CN101123600B - 正交频分多址接入系统及其设备、传输方法和终端 - Google Patents

Abstract

本发明涉及无线通信领域，公开了一种正交频分多址接入系统及其设备、传输方法和终端，使得资源信道复用方式下系统前向传输功能得以实现。本发明中，在现有控制信道的基础上增加了资源信道类型的信息，此信息使终端能够确切地知道其采用的资源信道类型。可以使用独立的字段传输资源信道类型信息，也可以在Block type字段表示资源信道类型的信息，还可以在Channel ID字段中增加一个比特表示资源信道类型的信息。

Description

正交频分多址接入系统及其设备、传输方法和终端

技术领域

本发明涉及无线通信领域，特别涉及正交频分多址接入(OrthogonalFrequency Multiple Access，简称“OFDMA”)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。通过向不同的终端分配不同的子载波，可以实现OFDM的多址接入，即OFDMA。 

OFDM作为一种多载波数字调制技术，将数据经编码后在频域传输。不像常规的单载波技术，如调幅/调频(Amplitude Modulation/FrequencyModulation，简称“AM/FM”)，在某一时刻只用单一频率发送单一信号，OFDM在经过特别计算的正交频率上同时发送多路高速信号。 

OFDM又作为一种复用技术，将多路信号复用在不同正交子载波上。传统的频分复用(Frequency Division Multiplexing，简称“FDM”)技术将带宽分成几个子信道，中间用保护频带来降低干扰，它们同时发送数据。OFDM系统比传统的FDM系统要求的带宽要少得多。由于使用无干扰正交载波技术，单个载波间无需保护频带。这样使得可用频谱的使用效率更高。另外，OFDM技术可动态分配在子信道上的数据。为获得最大的数据吞吐量，多载波调制器可以智能地分配更多的数据到噪声小的子信道上。 

OFDM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。OFDM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OFDM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OFDM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OFDM系统中，资源信道的类型可以分为两种：离散资源信道(Distributed Resource Channel，简称“DRCH”)和块资源信道(Block ResourceChannel，简称“BRCH”)。BRCH由若干连续的子载波和连续的OFDM符号组成，在物理信道的时间频率域上成块状，因此称为块资源信道(BRCH)，如图1所示。DRCH由不连续的若干子载波和OFDM符号组成，在物理信道的时间频率域上成离散状。因此称为离散资源信道(DRCH)，如图2所示。 

在0FDM系统中，信道资源通常可以分为业务信道和控制信道。业务信道负责传输业务相关的数据。控制信道负责传输基站和移动终端间相互交换的信令。其中，下行控制信道通常又可以分为广播信道(Broadcast channel，简称“BCH”)，共享控制信道(shared control channel，简称“SCCH”)，专用控制信道(dedicated control channel，简称“DCCH”)等等。SCCH把多个终端的控制信息复用在一个信道进行传输，多个终端可以通过该信道获 得各自控制信息，该信道又称为共享信令信道(shared signaling channel，简称“SSCH”)。 

在实际应用中，无论是BRCH信道或DRCH信道，其物理资源的支配均是通过系统分配逻辑资源来实现的。具体地说，在需要进行数据传输时，系统给终端分配不同的逻辑资源，终端根据逻辑资源与物理资源的映射关系来确定属于自己的数据分配在哪些物理资源上。在目前的第三代移动通信合作伙伴项目第二版(3rd Generation Partnership Project 2，简称“3GPP2”)中，这种映射关系是通过Channel tree来实现的，如图3所示，每个Channel tree上的每个节点被定义为一个Channel ID，即每个Channel tree上的每个节点对应一个Channel ID，每个Channel ID对应一组逻辑子载波。将Channel ID通知对应的终端，终端根据分配的Channel ID与物理资源的映射关系和其本身的资源信道类型就可以确定属于自己的数据分配在哪些物理资源上。其中，Channel ID，即分配给终端的信道资源信息，是通过前向指配消息在前向共享控制信道(F-SCCH)上进行传输，通知各个终端的。其中，F-SCCH承载了指定终端分配和释放前反向资源的信息，通常有如表1所示的6种信息。 

字段	Block   Type   块类  型	MAC   ID	Persis-tent	Channel   ID   通道标  识	PF	Duration   持续   时间	Ext.TX	timing  定时	Suppl.	Rank  级别
											比特位数	3	9-11	1	6-8	4-6	2	1	6	1	2
Access  Grant	000	1	0	0	0	0	0	1	0	0
											FLAM	010	0	1	1	1	0	1	0	1	0
RLAM	011	0	1	1	1	0	1	0	1	0
											MCW  FLAM1	100	TBD	TBD	TBD	TBD	TBD	TBD	TBD	TBD	TBD
MCW  FLAM2	101	TBD	TBD	TBD	TBD	TBD	TBD	TBD	TBD	TBD
											SCW  FLAB	110	TBD	TBD	TBD	TBD	TBD	TBD	TBD	TBD	TBD

表1 

表1所示的是3GPP2空口演进项目(AIE)最新会议讨论结果。表中纵向表示不同的区域字段，而横向表示不同的控制信道消息。 

另外，在3GPP2中，逻辑信道采用二叉树的结构如图4所示。最上层的根节点表示整个频带的信道资源，每个节点有两个子节点。最下层有n*Ng个叶节点，称为基节点(base node)，其中n表示整个频带内可提供足够频率分集的子带个数，例如可规定每个OFDM符号内连续的128个子载波，即1.25M称为一个子带，若整个频带为5M，那么n等于4；Ng表示在子带内共包含的基节点个数，例如每个OFDM符号内16个子载波为一个基节点，那么Ng等于128/16＝8。 

如上所述，Channel tree上的每个节点用Channel ID表示，按照3GPP2现有规定，对于5M系统，基节点个数为32，其上有16个基节点的父节点，以此类推，到最上层有1个根节点，也就是说，对应整个频带为5M情况下Channel tree共有63个节点，由于每个节点对应一个Channel ID，因此在表1中Channel ID至少用6比特表示。系统支持的整个频带最大为20M，要想表达20M频带所对应的Channel tree上的每个节点，表1中Channel ID的比特位数最大可达8比特。 

另外，由于上述两种OFDM资源信道类型，无论是BRCH方式还是DRCH方式，都有各自的优缺点，为了充分利用信道资源，希望将BRCH方式以及DRCH方式进行复用。在目前的3GPP2中，可采用如图5所示的两种复用模式。 

在实际应用中，存在以下问题：在BRCH方式以及DRCH方式复用时，终端仅根据Channel ID无法映射出相应的物理资源。 

造成这种情况的主要原因在于，系统为终端指配物理资源是通过分配逻辑资源，如Channel ID，来实现的，终端可根据接收到的Channel ID映射出相应的物理资源，然而，在多种资源信道类型复用的情况下，由于不同的资源信道类型所采用的映射方法不同，终端在不确定资源信道类型是BRCH或DRCH的情况下，仅靠Channel ID无法映射出相应的物理信道。然而在目前的资源复用方案中，在每一数据帧中终端采用的资源信道类型是BRCH还是DRCH的相关信息并没有通过具体的控制信息下发给终端，从而终端无法根据接收到的Channel ID映射出相应的物理信道。

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及其设备、传输方法和终端，使得资源信道复用方式下系统前向传输功能得以实现。 

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的传输方法，包含以下步骤： 

网络侧将资源信道类型的信息传输到终端，该终端根据收到的来自网络侧的所述资源信道类型接收来自网络侧的数据； 

其中，所述资源信道类型包括块资源信道BRCH和离散资源信道DRCH；所述网络侧还通过F-SCCH将通道标识Channel ID与所述资源信道类型的信息一起传输到所述终端，使得该终端根据Channel ID和资源信道类型确定相应的物理资源，并从这些物理资源上获取属于本终端的数据。 

其中，所述资源信道类型的信息通过前向共享控制信道F-SCCH传输到所述终端。 

此外在所述方法中，所述资源信道类型的信息以1个比特表示。 

此外在所述方法中，所述资源信道类型的信息在独立字段中传输。 

此外在所述方法中，所述资源信道类型的信息包含在块类型Block Type字段中传输。 

此外在所述方法中，包含所述资源信道类型的信息的Block Type字段为4比特，增加Type总数部分用于包含资源信道类型的信息。 

此外在所述方法中，所述资源信道类型的信息包含在Channel ID字段中传输。 

此外在所述方法中，包含所述资源信道类型的信息的Channel ID字段为7至9比特，其中1比特为所述资源信道类型的信息。 

本发明还提供了一种正交频分多址接入系统，包含网络侧和终端，在所述网络侧包含将资源信道类型的信息传输到所述终端的单元，和向终端发送数据的单元； 

在所述终端包含： 

接收来自所述网络侧的资源信道类型的信息的单元； 

根据所述资源信道类型接收来自所述网络侧的数据的单元； 

其中，所述资源信道类型包括块资源信道BRCH和离散资源信道DRCH，所述网络侧还通过F-SCCH将通道标识Channel ID与所述资源信道类型的信息一起传输到所述终端，该终端根据Channel ID和资源信道类型确定相应的物理资源，并从这些物理资源上获取属于本终端的数据。 

本发明还提供了一种正交频分多址接入系统的网络侧设备，包含将资源信道类型的信息传输到终端的单元；和 

向终端发送数据的单元； 

其中，所述资源信道类型包括块资源信道BRCH和离散资源信道DRCH，所述网络侧还通过F-SCCH将通道标识Channel ID与所述资源信道类型的信息一起传输到所述终端。 

本发明还提供了一种基于正交频分复用的终端，包含： 

接收来自网络侧的资源信道类型的信息的单元； 

根据所述资源信道类型接收来自所述网络侧的数据的单元； 

其中，所述资源信道类型包括块资源信道BRCH和离散资源信道DRCH，终端根据Channel ID和资源信道类型确定相应的物理资源，并从这些物理资源上获取属于本终端的数据。 

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，在现有控制信道的基础上增加了资源信道类型的信息，此信息使终端能够确切地知道其采用的资源信道类型，使得在现有的资源信道复用方式下，系统前向传输功能得以实现。 

可以使用独立的字段传输指示资源信道类型的信息。这种方案在物理含义较为清晰。 

附图说明

也可以在Block type字段中增加一个比特使增加Type总数部分用于表示资源信道类型。这种方案的优点在于，在同样增加1个bit的情况下，扩充了Block type的种类，可以便于增加其他控制消息在F-SCCH控制信道上的传输。 

还可以在Channel ID字段中增加一个比特表示资源信道类型。这种方案可以视为将原先的一棵Channel Tree扩展成了两棵Channel Tree，其中一棵为BRCH方式，另一棵为DRCH方式。因为在确定终端所用的物理资源时，原本就要将资源信道类型结合Channel ID才可得到，使用本方案后可以直接根据扩展的Channel ID得到对应的物理资源。 

图1是现有技术中BRCH信道示意图； 

图2是现有技术中DRCH信道示意图； 

图3是现有技术中Channel Tree的示意图； 

图4是现有技术中3GPP2中Channel Tree的结构示意图； 

图5是现有技术中3GPP2中的两种资源指配方式复用的示意图； 

图6是根据本发明第一实施方式OFDMA系统的传输方法流程图； 

具体实施方式

图7是根据本发明第二实施方式OFDMA系统的传输方法流程图； 

图8是根据本发明第三实施方式OFDMA系统的传输方法流程图。 

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，在现有控制信道的基础上增加了资源信道类型的信息，该信息使终端能够确切地知道其采用的资源信道类型，使得在现有的资源信道复用方式下，系统前向传输功能得以实现。 

下面根据发明原理对本发明第一实施方式OFDMA系统的传输方法进行说明。 

本实施方式中，网络侧将资源信道类型的信息通过独立字段传输到终端，该终端根据该资源信道类型接收来自网络侧的数据，如表2所示，网络侧将在F-SCCH信道结构中增加一个新的独立字段Resource Channel tvpe，该字段长度为1比特，用于指示终端的资源信道类型，资源信道类型包括BRCH和DRCH。比如说，Resource Channel type字段为1时表示终端资源信道类型为BRCH，为0时表示终端资源信道类型为DRCH。表2中横向区域可以根据消息类型的需要选择包含或是不包含该Resource Channel type字段。 

表2 

具体如图6所示，网络侧在进行数据传输时，进入步骤610，网络侧根据终端的资源信道类型对F-SCCH信道结构中新增的Resource Channel type字段进行设置，同时设置该终端的Channel ID，通过F-SCCH上包含该Resource Channel type字段以及Channel ID字段的消息，如FLAM前向指配消息，将Channel ID与资源信道类型的信息一起传输到终端。由于通过独立的字段传输资源信道类型的信息，能够明确指示终端的两种资源信道类型是BRCH或是DRCH中的那一种，物理含义较为清晰。 

接着进入步骤620，该终端根据接收到的Channel ID和资源信道类型确定相应的物理资源。 

接着进入步骤630，该终端从这些物理资源上获取属于本终端的数据。从而使得在资源信道复用方式下，系统前向传输功能也可得以实现。 

下面根据发明原理对本发明第二实施方式OFDMA系统的传输方法进行说明。 

在本实施方式中，资源信道类型的信息包含在F-SCCH信道结构中的 Block Type字段中传输。具体地说，即通过修改Block type字段的比特数目，在Block Type字段中增加1比特，将Block type的比特数由现有技术中的3个比特修改成4个比特，所增加的1比特使增加Type总数部分用于表示资源信道类型，该资源信道类型包括BRCH和DRCH。 

如图7所示，网络侧在进行数据传输时，进入步骤710，网络侧根据终端的资源信道类型对F-SCCH信道结构中经修改的Block type字段进行设置，通过Block type字段的第一个比特传输资源信道类型的信息，该比特为1时，表示终端资源信道类型为BRCH，为0时表示终端资源信道类型为DRCH，通过其余三个比特传输块类型信息，同时设置该终端的Channel ID等相关信息。网络侧可通过F-SCCH上的FLAM前向指配消息，将所设置的Channel ID与指示资源信道类型的信息一起传输到终端。可见，通过扩充已有的Block type字段传输资源信道类型的信息，在同样增加1个bit的情况下，扩充了Block type的种类，Block type可从原有的8种类型增加到16种类型，从而在传输资源信道类型的信息的同时，可以便于增加其他控制消息在F-SCCH控制信道上的传输。 

接着进入步骤720，该终端接收到消息后，根据其中的Channel ID和Block type字段中的资源信道类型确定相应的物理资源。 

接着进入步骤730，该终端从这些物理资源上获取属于本终端的数据。使得即使在资源信道复用方式下，系统前向传输功能也可得以实现。 

下面对本发明第三实施方式OFDMA系统的传输方法进行说明。 

在本实施方式中，资源信道类型的信息包含在Channel ID字段中传输，如表3所示，对Channel ID字段进行扩充，将其由原先的6-8比特扩充为7-9比特，通过扩充后的Channel ID字段中的1比特传输指示资源信道类型的信息。 

表3 

具体如图8所示，网络侧在进行数据传输时，进入步骤810，网络侧根据终端的资源信道类型对F-SCCH信道结构中经扩充的Channel ID字段进行设置，可以通过Channel ID字段的第一个比特传输资源信道类型的信息，该比特为1时，表示终端资源信道类型为BRCH，为0时表示终端资源信道类型为DRCH，通过其余比特位传输原有的Channel ID信息，并将设置在同一个字段中的Channel ID信息与资源信道类型的信息通过F-SCCH上的FLAM前向指配消息一起传输到终端。这一方式可以视为将原先的一棵Channel Tree扩展成了两棵Channel Tree，其中一棵为BRCH方式，另一棵为DRCH方式。因为在确定终端所用的物理资源时，原本就要将资源信道类型结合Channel ID才可得到，使用本方式后可以直接根据扩展的Channel ID得到对应的物理资源，更为简便。 

接着进入步骤820，该终端接收到该消息后，直接根据扩展的Channel ID字段得到对应的物理资源。 

接着进入步骤830，该终端从这些物理资源上获取属于本终端的数据。使得即使在资源信道复用方式下，系统前向传输功能也可得以实现。 

另外，经扩展后，不同频带大小的系统对应的Channel ID字段的比特位数有所改变，7比特对应5M频带，9比特对应20M频带系统。 

本发明第四实施方式OFDMA系统包含网络侧设备和基于正交频分复用的终端，其中， 

网络侧设备包含将资源信道类型的信息传输到终端的单元，以确保在进行数据传输时，终端能够确切地知道其采用的资源信道类型，和向终端发送数据的单元。 

终端包含接收来自网络侧的资源信道类型的信息的单元；和根据资源信道类型接收来自网络侧的数据的单元。由于网络侧向终端传输了资源信道类型的信息，使终端能够确切地知道在资源信道复用方式下，本次传输采用的资源信道类型，进而采用相应的映射方式获取传输其数据的物理资源，从中获取属于该终端的数据，使得在现有的资源信道复用方式下，系统前向传输功能得以实现。 

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 (10)

1.一种正交频分多址接入系统的传输方法，其特征在于，包含以下步骤：

网络侧将资源信道类型的信息传输到终端，使得该终端根据收到的来自网络侧的所述资源信道类型接收来自网络侧的数据；

其中，所述资源信道类型包括块资源信道BRCH和离散资源信道DRCH，所述网络侧还通过F-SCCH将通道标识Channel ID与所述资源信道类型的信息一起传输到所述终端，使得该终端根据Channe lID和资源信道类型确定相应的物理资源，并从这些物理资源上获取属于本终端的数据。

2.根据权利要求1所述的正交频分多址接入系统的传输方法，其特征在于，所述资源信道类型的信息以1个比特表示。

3.根据权利要求1所述的正交频分多址接入系统的传输方法，其特征在于，所述资源信道类型的信息在独立字段中传输。

4.根据权利要求1所述的正交频分多址接入系统的传输方法，其特征在于，所述资源信道类型的信息包含在块类型Block Type字段中传输。

5.根据权利要求4所述的正交频分多址接入系统的传输方法，其特征在于，包含所述资源信道类型的信息的Block Type字段为4比特，在Block Type宇段中所增加的一个比特用于表示资源信道类型。

6.根据权利要求1所述的正交频分多址接入系统的传输方法，其特征在于，所述资源信道类型的信息包含在Channel ID字段中传输。

7.根据权利要求6所述的正交频分多址接入系统的传输方法，其特征在于，包含所述资源信道类型的信息的Channel ID字段为7至9比特，其中1比特为所述资源信道类型的信息。

8.一种正交频分多址接入系统，包含网络侧和终端，其特征在于，在所述网络侧包含将资源信道类型的信息传输到所述终端的单元，和向终端发送数据的单元；

在所述终端包含：

接收来自所述网络侧的资源信道类型的信息的单元；

根据所述资源信道类型接收来自所述网络侧的数据的单元；

其中，所述资源信道类型包括块资源信道BRCH和离散资源信道DRCH，所述网络侧还通过F-SCCH将通道标识Channel ID与所述资源信道类型的信息一起传输到所述终端，该终端根据Channel ID和资源信道类型确定相应的物理资源，并从这些物理资源上获取属于本终端的数据。

9.一种正交频分多址接入系统的网络侧设备，其特征在于，包含将资源信道类型的信息传输到终端的单元；和

向终端发送数据的单元；

其中，所述资源信道类型包括块资源信道BRCH和离散资源信道DRCH，所述网络侧还通过F-SCCH将通道标识Channel ID与所述资源信道类型的信息一起传输到所述终端。

10.一种基于正交频分复用的终端，其特征在于，包含：

接收来自网络侧的资源信道类型的信息的单元；

根据所述资源信道类型接收来自所述网络侧的数据的单元；

其中，所述资源信道类型包括块资源信道BRCH和离散资源信道DRCH，终端根据Channel ID和资源信道类型确定相应的物理资源，并从这些物理资源上获取属于本终端的数据。

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