CN101159460A

CN101159460A - 跳频序列生成方法

Info

Publication number: CN101159460A
Application number: CNA2007101658028A
Authority: CN
Inventors: 张峻峰
Original assignee: ZTE Corp
Current assignee: ZTE Corp
Priority date: 2007-10-29
Filing date: 2007-10-29
Publication date: 2008-04-09

Abstract

本发明公开了一种跳频序列生成方法，该方法在帧内跳频采用镜像跳频时，帧间跳频采用所述子带跳频；在帧内跳频采用子带跳频时，帧间跳频采用镜像跳频以生成跳频序列。通过本发明可以足够的频率分集增益，也可以获得足够的干扰分集增益。

Description

跳频序列生成方法

技术领域

本发明涉及移动通信领域，尤其涉及3GPP LTE(第三代合作伙伴计划长期演进)中单载波频分多址系统上行多用户的跳频序列生成方法。

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(峰均比/立方度量(cubic metric))，保证上行传输的正交性等。单载波传输方案SC-FDMA(单载波频分多址)由于具有较低的PAPR/CM，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。

如图1所示：按照跳频触发的时间点与TTI(一个完成完整的编译码最小物理单元，可以称为帧或子帧，LTE中定义为1ms的子帧)的关系可以将跳频分为两类：子帧内跳频(Intra TTI FH或Intrasubframe FH者Inter slot FH)和子帧间跳频(Inter TTI FH或者Intersubframe FH)。

LTE中一个子帧分为2个0.5ms的时隙(slot)，子帧内跳频也可以定义为时隙间的跳频，子帧内跳频因为是在一个完整编译码最小物理单元进行的，所以通过跨越足够的跳频距离，可以获得良好的频率分集增益即链路增益。

子帧间跳频是在1ms的子帧间完成的，通过在不同的小区配置不同的跳频模版，用来平均小区间的干扰，获得干扰分集增益。

LTE内最常见的帧内跳频模式有子带(sub-band)跳频、镜像跳频以及其他更为复杂的跳频方式，图2是子带跳频中最简单的2子带折半跳频，整个传输带宽被均匀或近似均匀地分为两部分，跳频距离为半个带宽，即跳频的下一个位置为当前位置+半个带宽(当前位置在左半区)或当前位置-半个带宽(当前位置在右半区)。2子带折半跳频还可以衍生推广为3子带、4子带乃至更多子带跳频，跳频方案更加复杂，可以按照固定的间距进行跳频，比如8子带跳频(subband编号为0、1、2、3、4、5、6、7)，跳频间距为3，则跳频序列为0、3、6、1、4......；或者是随机跳频，由随机序列如m序列产生随机跳频序列。子带跳频的优点在于跳频距离固定或从统计意义上固定，FH增益相同，而且容易和非跳频用户进行频率复用。缺点是导致Localized(连续)频谱被分成两段或多段可能影响非跳频用户峰值速率，也不适合小带宽系统，比如1.25M系统。子带跳频包括固定间隔跳频和随机跳频，固定间隔跳频是随机跳频的一个子集。

图3是镜像跳频示意图，镜像跳频以带宽中央为折射点，跳频中下一个跳频位置是当前位置的镜像。优点是充分保持了非跳频用户的连续性及单用户最大吞吐量，缺点是：跳频距离不固定，导致不同用户FH增益不同，有些靠近带宽中央的用户有可能跳频增益很小。

无论是2子带折半跳频还是镜像跳频，都有固有的缺点，即跳频位置固化，会导致不能达到最优频率分集增益，但实现方式简单、与非跳频用户复用方式灵活、保持了单载波特性的优点，使其具有更高的工程实现性。

LTE帧间跳频模式既可以用来定义反馈重传的资源块占用位置，也可以考虑用来定义首次传输块的资源位置，帧间跳频模式特别适合于半静态或静态持续传输的用户，有利于改善小区覆盖边缘用户的SINR分布性能，提供小区间的干扰分集增益。帧间跳频模式同样有子带(sub-band)跳频、镜像跳频以及其他更为复杂的跳频方式。

如前所述镜像跳频除了了频率分集增益的获得上稍有不足外，更重要的是其镜像位置单一，很难通过更多组合获得足够小区间干扰分集增益。

结合帧间跳频易于获得小区间干扰分集增益的特点，帧内跳频模式与帧间跳频模式的不同组合既可以获得足够的频率分集增益，也可以获得足够的干扰分集增益。

因此，需要一种跳频序列生成的解决方案，能够解决上述相关技术中的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种跳频序列生成方法，来描述帧间跳频、帧内跳频全部打开的情况下，跳频序列的生成方法来指定某时刻用户所占用的频率资源。

根据本发明的一个方面，提供了一种跳频序列生成方法，该方法在帧内跳频和帧间跳频都有效的情况下，通过帧内跳频采用镜像跳频，以及帧间跳频采用子带跳频来生成跳频序列。

在该方法中，镜像跳频采用全带宽镜像跳频和子带内镜像跳频中的一种。

在帧内跳频采用全带宽镜像跳频，帧间跳频采用子带跳频时，以及当n为不小于1的奇数时，根据α(n)＝M-α(n-1)-1来确定各个跳频时间点处的频率资源位置，当n为不小于2的偶数时，根据α(n)＝(α(n-2)+γ(n)×(M/N))mod M或α(n)＝(α(n-1)+γ(n)×(M/N))mod M来确定各个跳频时间点处的频率资源位置；

在帧内跳频采用子带内镜像跳频，帧间跳频采用子带跳频时，以及当n为不小于1的奇数时，根据α(n)＝M/N-α(n-1)mod(M/N)-1+α(n-1)/(M/N)×(M/N)来确定各个跳频时间点处的频率资源位置，当n为不小于2的偶数时，根据α(n)＝(α(n-2)+γ(n)×(M/N))mod M或α(n)＝(α(n-1)+γ(n)×(M/N))mod M来确定各个跳频时间点处的频率资源位置，

其中，n表示所确定的跳频时间点的数量，M表示物理单元的最大数量，N表示参与跳频的多个逻辑子带的最大数量，且M为N的整数倍，γ(n)表示帧间跳频的子带移位值，γ(n)是固定值或随机值，且γ(0)＝0。

根据本发明的另一个方面，提供了一种跳频序列生成方法，该方法在帧内跳频和帧间跳频都有效的情况下，通过帧内跳频采用子带跳频，以及帧间跳频采用镜像跳频来生成跳频序列。

在帧内跳频采用子带跳频，帧间跳频采用全带宽跳频时，当n为不小于1的奇数时，根据α(n)＝(a(n-1)+γ(n)×(M/N))mod M来确定各个跳频时间点处的频率资源位置，以及当n为不小于2的偶数时，根据α(n)＝M-α(n-1)-1或α(n)＝M-α(n-2)-1来确定各个跳频时间点处的频率资源位置；

在帧内跳频采用子带跳频，帧间跳频采用子带内跳频时，以及当n为不小于1的奇数时，根据α(n)＝(α(n-1)+γ(n)×(M/N))mod M来确定各个跳频时间点处的频率资源位置，当n为不小于2的偶数时，根据α(n)＝M/N-α(n-2)mod(M/N)-1+α(n-2)/(M/N)×(M/N)，或α(n)＝M/N-α(n-1)mod(M/N)-1+α(n-1)/(M/N)×(M/N)来确定各个跳频时间点处的频率资源位置，其中，n表示所确定的跳频时间点的数量，M表示物理单元的最大数量，N表示参与跳频的多个逻辑子带的最大数量，且M为N的整数倍，γ(n)表示帧间跳频的子带移位值，γ(n)是固定值或随机值，且γ(0)＝0。

采用本发明所述跳频序列生成方法，既可以获得足够的频率分集增益，也可以获得足够的干扰分集增益。本发明可以适用于1.25M、1.4M、2.5M、3M、5M、10M、15M、20M等可变带宽的单载波频分多址系统，例如DFT-S 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。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是示出现有的帧内跳频和帧间跳频示意图；

图2是示出现有的固定间隔2子带折半跳频示意图；

图3是示出现有的镜像跳频示意图；

图4是示出根据本发明的基于帧内跳频采用全带宽镜像跳频，帧间跳频采用子带跳频的示意图；以及

图5是示出根据本发明的基于帧内跳频采用子带跳频，帧间跳频采用全带宽镜像跳频的示意图。

具体实施方式

下面将结合附图来详细说明本发明的实施例。

根据本发明的一个实施例，在帧内跳频和帧间跳频都有效的情况下，通过帧内跳频采用镜像跳频，以及帧间跳频采用子带跳频来生成跳频序列。

在该实施例中，镜像跳频采用全带宽镜像跳频和子带内镜像跳频中的一种。

在帧内跳频采用子带内镜像跳频，帧间跳频采用子带跳频时，以及当n为不小于1的奇数时，根据α(n)＝M/N-α(n-1)mod(M/N)-1+α(n-1)/(M/N)×(M/N)来确定各个跳频时间点处的频率资源位置，当n为不小于2的偶数时，根据α(n)＝(α(n-2)+γ(n)×(M/N))modM或α(n)＝(α(n-1)+γ(n)×(M/N))mod M来确定各个跳频时间点处的频率资源位置，

根据本发明的另一个实施例，在帧内跳频和帧间跳频都有效的情况下，通过帧内跳频采用子带跳频，以及帧间跳频采用镜像跳频来生成跳频序列。

在帧内跳频采用子带跳频，帧间跳频采用全带宽跳频时，当n为不小于1的奇数时，根据α(n)＝(α(n-1)+γ(n)×(M/N))mod M来确定各个跳频时间点处的频率资源位置，以及当n为不小于2的偶数时，根据α(n)＝M-α(n-1)-1或α(n)＝M-α(n-2)-1来确定各个跳频时间点处的频率资源位置；

在本发明的再一个实施例中，提供了一种针对帧内跳频采用全带宽镜像跳频，帧间跳频采用子带跳频的跳频序列生成方法，包括以下步骤：

步骤一，获取α(0)，其中，α(0)是用户所在分配的原始频率资源位置(以参与跳频的物理单元标号进行索引，索引从0开始计数)；

步骤二，当n为奇数且n＞＝1时，通过公式α(n)＝M-α(n-1)-1来确定各个跳频时间点处的频率资源位置，以及当n为偶数且n＞＝2时，通过公式α(n)＝(α(n-2)+γ(n)×(M/N))mod M或α(n)＝(α(n-1)+γ(n)×(M/N))mod M来确定各个跳频时间点处的频率资源位置。

上述公式中：

α(n)n＝0，1，2，...是用户在n时刻频率资源位置，奇数代表帧内跳频时刻，非0偶数代表帧间跳频时刻；

M：物理单元的最大数量；

N：表示参与跳频的子带的最大数量，M是N的整数倍；

γ(n)：帧间跳频的子带移位值，γ(0)＝0。γ(n)可以是固定数值，也可以是一个随机量，比如由m序列产生一个随机量。一般情况下γ(n)依赖于小区特定信息如小区标识、扰码等确定，以提供充分的小区间干扰分集增益。在这里γ(n)既可以表示固定间隔的具体数字、也可以表示随机量产生公式。

在本发明的又一个实施例中还提供了一种针对帧内跳频采用子带内镜像跳频，帧间跳频采用子带跳频的跳频序列生成方法，包括以下步骤：

步骤二，当n为奇数且n＞＝1时，通过公式α(n)＝M/N-α(n-1)mod(M/N)-1+α(n-1)/(M/N)×(M/N)来确定各个跳频时间点处的频率资源位置；以及当n为偶数且n＞＝2时，通过公式α(n)＝(α(n-2)+γ(n)×(M/N))modM或α(n)＝(α(n-1)+γ(n)×(M/N))mod M来确定各个跳频时间点处的频率资源位置。

对于帧内跳频采用子带跳频的方法，帧间跳频采用全带宽镜像的跳频方法的序列生成方法，包括以下步骤：

步骤一，获取α(0)，其中，α(0)是用户所在分配的原始频率资源位置(以参与跳频的物理单元标号进行索引，索引从0开始计数)

步骤二，当n为奇数且n＞＝1时，通过以下公式α(n)＝(α(n-1)+γ(n)×(M/N))modM来确定各个跳频时间点处的频率资源位置；以及当n为偶数且n＞＝2时，通过公式α(n)＝M-α(n-1)-1或α(n)＝M-α(n-2)-1来确定各个跳频时间点处的频率资源位置。

对于帧内跳频采用子带跳频的方法，帧间跳频采用子带内镜像的跳频方法的序列生成方法，包括以下步骤：

步骤二，当n为奇数且n＞＝1时，通过以下公式α(n)＝(α(n-1)+γ(n)×(M/N))modM来确定各个跳频时间点处的频率资源位置；以及当n为偶数且n＞＝2时，通过公式α(n)＝M/N-α(n-2)mod(M/N)-1+α(n-2)/(M/N)×(M/N)或α(n)＝M/N-α(n-1)mod(M/N)-1+α(n-1)/(M/N)×(M/N)来确定各个跳频时间点处的频率资源位置。

依据本发明，下面给出了几个具体的参数配置参考：

例1：20MHz总带宽下的方案中的具体参数配置

M	100即100个物理单元/PRB
M	100即100个物理单元/PRB	N	4即4个子带，每个子带有25个PRB
α(0)	0～99可以配置	N	4即4个子带，每个子带有25个PRB
α(0)	0～99可以配置	γ(n)：	对于固定跳频间隔可以配置为0～3

如图4所示，20M带宽，划分4个子带，帧内跳频采用全带宽镜像跳频。帧间跳频采用子带跳频，跳频固定间隔为1个子带，相对于第偶数个0.5ms进行移位。

帧内跳频采用子带内镜像跳频。帧间跳频采用子带跳频，相对于第奇数个0.5ms进行移位，可以依据图4类推。

如图4所示，20M带宽，划分4个子带，帧内跳频采用子带跳频，跳频固定间隔为1个子带。帧间跳频采用全带宽镜像跳频，相对于第偶数个0.5ms进行镜像。

帧内跳频采用子带跳频，帧间跳频采用子带内镜像跳频可以依据图5类推。

除本发明实施例中提到的4子带跳频、镜像跳频模式(跳频方式)外，对于其他2子带、4子带或者更多子带跳频模式也可采用本发明所述方法。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种跳频序列生成方法，其特征在于，在帧内跳频和帧间跳频都有效的情况下，通过所述帧内跳频采用镜像跳频，以及所述帧间跳频采用子带跳频来生成跳频序列。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述镜像跳频采用全带宽镜像跳频和子带内镜像跳频中的一种。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述帧内跳频采用所述全带宽镜像跳频，所述帧间跳频采用所述子带跳频时，以及当n为不小于1的奇数时，根据α(n)＝M-α(n-1)-1来确定所述各个跳频时间点处的频率资源位置，以及当n为不小于2的偶数时，根据α(n)＝(α(n-2)+γ(n)×(M/N))mod M或α(n)＝(α(n-1)+γ(n)×(M/N))mod M来确定所述各个跳频时间点处的频率资源位置，其中，n表示所确定的跳频时间点的数量，γ(n)表示所述帧间跳频的子带移位值，M表示物理单元的最大数量，N表示参与跳频的所述多个逻辑子带的最大数量，且所述M为所述N的整数倍。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述帧内跳频采用所述子带内镜像跳频，所述帧间跳频采用所述子带跳频时，以及当n为不小于1的奇数时，根据α(n)＝M/N-α(n-1)mod(M/N)-1+α(n-1)/(M/N)×(M/N)来确定所述各个跳频时间点处的频率资源位置，当n为不小于2的偶数时，根据α(n)＝(α(n-2)+γ(n)×(M/N))mod M或α(n)＝(α(n-1)+γ(n)×(M/N))mod M来确定所述各个跳频时间点处的频率资源位置，其中，n表示所确定的跳频时间点的数量，γ(n)表示所述帧间跳频的子带移位值，M表示物理单元的最大数量，N表示参与跳频的所述多个逻辑子带的最大数量，且所述M为所述N的整数倍。

5.根据权利要求3和4中任一项所述的方法，其特征在于，所述γ(n)是固定值或随机值，且γ(0)＝0。

6.一种跳频序列生成方法，其特征在于，在帧内跳频和帧间跳频都有效的情况下，通过所述帧内跳频采用所述子带跳频，以及所述帧间跳频采用所述镜像跳频来生成跳频序列。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述镜像跳频采用全带宽镜像跳频和子带内镜像跳频中的一种。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在所述帧内跳频采用所述子带跳频，所述帧间跳频采用所述全带宽跳频时，当n为不小于1的奇数时，根据α(n)＝(α(n-1)+γ(n)×(M/N))mod M来确定所述各个跳频时间点处的频率资源位置，以及当n为不小于2的偶数时，根据α(n)＝M-α(n-1)-1或α(n)＝M-α(n-2)-1来确定所述各个跳频时间点处的频率资源位置，其中，n表示所确定的跳频时间点的数量，γ(n)表示所述帧间跳频的子带移位值，M表示物理单元的最大数量，N表示参与跳频的所述多个逻辑子带的最大数量，且所述M为所述N的整数倍。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在所述帧内跳频采用所述子带跳频，所述帧间跳频采用所述子带内跳频时，以及当n为不小于1的奇数时，根据α(n)＝(α(n-1)+γ(n)×(M/N))mod M来确定所述各个跳频时间点处的频率资源位置，以及当n为不小于2的偶数时，根据α(n)＝M/N-α(n-2)mod(M/N)-1+α(n-2)/(M/N)×(M/N)，或α(n)＝M/N-α(n-1)mod(M/N)-1+α(n-1)/(M/N)×(M/N)来确定各个跳频时间点处的频率资源位置，其中，n表示所确定的跳频时间点的数量，γ(n)表示所述帧间跳频的子带移位值，M表示物理单元的最大数量，N表示参与跳频的所述多个逻辑子带的最大数量，且所述M为所述N的整数倍。

10.根据权利要求8和9中任一项所述的方法，其特征在于，所述γ(n)是固定值或随机值，且γ(0)＝0。