CN101388870B

CN101388870B - 一种基于正交频分复用系统的资源分配信令的生成方法

Info

Publication number: CN101388870B
Application number: CN2007101541052A
Authority: CN
Inventors: 张禹强; 戴谦; 郁光辉; 郝鹏
Original assignee: ZTE Corp
Current assignee: ZTE Corp
Priority date: 2007-09-12
Filing date: 2007-09-12
Publication date: 2012-05-09
Anticipated expiration: 2027-09-12
Also published as: CN101388870A

Abstract

一种基于正交频分复用系统的资源分配信令的生成方法：将正交频分复用系统所有可用子载波划分为若干资源块并为每一资源块分配一个逻辑序号后，根据用户业务特性的类型将用户进行分组，然后定义组资源分配信令，该信令包含：组序号字段，组类型字段，组资源起始序号字段，配置组内用户的资源分配数量及其调制编码等级所需字段的最大长度字段，组内用户统一的资源分配数量和调制编码等级字段。本发明的基于组形式的资源分配信令生成方法，能够以较低的信令开销支持比较灵活的资源调度，可以适应各种不同类型的业务乃至混合业务的应用场合，能够最大限度的减少信令开销和增加资源分配的灵活性。

Description

一种基于正交频分复用系统的资源分配信令的生成方法

技术领域

本发明涉及宽带无线通信系统，特别涉及一种基于正交频分复用系统的资源分配信令的生成方法。

背景技术

正交频分复用OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)技术是未来无线通信技术的主要候选方案之一。在频域内将给定信道分成许多正交子载波，在每个子载波上分别调制信号，并且各子载波并行传输。这样，尽管无线信道的频率响应曲线是非平坦的，具有频率选择性，但是每个子载波是相对平坦的，在每个子载波上进行的是窄带传输，信号带宽小于信道带宽，因此就可以大大消除信号波形间的干扰。由于在OFDM系统中各个子载波相互正交，且它们的频谱是相互重叠的，这样不但减小了子载波间的相互干扰，同时又提高了频谱利用率。另外OFDM利用离散傅立叶反变换/离散傅立叶变换(IDFT/DFT)代替多载波调制和解调，降低了基带处理的复杂度。

在OFDM系统中，由于资源是以时间和频率两维出现的，因此资源分配及其表示方法变得比较复杂，尤其是带宽比较大时，既要考虑到资源分配的灵活性，又要考虑到表示方法的简单及其开销小等要求。目前常用的方法是定义一个基本的资源块RB(Resource Block)，然后以RB为单位进行资源分配。例如目前常用的动态调度是由用户和基站之间通过信令握手协商每一次用户数据包传输需要分配的资源的时频位置，动态调度信令的格式简单、长度短，可赋予调度算法很强的灵活性，但缺点是需要频繁的用户和基站之间的信令交互，信令开销太大，对系统吞吐量影响很大。为此一种基于组形式的调度信令被提出，其方法是将若干个用户组成一组，将这些用户的资源分配信令组合在一个信令内，这种方法一定程度上减少了信令开销，但同时也降低了资源调度灵活性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种基于OFDM系统的低信令开销、高资源利用率的资源分配信令的生成方法。

为解决上述问题，本发明提出了一种基于正交频分复用系统的资源分配信令的生成方法，包括：

步骤110，将正交频分复用系统所有可用子载波划分为若干资源块并为每一资源块分配一个逻辑序号；

步骤120，根据用户业务特性的类型将用户进行分组；

步骤130，定义组资源分配信令，利用该信令为组内用户分配资源，其中，所述组资源分配信令包含：

组序号字段，供用户判断是否有属于它的资源分配信息；

组类型字段，根据步骤120分组结果确定，标识所述组资源分配信令用于何种业务特性的用户；

组资源起始序号字段，标识该组资源的起始位置；

配置组内用户的资源分配数量及其调制编码等级所需字段的最大长度字段，标识组内各用户的资源分配数量以及调制编码等级字段所需的最大长度；

组内用户统一的资源分配数量和调制编码等级字段，标识组内用户的统一的资源分配数量和调制编码等级；

所述配置组内用户的资源分配数量及其调制编码等级所需字段的最大长度字段与所述组内用户统一的资源分配数量和调制编码等级字段不同时有效，有效与否由组类型字段决定；

所述组资源分配信令还包含：

组内各个用户的资源分配数量及其调制编码等级字段，标识组内各个用户的资源分配数量及其调制编码等级；

组内各个用户的资源分配标识字段，标识用户是否分配资源；

当所述组内用户统一的资源分配数量和调制编码等级字段有效时，所述组内各个用户的资源分配数量及其调制编码等级字段不生效或设其长度值为零。

进一步地，上述方法还可具有以下特点，当所述配置组内用户的资源分配数量及其调制编码等级所需字段的最大长度字段有效时，所述组内各个用户的资源分配数量及其调制编码等级字段的长度值取决于组内用户的业务特性。

进一步地，上述方法还可具有以下特点，用户分配的资源起始位置由所述组资源起始序号字段和组内各个用户的资源分配标识字段决定。

进一步地，上述方法还可具有以下特点，组内各个用户的资源分配标识字段长度为1bit，资源分配标识取值为1，表示当前时间进程该用户有资源分配；资源分配标识取值为0，表示当前时间进程该用户没有资源分配，则组中第i个用户分配的资源起始位置可通过下式计算：

{UEResourcePosition}_{i} = GroupResourceStartIndex + Σ_{k = 1}^{i - 1} {UEAssignEnable}_{k} \cdot {RBnum}_{k}

式中，UEResourcePosition_i是第i个用户的资源起始位置，GroupResourceStartIndex是本组的组资源起始序号，UEAssignEnable_k是第k个用户的资源分配标识，RBnum_k是第k个用户分配的资源块数量。

本发明提出了一种高效的基于组形式的资源分配信令生成方法，能够以较低的信令开销支持比较灵活的资源调度。本发明的信令生成方法可以适应各种不同类型的业务乃至混合业务的应用场合，能够最大限度的减少信令开销和增加资源分配的灵活性。

附图说明

图1是OFDM系统中资源块RB的示意图。

图2是本发明资源分配信令的生成方法流程图。

图3是本发明组资源分配信令的示意图。

具体实施方式

如图2所示，本发明基于正交频分复用系统的资源分配信令的生成方法

具体步骤如下：

110把正交频分复用系统所有可用子载波分成若干资源块RB；

每个资源块中含有若干个OFDM符号，每个OFDM符号中的若干个子载波属于该资源块；每个资源块含有相同的OFDM符号数，每个资源块中每个OFDM符号内的子载波个数也相同，属于同一个RB中同一OFDM符号内的子载波可以在物理上连续，也可以在物理上不连续；属于同一RB中不同OFDM符号上的子载波可以在相同的位置，也可以在不同的位置。

120为每个资源块RB编一个逻辑序号，资源分配的数量以及位置以RB的逻辑序号为准；

130根据用户业务特性的类型将用户进行分组；

140定义组资源分配信令，利用该信令为组内用户分配资源，其内容包括：

(a)组序号字段

用于供用户判断是否有属于它的资源分配信息。基站通过其他类型的资源分配信令告知用户被分配在哪一组，用户只需要对组序号进行“监听”，当“听”到自己所属的组的组信令下发时，才对组信令进行解调，以获得自己的资源分配指令。

(b)组类型字段

用于标识该组资源分配信令用于何种业务特性的用户。由于数据业务的种类繁多，而许多业务类型之间的特性(数据包长波动范围、对时间的敏感性等等)相差很大，因此信令需要能适应不同业务特性的用户。将不同的业务特性分别定义成若干个组类型，业务特性相同或者相近的业务归属于一个组类型。一个组内并不仅限于分配同一种业务的用户，但只能分配同一种组类型的用户。例如，数据包长波动范围很大且数据包到达时间不固定，这种业务特性可以作为一种组类型，属于这一类型的业务有FTP(File Transfer Protocol，文件传输协议)业务和HTTP(HyperText Transfer Protocol，超文本传输协议)浏览业务等；数据包长固定且数据包到达时间也固定，这种业务特性也可以作为一种组类型，属于这一类型的业务有VoIP(Voice over Internet Protocol，互联网协议语音技术)业务等；此外还有数据包长波动范围中等且数据包到达时间不固定等业务特性等等。这只是组类型的分类方式之一，将业务特性分类成组类型的方式可以有很多，不再一一举例。

(c)组资源起始序号字段

用于标识这个组的资源从哪个RB开始，组内所有用户的资源分配以该序号为参考。

(d)配置组内用户的资源分配数量及其调制编码等级所需的最大长度字段用于标识组内用户的资源分配数量及其调制编码等级字段的最大长度。由于组内用户各有自己的资源分配以及调制编码等级字段，但不同类型的业务所需要的资源分配以及调制编码等级字段长度相差很大(例如FTP业务用户需要的资源数量大，其需要的资源分配字段必然很长；而VoIP业务用户需要的资源数量很少，其资源分配字段可以很短)，因此为组内用户规定一个资源分配以及调制编码等级字段最大长度有利于节省信令开销。

(e)组内用户的统一的资源分配数量以及调制编码等级字段用于标示组内所有用户的资源分配数量以及调制编码等级。该字段和字段(d)虽然都存在于信令中，但并不同时生效，需要根据不同的组类型来决定使字段(d)还是字段(e)生效。因为字段(d)意味着允许组内各个用户有自己的资源分配数量和调制编码等级字段，这和字段(e)是冲突的，这两个字段是适用于不同组类型的用户组的，因此字段(d)和字段(e)不同时生效。

(f)组内用户1的资源分配数量(分配多少个RB)及其调制编码等级字段，该字段仅当字段(d)生效时生效。

(g)组内用户1的资源分配标识字段用于标识该用户是否分配资源。

(h)组内用户2的资源分配数量及其调制编码等级字段，该字段仅当字段(d)生效时生效。

(i)组内用户2的资源分配标识字段

(j)组内用户N的资源分配数量及其调制编码等级字段，该字段仅当字段(d)生效时生效。

(k)组内用户N的资源分配标识字段

组信令包含的用户数不受具体限制，可以是几个、几十甚至上百，根据系统的参数、用户容量以及调度需要而定。显然的，组信令包含的用户数的上限是系统用户容量(系统用户容量可以很容易的通过系统带宽、各种业务类型的分配比率、各种业务类型的用户平均吞吐量等参数估计得到，不需要很精确的估计值)。此外，因为用户可以分布在不同的时间进程，因此一般来说，在实际系统应用时，组信令包含的最大用户数可以设定为几个或几十个(视不同的系统带宽而定，带宽越大，组信令包含的最大用户数就可以越大)。对于组信令本身来说，并不对组信令包含的最大用户数进行限制。

下面将结合附图及实施例对本发明的技术方案进行更详细的说明。

实施例：

以3GPP(第三代合作伙伴计划)LTE(Long Term Evolution，长期演进)的FDD(Frequency Division Duplex，频分双工)系统为例，一个子帧中含有14个连续OFDM符号，时间长度为1ms。在本实施例中以连续12个子载波，连续14个OFDM符号表示一个资源块RB，如图1所示。

在本实施例中设定的组资源分配信令的结构见图3，从高位开始：

第一个字段是组序号，长度为K1bits(比特)，K1根据OFDM系统最大可能的分组数量来确定。例如假定LTE系统重传次数为3次，即HARQ(Hybrid Automatic Repeat reQuest，自动重传请求)进程有4个，每个HARQ进程之间间隔5个子帧，也就是说可以在5个时间进程上进行分组，假设每个时间进程上最多分3个组，那么最大可能的分组数量是15，则K1设定为4(2⁴＝16＞15)就够了。当然这种确定最大可能分组数量的方式是非常简化的。在实际系统中，还需要根据系统带宽、用户业务类型数量，不同类型用户的比率等等许多参数来辅助确定K1。

第二个字段是组类型，长度为1bit，组类型取值为1，表示该组用户的业务的数据包长度变化很小或者固定，例如VoIP(Voice over InternetProtocol，互联网协议语音技术)业务；组类型取值为0，表示该组用户的业务的数据包长度变化较大，例如FTP(File Transfer Protocol，文件传输协议)、网页浏览、网络游戏等业务。

第三个字段是组资源起始序号，它表示该组所分配的资源从当前时间进程的第几个RB开始，字段长度为K2bits，K2由系统带宽(有效子载波数)和一个RB所占子载波数决定。组内用户分配资源由该起始序号开始依次分配。

第四个字段的含义取决于组类型字段的值。

若组类型为0，则该字段含义是表示配置单个用户所占RB数及其调制编码等级所需的字段长度，其字段长度为K3，其数值等于K4。因为组类型为0标识着该组用户每次传输时所需要的资源数以及调制编码方式都可能发生较大变化，因此每个用户都需要配置一个“资源数及调制编码等级”字段(见信令的第5、7...字段)，而由于业务类型的不同或信道条件的变化等因素会导致这个配置字段的长度(K4)有很大变化(例如FTP业务时可能一个用户会分配10～50个RB，其资源数需要6bits来表示，而游戏业务时可能一个用户只分配1～3个RB，其资源数只需3bits来表示)，为了避免配置字段长度(K4)浪费，就需要使配置字段长度可调节。

若组类型为1，则该字段含义是“该组所有用户的调制编码等级”，这是因为组类型为1标识着该组用户每次传输的数据包大小波动很小甚至固定(例如VoIP业务)，因此将全组用户的资源分配数和调制编码等级统一定义(例如可参考表1的方式来定义组资源分配以及调制编码等级)。

表1组资源分配以及调制编码等级表

调制编码等级	说明(编码率，调制模式，一个数据包占用的资源)
		M0	C1编码率，Mod1调制格式，N1个RB
M1	C2编码率，Mod2调制格式，N2个RB
		M2	C3编码率，Mod3调制格式，N3个RB
M3	C4编码率，Mod4调制格式，N4个RB
		......	......

第5、7、9......字段是组内各个用户的“资源分配数量及调制编码等级”配置字段，该字段分成2部分，一部分表示该用户所占的RB个数(K4a bits)，另一部分表示该用户的调制编码等级(K4b bits，例如可参考表2的方式来定义用户调制编码等级)。字段长度为K4(K4＝K4a+K4b)，K4的值取决于第二字段(组类型)和第四字段(用户资源和调制编码等级字段长度)，若组类型为0，则第四字段的取值就是K4；若组类型为1，则K4为0，即各组内用户没有专属自己的“资源数及调制编码等级”的配置。

表2用户调制编码等级表

调制编码等级	说明(编码率，调制模式)
		M0	C1编码率，Mod1调制格式
M1	C2编码率，Mod2调制格式
		M2	C3编码率，Mod3调制格式
M3	C4编码率，Mod4调制格式
		......	.......

第6、8、10......字段是组内各个用户的资源分配标识，字段长度为1bit。资源分配标识取值为1，表示当前时间进程该用户有资源占据；资源分配标识取值为0，表示当前时间进程该用户没有资源分配。组中第i个用户分配的资源起始位置可通过下式计算：

{UEResourcePosition}_{i} = GroupResourceStartIndex + Σ_{k = 1}^{i - 1} {UEAssignEnable}_{k} \cdot {RBnum}_{k}

式中，UEResourcePosition_i是第i个用户的资源起始位置。GroupResourceStartIndex是本组的组资源起始序号。UEAssignEnable_k是第k个用户的资源分配标识。RBnum_k是第k个用户分配的RB数量。

从本实施例设定的组资源调度信令格式可以容易的发现，不同业务特性的组使用的资源分配数量和调制编码等级字段的长度不同，如果组内用户全是VoIP业务用户，甚至不需要为每个用户单独设定资源分配数量和调制编码等级。根据不同特性的业务类型进行分组，并针对不同特性的业务类型设定其资源分配格式，既可以保证资源调度的灵活性和利用率，又可以最大程度的减少信令开销。相对于动态调度信令以及传统的组调度信令，本发明提出的资源分配信令不但充分保留了动态调度的资源利用率高、调度灵活的优点，同时极大的降低了资源调度信令开销，并且增加的系统复杂度可以忽略不计。

当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims

1.一种基于正交频分复用系统的资源分配信令的生成方法，其特征在于，包括：

步骤120，根据用户业务特性的类型将用户进行分组；

组序号字段，供用户判断是否有属于它的资源分配信息；

组资源起始序号字段，标识该组资源的起始位置；

组内各个用户的资源分配数量及其调制编码等级字段，标识组内各个用户的资源分配数量及其调制编码等级；组内各个用户的资源分配标识字段，标识用户是否分配资源；

其中，所述配置组内用户的资源分配数量及其调制编码等级所需字段的最大长度字段与所述组内用户统一的资源分配数量和调制编码等级字段不同时有效，有效与否由所述组类型字段决定；

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述配置组内用户的资源分配数量及其调制编码等级所需字段的最大长度字段有效时，所述组内各个用户的资源分配数量及其调制编码等级字段的长度值取决于组内用户的业务特性。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，用户分配的资源起始位置由所述组资源起始序号字段和组内各个用户的资源分配标识字段决定。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，组内各个用户的资源分配标识字段长度为1bit，资源分配标识取值为1，表示当前时间进程该用户有资源分配；资源分配标识取值为0，表示当前时间进程该用户没有资源分配，则组中第i个用户分配的资源起始位置可通过下式计算：

{UEResourcePosition}_{i} = GroupResourceStartIndex + Σ_{k = 1}^{i - 1} {UEAssignEnable}_{k} \cdot {RBnum}_{k}