CN101578788A - 用于在无线系统中分配资源的方法和装置 - Google Patents

Abstract

一种在无线通信系统中以信令传送无线资源分配的方法和装置包括将时间－频率资源划分为多个区域；在至少一个区域内定义信道树，其中信道树的基节点是使用区域的面积和基节点的面积确定的；确定用于移动台的信道标识符分配，其中信道标识符对应于信道树中的基节点的集合；将所确定的信道标识符的指示发送到移动台；以及使用与该信道标识符相对应的物理时间－频率资源来向移动台发送分组或从移动台接收分组。

Description

用于在无线系统中分配资源的方法和装置

本申请要求享有2007年6月15日递交的名称为“Method and ApparatusFor Assigning Resources In A Wireless System”的美国临时专利申请No.60/944,469以及2008年6月9日递交的名称为“METHOD ANDAPPARATUS FOR ASSIGNING RESOURCES IN A WIRELESS SYSTEM”的美国专利申请No.12/135,599的优先权，通过引用将这些申请并入本文。相关申请的交叉参考

本申请涉及以下临时美国专利申请，通过引用将其中每个申请并入本文：2007年6月15日递交的美国临时专利申请No.60/944,462；2007年6月15日递交的美国临时专利申请No.60/944,466；以及2007年6月15日递交的美国临时专利申请No.60/944,477。此外，本申请涉及以下非临时专利申请，通过引用将其中每个申请并入本文：2008年6月5日递交的美国专利申请No.12/134,025(代理案号HW07FW049)；2008年6月9日递交的美国专利申请No.12/135,930(代理案号HW07FW050)；以及2008年6月9日递交的美国专利申请No.12/135,916(代理案号HW07FW052)。

技术领域

本发明一般涉及用于在无线通信系统中进行传输的无线资源分配。具体地，本发明涉及在例如正交频分复用(OFDM)和正交频分多址(OFDMA)通信系统中以信令形式发送用于传输的无线资源分配的新颖方法和得到的系统。

背景技术

在OFDMA通信系统中，在多个移动台之间共享系统的时间-频率资源。基站使用分配消息来向移动台分配资源，其中将该分配消息作为控制信道的一部分进行发送。为了使控制信道开销最小化，基站采用信道树是公知的，其中信道树由节点组成，其中每个信道树节点对应于系统的时间-频率资源的特定部分。

在一些OFDMA通信系统中，将时间-频率资源划分为多个区域(也称为区)以助于不同类型的传输。例如，对于时分双工(TDD)系统，将时域划分为下行链路(DL)区域和上行链路(UL)区域。在一些系统中，将DL区域和UL区域进一步划分为其它区域。例如，可以将DL划分为如通过IEEE 802.16标准所描述的部分使用子载波(PUSC)区域和完全使用子载波(FUSC)区域。相比分配到DL FUSC区域的移动台而言，分配到DLPUSC区域的移动台经受更少的干扰。因此，DL PUSC区域通常对于在小区边缘附近的移动台而言是有利的。DL FUSC区域利用每个扇区中的全部带宽，从而使频谱效率最大化。DL FUSC区域对于如下移动台是有利的，这些移动台能够容忍比在DL PUSC区域中观察到的更多的干扰，因此DLFUSC区域对于在基站附近的移动台而言是有利的。

在每个区域内定义子信道，其中每个子信道是全部频率资源的子集。对于不同的区域，子信道定义可以是不同的。此外，每个区域中的最小时间-频率分配可以是不同的。

当仅有一个区域时定义信道树是公知的。然而，如何为允许具有动态边界的多个区域的系统建立信道树不是公知的。因此，对于有多个动态区域的情况，存在一种对于建立信道树的需求，以用于高效地分配时间-频率资源。

发明内容

在一方面，本发明提供了一种在无线通信系统中分配无线资源的方法。该方法包括将至少一个区域边界发送到移动台，该至少一个区域边界指示将时间-频率资源划分为至少两个区域。该方法还包括：确定用于移动台的信道标识符分配，该信道标识符对应于信道树中的基节点的集合，该信道树具有基节点，该基节点是基于该至少两个区域中的第一区域的面积和标称基节点(nominal base node)的面积来确定的；以及将所确定的信道标识符的指示发送到移动台。

在另一方面，本发明提供了一种在无线通信系统中接收无线资源分配的方法。该方法包括从基站接收至少一个区域边界，该至少一个区域边界指示将时间-频率资源划分为至少两个区域。该方法还包括从基站接收信道标识符的指示，该信道标识符对应于信道树中的基节点的集合，该信道树具有基节点，该基节点是基于该至少两个区域中的第一区域的面积和标称基节点的面积来确定的。

在另一方面，本发明提供了一种为可用时间-频率资源的预定区域动态分配时间-频率资源的方法。该方法的步骤包括(a)确定预定区域的面积，该面积是预定区域中OFDM符号数目和预定区域中OFDM子信道数目的乘积，(b)确定预定面积的标称基节点的数目，其将填充预定区域的面积，(c)确定虚构基节点的数目，该虚构基节点数目是在步骤(b)中确定的标称基节点的数目和预选整数的下一个最高次幂之间的差，(d)当预定区域的面积除以标称基节点的面积不是整数时，确定非标称基节点的面积，以及(e)将预定区域的时间-频率资源逻辑分配到在步骤(c)中确定的标称基节点、在步骤(c)中确定的虚构基节点和在步骤(d)中确定的非标称基节点。

在另一方面，本发明提供了一种包括处理器和计算机可读介质的基站，其中该计算机可读介质存储用于由该处理器执行的程序。该程序包括用于以下操作的指令：将至少一个区域边界发送到移动台，该至少一个区域边界指示将时间-频率资源划分为至少两个区域；以及确定用于移动台的信道标识符分配，该信道标识符对应于信道树中的基节点的集合，该信道树具有基节点，该基节点是基于该至少两个区域中的第一区域的面积和标称基节点的面积来确定的。该程序还包括用于将所确定的信道标识符的指示发送到移动台的指令。

附图说明

图1示出了无线通信网络。

图2示出了无线通信网络中的基站和若干移动台。

图3示出了示例性OFDMA时间-频率无线资源集。

图4-5示出了示例性信道树。

图6示出了针对图3的OFDMA时间-频率无线资源集的基节点分配。

图7示出了将时域划分为下行链路区域和上行链路区域。

图8示出了用于在图7中定义的区域的示例性基节点编号方案。

图9针对PUSC基于图7中定义的区域示出了对图3的OFDMA时间-频率无线资源集的基节点分配。

图10示出了用于图7中定义的区域的另一示例性基节点编号方案。

图11针对PUSC基于图7中定义的区域示出了对图3的OFDMA时间-频率无线资源集的基节点分配。

图12示出了将时域划分为下行链路PUSC、下行链路FUSC以及上行链路PUSC。

图13示出了用于图10中定义的区域的一个基节点编号方案。

图14基于图13中定义的区域示出了对图3的OFDMA时间-频率无线资源集的基节点分配。

图14A示出了虚构基节点的附加实例。

图14B示出了虚构基节点的附加实例。

图14C示出了合并的子信道基节点的概念。

图15基于不同区域集示出了对图3的OFDMA时间-频率无线资源集的基节点分配。

图16示出了当亲代节点跨越多个区域时如何根据该亲代节点导出基节点。

图17是示例性分配消息。

图18是示例性资源分配。

图19是示例性信道树，其中三个基节点组成一个亲代节点。

图20示出了将频域划分为两个区域。

图21是示例性基站操作的流程图。

图22是示例性移动台操作的流程图。

具体实施方式

本公开可以通过以下给出的实施例来进行描述。然而应当理解，以下实施例不是对本公开的必要限定，而是用于描述本发明的典型实现。

本发明提供了用于在无线系统中分配资源的独特方法和装置。然而应当理解，以下公开提供了用于实施本发明不同特征的许多不同实施例或实例。下面描述了部件、信号、消息、协议和设置的具体实例以简化本公开。当然，这些仅仅是实例而非旨在限定在权利要求中描述的本发明。给出了公知元件而没有给出具体描述以避免在不必要的细节方面混淆本发明。对于大部分内容，省略了用于得到对本发明的全面理解不必要的细节，因为这些细节在相关领域的普通技术人员的技能范围之内。省略了与这里描述的控制电路相关的细节，因为这种控制电路在相关领域的普通技术人员的技能范围之内。

图1是包括多个基站(BS)110的无线通信网络，其中基站110分别向多个移动台(MS)120提供语音和/或数据无线通信服务。BS有时也由其它名称命名，比如接入网(AN)、接入点(AP)、节点B等。每个BS具有相应的覆盖区域130。参照图1，每个基站包括用于向移动台分配无线资源的调度器140。示例性无线通信系统包括但不局限于演进的通用陆地无线接入(E-UTRA)网络、超移动宽带(UMB)网络、IEEE 802.16网络以及其它基于OFDMA的网络。在一些实施例中，该网络基于除OFDMA之外的多址方案。例如，该网络可以是频分多址(FDMA)网络，其中将时间-频率资源划分为某个时间间隔上的频率间隔；时分多址(TDMA)网络，其中将时间-频率资源划分为某个频率间隔上的时间间隔；以及码分多址(CDMA)网络，其中将资源划分为某个时间-频率间隔上的正交或伪正交码。

图2示出了图1的无线通信网络中的一个基站和若干移动台。如在本领域所公知的，通常基站260的覆盖区域或小区可以划分为三个子覆盖区域或扇区，其中一个示为270。六个示例性移动台200、210、220、230、240、250在所示覆盖区域中。基站通常为每个移动台分配一个或多个连接标识符(CID)(或另一类似标识符)，以助于时间-频率资源分配。可以在控制信道上将该CID分配从基站发送到移动台，该CID分配可以永久地存储在移动台处，或者可以基于移动台或基站参数导出该CID分配。

图3示意性示出了示例性OFDMA时间-频率无线资源集。在OFDMA系统中，将时间-频率资源划分为OFDM符号和OFDM子载波以用于由基站调度器分配给各自的移动台。在示例性OFDMA系统中，OFDM子载波相隔约10kHz，并且每个OFDM符号的持续时间约为100μs。图3示出了如通过IEEE 802.16e标准所定义的OFDMA系统的一个5ms帧。参照图3，在该示例性实施例中，将时域(x轴)中的资源划分为48个OFDM符号320。在频域(y轴)中，将资源划分为多个子信道(未示出)，其中子信道的大小取决于如在后面更具体讨论的子载波排列方案。

图4-5示出了示例性信道树，其用于在逻辑上示出时间-频率资源的划分。参照图4，标记为节点0的主亲代节点表示完整的时间-频率资源集。在该信道树中，将每个节点再划分为两个节点。因此，主亲代节点，节点0，被再划分为亲代节点1和2。亲代节点1和2分别表示完整的时间-频率资源集的百分之五十。最低级节点(节点127、128、129、…、254)称为基节点。基节点表示可以使用该信道树分配给移动台的最小的时间-频率资源。显而易见的是，由基节点表示的时间-频率资源数量取决于逻辑划分全部可用时间-频率资源池所采用的方式；这通常由相关电信协议或标准来定义。在图5中放大并描绘了由420包围的在亲代节点15之下的节点分配。参照图5，将亲代节点15划分为亲代节点31和32。将亲代节点31划分为亲代节点63和64，并且将亲代节点32划分为亲代节点65和66。将亲代节点63划分为基节点127和128，将亲代节点64划分为基节点129和130，将亲代节点65划分为基节点131和132，并且将亲代节点66划分为基节点133和134。

每个信道树节点对应于时间-频率资源的物理部分。例如，考虑包含索引为0到383的384个有用子载波的OFDMA系统。在一个示例性信道树配置中，节点0对应于子载波0到383，节点1对应于子载波0到191，并且节点2对应于子载波192到384。在另一示例性信道树配置中，节点0对应于子载波0到383，节点1对应于子载波0、2、4、…、382，并且节点2对应于子载波1、3、5、…、383。逻辑信道树节点到物理时间-频率资源的映射可以随时间而变化并且可以在不同扇区中不同。只要该映射方案在基站和移动台处是已知的，则逻辑信道树节点到物理时间-频率资源的任何映射都是可能的。映射方案可以存储在基站和移动台处，从基站发送到移动台，基于从基站接收的参数来在移动台处确定，及其组合等。

图6示出了针对图3的OFDMA时间-频率无线资源集的示例性基节点分配。参照图6，考虑在频域中有320个数据子载波可用，将这些数据子载波划分为16个子信道，每个子信道包括20个子载波，例如示例性子信道620。应当注意，每个子信道中的20个子载波可以是连续的或者分布在更大的带宽上，很像信道树，图6的每个子信道是频域资源的逻辑表示。此外，考虑如下实施例，在该实施例中每个基节点是1个子信道乘以6个OFDM符号。图6示出了用于这种情况的示例性基节点分配。结合图6的基节点编号方案和图4的信道树，基站可以仅通过向移动台发送信道标识符来进行时间频率分配，其中信道标识符是对信道树的索引。移动台基于对信道树和基节点编号方案的了解来确定其时间-频率分配。例如，如果基站为移动台分配了信道标识符15，则移动台基于信道树确定其分配为基节点127-134，并且基于已知的图6的子信道映射来确定相应的物理时间-频率资源。

图7示出了将时域划分为下行链路区域和上行链路区域。参照图3，应当注意，在每个5ms帧中有48个OFDM符号。对于TDD系统，资源必须由DL和UL共享。如果一半符号专用于DL而一半符号专用于UL，则如图7所示将时域划分为两个区域。应当注意，尽管保护间隔的存在和配置对本领域技术人员而言将是显而易见的，但是为了示例清楚，忽略了DL和UL之间的保护间隔。参照图7，DL区域710优选地包括24个OFDM符号，并且UL区域720优选地包括24个OFDM符号。在一些实施例中，基站在控制信道上将DL/UL分割指示发送到移动台。该指示可以是UL的第一OFDM符号编号、DL/UL比例的指示等。

在每个区域内，子载波排列是由基站规定的。DL PUSC、DL FUSC和UL PUSC是在IEEE 802.16标准中定义的示例性子载波排列方案。在IEEE802.16标准中还定义了其它排列方案；DL PUSC、DL FUSC和UL PUSC仅用于示例本发明。每个区域可以使用任何子载波排列方案。对于DLPUSC，优选地有划分为15个子信道的360个数据子载波，其中每个子信道具有24个子载波。对于DL PUSC，通常，基站为每个子信道分配偶数个OFDM符号。对于DL FUSC，有划分为8个子信道的384个数据子载波，其中每个子信道具有48个子载波。对于UL PUSC，有划分为17个子信道的408个子载波(数据加导频)，其中每个子信道具有24个子载波(16个数据加8个导频)。对于UL PUSC，通常，每个子信道的OFDM符号数目是3的倍数。例如，基站可以将DL区域710与DL PUSC子载波排列相关联，并且将UL区域720与UL PUSC子载波排列相关联。

一旦将系统的时间-频率资源划分为一个以上的区域，由于以下三个原因，图6中简明的基节点编号方案将不再适用：

a.基节点的大小和形状在每个区域中可能是不同的。

b.区域边界随时间变化并且可能不出现在单个基节点内。

c.不期望更高层基节点跨越多个区域。

为了消除这些问题，如这里所描述的，提供了新的基节点编号方案。为了有助于这种编号方案，基站首先为每个区域建立基节点的大小。每个区域的基节点大小可以使用控制信道从基站发送到移动台，或者可以预定并存储在基站和移动台处的表格中。在一些实施例中，基节点大小基于规则和公式随区域大小而变化。作为示例性实例，DL PUSC的基节点大小可以是1个OFDM子信道乘以6个OFDM符号，DL FUSC的基节点大小可以是1个OFDM子信道乘以3个OFDM符号，并且UL PUSC的基节点大小可以是1个OFDM子信道乘以9个OFDM符号。应当注意，该基节点大小是典型大小，并且如将在后面更具体讨论的，一些基节点可以具有略微不同的大小。

如果每个子载波排列仅有一个基节点定义，则移动台基于对该子载波排列的了解来确定基节点的大小，其中基于区域边界在移动台处对其进行划分。如果每个子载波排列有一个以上的基节点定义，则基站使用控制信道将每个子载波排列的基节点大小的指示发送到移动台。

在以上实例中，以数据子载波数目乘以数据符号数目的形式表示的基节点数据大小在区域边界上是恒定的。因此，对于DL PUSC而言，对于基节点数据大小144(6*24)，每个基节点是1个OFDM子信道(具有24个子载波)乘以6个OFDM符号。对于DL FUSC而言，对于基节点数据大小144(3*48)，每个基节点是1个OFDM子信道(具有3个子载波)乘以3个OFDM符号。对于UL PUSC而言，对于基节点数据大小144(9*16)，每个基节点是1个OFDM子信道乘以9个OFDM符号。应当注意，对于DL PUSC，在IEEE 802.16标准中，使用术语时隙来指代1个OFDM子信道乘以2个OFDM符号，对于DL FUSC，使用术语时隙来指代1个OFDM子信道乘以1个OFDM符号，并且对于UL PUSC，使用术语时隙来指代1个OFDM子信道乘以3个OFDM符号。基于对术语时隙的不同定义，将基节点数据大小定义为在每个区域中具有相同数目的时隙。本领域技术人员应当注意，能够容易地将对所示实施例的公开扩展到其它和附加子载波排列和协议。

图8示出了用于本发明的一个实施例的新的编号方案。参照图8，例如，考虑基站已经向相关移动台发送示例性区域边界以及DL区域810将使用DL PUSC子载波排列和UL区域820将使用UL PUSC子载波排列的指示。通常，DL PUSC区域810优选地为15个子信道乘以24个OFDM符号。将该区域的面积定义为频域单元数目乘以时域单元数目。对于示例性DLPUSC区域810，该面积是360。对每个基节点的面积进行类似地定义，并且对于示例性DL PUSC区域810，每个基节点的面积是6(回顾前面的段落，对于面积6，将基节点定义为1个OFDM子信道乘以6个OFDM符号)。通常，UL PUSC区域820优选地为17个子信道乘以24个OFDM符号。将该区域的面积定义为频域单元数目乘以时域单元数目。对于UL PUSC区域820，该面积是408。对每个基节点的面积进行类似地定义，并且对于ULPUSC区域820，每个基节点的面积是9。

在每个区域内，基站和移动台使用公共算法用于基于每个区域的面积和每个基节点的面积确定该区域中基节点的数目。该算法对于不同信道树结构是不同的。例如，如在图4中所示，对于2的幂次信道树而言，信道树基节点的数目可以定义为：

对于DL PUSC区域810，基节点数目是64。对于UL PUSC区域820，基节点数目是64。使用相似的算法来定义映射到物理时间-频率资源的基节点数目。例如，映射到物理时间-频率资源的基节点数目可以定义为：

对于DL PUSC区域810，映射到物理时间-频率资源的基节点数目是60。对于UL PUSC区域820，映射到物理时间-频率资源的基节点数目是45。为了在信道树基节点数目大于映射到物理时间-频率资源的基节点数目时保持信道树结构，使用虚构基节点的概念。虚构基节点的数目定义为：

BaseNodes_IMAG＝BaseNode_CT-BaseNodes_TF

对于DL PUSC区域810，有4个虚构基节点。对于UL PUSC区域820，有19个虚构基节点。只要在基站和移动台处已知，虚构基节点可以位于信道树上的任何位置。例如，虚构基节点可以总是在信道树的末端。可替换地，可以将

放置在信道树的开始处，并且将

放置在信道树的末端处。可替换地，虚构基节点可以分布在区域中。

对于当区域面积除以基节点面积不是整数时这种情况，一个或多个基节点将具有与典型基节点不同的大小。此外，只要在基站和移动台处已知，就可以使用任何算法用于处理这种情况。例如，最后的基节点可以比典型基节点更大，其中典型基节点具有如下定义的面积：

只要在基站和移动台处已知，基节点编号可以遵循任何模式。例如，第一基节点可以定义为BaseNodes_CT-1，并且可以按照如在图8中所示的之字形首先按照时间然后按照频率来对基节点进行编号。在一些实施例中，使用“S”排序830来取代之字形。在一些实施例中，以之字形首先按照频率然后按照时间来对基节点进行编号(未示出)。在一些实施例中，按照对角形对基节点进行编号以保证连续基节点占用不同OFDM符号和不同OFDM子信道。这种编号方案改进了频率分集。可以使用任何基节点编号方案，只要该编号方案在基站和移动台处是已知的。参照图8，在DL PUSC区域810内，以之字形从63到126首先按照时间然后按照频率来对基节点进行编号。同样，在UL PUSC区域820内，以之字形从63到126首先按照时间然后按照频率来对基节点进行编号。

图9基于在图7中定义的区域示出了对图3的OFDMA时间-频率无线资源集的基节点分配。在该示例性实例中，考虑如果区域面积除以基节点面积不是整数，则将虚构基节点放置在信道树的末端并且映射到物理时间-频率资源的最后的基节点大于典型基节点。参照图9，DL PUSC区域具有编号从63到126的基节点。最后的四个基节点123-126不映射到物理时间-频率资源，并因此是虚构基节点930。UL PUSC区域具有编号从63-126的基节点。最后的19个基节点(108-126)不映射到物理时间-频率资源，并因此是虚构基节点940。映射到物理时间-频率资源的最后的基节点935具有面积为12(而非面积为9)，以便解决事实上区域面积除以基节点面积不是整数。

在图8-9中，为每个区域定义唯一的信道树。因为信道树大小与区域大小成比例并且从而能够减少为表示信道树所需的比特数，所以这样是有利的。然而，如果定义了多个区域，则所有区域中的虚构基节点的总数会导致总体低效。因此，在一些实施例中，定义公共信道树，其跨越多个区域。因为通常不允许用于将单个分组传输到单个移动台的跨越多区域的分配，所以期望使具有属于多个区域的基节点的信道树节点数最小化。为了实现该目标，提出了新的基节点编号方案，其中首先在每个区域内连续并且其次在多个区域之间连续对基节点进行编号。图10针对图7中定义的区域示出了这种编号方案。参照图10，在每个区域内，基节点数目仍旧保持为2的幂并且如上所述来确定。信道树中的基节点总数定义如下：

${\mathrm{BaseNode}}_{\mathrm{TOT}}=\underset{i=1}{\overset{\mathrm{NumRegions}}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{BaseNodes}}_{\mathrm{CT},i}$

其中，Numregions是区域总数。将第一信道树基节点定义为BaseNode_TOT-1。

为了使跨越多个区域的信道树节点的数目最小，基节点编号以DL区域1010开始并且以之字形方式首先按照时间然后按照频率连续从127到190。在完成DL区域之后，基节点编号以UL区域1020继续。在UL区域内，基节点编号以之字形方式首先按照时间然后按照频率继续从191到254。使用这种编号方案，只有信道树节点0具有既属于DL区域又属于UL区域的基节点。在该示例性实例中，不允许分配信道树节点0。

随着在每个DL和UL中添加更多区域，可以使用一个信道树，其如上所述跨越DL和UL，或者如在后面更具体说明的，可以使用一个信道树用于DL的多个区域并且使用另一个信道树用于UL的多个区域。

图11针对DL PUSC和UL PUSC基于图7中定义的区域示出了对图3的OFDMA时间-频率无线资源集的基节点分配。在该示例性实例中，考虑如果区域面积除以基节点面积不是整数，则将虚构基节点放置在信道树的末端并且映射到物理时间-频率资源的最后的基节点大于典型基节点。参照图11，DL PUSC区域具有编号从127到190的基节点。最后的四个基节点187-190不映射到物理时间-频率资源，并因此是虚构基节点1130。UL PUSC区域具有编号从191-254的基节点。最后的19个基节点(236-254)不映射到物理时间-频率资源，并因此是虚构基节点1140。映射到物理时间-频率资源的最后的基节点1135具有面积为12，以便解决事实上区域面积除以基节点面积不是整数。

图12示出了将时域划分为下行链路PUSC、下行链路FUSC以及上行链路PUSC区域。参照图12，在DL中定义两个区域，即DL PUSC区域1210和DL FUSC区域1220，其中每个区域具有12个OFDM符号。在UL上中定义了一个区域，即UL PUSC区域1230，其具有24个OFDM符号。基站在控制信道上将区域边界的指示发送到移动台。例如，基站可以在控制信道上向移动台发送区域定义消息，其中该区域定义消息包括指示子载波排列DL FUSC和OFDM符号编号12。应当注意，已知假设DL PUSC直到接收到区域定义消息，其取代DL PUSC。此外，基站可以向移动台发送区域定义消息，其包括指示UL PUSC和OFDM符号编号24。

图13针对当在每个区域中定义唯一信道树时的情况示出了用于在图12中定义的区域的基节点编号方案。参照图13，对于DL PUSC区域1310，该区域的面积是180，并且基节点面积是6。因此，使用上面的示例算法，有32个信道树节点。如图所示，基节点编号以基节点31开始并且以之字形方式首先按照时间然后按照频率连续从基节点31到基节点62。在DLPUSC区域1310中有2个虚构节点。对于DL FUSC区域1320，该区域的面积是96，并且基节点面积是3。因此，使用上面的示例算法，有32个信道树节点。如图所示，基节点编号以基节点31开始并且以之字形方式首先按照时间然后按照频率连续从基节点31到基节点62。在DL FUSC区域1320中没有虚构节点。对于UL PUSC区域1330，该区域的面积是408，并且基节点面积是9。因此，使用上面的示例算法，有64个信道树节点。如图所示，基节点编号以基节点63开始并且以之字形方式首先按照时间然后按照频率连续从基节点63到基节点126。在UL PUSC区域1330中有19个虚构节点。

图14基于在图12中定义的区域示出了对图3的OFDMA时间-频率无线资源集的基节点分配。参照图14，如图所示，在DL PUSC区域1410内从31到62对基节点进行编号，其中基节点61-62表示虚构基节点1440。如图所示，在DL FUSC区域1420内从31到62对基节点进行编号，其中没有虚构基节点。如图所示，在UL PUSC区域1430内从63到126对基节点进行编号，其中基节点108-126表示虚构基节点1442。映射到物理时间-频率的最后的信道树基节点935具有面积为12。

为了进一步说明可以如何利用虚构基节点，提供了图14A。在图14A中，提供了包含9个OFDM符号的DL FUSC区域。在该实例中，使用以上公式，有8个虚构基节点。在该实例中，将虚构基节点1450放置在每第三个基节点之后。回顾图4，信道树节点7对应于基节点31-34，信道树节点8对应于基节点35-38等。通过以这种方式放置虚构节点，基站保证其能够使用单个信道树节点为每个子信道分配该区域的完整时域。通常，在一些实施例中，使用虚构基节点来保证时域中的基节点数目是2的幂(2、4、8、16…)。同样，在一些实施例中，使用虚构基节点来保证频域中的基节点数目是2的幂。

提供了图14B作为虚构基节点的附加实例。参照图14B，示出了包含6个OFDM符号的DL PUSC区域。然而，在该例子中，基节点大小是3个子信道乘以2个OFDM符号。基节点编号以15开始并且对于实际基节点继续到29。在该实例中，使用以上公式，有1个虚构基节点1455。

在一些实施例中，与虚构基节点相似，使用合并的子信道基节点1460(参见图16的1650)来保证时域或者频域中基节点的数目是2的幂。为了说明这个概念，提供了图14C。在图14C中，描绘了UL PUSC区域，其跨越6个OFDM符号。在该实例中，考虑UL PUSC区域的基节点大小是1个OFDM子信道乘以6个OFDM符号。使用以上公式，该区域将具有17个实际基节点和15个虚构基节点。在一些实施例中，不希望有大量的虚构基节点，所以引入了合并子信道基节点的概念。在图14C中，将区域的最后两个子信道合并在一起从而形成单个子信道1460。在这种方式中，在该区域中有16个基节点，其中前15个基节点大小为1个OFDM子信道乘以6个OFDM符号，并且最后的基节点大小为2个OFDM子信道乘以6个OFDM符号。与虚构基节点相似，可以将合并的子信道基节点放置在区域中的任何位置，只要其位置在基站和移动台处是已知的。例如，已知总是将任何UL PUSC区域的最后两个子信道合并在一起。

在一些实施例中，传统移动台将不知道信道树结构。在该场景中，希望基站将这些移动台首先分配在DL和UL中，从而允许知道信道树结构的移动台利用剩余的时间-频率资源。图15针对当在DL区域中定义一个公共信道树并且在UL区域中定义另一个公共信道树时的情况，示出了当定义传统区域时对图3的OFDMA时间-频率无线资源集的基节点分配。参照图15，定义了包含3个OFDM符号的DL传统区域1510，随后是6个OFDM符号的DL PUSC区域1520，随后是15个OFDM符号的DL FUSC区域1530，随后是12个OFDM符号的UL传统区域1540，随后是12个OFDM符号的UL PUSC区域1550。传统移动台不知道由新移动台使用的信道树结构，并且新移动台不必需要知道在传统区域中使用什么子载波排列。在DL区域内，基节点编号以63+8/3*(OFDM符号编号)开始，并且以用于图15中所示的所有区域的编号来在该区域内继续编号。在UL区域内，因为UL以符号编号24开始，所以基节点编号以63+8/3*(OFDM符号编号-24)开始。如前所述，将DL基节点86和UL基节点95-99和122-126标记为虚构基节点1560。因为该区域的面积除以典型基节点的面积不是整数，所以标记为基节点121的最后的基节点面积为15。在图15的实例中，对于ULPUSC区域1550，将一半虚构基节点放置在信道树的开始处，并将一半虚构基节点放置在信道树末端。

图16是当亲代节点跨越多个区域时如何根据该亲代节点导出基节点的示例性实例。当使用同一信道树定义多个区域时，将存在一个或多个信道树节点跨越多个区域。如前所述，一些信道树节点是不允许的。然而，在一些情况中，必须对信道树节点应用专用定义，以便允许全部所需分配集。例如，参照图16，考虑定义了三个区域，即区域A 1610、区域B 1620和区域C 1630。区域A 1610中的完整基节点集可以由信道树节点3来明确地表示，并且区域C 1630中的完整基节点集可以由信道树节点6来明确地表示。然而，没有信道树节点明确地表示区域B 1620中的完整基节点集1650。为了解决这个问题，为信道树节点给出专用定义。例如，可以使用下列信道树节点定义：对于跨越多个区域的信道树节点，该信道树节点对应于一个区域内最大编号的基节点，其中该区域不能由更低的信道树节点来等价地表示。再次参照图16，基于这个定义，信道树节点0 1640对应于区域B1650中的基节点。可以使用更高层节点到基节点的任何映射，只要该映射在基站和移动台处已知。例如，更高层节点可以对应于最左侧区域、最右侧区域中的基节点或者最临近的基节点的集合。

图17提供了示例性分配消息1710的字段。参照图17，分配消息1710优选地包括指示移动台的连接标识符1712的16比特字段，其中连接标识符1712对应于一个或多个移动台。应当注意，在一些实施例中，连接标识符没有包括在分配消息1710中，而是用于对分配消息1710进行加扰。在这种方式中，只有目标移动台能够正确地解码分配消息1710。分配消息1710还包括3比特区域标识符字段1713和8比特信道标识符字段1714，其中区域标识符对应于区域而信道标识符对应于信道树中的一个节点。接下来，分配消息包括用于指示与多输入多输出(MIMO)方案相关的参数的MIMO字段1715。MIMO字段1715用于指示由基站使用的MIMO类型、预编码方案、天线配置等。最后，分配消息1710包括指示分组的调制和编码1716的4比特字段。现在对本领域技术人员而言显而易见的是，有各种方式用于传送在图17中描绘的参数。重要的是将这些参数中的一个或多个传送到移动台。并非在所有实施例中使用所有参数，并且基于其它参数的值可以省略一些参数。

图18是示例性DL资源分配。考虑基站通过向移动台发送必要的区域边界已经与如在图15中进行编号的基节点建立了图15中的区域。然后，基站将移动台分配到信道树中的特定信道标识符。参照图18，考虑基站向移动台发送包含信道标识符22的分配消息。移动台接收该分配消息并确定信道标识符22对应于基节点91、92、93和94(见1882)。基于已知的编号方案、基节点大小和已知的区域边界，基站确定用于基节点91-94的子载波排列是DL FUSC。基于FUSC子信道到物理时间-频率资源的已知映射，移动台随后确定与基节点91-94相对应的物理时间-频率资源。因为分配是在DL上，所以移动台在物理时间-频率资源上接收分组。

在一些实施例中，基站将资源永久地分配给移动台。例如，基站可以为移动台永久地分配如图18中的信道标识符22。移动台继续使用信道标识符22接收分组直到发生已知事件，例如定时器超时。如果基站移动区域边界，则下列规则之一适用于现有永久分配。第一，终止现有永久分配。第二，永久分配的信道标识符不改变。在该情况中，移动台维持相同的信道标识符。注意，即使信道标识符保持相同，物理时间-频率资源也可以变化。第三，如下导出变换的信道标识符：

a.移动台确定与永久分配的信道标识符相对应的基节点集合。

b.移动台对每个基节点索引加上(或减去)一个常量以确定变换的基节点索引。该常量通过将每OFDM符号的基节点数乘以区域所变换的OFDM符号数来确定。例如，如在图6中每三个OFDM符号有8个基节点并且该区域向右变换6个OFDM符号，则移动台将每个基节点索引加上16(8/3*6＝16)以确定变换的基节点索引集。

c.基站确定变换的信道标识符作为与变换的基节点索引集相对应的信道标识符。

图19是示例性信道树，其中三个基节点组成一个亲代节点。在一些实施例中，必须允许比在图9、11、14、15和18中所示更小的资源分配。典型的信道树将资源划分为两个部分，其中信道树的每一级如在图4-5中所示。然而，如果如先前所描述的所需资源大小之一是3个或9个OFDM符号，则不能将资源划分为两个相等的块。因此，在图19中提供了新的信道树结构，其中三个基节点构成下一个亲代节点。参照图19，基节点254、255和256可以由亲代节点127来等效表示。在这个初始3:1节点关系之后，信道树继续其正常2:1节点关系。具体地，节点127和128可以由节点63来等效表示。通过简单地将所描绘的每个节点划分为三个相等的块，这种信道树可以分别适用于图9、11、14、15和18，其中这三个相等的块如在图19中所示进行编号。通常，信道树可以表示为向量，其中向量中的每个元素表示构成信道树当前级的更低级节点的数目。对于图4的信道树，向量{2，2，2，2，2，2，2}表示该信道树。对于图19中的信道树，向量{2，2，2，2，2，2，2，3}表示该信道树。可以使用任何信道树向量，只要该向量在基站和移动台处已知。这种向量表示法也可以扩展到矩阵，使得不同数目的信道树节点可以组合以形成用于在相同级别处的不同信道树节点的更高层节点。

图7-15示出了将时域划分为多个区域。图7-15的相同原理也适用于频域划分，如在图20中所示，其中图20示出了将频域划分为两个区域。参照图20，将24个OFDM符号的时域区域划分为两个频域区域2010和2020。在该实例中，每个频域区域包括256个子载波并且被划分为32个基节点。在图20的实例中，基节点编号首先在第一区域2010内连续，其次在区域之间连续。可以使用时域区域和频域区域的任意组合。如果定义了跨越多个区域的信道树，则基节点编号可以仅在时域区域边界上连续，可以仅在频域区域边界上连续，或者可以在时域和频域区域边界上连续。如果在每个区域中定义了唯一的信道树，则基站编号在每个区域中是独立的。

图21是基站操作的流程图。在步骤2110处，基站将时间-频率资源划分为两个或更多区域，其中每个区域由至少一个区域边界来标识。该区域边界可以是OFDM符号编号、与另一区域的偏移等。在步骤2120处，基站将至少一个区域边界的指示发送到移动台。可以在控制信道上发送该指示。应当注意，一些区域边界可以在移动台处是已知的，或者在移动台处基于从基站接收的参数来导出。在步骤2130处，基站确定对移动台的信道标识符分配，其中该信道标识符对应于信道树中的基节点集合，其中基于该区域的面积和基节点的面积来确定信道树的基节点。该分配通常由基站调度器来确定。在步骤2140处，基站使用控制信道将所确定信道标识符的指示发送到移动台。在步骤2150处，基站在与所分配的信道标识符相对应的物理时间-频率资源上向移动台发送分组或者从移动台接收分组。

图22示出了移动台操作的流程图。在步骤2210处，移动台从基站接收至少一个区域边界的指示。在步骤2220处，移动台接收包含所分配信道标识符的指示的控制信道，其中该信道标识符对应于信道树中的基节点集合，其中基于该区域的面积和基节点的面积来确定这些基节点。基于该信道标识符，移动台确定基节点的集合。基于基节点所位于的区域，移动台确定基节点的大小。然后，移动台确定与信道标识符相对应的物理时间-频率资源。在步骤2230处，移动台在与所分配的信道标识符相对应的物理时间-频率资源上从基站接收分组或者向基站发送分组。

本领域技术人员应当注意，术语基站、移动台等意在表示一般术语而不应理解为局限于特定系统、协议、通信标准等。本领域技术人员还应注意这里描述的各种方法和步骤可以由诸如基站的无线设备来实现，其中该基站包括通用或专用处理器，可以对这些处理器进行适当编程以实现例如当前描述的方法和步骤。优选地，基站包括存储介质，以存储用于处理器的程序指令。

本领域技术人员应当注意，术语基站、移动台等意在表示一般术语而不应理解为局限于特定系统、协议、通信标准等。本领域技术人员还应注意这里描述的各种方法和步骤可以由诸如基站的无线设备来实现，其中该基站包括通用或专用处理器，可以对这些处理器进行适当编程以实现例如当前描述的方法和步骤。优选地，基站包括存储介质，以存储用于处理器的程序指令。

尽管已经描述了本发明的具体实施例，但是本领域技术人员应当理解，还有其它实施例与所描述的实施例等效。因此，应当理解，本发明不由所示的具体实施例限定而仅由所附权利要求的范围来限定。

Claims (21)

1、一种在无线通信系统中分配无线资源的方法，所述方法包括：

将至少一个区域边界发送到移动台，所述至少一个区域边界指示将时间-频率资源划分为至少两个区域；

确定针对所述移动台的信道标识符分配，所述信道标识符对应于信道树中的基节点的集合，所述信道树具有基节点，所述基节点是基于所述至少两个区域中的第一区域的面积和标称基节点的面积确定的；以及

将所确定的信道标识符的指示发送到所述移动台。

2、根据权利要求1所述的方法，还包括使用与所确定的信道标识符相对应的物理时间-频率资源来向所述移动台发送分组。

3、根据权利要求1所述的方法，还包括使用与所确定的信道标识符相对应的物理时间-频率资源来从所述移动台接收分组。

4、根据权利要求1所述的方法，其中所述信道树中的至少一个基节点是虚构基节点，所述虚构基节点不对应于任何物理时间-频率资源。

5、根据权利要求1所述的方法，其中所述基节点中的至少一个对应于与标称基节点所对应的时间-频率资源量不同的时间-频率资源量。

6、根据权利要求1所述的方法，其中将与信道标识符相对应的基节点的集合确定为一个区域内的基节点的最大编号，其中所述一个区域不能由较低的信道树节点来等价地表示。

7、根据权利要求1所述的方法，其中所述无线通信系统是基于正交频分复用(基于OFDMA)的系统。

8、一种在无线通信系统中接收无线资源分配的方法，所述方法包括：

从基站接收至少一个区域边界，所述至少一个区域边界指示将时间-频率资源划分为至少两个区域；

从所述基站接收信道标识符的指示，所述信道标识符对应于信道树中的基节点的集合，所述信道树具有基节点，所述基节点是基于所述至少两个区域中的第一区域的面积和标称基节点的面积确定的。

9、根据权利要求8所述的方法，还包括使用与所指示的信道标识符相对应的物理时间-频率资源来向所述基站发送分组。

10、根据权利要求8所述的方法，还包括使用与所指示的信道标识符相对应的物理时间-频率资源来从所述基站接收分组。

11、根据权利要求8所述的方法，其中所述无线通信系统是基于正交频分复用(基于OFDMA)的系统。

12、一种为可用时间-频率资源的预定区域动态分配时间-频率资源的方法，包括：

(a)确定所述预定区域的面积，所述面积是所述预定区域中的OFDM符号的数目与所述预定区域中的OFDM子信道的数目的乘积；

(b)确定预定面积的标称基节点的数目，所述预定面积将填充所述预定区域的面积；

(c)确定虚构基节点的数目，所述虚构基节点数目是在步骤(b)中确定的所述标称基节点的数目和预选整数的下一个最高次幂之间的差；

(d)当所述预定区域的面积除以标称基节点的面积的结果不是整数时，确定非标称基节点的面积；以及

(e)将所述预定区域的时间-频率资源逻辑分配到在步骤(c)中确定的所述标称基节点、在步骤(c)中确定的所述虚构基节点和在步骤(d)中确定的所述非标称基节点。

13、根据权利要求12所述的方法，其中所述预选整数是2。

14、根据权利要求12所述的方法，其中，当所述预定区域的面积除以标称基节点的所述面积的结果是整数时，所述非标称基节点的面积是零。

15、根据权利要求12所述的方法，其中，对于多个预定区域重复步骤(a)到步骤(e)。

16、一种基站，包括：

处理器；

计算机可读介质，所述计算机可读介质存储由所述处理器执行的程序，所述程序包括用于执行以下操作的指令：

将至少一个区域边界发送到移动台，所述至少一个区域边界指示将时间-频率资源划分为至少两个区域；

确定针对所述移动台的信道标识符分配，所述信道标识符对应于信道树中的基节点的集合，所述信道树具有基节点，所述基节点是基于所述至少两个区域中的第一区域的面积和标称基节点的面积确定的；以及

将所确定的信道标识符的指示发送到所述移动台。

17、根据权利要求16所述的基站，其中所述处理器是多个协同工作的处理器的集合。

18、根据权利要求16所述的基站，所述程序包括用于执行以下操作的指令：

使用与所确定的信道标识符相对应的物理时间-频率资源来向所述移动台发送分组。

19、根据权利要求16所述的基站，所述程序包括用于执行以下操作的指令：

使用与所确定的信道标识符相对应的物理时间-频率资源来向所述移动台发送分组的指令。

20、根据权利要求16所述的基站，所述程序包括用于执行以下操作的指令：

(a)确定所述至少两个区域中的第一区域的面积，所述面积是所述第一区域中的OFDM符号的数目与所述第一区域中的OFDM子信道的数目的乘积；

(b)确定预定面积的标称基节点的数目，所述预定面积将填充所述第一区域的面积；

(c)确定虚构基节点的数目，所述虚构基节点数目是在步骤(b)中确定的所述标称基节点的数目和预选整数的下一个最高次幂之间的差；

(d)当所述第一区域的面积除以标称基节点的面积的结果不是整数时，确定非标称基节点的面积；以及

(e)将所述第一区域的时间-频率资源逻辑分配到在步骤(c)中确定的所述标称基节点、在步骤(c)中确定的所述虚构基节点和在步骤(d)中确定的所述非标称基节点。

21、一种在移动台中用于确定时间-频率资源分配的方法，所述方法包括：

a.接收永久分配，所述永久分配包括第一时间-频率资源分配，所述永久分配与第一区域边界相关；

b.从基站接收第二区域边界的指示，所述第二区域边界取代所述第一区域边界；以及

c.通过根据所述第一区域边界和所述第二区域边界之差变换所述第一时间-频率资源分配来确定第二时间-频率资源分配。

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