CN101217306B - 跳频资源分配方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种跳频资源分配方法，包括以下步骤：构建一个或者连续多个物理子带，其中，每个物理子带中的资源块数相等；设置跳频参数；以及用户资源块在物理子带中按照跳频参数进行跳频。本发明还提供了一种跳频资源分配装置，包括：构建模块，用于构建一个或者连续多个物理子带，其中，每个物理子带中的资源块数相等；设置模块，用于设置跳频参数；以及跳频模块，用于将用户资源块在物理子带中按照跳频参数进行跳频。本发明能取得理想的频率分集增益。

Description

跳频资源分配方法和装置

技术领域

本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种跳频资源分配方法和装置。

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(Peak Average Power Ration，峰均比)/CM(cubic metric，三阶度量)，保证上行传输的正交性等。单载波传输方案SC-FDMA(Single Carrier Frequency Division Multiple Address，单载波频分复用多址)由于具有较低的PAPR/CM，能够提高功放的效率，从而扩大覆盖范围，成为目前LTE上行多址传输的基本方案。

基于子载波映射方式的数据传输方案有两种：DFDMA(Distributed Frequency Division Multiple Address，分布式频分多址)和LFDMA(Localised Frequency Division Multiple Address，集中式频分多址)。其中，基于分布式子载波分配的方案具有可以获得频率分集增益的优点。为了在集中式子载波分配获得分布式子载波分配的该优点，现有技术中提供了一种方案，在基于集中式子载波分配的方案中加入跳频技术，例如，在单载波传输方案LFDMA-FH(Frequency Hopping，跳频)中使用的跳频技术。

在实现本发明过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：通用的跳频方案都是在单用户或者多用户传输环境下进行的。在随机跳频情况下，如果没有合理地设计跳频图样，用户间则不能保证相互正交而可能发生碰撞，这会导致严重干扰从而造成接收失败。

发明内容

本发明旨在提供一种跳频资源分配方法和装置，能够解决跳频图样设计不当可能而不能保证用户间相互正交的问题。

在本发明的实施例中，提供了一种跳频资源分配方法，包括以下步骤：构建一个或者连续多个物理子带，其中，每个物理子带中的资源块数相等；设置跳频参数；以及将用户资源块在物理子带按照跳频参数进行跳频。

优选的，构建一个或者连续多个物理子带具体包括：连续的多个物理子带形成一连续的物理子带区；按照物理子带在频段中的位置，依次编号0，1，...，M-1，其中M是物理子带总数。

优选的，每个物理子带中可用的资源块数N＝N₁/M，其中物理子带区总的资源块数为N₁。

优选的，设置跳频参数具体包括：设置所述用户资源块在物理子带之间的循环移位量；设置所述用户资源块在物理子带内的镜像操作以否。

优选的，设置所述用户资源块在物理子带之间的循环移位量具体包括：设置所述用户资源块在物理子带间的循环移位量a(i)+1的取值范围为1，..，M-1，其中，a(i)的取值范围为0，1，...，M-2，i表示跳频时刻。

优选的，根据小区号采用增量的形式设置a(i)+1以及设置镜像操作。

优选的，其特征在于，根据小区号采用增量的形式设置a(i)+1以及设置镜像操作具体包括： $a\left(i\right)=(\underset{k=1}{\overset{P}{\mathrm{\Σ}}}c(i-k)\×2^k)\mathrm{Mod}(M-1),$ m(i)＝c；其中c是小区当前帧中的一个扰码比特，P表示所取扰码比特的个数，m(i)的值0或1表示是否镜像操作。

优选的，a(i)＝QPP(i)mod(M-1)；而QPP(i)＝(a1*i+a2*(i^2))mod T；其中，T是一个预设值，且a1和a2的取值范围为1到T-1之间的整数，且a1和a2之间一个为奇数一个为偶数。

优选的，将用户资源块在物理子带按照跳频参数进行跳频具体

f(i-K)＝x(i-K)-N_LOW

包括：f(i)＝{f(i-K)+(a(i)+1)·N+((N-1)-2·(f(i-K)mod N))·m(i)}mod(N·M)

x(i)＝f(i)+N_LOW

其中，x(i)表示在第i个时间单元用户资源的物理资源块序号，N_LOW表示物理频带低频侧不属于物理子带区的资源块数，跳频操作的跳频是相对于当前帧的前第K个帧的跳频。

在本发明的实施例中，还提供了一种跳频资源分配装置，包括：构建模块，用于构建一个或者连续多个物理子带，其中，每个物理子带中的资源块数相等；设置模块，用于设置跳频参数；以及跳频模块，用于将用户资源块在物理子带按照跳频参数进行跳频。

本发明上述实施例的跳频资源分配方法和装置因为针对物理子带设计跳频参数，所以克服了跳频图样设计不当可能而不能保证用户间相互正交的问题，因此能取得理想的频率分集增益。

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示出了根据本发明实施例的跳频资源分配方法的流程图；

图2示出了根据本发明实施例的跳频资源分配装置的方框图；

图3示出了根据本发明实施例的跳频资源分配过程的状态示意图。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本发明。

图1示出了根据本发明实施例的跳频资源分配方法的流程图，包括以下步骤：

步骤S10，构建一个或者连续多个物理子带，其中，每个物理子带中的资源块数相等；

步骤S20，设置跳频参数；以及

步骤S30，将用户资源块在物理子带按照跳频参数进行跳频。

本发明上述实施例的跳频资源分配方法因为针对物理子带设计跳频参数，所以克服了跳频图样设计不当可能而不能保证用户间相互正交的问题，因此能取得理想的频率分集增益。

优选的，步骤S10具体包括：连续多个物理子带形成一连续的物理子带区；按照物理子带在频段中的位置，依次编号0，1，...，M-1，其中M是物理子带总数。

优选的，每个物理子带中的资源块数N＝N₁/M，其中物理子带区总的资源块数为N₁。

优选的，设置跳频参数具体包括：设置用户资源块在物理子带之间的循环移位量；设置用户资源块在物理子带内的镜像操作。

优选的，设置用户资源块在物理子带之间的循环移位量具体包括：设置用户资源块在物理子带间的循环移位量a(i)+1的取值范围为1，..，M-1，其中，a(i)的取值范围为0，1，...，M-2，i表示跳频时刻。

优选的，根据小区号采用增量的形式设置a(i)+1以及设置镜像操作。

优选的，其特征在于，根据小区号采用增量的形式设置a(i)+1以及设置镜像操作具体包括： $a\left(i\right)=(\underset{k=1}{\overset{P}{\mathrm{\Σ}}}c(i-k)\×2^k)\mathrm{Mod}(M-1),$ m(i)＝c；其中c是小区当前帧中的一个扰码比特，P表示所取扰码比特的个数，m(i)的值0或1表示是否镜像操作。

优选的，a(i)＝QPP(i)mod(M-1)；而QPP(i)＝(a1*i+a2*(i^2))modT；其中，T是一个预设值，且a1和a2的取值范围为1到T-1之间的整数，且a1和a2之间一个为奇数一个为偶数。

优选的，将用户资源块在物理子带按照跳频参数进行跳频具体

f(i-K)＝x(i-K)-N_LOW

包括：f(i)＝{f(i-K)+(a(i)+1)·N+((N-1)-2·(f(i-K)mod N))·m(i)}mod(N·M)

x(i)＝f(i)+N_LOW

其中，x(i)表示在第i个时间单元用户资源的物理资源块序号，N_LOW表示物理频带低频侧不属于物理子带区的资源块数，跳频操作的跳频是相对于当前帧的前第K个帧的跳频。

上述的跳频资源分配方法中，用户资源都在物理子带中分配，且每次只能在一个物理子带中分配。用两条序列分别控制用户资源在物理子带之间循环移位量和是否在物理子带内镜像。也可以使用一条序列同时控制用户资源在物理子带之间的循环移位量和是否在物理子带内镜像。序列作用于小区内的所有用户，且和小区号联系在一起，从而使各个小区具有不同的跳频方式。

在第三代合作伙伴计划(3rd Generation Partnership Project，3GPP)长期演进(Long Term Evolution，LTE)计划的FDD(FrequencyDivision Duplex，频分复用)系统中，上行以1ms时长为一个子帧(subframe)，包含两个时隙(slots)，每个时隙包含7个短CP(CyclicPrefix，循环前缀)的OFDM(Orthogonal Frequency DivisionMultiplexing，正交频分多路复用)符号。其中每个时隙的第四个OFDM符号上承载着用户导频信号。根据带宽的不同，一个OFDM符号含有不同个数的可用子载波，一个资源块(Resource Block，RB)在时域上是一个时隙长，在频域上是连续12个子载波。资源块是LTE上行分配的最小单位。资源块按物理频段从高到低依次编号为0，1，...。

上行跳频资源分配的要求是不需要额外的信令开销，用户可以根据跳频规则找到相应数据，并且每个用户根据自己的带宽需求占用连续的频谱，既能保持单载波特性，又能取得理想的频率分集增益，同时由于各个小区的跳频模式可以不一样，从而能使小区间的干扰随机化。

图2示出了根据本发明实施例的跳频资源分配装置的方框图，包括：

构建模块10，用于构建一个或者连续多个物理子带，其中，每个物理子带中的资源块数相等；

设置模块20，用于设置调频参数；以及

跳频模块30，用于将用户资源块在物理子带按照跳频参数进行跳频。

优选的，构建模块构建一个或者连续多个物理子带具体包括：连续的多个物理子带形成一连续的物理子带区；按照物理子带在频段中的位置，依次编号0，1，...，M-1，其中M是物理子带总数。

优选的，每个物理子带中可用的资源块数N＝N₁/M，其中物理子带区总的资源块数为N₁。

优选的，设置模块设置跳频参数具体包括：设置所述用户资源块在物理子带之间的循环移位量；设置所述用户资源块在物理子带内的镜像操作以否。

优选的，设置用户资源块在物理子带之间的循环移位量具体包括：设置用户资源块在物理子带间的循环移位量a(i)+1的取值范围为1，..，M-1，其中，a(i)的取值范围为0，1，...，M-2，i表示跳频时刻。

优选的，根据小区号采用增量的形式设置a(i)+1以及设置镜像操作。

优选的，其特征在于，根据小区号采用增量的形式设置a(i)+1以及设置镜像操作具体包括： $a\left(i\right)=(\underset{k=1}{\overset{P}{\mathrm{\Σ}}}c(i-k)\×2^k)\mathrm{Mod}(M-1),$ m(i)＝c；其中c是小区当前帧中的一个扰码比特，P表示所取扰码比特的个数，m(i)的值0或1表示是否镜像操作。

优选的，a(i)＝QPP(i)mod(M-1)；而QPP(i)＝(a1*i+a2*(i^2))mod T；其中，T是一个预设值，且a1和a2的取值范围为1到T-1之间的整数，且a1和a2之间一个为奇数一个为偶数。

优选的，跳频模块将用户资源块在物理子带按照跳频参数进行跳频具体包括：

f(i-K)＝x(i-K)-N_LOW

f(i)＝{f(i-K)+(a(i)+1)·N+((N-1)-2·(f(i-K)mod N))·m(i)}mod(N·M)

x(i)＝f(i)+N_LOW

其中，x(i)表示在第i个时间单元用户资源的物理资源块序号，N_LOW表示物理频带低频侧不属于物理子带区的资源块数，跳频操作的跳频是相对于当前帧的前第K个帧的跳频。

该跳频资源分配装置因为针对物理子带设计跳频参数，所以克服了跳频图样设计不当可能而不能保证用户间相互正交的问题，因此能取得理想的频率分集增益。

图3示出了根据本发明实施例的跳频资源分配过程的状态示意图。图3以3GPP LTE的FDD(Frequency Division Duplex，频分复用)系统为例，假设系统一共有27个资源块，其中物理子带区一共有N₁＝20个资源块，共分成M＝4个物理子带，则每个物理子带内的资源块数为N＝N₁/M＝5。再假设物理频带低频侧不属于物理子带区的资源块数N_LOW＝3。

假设跳频的单位是子帧，且用户资源在物理子带间的循环移位量相对前一个子帧的循环移位，即K＝1，那么，跳频操作的跳频是相对于当前帧的前第1个帧的跳频。

跳频参数a(i)和m(i)都和小区号有关的序列，假设m(i)＝{0，1，1，0，...}，a(i)＝{1，0，1，2，...}，序列m中的元素0表示镜像关闭，1表示镜像打开；

假设用户在i＝0时在物理子带上分到的物理资源块序号为x(0)＝{8，9}，则

用户在i＝1上分到的物理资源块序号为：

f(0)＝x(0)-3＝{8，9}-3＝{5，6}

f(1)＝{f(0)+(a(1)+1)·5+((5-1)-2·(f(0)mod 5))·m(1)}mod20＝{14，13}

x(1)＝f(1)+3＝{14，13}+3＝{17，16}

用户在i＝2上分到的物理资源块序号为：

f(1)＝x(1)-3＝{17，16}-3＝{14，13}

f(2)＝{f(1)+(a(2)+1)·5+((5-1)-2·(f(1)mod 5))·m(2)}mod 20＝{0，1}

x(2)＝f(2)+3＝{0，1}+3＝{3，4}

用户在i＝3上分到的物理资源块序号为：

f(2)＝x(2)-3＝{3，4}-3＝{0，1}

f(3)＝{f(2)+(a(3)+1)·5+((5-1)-2·(f(2)mod5))·m(3)}mod20＝{15，16}

x(3)＝f(3)+3＝{15，16}+3＝{18，19}

当LTE上行用户发射所占带宽的需求不同时，通常方式的跳频会造成用户占用不连续的子载波，这会使系统的PAPR/CM增大，从而违反了单载波系统的设计初衷。从以上的描述中，可以看出，本发明上述实施例的跳频资源分配方法和装置从解决用户跳频发射时必须占用连续子载波的目的出发，可以不需要额外的信令开销，用户可以根据跳频规则找到相应数据，并且每个用户根据自己的带宽需求占用连续的频谱，既能保持单载波特性，又能取得理想的频率分集增益，同时由于各个小区的跳频模式可以不一样，从而能使小区间的干扰随机化。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

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 (5)

1.一种跳频资源分配方法，其特征在于，包括以下步骤：

构建连续多个物理子带，其中，每个所述物理子带中的资源块数相等；

设置跳频参数；以及

将用户资源块在物理子带中按照所述跳频参数进行跳频；

其中，所述设置跳频参数包括：

设置所述用户资源块在物理子带之间的循环移位量；

设置所述用户资源块在物理子带内的镜像操作；

其中，根据小区号采用增量的形式设置所述循环移位量a(i)+1以及设置所述镜像操作，包括：

其中c是小区当前帧中的一个扰码比特，P表示所取扰码比特的个数，m(i)的值0或1表示是否镜像操作，a(i)的取值范围为0，1，...，M-2，i表示跳频时刻，M是连续的物理子带区中的物理子带总数。

2.根据权利要求1所述的跳频资源分配方法，其特征在于，构建连续多个物理子带具体包括：

所述连续的多个物理子带形成一连续的物理子带区；

按照所述物理子带在频段中的位置，依次编号0，1，...，M-1，其中M是物理子带总数。

3.根据权利要求2所述的跳频资源分配方法，其特征在于，每个所述物理子带中的资源块数N＝N₁/M，其中所述物理子带区总的资源块数为N₁。

4.根据权利要求1所述的跳频资源分配方法，其特征在于，将所述用户资源块在物理子带按照所述跳频参数进行跳频具体包括：

f(i-K)＝x(i-K)-N_LOW

f(i)＝{f(i-K)+(a(i)+1)·N+((N-1)-2·(f(i-K)modN))·m(i)}mod(N·M)

x(i)＝f(i)+N_LOW

其中，x(i)表示在第i个时间单元用户资源的物理资源块序号，N_LOW表示物理频带低频侧不属于所述物理子带区的资源块数，所述跳频操作的跳频是相对于当前帧的前第K个帧的跳频，N表示所述物理子带中的资源块数。

5.一种跳频资源分配装置，其特征在于，包括：

构建模块，用于构建连续多个物理子带，其中，每个所述物理子带中的资源块数相等；

设置模块，用于设置跳频参数，其中，所述设置跳频参数包括：设置用户资源块在物理子带之间的循环移位量，设置所述用户资源块在物理子带内的镜像操作；以及

跳频模块，用于将用户资源块在物理子带按照所述跳频参数进行跳频；

其中，所述设置模块，还用于根据小区号采用增量的形式设置所述循环移位量a(i)+1以及设置所述镜像操作，包括：

其中c是小区当前帧中的一个扰码比特，P表示所取扰码比特的个数，m(i)的值0或1表示是否镜像操作，a(i)的取值范围为0，1，...，M-2，i表示跳频时刻，M是连续的物理子带区中的物理子带总数。

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