符号间的循环前缀，即可得到eNodeB发送给终端的原始OFDM符号。
请参阅图4，该图为本发明LTE系统中宏小区中的终端进行上行数据传输时确定循环前缀的方法的流程图，其主要实现过程如下：
步骤S30、LTE系统中宏小区的eNodeB根据预设的调度策略确定终端在进行上行数据传输时本次资源调度单位时间中需要调度的终端；
本步骤中所述调度策略所采用的调度策略与上述步骤S20中相同，不再赘述。
步骤S31、eNodeB判断步骤S30中确定的本次资源调度单位时间中需要调度的终端是否全部位于小区内部，若是，执行步骤S32、步骤S33，否则，代表本次需要调度的终端中包括位于小区边缘的终端，执行步骤S34、步骤S35。
步骤S32、eNodeB确定本次资源调度单位时间中需要调度的终端应采用短循环前缀向eNodeB发送OFDM符号，eNodeB将本次资源调度单位时间中应采用短循环前缀的信息以及为终端分配的资源的信息通过调度信息发送给终端。
步骤S33、本次需要调度的终端根据调度信息中指示的循环前缀类型在待发送的原始OFDM符号之间插入短循环前缀，并按照调度信息中指示的为终端分配的资源信息向eNodeB发送插入短循环前缀后的OFDM符号。
与采用长循环前缀相比，采用短循环前缀时一个资源调度单位时间中将多传输一个符号的数据，因此其资源利用率高于使用长循环前缀的情况。
步骤S34、eNodeB确定本次资源调度单位时间中需要调度的终端应采用长循环前缀向eNodeB发送OFDM符号，eNodeB将本次资源调度单位时间中应采用长循环前缀的信息以及为终端分配的资源的信息通过调度信息发送给终端。
步骤S35、本次需要调度的终端根据调度信息中指示的循环前缀类型在待发送的OFDM符号间插入长循环前缀，并按照调度信息中指示的为终端分配的资源信息向eNodeB发送插入长循环前缀后的OFDM符号。
步骤S36、eNodeB接收到终端的OFDM符号后，去除相应的循环前缀，即可得到终端发送给eNodeB的原始OFDM符号。
综上可见，实施本发明方法原理时，LTE系统中宏小区的eNodeB通过将本次需要调度的终端的位置信息与预设距离门限进行比较，以确定本次需要调度的终端是否全部位于小区的内部，若是，则采用短循环前缀向本次需要调度的终端下发数据或者指示本次需要调度的终端采用短循环前缀上传数据，否则，采用长循环前缀向本次需要调度的终端下发数据，或者指示本次需要调度的终端采用长循环前缀上传数据，从而解决了现有技术LTE系统中宏小区的eNodeB在向其覆盖范围内的终端发送OFDM符号时使用单一的长循环前缀容易造成系统资源浪费的问题，提高了系统的资源利用效率。
相应于本发明上述提出的LTE系统中的循环前缀确定方法，本发明这里还进而提出了一种对应的eNodeB，请参照图5，该图是本发明eNodeB的主要组成结构框图，其主要包括资源分配模块10，符号发送模块20、调度终端确定模块30、判断模块40和调度信息发送模块50，其中各个组成单元的具体作用如下：
资源分配模块10，用于根据所采用的循环前缀类型，在终端进行数据发送或接收时为终端分配相应的资源；
符号发送模块20，连接所述资源分配模块10，用于利用资源分配模块为终端分配的资源向终端下发数据或者指示终端利用所述分配的资源上传数据；
调度终端确定模块30，用于确定本次资源调度单位时间中需要调度的终端；
判断模块40，分别连接所述调度终端确定模块30和资源分配模块10，用于判断本次需要调度的终端是否全部位于小区的内部，若是，则为本次需要调度的终端分配短循环前缀，否则为本次需要调度的终端分配长循环前缀；
调度信息发送模块50，分别连接所述判断模块40和所述资源分配模块10，用于预先向终端发送本次资源调度单位时间中采用的循环前缀的信息及为终端分配的资源的信息。以供终端在相应的资源接收OFDM符号以及将接收到的OFDM符号中插入的循环前缀去除，或者供终端在相应的资源发送OFDM符号。
本发明上述提出的eNodeB的其他具体相关技术实现细节请参照本发明上述方法中的相关技术实现细节的具体描述，这里不再给以过多赘述。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (14)
1、一种长期演进系统中的循环前缀确定方法，其特征在于，包括步骤：
A、eNodeB确定本次资源调度单位时间中需要调度的终端；
B、eNodeB判断本次需要调度的终端是否全部位于小区的内部，若是，则采用短循环前缀向本次需要调度的终端下发数据或者指示本次需要调度的终端采用短循环前缀上传数据，否则，采用长循环前缀向本次需要调度的终端下发数据，或者指示本次需要调度的终端采用长循环前缀上传数据。
2、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述小区为长期演进系统中的宏小区。
3、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤A前还包括步骤：
eNodeB利用预设的排序策略对需要传输数据的终端进行优先级排序，并根据周期性位置测量结果确定排序形成的终端序列中各终端与eNodeB之间的距离；
eNodeB将终端序列中各终端距eNodeB的距离与预设距离门限进行比较，根据比较结果标注序列中各终端是位于小区内部或是位于小区边缘。
4、如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述eNodeB确定本次资源调度单位时间中需要调度的终端的过程为：
eNodeB根据本次资源调度单位时间中可调度的终端数量，从终端序列的最前端开始截取设定数量的终端，判断截取得到的终端序列中处于小区内部的终端和处于小区边缘的终端中哪方数量较多，从数量较多一方中按照优先级高低顺序选取本次资源调度单位时间中需要调度的终端。
5、如权利要求4所述的方法，其特征在于，若截取得到的终端序列中处于小区内部的终端和处于小区边缘的终端中较多一方的数量小于本次资源调度单位时间中可调度的终端数量，则eNodeB继续从截取得到的终端序列中数量较少的一方按照优先级高低顺序选取本次资源调度单位时间中需要调度的终端，以补足不足部分。
6、如权利要求1所述的方法，其特征在于，本次资源调度单位时间中采用的循环前缀类型及为终端分配的资源信息由eNodeB通过调度信息预先发送给终端。
7、如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述终端按照调度信息中指示的为终端分配的资源信息接收数据，并根据调度信息中指示的循环前缀类型去除接收到的OFDM符号间的循环前缀；或者
所述终端根据调度信息中指示的循环前缀类型在待发送的OFDM符号间插入循环前缀，并按照调度信息中指示的为终端分配的资源信息发送插入循环前缀后的OFDM符号。
8、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述eNodeB将本次需要调度的各个终端距eNodeB的距离分别与预设距离门限进行比较，根据比较结果确定本次需要调度的终端是否全部位于小区内部。
9、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设距离门限根据短循环前缀容许的最大时延扩展确定。
10、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述资源调度单位时间为频分复用模式下的子帧或者时分复用模式下的时隙。
11、一种eNodeB，包括：
资源分配模块，用于根据所采用的循环前缀类型，在终端进行数据发送或接收时为终端分配相应的资源；
符号发送模块，连接所述资源分配模块，用于利用资源分配模块为终端分配的资源向终端下发数据或者指示终端利用所述分配的资源上传数据；
其特征在于，还包括：
调度终端确定模块，用于确定本次资源调度单位时间中需要调度的终端；
判断模块，分别连接所述调度终端确定模块和资源分配模块，用于判断本次需要调度的终端是否全部位于小区的内部，若是，则为本次需要调度的终端分配短循环前缀，否则为本次需要调度的终端分配长循环前缀。
12、如权利要求11所述的eNodeB，其特征在于，所述小区为长期演进系统中的宏小区。
13、如权利要求11所述的eNodeB，其特征在于，还包括：
调度信息发送模块，分别连接所述判断模块和所述资源分配模块，用于预先向终端发送本次资源调度单位时间中采用的循环前缀的信息及为终端分配的资源的信息。
14、如权利要求11所述的eNodeB，其特征在于，所述资源调度单位时间为频分复用模式下的子帧或者时分复用模式下的时隙。
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