CN101444058B - 多载波分配的方法和装置 - Google Patents

Abstract

为了提高时分复用多载波系统中多载波分配的效率，本发明提出了一种新的整结构和相应的方法和装置。通过在一个集中式的短时间内，各个终端发送包含一个预定义的序列的探测消息给网络设备，网络设备通过评估收到的探测消息，来评估各个子载波相对于各个终端的信道特征，从而可以较好地分配子载波，将信道特征良好的子载波分配给合适的终端。

Description

多载波分配的方法和装置

技术领域

本发明涉及通信系统，尤其涉及在时分复用多载波系统中进行多载波分配的方法和装置。

背景技术

随着通信系统的快速发展，多载波(Multi-carriers，MC)技术，以其抗干扰，并行传输，优化资源分配等优势，得到了工业界和学术界的广泛关注。

一方面，多载波技术利用宽带系统的优势，将一个信号分布在多个载波上，采用数据交织和载波交织等方法，可以增强系统抗频率选择性衰落的能力。

另一方面，无线通信系统中的下行业务量通常大于上行业务量。通常，在下行传输中，发送方可以采用如载波交织，前向纠错等技术，在多个载波间建立信息关联。接收方利用该信息关联来恢复传输过程中损失的信息。另外，下行业务通常分布在较宽的频带上，从而具有较好的抗频率选择性衰落的能力。相反，在上行传输中，很难协调多个用户采用载波交织等技术来建立信息之间的关联，并且每一用户的上行业务通常只占据较窄的带宽，因此上行业务更容易受到频率选择性衰落的影响。

通常，一个子载波随着空间和时间的不同，可能对不同的终端呈现不同的信道特征。由于空间特征，如传播路径，障碍物等，的不同，在某一个时刻，一个子载波对于一部分终端呈现频率选择性衰落，而对另一部分终端则呈现良好的信道特征。另外，随着时间的变化，对于同一个终端，一个子载波可以在遭受频率选择性衰落的坏信道和适于传输的好信道之间变化。因此，在多载波系统中，根据不同子载波针对不同终端呈现不同的信道特征的特点，为不同终端分配不同子载波是一个提高系统性能的方法。

2005年11月10日公布的，Lucent Technology公司提出的美国专利申请文件，US20050249127A1，提出了一种多个移动终端和一个基站通过多个子载波进行业务传输的方法。该方法评估部分子载波相对于各个移动终端的信道质量，并根据该评估结果，为各个移动终端选择各自的子载波组，并将该分配结果通知各个移动终端；各个移动终端通过分配给自己的子载波组进行传输。

对于时分复用多载波系统，很有必要提出优化载波分配的方法，以提高系统的性能。

发明简述

本发明提出了在时分复用多载波系统中对子载波分配进行优化的帧结构，方法和装置。

本发明提出了适用于时分复用多载波系统的一种帧结构。利用该帧结构，网络设备可以优化子载波分配，从而提高系统和终端的性能。

根据本发明的一个实施例，本发明提出了一种适用于时分复用多载波系统的帧结构，该帧结构包括：第一时段，用于终端传输探测消息和网络设备传输分配消息，其中，该网络设备通过评估该探测消息获得该分配消息，该分配消息包括分配给该终端的至少上行子载波组和下行子载波组之一的信息；第二时段，用于在该终端和该网络设备之间，通过分配的该上行子载波组和/或下行子载波组，传输上行业务和/或下行业务。

其中，该第一时段进一步包括上行传输时段和下行传输时段。在上行传输时段内，该终端传输探测消息到该网络设备；在下行传输时段内，该网络设备传输分配消息给该终端。

其中，该第二时段进一步包括：下行业务传输时段，用于该网络设备传输下行业务给该终端；和上行业务传输时段，用于该终端传输上行业务给该网络设备。

该帧结构的基本思想是：建立一个集中式的第一时段，网络设备通过评估各个终端传输来的探测消息来评估各个子载波对于不同终端的信道特征，并根据该评估结果，为各个终端分配合适的子载波，从而达到优化子载波分配的目的。可选地，更进一步，网络设备和终端可以根据对各个子载波的评估结果，选择合适的编码和调制方式，进一步提高系统的性能和终端的数据传输速率。

本方法提出了分别适用于终端和网络设备的，在时分复用多载波系统中，进行子载波分配的方法。这些方法可以较好地利用本发明提出的帧结构。

根据本发明的一个实施例，本发明提出了一种用于终端在时分复用多载波系统中进行子载波分配的方法，包括步骤：在第一时段的上行传输时段内，通过第一子载波组传输探测消息给一个网络设备，其中，该探测消息包括一个用于信道评估的预定义的序列，并被该网络设备用于对该第一子载波组进行信道评估；在第一时段的下行传输时段内，接收从该网络设备发送来的分配消息，以获得分配给该终端的至少上行子载波组和下行子载波组之一的信息，其中，该分配消息包括该网络设备对该探测消息进行信道评估的结果。

为了降低可能突发的频率选择性衰落对上行传输的影响，本发明的一个实施例进一步提出了一个方法，移动终端可以从分配的上行子载波组中，按照一个预定义的频率跳变方式，选择第二子载波组，并经过该第二子载波组传输上行业务。

根据本发明的一个实施例，本发明提出了一种用于网络设备在时分复用多载波系统中进行子载波分配的方法，包括步骤：在第一时段的上行传输时段内，接收终端发送的探测消息；评估该探测消息以获得针对该终端的一个分配消息，其中，该分配消息包括分配给该终端的至少下行子载波组和上行子载波组之一的信息；在第一时段的下行传输时段内，传输该分配消息给该终端。

该网络设备通过处理该探测消息，来评估传输该探测消息的第一子载波组对于该终端的信道特征，并根据该信道特征产生一个子载波分配结果。

该终端和该网络设备在相应的第二时段，通过分配的下行子载波组和上行子载波组，分别传输下行业务和接收上行业务。

根据本发明的实施例，本发明进一步提出了使用本发明提出的方法的终端和网络设备。

其中，该终端包括：用于传输探测消息的传输机；用于接收分配消息的接收机。可选地，该终端进一步包括：第一选择器，提取器，和/或第二选择器。第一选择器用于选择该终端期望使用的第一子载波组，提取器用于从分配消息中提取分配的上行/下行子载波组信息，第二选择器用于从上行子载波组中选择第二子载波组。该传输机和接收机可以进一步分别用于传输上行业务和接收下行业务。

其中，该网络设备包括：用于接收探测消息的接收机，用于处理探测消息来评估子载波的评估器，用于分配子载波组和产生分配消息的分配器，和用于传输分配消息传输机。其中，该接收机和传输机可以进一步分别用于接收上行业务和传输下行业务。

US20050249127A1提出的方法有几个缺点。首先，终端需要参与对子载波的评估，复杂度较高；其次，在每个移动终端和基站之间有一个反馈信道，增加了系统的复杂度，并引入了额外的时延；第三，利用现有的无线系统的帧结构，基站很难在短时间内获得所有移动终端的关于所有子载波的全局频率响应特征，这可能导致不能分配给终端最合适的子载波。

本发明提出的帧结构，方法和装置具有以下几个优点。首先，终端不需要对子载波进行评估，从而简化了移动终端；其次，不需要在各个终端和网络设备之间建立专用的反馈信道；第三，通过集中式的第一时段，网络设备可以在一个较短的时间段内，比较容易地获得不同子载波相对于不同终端的信道特征，从而可以优化子载波分配；第四，由于分配了信道特征良好的子载波，终端和网络设备可以进一步采用更有效的编码和调制方式，提高数据传输速率，优化整个系统的性能。

通过参考以下结合附图的说明和权利要求书中的内容，并且随着对本发明的更全面的理解，本发明的其它目的及效果将变得更加清晰和易于理解。

附图简述

图1A图示了根据本发明的一个实施例实现的帧结构；

图1B图示了根据本发明的一个实施例实现的帧结构；

图2图示了按照本发明的一个实施例实施的终端和网络设备之间的消息交换序列的示意图。

图3A描述了按照本发明的一个实施例实施的，多个终端在第一时段的上行传输时段内传输探测消息的示意图；

图3B描述了按照本发明的另一个实施例实施的，多个终端在第一时段的上行传输时段内传输探测消息的示意图；

图4A描述了按照本发明的一个实施例实施的，网络设备在第一时段的下行传输时段内传输分配消息的示意图；

图4B描述了按照本发明的另一个实施例实施的，网络设备在第一时段的下行传输时段内传输分配消息的示意图；

图4C描述了按照本发明的另一个实施例实施的，网络设备在第一时段的下行传输时段内传输分配消息的示意图；

图4D描述了按照本发明的另一个实施例实施的，网络设备在第一时段的下行传输时段内传输分配消息的示意图；

图5描述了按照本发明的一个实施例实施的，网络设备在第二时段的下行业务传输时段内，通过分配的下行子载波组，传输下行业务的示意图；

图6A描述了按照本发明的一个实施例实施的，终端在第二时段的上行业务传输时段内，通过分配的上行子载波组，传输上行业务的示意图；

图6B描述了按照本发明的另一个实施例实施的，终端在第二时段的上行业务传输时段内，通过第二子载波组，传输上行业务的示意图；

图7图示了按照本发明的一个实施例实施的终端的结构示意图；

图8图示了按照本发明的一个实施例实施的网络设备的结构示意图；

图9图示了采用本发明的方法在多个终端之间分配下行子载波的一个实施例。

在所有附图中，相同或相似的标号表示相同或相似的特征和功能。

发明详述

下面通过附图，结合实施例，对本发明的技术方法进行详细的描述。

在时分复用系统中，子载波交替地用于上行和下行传输。每个子载波可以用多个信道参数描述，其中一部分信道参数随时间、空间的变化而变化。但是，在一个相当短的时间段内，这些信道参数改变得很小，以至于对在该子载波上进行的传输的影响可以忽略不计。当一个子载波在用于上行传输和下行传输时具有相同的信道参数，则认为该子载波具有信道对称特性。利用时分复用系统的信道对称特性，本发明提出了用于在时分复用多载波系统中优化子载波分配的帧结构，方法和装置。

为在一个较短的时间内评估所有子载波或部分子载波，在该时间段内，对各个终端的信道特征，本发明提出了一个新的帧结构，该帧结构包括两个部分：第一时段和第二时段，其中，第一时段用于评估各个子载波相对于各个终端的信道特征，并给各个终端分配相应的上行和/或下行子载波组；第二时段，用于在终端和网络设备之间，通过分配的上行和/或下行子载波组，进行相应的上行和/或下行业务传输。

进一步，第一时段包括：上行传输时段和下行传输时段。其中，在上行传输时段内，各个终端通过所有子载波，或部分期望用于上行和/或下行传输的子载波组，传输一个或多个探测消息给网络设备，其中，该探测消息通常包括一个预定义的、用于评估信道特征的序列，如前导码，训练序列等。在下行传输时段内，该网络设备传输一个或多个分配消息给各个终端，其中，该分配消息是该网络设备对收到的探测消息进行处理，得到相应的子载波的信道特征之后产生的，其中包括分配该终端的上行和/或下行子载波组的信息。

为了保护上行传输时段和下行传输时段之间的转换，可选地，根据本发明的一个实施例，该第一时段进一步包括一个保护间隔，用于插入在该上行传输时段和下行传输时段之间。通常，该保护间隔的时间长度应不小于电磁波在该时分复用多载波系统的一个小区内的传播时延，可由公式(1)得到。

T_GP≥R/C      (1)

其中，R为该系统中一个小区的半径，C为电磁信号在介质中传输的速度。

进一步，该第二时段包括：下行业务传输时段和上行业务传输时段。其中，在下行业务传输时段，网络设备，通过分配给各个终端的下行子载波组，传输相应的下行业务给各个终端；在上行业务传输时段，各个终端通过分配给自己的上行子载波组，或至少其中的一个子载波，传输上行业务给该网络设备。

图1A是采用本发明的一个实施例实施的该帧结构的示意图。在帧100中，第一时段110包括上行传输时段120和下行传输时段130，第二时段140包括下行业务传输时段150和上行业务传输时段160。其中，上行传输时段120和下行传输时段130之间包括一个可选的保护间隔170。下行业务传输时段150和上行业务传输时段160之间也可以包括一个可选的保护间隔180，其长度也可由公式(1)计算得到。每个传输期都包括一个或多个时隙TS(Time Slot)。在一个时隙中，多个子载波190，如SC1～8(Sub-carrier)，可以用于同时传输信息。在一个基于CDMA的系统中，因为在一个单一的子载波上，可以通过采用不同的扩频码来进行不同终端的传输，所以一个单一的子载波和一个单一的扩频码的组合可以被理解为一个子载波。本领域技术人员应当理解，本发明中的名词“子载波”，不应当被狭义地解释为一个特别的频率段，而应被理解为一个通信系统中，能够传输数据的独立的无线资源，如非CDMA系统中的一个最小频率单元，CDMA系统中频率段和扩频码的组合等等。

在图1A所示的实施例中，第一时段110排在数据传输期140之前。各个终端和网络设备利用，在一帧中的第一时段进行子载波评估和分配下行和/或上行子载波组，在同一帧中的下行业务传输时段和/或上行业务传输时段，利用该分配的下行和/或上行子载波组，传输下行和/或上行业务。各个传输期，120，130，150，160的其它排列方法也可以达到同样的效果。

图1B图示了采用本方法的另一个实施例实施的帧结构的示意图。在帧100’中，第二时段140位于第一时段110之前。在采用该实施例的系统中，第(N+1)帧中的下行业务传输时段150和上行业务传输时段160分别利用第N帧中的第一时段的上行传输时段120和下行传输时段130分配的下行子载波组和上行子载波组进行相应的下行和上行业务传输。

通过对在一个较短的时间段内在所有子载波上发送多个探测消息，并对这些探测消息进行评估，系统可以获得在该时间段内每个子载波相对于各个终端的信道特征。由于时分复用系统的信道对称特征，在第一时段评估的信道特征在随后的数据传输期仍然适用。通常，该帧的长度不大于子载波的相干时间。在3GPP所采纳的市区步行场景中，位于2GHz频段附近的信道的信道相干时间长达毫秒级，这使得本发明的帧结构可行。

通过采用本发明提出的帧结构，首先，终端由于无需对子载波进行评估而变得简单；其次，终端和网络设备之间也不需要反馈信道；第三，系统也很容易得到全局评估结果和子载波分配结果。

时分复用多载波系统中的终端和网络设备可以利用本发明提出的帧结构进行子载波分配和数据传输。图2图示了按照本发明的一个实施例实施的终端和网络设备之间的消息交换序列的示意图。在该消息交换序列200中，终端202首先在第一时段110的上行传输时段120中，执行步骤S210：通过第一子载波组发送探测消息给网络设备204，其中，该第一子载波组可以是该系统的所有子载波，也可以是该终端202期望使用的部分子载波。网络设备204收到探测消息后，执行步骤S220：通过处理该探测消息，来评估该第一子载波组对于该终端的信道特征，并根据该评估结果，分配相应的下行和/或上行子载波组给该终端202，该分配结果包括在一个或多个分配消息之中。在第一时段110的下行传输时段130中，网络设备204执行步骤S230：发送该分配消息给终端202。传输该分配消息的子载波可以是该系统的所有子载波，第一子载波组，或分配给终端202的下行子载波组，之一，也可以是该系统定义的一个用于传输控制信息的专用子载波。在步骤S240中，终端202从该分配消息中提取分配给自己的下行和/或上行子载波组的信息，并用于之后的数据接收和发送。在第二时段的下行业务传输时段250内，网络设备204执行步骤S250：通过分配给终端202的下行子载波组，传输下行业务给终端202。在第二时段的上行业务传输时段260内，终端202执行步骤S260：通过分配给自己的上行子载波组，或其中的部分子载波，传输上行业务给网络设备204。

为了获得各个子载波相对于各个终端的信道特征，每个终端在所有子载波，或感兴趣的各自的子载波组上，传输一个或多个探测消息给网络设备。在第一时段110中的上行传输时段120中，各个终端通过频分复用的方式复用所有的子载波，通过时分复用的方式复用上行传输时段120中的所有时隙。

图3A图示了，按照本发明的一个实施例实施的，在第一时段110中的上行传输时段120中，多个终端发送探测消息的示意图。在图3A中，按照一个预定义的方式，终端A，终端B和C分别在时隙TS1，TS2和TS3中发送探测消息。终端可以在所有的子载波上发送一个探测消息，如通过数据交织和载波交织，将该探测消息分布到所有的子载波上，也可以在每个子载波上独立地发送一个探测消息。探测消息可以包括一个网络设备和终端所共知的预定义的序列，如训练序列等。

图3B图示了，按照本发明的另一个实施例实施的，在第一时段上行传输时段120中，多个终端发送探测消息的示意图。其中，在一个时隙内，不同的终端使用不同的子载波。例如，在TS1内，终端A，B和C分别使用SC1～2，SC3～5和SC6～8；在TS2内，终端A，B和C分别使用SC3～4，SC6～8和SC1～2，SC5空闲。从这个实施例可以看到，终端可以只在一部分子载波上发送探测消息，如终端B没有使用SC1和SC2。

可选地，为了减少冲突和降低干扰，所有的终端应该服从“载波不冲突”原则，即，在同一个时隙，一个子载波不应被分配给两个或多个终端。

可选地，为了提高效率，所有的终端应该服从“载波不重叠”原则，即在不同的时隙，同一终端应该利用不同的子载波。由于子载波的信道特征变化的速度有限，所以，在同一个帧中，一个终端在同一个子载波上多次发送探测消息并不会带来信道评估性能的大幅提高。

网络设备通过处理收到的探测消息，来评估传输该探测消息的子载波对于传输该探测消息的终端的信道特征，并根据该信道特征，分配相应的下行和上行子载波组给该终端。该分配的过程，可以仅依靠于评估得到的信道特征，也可以进一步参考各个终端的上行和下行业务量。网络设备分配给终端的上行子载波数目可以准确地符合该终端的上行业务的需要。可选地，它也可以分配更多的子载波给某个或所有终端。如果某个终端暂时没有上行业务或下行业务，网络设备也可以不给该终端分配上行或下行子载波。

进一步，网络设备将分配给各个终端的上行和/或下行子载波组的信息包装在一个或多个分配消息中，传送给各个终端。可选地，多个终端的子载波分配结果可以合并成一个全局子载波分配结果，并相应地产生一个全局分配消息。该全局分配消息包括分配给每个终端的上行/下行子载波组的信息，针对单个终端的分配消息包括分配给该终端的上行/下行子载波组的信息。

在第一时段110的下行传输时段130中，网络设备发送分配消息给各个终端。图4A图示了，按照本发明的一个实施例实施的，在第一时段的下行传输时段130中，网络设备传输分配消息的示意图。网络设备在所有子载波上，或部分子载波上，通过广播的方式，将该全局分配消息发送给所有终端。此时，所有终端可以通过扫描所有子载波，或一个专用的子载波的方式，接收该全局分配消息。

图4B是按照本发明的另一个实施例实施的，在第一时段的下行传输时段130中，网络设备传输分配消息的示意图。其中，网络设备在不同的时隙，通过所有子载波传输或其中的一部分，或者终端A的第一子载波组或其中的一部分，给不同的终端发送相应的分配消息。如在TS1，TS2和TS3时隙，分别给终端A，B和C发送分配消息。

图4C是按照本发明的又一个实施例实施的，在第一时段的下行传输时段130中，网络设备传输分配消息的示意图。假定在第一时段的上行传输时段内，终端A，B和C分别通过SC1～2，SC3～5和SC6～8发送探测消息，则网络设备可以将对应于终端A，B和C的分配消息分别通过SC1～2，SC3～5和SC6～8发送给它们。

网络设备也可以通过分配给各个终端的下行子载波组，给各个终端发送相应的分配消息。此时，这些终端只要扫描所有子载波就可以收到发给自己的分配消息。在图4D图示的实施例中，假定SC2～3，SC4，SC6～8被分别分配给终端A，B和C。网络设备通过SC2～3，SC4，SC6～8分别给这三个终端发送相应的分配消息。

在接收到分配消息后，每个终端可以从中提取出分配给自己的上行和/或下行子载波组的信息。

在第二时段的下行业务传输时段内，每个终端通过分配给自己的一个或多个下行子载波来接收网络设备发送的下行业务。图5图示了网络设备，按照本发明的一个实施例实施的，在下行业务传输时段内，传输下行业务给各个终端的示意图。一个终端可以在该下行业务传输时段的所有时隙中分配相同的下行子载波，如终端B始终被分配了SC5，SC6。一个终端也可以在不同的时隙被分配不同的下行子载波，如终端A在TS1被分配了SC2～4；在TS2，TS3，只被分配了SC2～3。子载波也可以处于空闲状态，而不被分配给任何一个终端。这些信息应该被包括在相应的的分配消息中。

可选地，当一个终端在一个帧中没有下行业务时，网络设备不需要给该终端分配下行子载波。当一个终端没有被分配下行子载波时，它可以在相应的下行业务传输时段内不做和接收相关的操作。

所有终端，或至少其中的一个终端，利用第二时段的上行业务传输时段来传输上行业务。相似的，没有被分配上行子载波或没有上行业务的终端，不需要在该时间段进行传输操作。

图6A图示了多个终端，在上行业务传输时段内，通过分配给各自的上行子载波组，传输上行业务的示意图。在这个实施例中，每个终端被准确地按照其上行业务量分配了相应的上行子载波，而没有获得多余的上行子载波。每个终端利用所分配的上行子载波进行上行传输。例如，终端B始终通过SC5～6发送上行业务，终端A在不同的时隙通过分配的不同上行子载波发送上行业务。

但是，在实际通信中，干扰可能随时随地发生，并导致信号遭受频率选择性衰落。根据前面的描述，上行业务更容易受到频率选择性衰落的攻击。为避免可能的频率选择性衰落，本发明进一步提出了一种用于降低突发性频率选择性衰落对上行业务传输的影响的方法，即从分配给一个终端的多个上行子载波中，选择其中的一部分来进行上行传输，以避免可能的频率选择性衰落。选择的方法可以是随机的，或遵守一定的频率跳变方式。更进一步，终端可以根据自己当前的上行业务量跳变地选择上行子载波。该方法的前提条件是：在对应的第一时段，网络设备分配给该终端的上行子载波的数目应不小于该终端的上行业务的需求。图6B图示了终端，按照本发明的一个实施例，采用上行频率选择方法进行上行业务传输的示意图。假定，在TS1～4中，终端A获得了SC2～3；在TS1～3中，终端B获得了SC4～7，终端C获得了SC1和SC8。在TS4，终端B获得了SC5～7，终端C获得了SC1，SC4和SC8。可以看到，这里的子载波分配遵守了载波不冲突原则。

为避免可能的频率选择性衰落，终端A在TS1～4中分别选择了SC2，SC3，SC2和SC3，来传输其上行业务。类似地，终端C在TS1～4中分别选择了SC1，SC8，SC1，SC4和SC8，来传输其上行业务。

在这个实施例中，终端B的上行业务随时间而变。在TS1，终端B使用了分配的所有的4个子载波SC4～7；在TS2和TS3，由于上行业务量的降低，终端B选择在TS2使用SC4和SC6，在TS3使用SC5和SC7。在TS4中，由于上行业务量的增加，终端B使用了被分配的所有的上行子载波。

为了利用本发明所提出的帧结构和方法，本发明提出了一种用于时分复用多载波系统的终端。图7是按照本发明的一个实施例实施的一个终端的结构示意图。该终端700包括一个用于传输探测消息的传输机710和一个用于接收分配消息的接收机720。可选地，该终端700进一步包括一个第一选择器730，用于从该时分复用多载波系统的所有子载波中选择该终端期望使用的子载波组成第一子载波组，并通知传输机710通过该第一子载波组发送探测消息。可选地，该终端700进一步包括一个提取器740，用于从接收到的分配消息中提取被分配到的上行和下行子载波组的信息。该信息可以用来控制传输机710和接收机720，分别在相应的上行子载波组和下行子载波组进行发送业务和接收业务。为了避免可能的频率选择性衰落对上行业务传输的影响，该终端700进一步包括第二选择器750，用于从所分配的上行子载波组中选择第二子载波组，用于传输上行业务。该传输机710可以进一步用于传输上行业务；该接收机720可以进一步用于接收下行业务。

为了利用本发明所提出的帧结构和方法，本发明提出了一种用于时分复用多载波系统的网络设备。图8是按照本发明的一个实施例实施的一个网络设备的结构示意图。该网络设备800包括：接收机810，传输机820，评估器(estimator)830，和分配器(allocator)840。其中，接收机810用于接收终端发来的探测消息，也可用于接收终端发送的上行业务；传输机820用于传输分配消息，也可用于发送下行业务；评估器830，用于处理接收到的探测消息，以评估传输该探测消息的一个或多个子载波对于发送该探测消息的终端的信道特征，并获得一个评估结果；分配器840，用于根据该评估结果，为该终端分配上行和/或下行子载波组并生成一个或多个分配消息，并通过传输机820，传输给该终端。

可选地，分配器可以进一步参考每个终端的上行/下行业务量，所有终端的业务等级，上行/下行业务量等因素，为该终端分配相应的上行/下行子载波组。

可选地，分配器840，可以根据针对各个终端的分配结果，产生一个全局分配消息，并通过传输机820，传输给所有终端。

在不同的系统中，该网络设备可以是用于执行无线接入评估和/或无线资源分配的设备，如基站BS，移动交换中心MSC(Mobile SwitchCenter)，NodeB，RNC(Radio Network Center)，AP(Access Point)，AC(Access Controller)，AS(Access Server)，或相应的组合。

图9图示了一个采用本发明的一个实施例实施的子载波分配的方法，可以用来进一步理解该实施例的优势。在图9中，纵轴代表子载波，横轴代表时间。为便于描述，只强调了每帧的第二时段的下行业务传输时段，其它的部分都被简化了。

在这个实施例中，假设终端B的下行业务量稳定，并且只对SC4～5感兴趣。终端A和C对所有的子载波都有兴趣，并在所有的子载波上传输探测消息。

在第一个帧FR1中，终端A，B和C分别获得了SC1～3，SC4～5，和SC6～8。在第二个帧FR2中，终端A的下行业务量降低到2个报文，所以SC3就被释放出来。SC3可以处于空闲状态，也可以分配给终端C。在第五帧FR5中，对于终端A，在SC2上发生了一个干扰，导致该子载波对于终端A成为一个频率选择性衰落信道。但是，由于空间特征的不同，SC2对于终端C仍然是一个适于传输的信道。此时，SC3适于终端A和C进行传输。通过分析第五帧的第一时段中的上行传输时段中收到的终端A和C发送的探测消息，网络设备将SC2分配给终端C，将SC3分配给终端A。此时，系统容量并没有因为突发的干扰而降低。类似地，在第八帧中，相对于终端A，SC3也变成了频率选择性衰落信道，而此时终端A的业务量也增加到3个报文。通过第八帧的前两个部分中对子载波进行的评估，网络设备将SC2～3分配给终端C，SC1和SC7～8分配给终端A。可以看到，采用本发明的方法，每个终端的要求和系统的容量都得到了优化。采用本发明提出的帧结构，方法和装置，网络设备比较容易获得每个终端的所有子载波的全局评估结果。该全局评估结果，可以及时和准确地反映对于各个子载波相对于各个终端的信道特征。网络设备可以利用这个全局评估结果，优化多载波系统的子载波分配，提高终端的数据传输速率和提高系统的性能。

本领域技术人员应当理解，本发明提出的子载波分配和业务传输的帧结构，方法和装置，不仅适用于无线通信网络，也同样适用于采用时分复用多载波方式的有线网络，如光纤同轴混合网HFC(Hybrid FiberCoax)等。

本领域技术人员应当理解，本发明提出的子载波分配和业务传输的方法和装置，特别是适用于时分复用多载波系统的子载波分配和业务传输的，帧结构，方法和装置，在不脱离本发明的基础上做出各种改进。因此，本发明的保护范围应当由所附的权利要求书的内容决定。

Claims (19)

1.一种用于移动终端在时分复用多载波系统中进行子载波分配的方法，包括步骤：

－在第一时段期间：

a）在该第一时段的上行传输时段内，通过第一子载波组传输探测消息给一个网络设备，该第一时段的所述上行传输时段被与多个另外的移动终端共用，以便传输另外的各自的探测消息给所述网络设备，其中，所述探测消息用于所述网络设备对所述第一子载波组的信道评估；以及

b）在第一时段的下行传输时段内，接收从所述网络设备发送来的分配消息，其中所述分配消息包括分配给所述终端的至少上行和下行子载波组之一的信息，以及该分配消息是基于对该第一时段中由网络设备接收的探测消息和另外的探测消息执行的信道评估的结果而生成的；

－在不同于该第一时段的第二时段期间：

在所述上行子载波组上传输上行业务，和/或在所述下行子载波组上接收下行业务。

2.如权利要求1所述的方法，其中，所述终端按照载波不冲突原则，在所述上行传输时段内的一个时隙内，通过所述第一子载波组中的至少一个子载波，传输至少一个探测消息，其中，所述载波不冲突原则是指在一个时隙内多个终端不共用同一个子载波。

3.如权利要求1所述的方法，其中，所述第一子载波组包括至少所述时分复用多载波系统的全部子载波和所述终端期望使用的子载波之一。

4.如权利要求1所述的方法，其中，所述探测消息包括一个预定义的序列。

5.如权利要求1所述的方法，其中，步骤b）进一步包括步骤：

通过至少所述时分复用多载波系统的全部子载波和所述第一子载波组之一，接收所述分配消息。

6.如权利要求1所述的方法，进一步包括步骤：

i）按照一个预定义的频率跳变方式，从所述上行子载波组中选择第二子载波组，以避免频率选择性衰落；

ii）在第二时段的上行业务传输时段内，通过所述第二子载波组传输上行业务。

7.如权利要求6所述的方法，其中，步骤i）进一步包括步骤：

进一步按照所述终端的上行业务量，从所述上行子载波组中选择所述第二子载波组。

8.一种用于网络设备在时分复用多载波系统中进行子载波分配的方法，包括步骤：

－在第一时段期间：

a）在该第一时段的上行传输时段内，接收从移动终端发送的探测消息以及来自多个另外的移动终端的另外的各自的探测消息；

b）评估所述探测消息以及所述另外的探测消息以获得针对所述终端的一个分配消息，其中，所述分配消息包括分配给所述终端的至少下行子载波组和上行子载波组之一的信息；以及

c）在第一时段的下行传输时段内，发送所述分配消息给所述终端；

－在不同于该第一时段的第二时段期间：

在所述下行子载波组上传输下行业务，和/或在所述上行子载波组上接收上行业务。

9.如权利要求8所述的方法，其中步骤b）进一步包括步骤：

i）处理所述探测消息以及所述另外的探测消息，以评估所述终端的第一子载波组的信道特征，并获得针对所述终端的评估结果，其中，所述第一子载波组包括用于所述终端传输所述探测消息的子载波；以及

ii）按照所述评估结果，为所述终端产生一个子载波分配结果，其中，所述子载波分配结果包括分配给所述终端的至少所述上行子载波组和所述下行子载波组之一。

10.如权利要求9所述的方法，其中在步骤ii）中进一步包括步骤：按照所述终端的至少上行业务量和下行业务量之一，产生所述子载波分配结果。

11.如权利要求9所述的方法，其中步骤b）进一步包括步骤：

iii）基于所述子载波分配结果，为所述终端产生所述分配消息。

12.如权利要求9所述的方法，其中步骤b）进一步包括步骤：

iii）基于针对多个终端的多个子载波分配结果，产生一个全局分配消息，其中，所述全局分配消息包括分配给各个所述终端的至少下行子载波组和上行子载波组之一的信息。

13.如权利要求9所述的方法，其中，在步骤c）中进一步包括步骤：通过至少所述时分复用多载波系统的全部子载波、所述第一子载波组和所述下行子载波组之一传输所述分配消息给所述终端。

14.一种用于在时分复用多载波系统中进行子载波分配的终端，包括：

发射机，用于在第一时段的上行传输时段内传输探测消息给网络设备，该第一时段的所述上行传输时段被与多个另外的移动终端共用，以便传输另外的各自的探测消息给该网络设备；

接收机，用于在该第一时段的下行传输时段内接收所述网络设备发送的分配消息，其中，所述分配消息包括所述网络设备基于对所述探测消息以及另外的探测消息进行信道评估后分配给所述终端的至少上行子载波组和下行子载波组之一的信息；

其中所述接收机还用于在不同于该第一时段的第二时段期间在所述下行子载波组上接收从网络设备发送的下行业务和/或所述发射机还用于在该第二时段期间在所述上行子载波组上传输上行业务给该网络设备。

15.如权利要求14所述的终端，进一步包括：

第一选择器，用于从所述时分复用多载波系统的全部子载波中选择所述终端期望使用的第一子载波组，其中，所述发射机通过所述第一子载波组发送所述探测消息。

16.如权利要求14所述的终端，进一步包括：

提取器，用于从所述分配消息中提取至少所述上行子载波组和所述下行子载波组之一的信息。

17.如权利要求16所述的终端，进一步包括：

第二选择器，用于从所述上行子载波组中选择第二子载波组，以避免可能发生的频率选择性衰落。

18.如权利要求17所述的终端，其中，所述接收机通过所述下行子载波组来接收所述网络设备发送的下行业务，所述发射机通过至少所述第二子载波组和所述上行子载波组之一来发送上行业务给所述网络设备。

19.一种用于在时分复用多载波系统中进行子载波分配的网络设备，包括：

接收机，用于在第一时段的上行传输时段内接收一个终端通过一个子载波组发送的探测消息以及接收来自多个另外的移动终端的另外的各自的探测消息，其中，所述子载波组至少包括所述终端期望使用的子载波；

评估器，用于通过处理所述探测消息，对所述子载波组进行信道评估，以获得所述子载波组针对所述终端的信道特征的评估结果，以及还用于针对所述另外的探测消息进行信道评估；

分配器，用于按照所述评估结果，为所述终端分配至少上行子载波组和下行子载波组之一，并产生针对所述终端的分配消息，其中，所述分配消息包括至少所述上行子载波组和下行子载波组之一的信息；以及

发射机，用于在第一时段的下行传输时段内传输所述分配消息给所述终端，

其中该发射机还用于在不同于该第一时段的第二时段期间在所述下行子载波组上传输下行业务和/或所述接收机还用于在该第二时段期间在所述上行子载波组上接收上行业务。

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