CN101835159A

CN101835159A - 一种跳频用户和非跳频用户的频域复用方法和系统

Info

Publication number: CN101835159A
Application number: CN201010136396A
Authority: CN
Inventors: 赵海波; 龚萍
Original assignee: Potevio Institute of Technology Co Ltd
Current assignee: Potevio Institute of Technology Co Ltd
Priority date: 2010-03-29
Filing date: 2010-03-29
Publication date: 2010-09-15

Abstract

本发明公开了一种跳频用户和非跳频用户的频域复用方法，包括如下步骤：在LTE系统的物理上行共享信道的带宽中，划分出至少一个频域作为非跳频区域，划分出至少两个频域作为跳频区域；所述跳频区域与非跳频区域在频域上分离，不同的跳频区域或不同非跳频区域在频域上分离；将非跳频用户配置在所述非跳频区域，将跳频用户配置在所述跳频区域；所述跳频用户的每次跳频都是在不同跳频区域之间跳转。本发明还公开了一种跳频用户和非跳频用户的频域复用装置。

Description

一种跳频用户和非跳频用户的频域复用方法和系统

技术领域

本发明涉及移动通信技术领域，特别涉及一种跳频用户和非跳频用户的频域复用方法和系统。

背景技术

跳频技术(Frequency-Hopping Spread Spectrum；FHSS)是在发送端与接收端时间同步的情况下，以特定形式的一系列不连续窄频载波来传送讯号，对于一个非特定的接受器，FHSS所产生的跳动讯号对它而言，只算是脉冲噪声。

为了解决信道深衰落以及同频组网时的上行干扰的问题，长期演进项目(Long Term Evolution，LTE)规定了上行物理上行共享信道(PUSCH)上的跳频规则：类型1(type 1)和类型2(type 2)。上行在频域上进行跳频，要受到两个方面的限制：一是满足移动通信系统上行的单载波特性，二是在混合自动重传请求(HARQ)的多次传输中，跳频用户与非跳频用户在频域上不能碰撞。

图1表明了单载波特性对跳频的限制。其中，每一个矩形表示一个资源块，横坐标为时域，以传输间隔(TTI)为单位，纵坐标为频域。中间有白点的黑色矩形框和中间有白线的黑色矩形框分别代表的两个跳频用户：用户1和用户2，用户2占用多个资源块(这里用占用两个资源块来示例)。在经过两次频域上的跳跃后，用户2所占用的多个资源块变换到了频域的两端，在频域上破裂(Broken)从而不再连续，这就打破了LTE上行的单载波特性，从而会导致数据传输的失败，上述这种情况在用户跳频过程中是不允许出现的。

图2表明了HARQ重传对跳频的限制。其中，每一个矩形表示一个资源块，横坐标为时域，以传输间隔(TTI)为单位，纵坐标为频域。中间有白点的黑色矩形框代表了一个跳频用户即用户3，而中间有白线的黑色矩形框代表了一个非跳频用户即用户4。用户3在经过两次频域上的跳跃后，其占用的资源块变换到了原来用户4在频域上的位置，而用户4由于HARQ的多次重传，依然在原来的频域上进行数据传输，这样，两个独立的数据传输就在同一频域上进行，互相干扰会导致两都的数据传输都失败，因此，上述这种情况在用户跳频过程中是不允许出现的。

跳频规则类型2根据系统配置的子带个数确定跳频方式：子带个数为1时，为镜像跳跃方式，子带个数大于1，为伪随机化的跳跃方式。图3为跳频规则类型2的镜像跳跃方式原理示意图，示出了频带宽度为42个RB的一种type2的跳频图例。该示例中只有1个跳频子带，没有子带间跳频，而只有系统频带上的镜像式跳频。图中不同形式的斜线或横线的矩形代表了不同的跳频用户，频域上相邻的同类型矩形，代表了跳频前后的用户在频域上的位置，两个位置距离频带正中的位置相同，因此，它们的跳频是镜像方式的。

图4为跳频规则类型2的伪随机化跳跃方式原理示意图。示出了频带宽度为20个RB的一种type2的跳频图例。这种跳频方式将频带分为四个子带，其中，框中画竖线的矩形代表了跳频用户3在频域上的跳跃，它只进行了子带间的频域跳跃，而框中画横线的矩形代表了跳频用户4在频域上的跳跃，它不仅进行了子带间的频域跳跃，且进行了一个子带内的镜像跳跃。

镜像跳频的频率分集增益最大，但对资源分配的限制很苛刻；伪随机化跳频有利于解决LTE同频组网的干扰，但在跳域上无法复用跳频用户与非跳频用户。

为了提供在频域上复用跳频频用户与非跳频用户的可能，LTE系统给出调度算法决定的跳频规则类型1。跳频规则类型1的指示机制为：初始频域位置由授权给出，跳跃后的频域位置根据授权中给出的跳频间隔计算得出，因此，跳频规则类型1实际就是用户按照调度授权进行频域移位的跳频。跳频规则类型1的跳频间隔可以是系统频带宽度的1/4或者1/2，这个选择决定于两个因素，一是调度的资源分配，二是系统频带宽度，在资源块(RB)总数小于50时，跳频间隔只能是系统频带宽度的1/2，即跳跃后的频域位置为：

在RB总数大于50时，跳跃后的频域可能位置为：

或

在上述几个公式中，

为初始传输的频域位置。

可以看出，现有技术中的跳频规则类型1给调度提供很大的灵活性，对于跳频用户的频域位置和跳频间隔，调度都可以通过授权控制。然而，所述跳频规则类型1存在如下问题：

首先，跳频用户在频域上的跳跃有可能与非跳频用户的重传发生碰撞，导致相互碰撞的跳频用户和非跳频用户的数据传输占用同一个频域资源，两者相互干扰，都不能实现正常传输的严重的后果；

其次，跳频用户实际上获取的频率分集增益由跳频用户的资源分配策略决定，但现有的资源分配策略不能保证资源分集增益的最大化。

发明内容

有鉴于此，本发明提出了一种跳频用户和非跳频用户的频域复用方法和装置，可以避免跳频用户和非跳频用户占用的频域资源发生碰撞。

本发明实施例提出了一种跳频用户和非跳频用户的频域复用方法，包括如下步骤：

在LTE系统的物理上行共享信道的带宽中，划分出至少一个频域作为非跳频区域，划分出至少两个频域作为跳频区域；所述跳频区域与非跳频区域在频域上分离，不同的跳频区域或不同非跳频区域在频域上分离；

将非跳频用户配置在所述非跳频区域，将跳频用户配置在所述跳频区域；

所述跳频用户的每次跳频都是在不同跳频区域之间跳转。

所述每一个跳频区域的带宽均相等。

所述每一个跳频用户在跳频前后占用的资源块的数目保持恒定。

所述将跳频用户配置在所述跳频区域包括：在不同跳频区域中初始配置的跳频用户占用的资源块总数之差的绝对值要尽可能地小。

所述划分出至少一个频域作为非跳频区域，划分出至少两个频域作为跳频区域为：将LTE系统的物理上行共享信道的带宽在频域上分为三份，将中间部分的频域作为非跳频区域，将两端的频域作为跳频区域。

所述跳频用户的跳频间隔等于所述物理上行共享信道的带宽的四分之一。

所述划分出至少一个频域作为非跳频区域，划分出至少两个频域作为跳频区域为：

将物理上行共享信道的带宽频域均分为第一部分和第二部分，每一部分频域都按相同的比例分为跳频区域与非跳频区域。

所述跳频用户的跳频间隔等于所述物理上行共享信道的带宽的二分之一。

本发明实施例还提出一种跳频用户和非跳频用户的频域复用装置，包括：

划分模块，用于在LTE系统的物理上行共享信道的带宽中，划分出至少一个频域作为非跳频区域，划分出至少两个频域作为跳频区域；所述跳频区域与非跳频区域在频域上分离，不同的跳频区域或不同非跳频区域在频域上分离；

配置模块，用于将非跳频用户配置在所述非跳频区域，将跳频用户配置在所述跳频区域；将所述跳频用户的跳频规则配置为在不同跳频区域之间跳转。

所述划分模块划分出的每一个跳频区域的带宽均相等。

较佳地，所述每一个跳频用户在跳频前后占用的资源块的数目保持恒定。

较佳地，所述配置模块进一步包括：

负载平衡单元，用于按照负载平衡的原则配置跳频用户，使在不同跳频区域中初始配置的跳频用户占用的资源块总数之差的绝对值要尽可能地小。

在一个实施例中，所述划分模块将LTE系统的物理上行共享信道的带宽在频域上分为三份，将中间部分的频域作为非跳频区域，将两端的频域作为跳频区域。其中，所述配置模块将跳频用户的跳频间隔配置为等于所述物理上行共享信道的带宽的四分之一。

在另一个实施例中，所述划分模块将物理上行共享信道的带宽频域均分为第一部分和第二部分，每一部分频域都按相同的比例分为跳频区域与非跳频区域。其中，所述配置模块将跳频用户的跳频间隔配置为等于所述物理上行共享信道的带宽的二分之一。

从以上技术方案可以看出，跳频区域与非跳频区域在频域上分离，因此跳频用户和非跳频用户不会发生频域碰撞。更进一步地，所述方案与现有协议中的跳频规则完全兼容，且资源分配算法的实现复杂度低。另外，由于不同跳频区域在频域上间隔相对较远，因此，跳频用户获取的频率分集增益高；所分配的用于频率选择性调度用户的资源块在频域上是连续的，有利于手机对信道质量进行测量，从而有利于基站获取频率选择性用户的信道质量信息。

附图说明

图1为用于说明单载波特性对跳频的限制的原理示意图；

图2为用于说明HARQ重传对跳频的限制的原理示意图；

图3为现有技术中的跳频规则类型2的镜像跳跃方式原理示意图；

图4为现有技术中的跳频规则类型2的伪随机化跳跃方式原理示意图；

图5为本发明第一实施例实现的跳频用户与非跳频用户的频域复用的原理示意图；

图6为本发明第二实施例实现的跳频用户与非跳频用户的频域复用的原理示意图。

具体实施方式

本发明提出的一种跳频用户和非跳频用户的频域复用方法包括：

所述跳频用户的每次跳频都是在不同跳频区域之间跳转。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，依据系统频带宽度的不同，以下通过两个实施例对本发明方案进行详细阐述。

本发明第一实施例针对系统频带宽度较大的情况，第二实施例针对系统频带宽度较小的情况。本发明方案中，可以首先判断系统频带的资源块数目是否大于预先设定的阈值，若是，则进行第一实施例的方案，否则进行第二实施例的方案。较佳地，所述阈值可设置为50。

本发明第一实施例方案可以概括为：

A1、在LTE系统的物理上行共享信道的带宽中，将中间部分的频域分配给频率选择性调度用户(即非跳频用户)，将两端的频域分配给跳频用户。

为便于区分，将分配给跳频用户的频域称为跳频区域，将分配给非跳频用户的频域称为非跳频区域。

B1、跳频用户占用的频段在两端的跳频区域之间均匀分配，跳频间隔设置为系统频带宽度的1/4，也就是所述物理上行共享信道的带宽的四分之一；且跳频用户占用的RB数目始终是恒定的。

C1、每次跳频，跳频用户都是从一个跳频区域跳转到另一个跳频区域。也就是说，跳频用户在两个跳频区域之间来回跳转，而不在同一个跳频区域内部进行跳转。换句话说，当前配置在频域顶端的跳频用户，向频域的底端跳转；当前配置在频域底端的跳频用户，向频域的顶端跳转。这样做的目的是可以充分利用频域资源。

两个跳域区域中的任一个，其所对应的RB数量最多为系统RB总数的四分之一，即最多为

按照上述策略实现的跳频用户与非跳频用户的频域复用的说明见图5，该方法与用户所在的小区是采用帧间跳频方式还是帧内与帧间都跳频的方式无关。

在图5中，系统RB总数大于50，其中的48个RB用于PUSCH传输，共有6个跳频用户，被依次分配频域的两端上进行第一次传输，在第二次传输时，频域位置发生跳跃，在底端的3个用户，以公式

(即-12个RB)进行频域跳跃，依次转移到频域的顶端进行数据传输，而原先在频域顶端的3个用户，以公式

(即12个RB)进行频域跳跃，依次转移到频域的底端进行数据传输.在上述过程中，每一个跳频用户所占用的RB数量不发生变化，频域的中间部分用于非跳频用户的数据传输，而在频域两端的跳频区域，用于跳频的RB数量最多为

否则，就会出现跳频用户与非跳频用户在频域上的碰撞，而它的具体数量可以根据小区资源的用途规划加以调整。

本发明第二实施例方案可以概括为：

A2、将物理上行共享信道的带宽频域均分为两部分，这两部分可以分别称为第一部分和第二部分，每一部分频域都按相同的比例分为跳频区域与非跳频区域两个部分；

B2、跳频用户在两个跳频区域之间均匀分配。每次跳频，跳频用户都是从一个跳频区域跳转到另一个跳频区域。也就是说，跳频用户在两个跳频区域之间来回跳转，而不在同一个跳频区域内部进行跳转。

按照上述策略实现的跳频用户与非跳频用户的频域复用的说明见图6，它与用户所在的小区采用帧间跳频方式还是帧内与帧间都跳频的方式无关。

在图6中，系统RB总数为48个，这里不考虑频域两端PUCCH占用的RB，即48个RB都用于PUSCH传输，共有6个跳频用户，被依次分配到两个半频域的前半部分进行第一次传输，在第二次传输时，6个跳频用户都以公式

(即24个RB)进行频域跳跃，依次转移到另外一个半频域的前半部分进行数据传输。在上述过程中，每一个跳频用户所占用的RB数量不发生变化，两个半频域的下边部分的RB，用于非跳频用户数据传输，它的具体数量可以根据小区资源的用途规划加以调整。

对于上述两种复用策略，有一个共同的要求，即对于接入系统的跳频用户，要尽可能地在系统频带上的两个跳频区域内均匀分配，在不同跳频区域中初始配置的跳频用户占用的资源块总数之差的绝对值要尽可能地小，理想情况下，每一个跳频区域上配置的跳频用户占用的资源块总数均相等。以达到频域负载均衡的目的。

本发明第三实施例提出一种跳频用户和非跳频用户的频域复用装置，包括：

较佳地，所述划分模块划分出的每一个跳频区域的带宽均相等。

较佳地，所述配置模块进一步包括：

所述划分模块在满足上述划分规则的基础上可以有多种划分方式。例如，所述划分模块可以将LTE系统的物理上行共享信道的带宽在频域上分为三份，将中间部分的频域作为非跳频区域，将两端的频域作为跳频区域。其中，所述配置模块将跳频用户的跳频间隔配置为等于所述物理上行共享信道的带宽的四分之一。

所述划分模块还可以将物理上行共享信道的带宽频域均分为第一部分和第二部分，每一部分频域都按相同的比例分为跳频区域与非跳频区域。所述配置模块将跳频用户的跳频间隔配置为等于所述物理上行共享信道的带宽的二分之一。

本发明技术方案具有如下有益效果：

1、与现有协议中的跳频规则完全兼容；

2、资源分配算法的实现复杂度低；

3、不同跳频区域在频域上间隔相对较远，因此，跳频用户获取的频率分集增益高；

4、所分配的用于频率选择性调度用户的资源块在频域上是连续的，有利于手机对信道质量进行测量，从而有利于基站获取频率选择性用户的信道质量信息。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种跳频用户和非跳频用户的频域复用方法，其特征在于，包括如下步骤：

所述跳频用户的每次跳频都是在不同跳频区域之间跳转。

2.根据权利要求1所述的跳频用户和非跳频用户的频域复用方法，其特征在于，所述每一个跳频区域的带宽均相等。

3.根据权利要求2所述的跳频用户和非跳频用户的频域复用方法，其特征在于，所述每一个跳频用户在跳频前后占用的资源块的数目保持恒定。

4.根据权利要求1所述的跳频用户和非跳频用户的频域复用方法，其特征在于，所述将跳频用户配置在所述跳频区域包括：在不同跳频区域中初始配置的跳频用户占用的资源块总数之差的绝对值要尽可能地小。

5.根据权利要求1至4任一项所述的跳频用户和非跳频用户的频域复用方法，其特征在于，所述划分出至少一个频域作为非跳频区域，划分出至少两个频域作为跳频区域为：将LTE系统的物理上行共享信道的带宽在频域上分为三份，将中间部分的频域作为非跳频区域，将两端的频域作为跳频区域。

6.根据权利要求5所述的跳频用户和非跳频用户的频域复用方法，其特征在于，所述跳频用户的跳频间隔等于所述物理上行共享信道的带宽的四分之一。

7.根据权利要求1至4任一项所述的跳频用户和非跳频用户的频域复用方法，其特征在于，所述划分出至少一个频域作为非跳频区域，划分出至少两个频域作为跳频区域为：

8.根据权利要求7所述的跳频用户和非跳频用户的频域复用方法，其特征在于，所述跳频用户的跳频间隔等于所述物理上行共享信道的带宽的二分之一。

9.一种跳频用户和非跳频用户的频域复用装置，其特征在于，包括

10.根据权利要求9所述的跳频用户和非跳频用户的频域复用装置，其特征在于，所述划分模块划分出的每一个跳频区域的带宽均相等。

11.根据权利要求10所述的跳频用户和非跳频用户的频域复用装置，其特征在于，所述每一个跳频用户在跳频前后占用的资源块的数目保持恒定。

12.根据权利要求9所述的跳频用户和非跳频用户的频域复用装置，其特征在于，所述配置模块进一步包括：

13.根据权利要求9至12任一项所述的跳频用户和非跳频用户的频域复用装置，其特征在于，所述划分模块将LTE系统的物理上行共享信道的带宽在频域上分为三份，将中间部分的频域作为非跳频区域，将两端的频域作为跳频区域。

14.根据权利要求13所述的跳频用户和非跳频用户的频域复用装置，其特征在于，所述配置模块将跳频用户的跳频间隔配置为等于所述物理上行共享信道的带宽的四分之一。

15.根据权利要求9至12任一项所述的跳频用户和非跳频用户的频域复用装置，其特征在于，所述划分模块将物理上行共享信道的带宽频域均分为第一部分和第二部分，每一部分频域都按相同的比例分为跳频区域与非跳频区域。

16.根据权利要求15所述的跳频用户和非跳频用户的频域复用装置，其特征在于，所述配置模块将跳频用户的跳频间隔配置为等于所述物理上行共享信道的带宽的二分之一。