CN101325432B - 跳频信令的发射方法、跳频模式和调度信令配置方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种跳频信令的发射方法，包括：步骤S202，基站为用户预分配跳频参数，并且用户按照跳频参数进行跳频发射；步骤S204，当用户请求调度时，用户使用预分配的跳频参数，或者使用基站为其分配的新跳频参数进行跳频发射。此外，本发明还公开了一种跳频模式和调度信令配置方法。通过使用本发明，可以使小区内部各用户间始终保持正交，使用户受到的干扰随机化，并且能够支持带宽单颗粒度、多颗粒度始终保持占用子载波的连续性，减少信令的需求量。

Description

跳频信令的发射方法、跳频模式和调度信令配置方法

技术领域

本发明涉及通信领域3GPP LTE中单载波频分多址系统上行多用户的调频方法，具体地，涉及一种跳频信令的发射方法以及跳频模式和调度信令配置方法。

背景技术

为了满足对不断发展的移动通信的需求，在上行链路无线传输技术的选择方面存在一些基本要求，例如，支持可升级带宽、适中的PAPR/CM(峰均比/立方米)、以及保证上行传输的正交性等。由于单载波传输方案(例如，单载波频分多址(SC-FDMA))具有较低的PAPR/CM，所以能够提高功率的有效性并扩大覆盖范围，因此成为目前长期演进(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，即，分布式频分多址(DFDMA)和集中式频分多址(LFDMA)。由于在上行链路中基于分布式子载波分配的方案对频率差错有较高的敏感度，所以存在对上行功率控制要求较高、信道估计性能较差等问题，目前已经被LTE的研究放弃，但是基于集中式子载波分配的方案，仍然能够以跳频的方式获得分布式子载波所固有的频率分集的优势。大多数厂商所推荐的单载波传输方案LFDMA-FH(LFDMA-跳频)中使用了跳频技术(Frequency Hopping)，既可以保证良好的信道估计性能，又可以获得频率分集增益，并且可以获得干扰分集增益。

现有的演进型移动通信系统或下一代移动通信系统的空口传输是基于分组的，对于用户的分配资源手段是基于全局的调度管理的，而在基于分组的空中接口上传输类连续性连接的业务(例如，话音业务、视频业务、游戏应用等)时，必须通过特殊的调度处理才能保证其特定的延时、抖动等QoS(Quality of Service，服务质量)指标。

目前常用的一种解决类连续性连接业务的调度手段为半稳定性(persistent)调度。如图1所示，半稳定性调度的特征在于考虑到对话类业务存在语音静默期这一特点，即，如果用户进行资源请求，则分配一块资源给用户使用，如果进入静默期，则释放资源给其他用户使用，因此，资源的使用在时间上是持续稳定的；在特殊情况下，如果用户未得到请求的明确回应，则用户在预定义的资源上进行传输。但是，在这种情况下，如果资源的使用一直稳定，则无法利用调度灵活性的优势，并且在典型的频率选择性衰落信道下，会出现较长时间处于深衰落区间的情况，从而导致通信难度的增加。

因此，目前无法同时实现业务的稳定性特点以及跳频带来的频率分集增益。

发明内容

考虑到上述问题而做出本发明，为此，本发明的主要目的在于提供一种跳频信令的发射方法，以及提供一种跳频模式和调度信令配置方法。

根据本发明的实施例，提供了一种跳频信令的发射方法。

该方法包括：步骤S202，基站为用户预分配跳频参数，并且用户按照跳频参数进行跳频发射；步骤S204，当用户请求调度时，用户使用预分配的跳频参数，或者使用基站为其分配的新跳频参数进行跳频发射。

其中在步骤S202中，基站为用户预分配跳频参数可以在用户与基站建立链接后，无需通过用户请求，通过广播或层3信令的方式通知用户。

其中，在步骤S204中，当用户为群内用户时，基站采用群组调度信令将用户调度信息或调度授权通知用户，其中，将用户调度信息或调度授权中的用户频率带宽需求信息或自适应调制信息作为跳频参数，或者，将用户调度信息或调度授权中的用户群内相对位置偏移信息作为跳频参数。并且，在步骤S202中，当用户为群内用户时，基站还可以采用群组调度信令将跳频参数通知用户。

另一方面，在步骤S204中，当用户不是群内用户时，基站采用单用户调度信令将用户调度信息或调度授权通知用户，其中，将用户调度信息或调度授权中的用户频率带宽需求信息或自适应调制信息作为跳频参数。

除此之外，在步骤S204中，当用户不是群内用户时，基站采用单用户调度信令将跳频参数通知用户。

在用户的跳频过程中，当用户需要重传数据包时，使用用户跳频所使用的跳频资源或者由调度信令配置的资源来重传数据包。

此外，在步骤S204中，基站根据用户调度信息或调度授权的变化情况、或者原跳频资源的占用情况来决定是否为用户分配新跳频参数。其中，用户调度信息或调度授权的变化情况至少包括用户需要的物理资源的需求变化信息，其中，物理资源包括：用户频率带宽。并且，当用户频率带宽的需求有变化，或者原跳频资源被占用时，基站为用户分配新跳频参数，其中，上述变化包括：需求由多变少、需求由少变多。

在步骤S202或S204中，在用户的跳频过程中，基站可以使用单用户调度信令强行改变用户使用的跳频资源。

此外，该方法可以进一步包括以下处理：当基站检测到用户无数据发射，或用户请求不发射数据时，用户停止跳频。

根据本发明的另一实施例，提供了一种跳频模式和调度信令配置方法。

在该方法中：在系统内全部或部分跳频用户分别采用不同频率带宽的情况下：用户采用群跳频模式，调度信令配置为单用户调度信令；或者用户采用多颗粒度跳频模式，调度信令配置为群组调度信令；而在系统内全部或部分跳频用户采用相同频率带宽的情况下：用户采用单颗粒度跳频模式。

其中，在群跳频模式下：将不同颗粒度的用户放入一个或多个虚拟群中；对形成同样频率资源宽度的多个虚拟群采用单颗粒度跳频方法进行跳频，确定群的起始位置，再通过群内用户的相对位置偏移确定群内用户的起始频点位置。这里，单用户调度信令包括以下至少之一或其任意组合：用户群编号、群内相对位置偏移、群的总数量、群的带宽需求、跳频间隔。

另外，在多颗粒度跳频模式下：确定每个用户k的频域跳频图样i，其中，i＝g(k)；根据确定的用户k的频域发射编号i及各个用户的各自的带宽需求X(k)，通过 $f\left(i\right)=\underset{l=0}{\overset{i-1}{\mathrm{\Σ}}}X\left(g^{-1}\left(l\right)\right)$ 确定用户k的起始频点f(i)。其中，群组调度信令至少包括多个用户的频率带宽需求。

另一方面，在单颗粒度跳频模式下：确定每个用户k的频域跳频图样i，其中，i＝g(k)；根据以上确定的用户k的频域发射编号i及各个用户的相等的带宽需求X(k)，通过 $f\left(i\right)=\underset{l=0}{\overset{i-1}{\mathrm{\Σ}}}X\left(g^{-1}\left(l\right)\right)$ 确定用户k的起始频点f(i)。

通过本发明的上述技术方案，结合了半稳定性调度和特定的跳频模式，取得了较大的频率分集增益，同时保证了上行链路的业务连续性；另外，可以使小区内部各用户间始终保持正交，使用户受到的干扰随机化，并且能够支持带宽单颗粒度、多颗粒度始终保持占用子载波的连续性，减少信令的需求量。

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是根据相关技术的半稳定性调度的示意图；

图2是根据本发明实施例的跳频信令的发射方法的流程图；

图3是根据本发明实施例的群组信令构造实例的示意图；

图4根据本发明实施例的跳频信令的发射方法中数据包重传遵循跳频模式的示意图；以及

图5根据本发明实施例的跳频信令的发射方法中数据包重传遵循信令配置模式的示意图。

具体实施方式

在描述本发明的实施例之前，首先将描述本发明所基于的半稳定性调度方式。根据之前所述的半稳定性调度的特点，参照图1，上行用户在基站未主动分配即时资源的情况下，根据预定义的时间频率资源进行数据传输，若下行给出确认信息，则传输下一个相应的语音IP(VoIP)数据包；若基站无法解调数据，并给出非确认信息要求重传时，用户重传数据包，当无数据传输，进入静默期，则用户可以发出释放资源信令。并且如果需要释放资源，除了用户发送释放信令之外，基站也可以通过盲检测的方法判断UE进入静默期。用户在释放后，需要重新发起业务时，需要进行调度请求，然后根据下行分配相应的资源进行发射。

基于以上描述的半稳定性调度，本发明实施例结合了半稳定性调度和特定的跳频模式，提出了一种基于半稳定性的跳频方案，以下将参照附图来详细描述本发明的实施例。

方法实施例一

在本实施例中，提供了一种基于半稳定性调度的跳频信令的发射方法。

如图2所示，根据本实施例的跳频信令的发射方法包括：步骤S202，基站为用户预分配(预定义)跳频参数，并且用户按照跳频参数进行跳频发射；步骤S204，当用户请求调度时，用户使用预分配的跳频参数，或者使用基站为其分配的新跳频参数进行跳频发射。

优选地，在图2所示的上述处理的基础上，可以进一步包括以下处理：当基站检测到用户无数据发射，或用户请求不发射数据时，用户停止跳频。

其中在步骤202中，基站为用户预分配跳频参数可以在用户与基站建立链接后，无需通过用户请求，通过广播或层3信令的方式通知用户。

在用户的跳频过程中，基站可以主动干预跳频过程，例如，在步骤S202或步骤S204中，基站可以使用单用户调度信令强行改变用户使用的跳频资源，即，强制用户不使用原来的资源而改为使用其他的某处资源(如图5中所示的强制更改跳频模式)。

其中，在步骤S204中，当用户为群内用户时，基站采用群组调度信令(Group schedule Signaling，也可以称为群组信令)将用户调度信息或调度授权(schedule grant)通知用户，在这种情况下，将用户调度信息或调度授权中的用户频率带宽需求信息或自适应调制(AMC)信息作为跳频参数。此外，用户调度信息或调度授权还可以包括用户群内相对位置偏移的信息，并且同样可以将该信息用作跳频参数。

此外，当用户为群内用户时，基站可以采用群组调度信令直接将跳频参数通知用户。

另一方面，在步骤S204中，当用户不是群内用户时，基站采用单用户调度信令将用户调度信息或调度授权通知用户，同样，在这种情况下，将用户调度信息或调度授权中的用户频率带宽需求信息或自适应调制信息作为跳频参数。

除此之外，在步骤S204中，当用户不是群内用户时，基站采用单用户调度信令将跳频参数通知用户。

图3中示出了群组调度信令的构造的实例。如图3所示，群组调度信令包括：使用群组编号编码的循环冗余校验(CRC)、群资源起点指示、每用户传输格式或激活指示。其中，从群组编号编码的CRC中可以检测出群组编号，从各用户在信令中位置的相对关系以及传输格式描述，可以知道群内相对位置偏移。用户传输格式中包含群组内多个用户的频率带宽需求。

此外，在步骤S204中，基站根据用户调度信息或调度授权的变化情况、或者原跳频资源的占用情况来决定是否为用户分配新跳频参数。

其中，用户调度信息或调度授权的变化情况至少包括用户需要的物理资源(例如，用户频率带宽)的需求变化信息。并且，当用户频率带宽的需求有变化(包括需求由多变少、需求由少变多)，或者原跳频资源被占用时，基站为用户分配新跳频参数。

在用户的跳频过程中，当用户需要重传数据包时，使用用户跳频所使用的跳频资源或者由调度信令配置的资源来重传数据包，具体地，图4和图5分别描述了这两种情形。

图4示出了半稳定性调度结合跳频的示意图，其中数据包的重传遵循跳频模式。如图4所示，用户被预分配(预定义)一套跳频参数(参数中包括资源初始位置等信息)，若进入静默期，则将资源释放给其他用户使用，资源的使用在时间上是持续稳定的，在频率上是预定义的跳频模式。当上行用户当有数据传输时，首先按照预分配(预定义)的资源进行传输，其中当基站无法解调数据，并给出非确认信息要求重传时，用户重传数据包，重传的数据包可以遵循预定义的跳频模式，也可以不遵循预定义的跳频模式。

图5示出了半稳定性调度结合跳频的示意图，其中数据包的重传遵循信令配置模式，并且可根据调度信令确定重传的数据包占用的资源，因此这是一种自适应的重传模式。在这种情况下，若下行给出确认信息，则传输下一个相应的VoIP数据包；当无数据传输时，进入静默期，用户可以发出释放资源信令，释放资源。同样，释放信令不是必须的，基站也可以通过盲检测的方法判断UE进入静默期。当用户需要重新发起业务时，通过调度请求命令，由下行信令配给所用资源进行传输。

方法实施例二

在本实施例中，提供了一种跳频模式和调度信令配置方法。

该方法包括以下处理：在系统内全部或部分跳频用户分别采用不同频率带宽的情况下：用户采用群跳频模式，调度信令配置为单用户调度信令；或者用户采用多颗粒度跳频模式，调度信令配置为群组调度信令；而在系统内全部或部分跳频用户采用相同频率带宽的情况下：用户采用单颗粒度跳频模式。

以下将详细描述以上的各种模式。

1、群跳频模式

在群跳频模式下，进行以下处理：(1)将不同颗粒度的用户放入一个或多个虚拟群中，例如，可以将频率资源宽度超过M/2的用户归入不同的群，并填充到虚拟群中，其中，M为群的频率资源宽度；(2)对形成同样频率资源宽度的多个虚拟群采用单颗粒度跳频方法进行跳频，确定群的起始位置，再通过群内用户的相对位置偏移确定群内用户的起始频点位置。这里，单用户调度信令包括以下至少之一或其任意组合：用户群编号、群内相对位置偏移、群的总数量、群的带宽需求、跳频间隔。

其中，如果在步骤(1)中建立的群不能完全容纳所有用户，则在剩余用户中将频率资源宽度超过N/2的用户建立并归入新群，并填充到该新群中，直到完成所有的用户分群，其中，N是剩余用户中的最大资源宽度。

优选地，在实际实施时，在执行步骤(1)之前，先根据面向具备不同占用频率宽度的用户进行分群，即，建立不同频率宽度的群，不同频率宽度的群在不重叠的频率和时间资源上复用，分别进行跳频；以及根据面向不同QoS要求的用户进行分群，即将基于同一QoS等级的用户分入同一个群中。

2、多颗粒度跳频模式

在多颗粒度跳频模式下，执行以下处理：确定每个用户k的频域跳频图样i，其中，i＝g(k)；根据确定的用户k的频域发射编号i及各个用户的各自的带宽需求X(k)，通过 $f\left(i\right)=\underset{l=0}{\overset{i-1}{\mathrm{\Σ}}}X\left(g^{-1}\left(l\right)\right)$ 确定用户k的起始频点f(i)。其中，群组调度信令至少包括多个用户的频率带宽需求。

在上述步骤(2)中，可以采用基于Latin方的连续频分多址系统确定起始频点的跳频方法，其确定过程包括以下步骤：

在时刻j时，用户k以起始位置为f(k，j)的频点发射，

$f(k,j)=\underset{l=0}{\overset{i-1}{\mathrm{\Σ}}}X\left[(\mathrm{\αl}+j)\mathrm{mod}M\right];$

其中，系统的跳频范围为N个资源单元或子载波，共有K个用户，每个用户的带宽需求为X(k)，k＝0，1，…，K-1，满足 $\underset{k=0}{\overset{K-1}{\mathrm{\Σ}}}X\left(k\right)\≤N;$ M为大于等于K的一个素数；α＝1，2，…，M-1；i＝((k-j)α^-1)mod M，i＝0，1，…，M-1；相邻小区设置跳频间隔α为不同值。

该方法中每个用户的带宽需求X(k)可以相等，即，可退化为单颗粒度跳频方法。

并且，在上述步骤(2)中，可以采用基于COSTAS序列的连续频分多址系统确定起始频点的跳频方法，此时，包括以下处理：

在时刻j时，用户k以起始位置为f(k，j)的频点发射，

$f(k,j)=\underset{l=0}{\overset{i-1}{\mathrm{\Σ}}}X\left[({\mathrm{\α}}^{l+1}\left(\mathrm{mod}p\right)+j+1)\mathrm{mod}(p-1)\right];$

其中，系统的跳频范围为N个资源单元或子载波，共有K个用户，每个用户的带宽需求为X(k)，k＝0，1，…，K-1，满足 $\underset{k=0}{\overset{K-1}{\mathrm{\Σ}}}X\left(k\right)\≤N;$ p＝M+1为大于K的一个素数；α是p的本原根；

当k-j-1≠0时，i＝(log_α(k-j-1)mod(p-1))mod p-1；i＝0，1，…，M-1；

当k-j-1＝0时，i＝(log_α(p-1))mod p-1，i＝0，1，…，M-1。

在该方法中每个用户的带宽需求X(k)可以相等，即，可以退化为单颗粒度跳频方法。

3、单颗粒度跳频模式

在单颗粒度跳频模式下：确定每个用户k的频域跳频图样i，其中，i＝g(k)；根据以上确定的用户k的频域发射编号i及各个用户的相等的带宽需求X(k)，通过 $f\left(i\right)=\underset{l=0}{\overset{i-1}{\mathrm{\Σ}}}X\left(g^{-1}\left(l\right)\right)$ 确定用户k的起始频点f(i)。

其中，当系统内全部或部分跳频用户采用相同频率带宽的情况下，用户采用单颗粒度跳频模式，其确定资源起始频点的过程是前述多颗粒度跳频过程，在每个用户的带宽需求X(k)相等情况下的退化为单颗粒度跳频方法。

可选地，在上述步骤(2)中，可以采用基于Latin方确定单颗粒度连续频分多址系统跳频起始频点，包括以下处理：

在时刻j，用户k以起始位置为f(k，j)的频点发射，其中，

f(k，j)＝{[(G-j)α^-1]mod M}R+β，

这里，系统的跳频范围为N个无线资源块，根据用户最大带宽需求R将总的带宽划分为M个群G，

表示不大于N/R的最大正整数，G＝0，1，…，M-1为用户k所在的跳频群；分到同一群G中的用户根据用户相位偏移β区别，β＝0，1，…，R-1；每个用户的带宽需求为X(k)，k＝0，1，…，K-1，满足 $\underset{k=0}{\overset{K-1}{\mathrm{\Σ}}}X\left(k\right)\≤\mathrm{RM};$ α为跳频间隔，α＝1，2，…，M-1。

此外，在步骤(2)中，可以采用基于Costas序列方法确定单颗粒度连续频分多址系统跳频起始频点，此时，包括以下处理：

在时刻j，用户k以起始位置为f(k，j)的频点发射，其中，

f(k，j)＝{[(log_α(G-j-1)mod(p-1))mod p-1]mod M}T+β，

这里，系统的跳频范围为N个无线资源块，根据用户最大带宽需求R将总的带宽划分为M个群G，

表示不大于N/R的最大正整数，带宽T是群的带宽，T大于或等于R，G＝0，1，…，M-1为用户k所在的跳频群；分到同一群G中的用户根据用户相位偏移β区别，β＝0，1，…，T-1为该用户在跳频群内的相位偏移，每个用户的带宽需求为X(k)，k＝0，1，…，K-1，满足 $\underset{k=0}{\overset{K-1}{\mathrm{\Σ}}}X\left(k\right)\≤\mathrm{TM};$ p＝M+1；p为素数，α为跳频间隔，α是p的本原根。

另外，在上述步骤(2)中，还可以采用基于固定偏移的方法确定单颗粒度连续频分多址系统跳频起始频点，此时，包括以下处理：

在时刻j，用户k以起始位置为f(k，j)的频点发射，其中，

f(k，j)＝(f(k，j-1)+γ)mod N

其中，γ是跳频间距，N为系统的跳频范围。

综上所述，本发明结合了半稳定性调度和特定的跳频模式，提供了一种基于半稳定性调度的跳频方案，既吻合了业务的稳定性特点，又利用跳频带来的频率分集增益，提高系统容量。借助于本发明的技术方案，可以根据预定义的跳频图样跳频，使小区内部各用户间始终保持正交；在多小区环境下，1个跳频周期内用户相互之间只发生1次碰撞，从而使用户受到的干扰随机化；此外，本发明支持带宽单颗粒度、多颗粒度始终保持占用子载波的连续性；由于本发明采用半稳定性调度模式跳频，信令需求量较少。

本发明可以适用于1.25M、5M、2.5M、10M、15M、20M等可变带宽的单载波频分多址系统，例如，DFT扩频正交频分复用(DFT-S OFDM)、和交织频分多址接入(IFDMA)系统，并且可以适用于3km/h、30km/h、120km/h或更高移动速率的应用场景。

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 (13)

1.一种跳频信令的发射方法，其特征在于，包括：

步骤S202，基站为用户预分配跳频参数，并且所述用户按照所述跳频参数进行跳频发射；以及

步骤S204，当所述用户请求调度时，所述用户使用预分配的所述跳频参数，或者使用所述基站为其分配的新跳频参数进行跳频发射；

其中，当所述基站检测到所述用户无数据发射，或所述用户请求不发射数据时，所述用户停止跳频。

2.根据权利要求1所述的跳频信令的发射方法，其特征在于，在所述步骤S202中，所述基站为所述用户预分配的所述跳频参数可以在所述用户与所述基站建立链接后，无需通过所述用户请求，通过广播或层3信令的方式通知所述用户。

3.根据权利要求1所述的跳频信令的发射方法，其特征在于，在所述步骤S202或步骤S204中，在所述用户的跳频过程中，所述基站可以使用单用户调度信令强行改变所述用户使用的跳频资源。

4.根据权利要求1所述的跳频信令的发射方法，其特征在于，在所述步骤S204中，当所述用户为群内用户时，所述基站采用群组调度信令将用户调度信息或调度授权通知所述用户。

5.根据权利要求4所述的跳频信令的发射方法，其特征在于，将所述用户调度信息或调度授权中的用户频率带宽需求信息或自适应调制信息作为所述跳频参数。

6.根据权利要求4所述的跳频信令的发射方法，其特征在于，将所述用户调度信息或调度授权中的用户群内相对位置偏移信息作为所述跳频参数。

7.根据权利要求1所述的跳频信令的发射方法，其特征在于，在所述步骤S204中，当所述用户为群内用户时，所述基站采用群组调度信令将所述跳频参数通知所述用户。

8.根据权利要求1所述的跳频信令的发射方法，其特征在于，在所述步骤S204中，当所述用户不是群内用户时，所述基站采用单用户调度信令将用户调度信息或调度授权通知所述用户，其中，将所述用户调度信息或调度授权中的用户频率带宽需求信息或自适应调制信息作为所述跳频参数。

9.根据权利要求1所述的跳频信令的发射方法，其特征在于，在所述步骤S204中，当所述用户不是群内用户时，所述基站采用单用户调度信令将所述跳频参数通知所述用户。

10.根据权利要求4、7、8、或9所述的跳频信令的发射方法，其特征在于，在所述用户的跳频过程中，当所述用户需要重传数据包时，使用所述用户跳频所使用的跳频资源或者由调度信令配置的资源来重传数据包。

11.根据权利要求1所述的跳频信令的发射方法，其特征在于，在所述步骤S204中，所述基站根据用户调度信息或调度授权的变化情况、或者原跳频资源的占用情况来决定是否为所述用户分配所述新跳频参数。

12.根据权利要求11所述的跳频信令的发射方法，其特征在于，所述用户调度信息或调度授权的变化情况至少包括所述用户需要的物理资源的需求变化信息，其中，所述物理资源包括：用户频率带宽。

13.根据权利要求12所述的跳频信令的发射方法，其特征在于，当所述用户频率带宽的需求有变化，或者所述原跳频资源被占用时，所述基站为所述用户分配所述新跳频参数，其中，所述变化包括：需求由多变少、需求由少变多。

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